JPS6098691A - 積層型圧電式アクチユエ−タの製造方法 - Google Patents
積層型圧電式アクチユエ−タの製造方法Info
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- JPS6098691A JPS6098691A JP58205973A JP20597383A JPS6098691A JP S6098691 A JPS6098691 A JP S6098691A JP 58205973 A JP58205973 A JP 58205973A JP 20597383 A JP20597383 A JP 20597383A JP S6098691 A JPS6098691 A JP S6098691A
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Classifications
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は債層型圧電セラミックを用いlこ圧1a式アク
チュエータの製造方法に関する。
チュエータの製造方法に関する。
技術の背景
近年、半導体素子の集積化技術、光ファイバー寺の超精
密加工技術の進展に伴いその製造工程における微細な位
置決め技術が心安とされてきた。
密加工技術の進展に伴いその製造工程における微細な位
置決め技術が心安とされてきた。
この微細な位置決めに使用逼れるアクチュエータとして
従来より、空気圧を用いたダイヤフラムなどの空気式ア
クチュエータ、油圧を用いた油圧モータなどの油圧式ア
クチュエータ、電気を用いた電気サーボモータなどの電
気式アクチーエータなどが用いられている。この中で多
く用いられているものは電気サーボモータであるが、広
い範囲を高速で動作するためには単位M量当シの出力が
大きくなけ扛ばならずこの点において電気サーボモータ
は難点がある。一方、上述した各梗方式のアクチュエー
タに代えて最近注目されてきたのが形状記憶合金を用い
たアクチュエータあるいは圧電素子を用いたアクチュエ
ータ等のニューアクチュエータである。これらの内、歪
率は形状記憶合金に比べて劣シアクチュエータとしては
変位拡大磯措の工夫が必要であるが、応答性に優れ■L
気気−械変換効率が高いということがら圧電素子音用い
たアクチュエータ即ち圧電式アクチュエータが特に注目
されている。
従来より、空気圧を用いたダイヤフラムなどの空気式ア
クチュエータ、油圧を用いた油圧モータなどの油圧式ア
クチュエータ、電気を用いた電気サーボモータなどの電
気式アクチーエータなどが用いられている。この中で多
く用いられているものは電気サーボモータであるが、広
い範囲を高速で動作するためには単位M量当シの出力が
大きくなけ扛ばならずこの点において電気サーボモータ
は難点がある。一方、上述した各梗方式のアクチュエー
タに代えて最近注目されてきたのが形状記憶合金を用い
たアクチュエータあるいは圧電素子を用いたアクチュエ
ータ等のニューアクチュエータである。これらの内、歪
率は形状記憶合金に比べて劣シアクチュエータとしては
変位拡大磯措の工夫が必要であるが、応答性に優れ■L
気気−械変換効率が高いということがら圧電素子音用い
たアクチュエータ即ち圧電式アクチュエータが特に注目
されている。
従来技術と問題点
圧電式アクチュエータは積層型にも構成されるが積層型
圧電式アクチュエータの製造方法には大別してバルク法
とグリーンシート法とが用いら7’Lる。バルク法は圧
電板を1枚ずつ成形した後焼成し1ト時板と共にこれら
を一層ずつ接’;77剤にて度着し、数十層址で積み重
ねる方法であるが、この方法li、圧La板の加工程j
度の点から小型化がRj 梨1iであシ、ま7こ加工工
程の点から量〃に性が1(」雉であり、さらに加工強度
の点から板厚を?(’i <加工することが難しく従っ
てアクチュエータとして必要な大きな変位が1!7ら〕
Lないという問題がイノっだ。一方、グリーンシート、
去はバルク法と同(;k kこ−hjHずつ、績み」1
fねでいく方法で・しるがこのj局舎には圧電セラミッ
クのグリーンシートに′電極蛍印刷づ−る方法が114
いられている。しかしながしこの(1,1合にも小型化
、16′厘性および特性においてま/ど十分な成果が1
;すらtていない。
圧電式アクチュエータの製造方法には大別してバルク法
とグリーンシート法とが用いら7’Lる。バルク法は圧
電板を1枚ずつ成形した後焼成し1ト時板と共にこれら
を一層ずつ接’;77剤にて度着し、数十層址で積み重
ねる方法であるが、この方法li、圧La板の加工程j
度の点から小型化がRj 梨1iであシ、ま7こ加工工
程の点から量〃に性が1(」雉であり、さらに加工強度
の点から板厚を?(’i <加工することが難しく従っ
てアクチュエータとして必要な大きな変位が1!7ら〕
Lないという問題がイノっだ。一方、グリーンシート、
去はバルク法と同(;k kこ−hjHずつ、績み」1
fねでいく方法で・しるがこのj局舎には圧電セラミッ
クのグリーンシートに′電極蛍印刷づ−る方法が114
いられている。しかしながしこの(1,1合にも小型化
、16′厘性および特性においてま/ど十分な成果が1
;すらtていない。
発明の目的
本発明の目1」′っは、j貞11゛う型圧電式アタチー
エータの圧電セラミック各層をより薄くし多層にする程
従来との四市圧比において犬なる液位か由らI’する点
に着目し、小型化が可能で量産性がありかつアクチーエ
ータとして十分な変位が由ら扛る積層型圧「(主成アク
チュエータの製造方法を提供することにある。
エータの圧電セラミック各層をより薄くし多層にする程
従来との四市圧比において犬なる液位か由らI’する点
に着目し、小型化が可能で量産性がありかつアクチーエ
ータとして十分な変位が由ら扛る積層型圧「(主成アク
チュエータの製造方法を提供することにある。
発明のF’L成
この目的は、本発明によ才tは、圧電セラミックを用い
るb’f層型圧゛屯式アクチュエータの製造方法におい
て、所定の基板上にセラミックペーストおよび+ti極
ペースH交互も!こスクリーン印刷し多層ツーることに
より多層イ゛1?造物を形成し、形成されンζ該多層(
′・”を漬物ケ姑らに複数個4)1層してプレス圧着し
焼成することを特徴と1−る積層型圧電1式アクチーエ
ータの製造方法、全提供することによシ達成さ扛る。
るb’f層型圧゛屯式アクチュエータの製造方法におい
て、所定の基板上にセラミックペーストおよび+ti極
ペースH交互も!こスクリーン印刷し多層ツーることに
より多層イ゛1?造物を形成し、形成されンζ該多層(
′・”を漬物ケ姑らに複数個4)1層してプレス圧着し
焼成することを特徴と1−る積層型圧電1式アクチーエ
ータの製造方法、全提供することによシ達成さ扛る。
実 施 12り
実施例の説明に先立って圧電セラミック各層fr:薄く
し多層にすると太さな変位(歪み)の・jせらnる理由
について簡単に説明する。第1図(a)および(b)は
圧電セラミックが1層の場合と3層の場合の圧電式アク
チュエータの略断面図である。
し多層にすると太さな変位(歪み)の・jせらnる理由
について簡単に説明する。第1図(a)および(b)は
圧電セラミックが1層の場合と3層の場合の圧電式アク
チュエータの略断面図である。
一般に圧電方程式は、d=S/lu(ここで、dは圧T
I定数、Sは変位(歪み)、FAま11L界(1[L圧
)を示す)によシ示されこの式を節ノ11に表わすと5
=dEとなる。第1図中斜線部分を′成極、黒点部分を
圧′屯セジミンクとしその厚与ヲ11、直流印カレ昆圧
r■とするならば、第1図(a)において歪みSlはF
i = V/h と表わセル(D テSl = dXV
/1゜(!: fx り 第1 図(b) テij歪み
83 : d X V/11/3=3S (となる。す
なわち3層にすることによって同市圧で3倍の歪み(液
位)が倚られることがわかる。
I定数、Sは変位(歪み)、FAま11L界(1[L圧
)を示す)によシ示されこの式を節ノ11に表わすと5
=dEとなる。第1図中斜線部分を′成極、黒点部分を
圧′屯セジミンクとしその厚与ヲ11、直流印カレ昆圧
r■とするならば、第1図(a)において歪みSlはF
i = V/h と表わセル(D テSl = dXV
/1゜(!: fx り 第1 図(b) テij歪み
83 : d X V/11/3=3S (となる。す
なわち3層にすることによって同市圧で3倍の歪み(液
位)が倚られることがわかる。
A’z2図、第3図および第4図(n)、 (b)に1
本発明に、【る一実施例としての4工°(層・(す圧市
式アクナーエータの製造方法に用いる冶具<!!′s2
.3図)と組立品(第4図(a)、 (b) )をン」
<す。本実施例ではセラミックペースト5は例えば子均
粒径1μmφのチタン酸ジルコン凸゛党鉛の4分末全ポ
リビニルブチラール系の結合剤および溶剤と共にボール
ミルにて24時間混合して作成する。’rLi li+
4ペースト6.7はパラジウム粉末を前述と同様の条件
にて混合して作成する。これらを第2図および第3図に
示すような形状の孔2,3.4を100〜200個設け
ることによシ小型化と量産化を可能にした治具(スクリ
ーン)を用いてガラス基板前の支持体上VC交互に印刷
し20層程度の多層構造物金得る。この場合各々の層の
厚さは4011mに規制される。次に支持体上VC得ら
れた多層構造物を変形を与えず剥離するノζめに水中に
て剥qbし。
本発明に、【る一実施例としての4工°(層・(す圧市
式アクナーエータの製造方法に用いる冶具<!!′s2
.3図)と組立品(第4図(a)、 (b) )をン」
<す。本実施例ではセラミックペースト5は例えば子均
粒径1μmφのチタン酸ジルコン凸゛党鉛の4分末全ポ
リビニルブチラール系の結合剤および溶剤と共にボール
ミルにて24時間混合して作成する。’rLi li+
4ペースト6.7はパラジウム粉末を前述と同様の条件
にて混合して作成する。これらを第2図および第3図に
示すような形状の孔2,3.4を100〜200個設け
ることによシ小型化と量産化を可能にした治具(スクリ
ーン)を用いてガラス基板前の支持体上VC交互に印刷
し20層程度の多層構造物金得る。この場合各々の層の
厚さは4011mに規制される。次に支持体上VC得ら
れた多層構造物を変形を与えず剥離するノζめに水中に
て剥qbし。
この多層べ?〜構造体10〜20個積層し1 ton/
crlのプレス圧にて圧着し各多層構造体全結合する。
crlのプレス圧にて圧着し各多層構造体全結合する。
尚、支持体の板厚が薄く材質1例えば金箔を用いた場合
には剥離せずに積層しプレス圧着してもよい。
には剥離せずに積層しプレス圧着してもよい。
結合塾れた多層構造物1”11100〜1300℃の酸
化雰囲気中にて1〜2時間焼成するが、この時の昇温条
件は3℃/分が適切であシ、さらに500℃にて約2時
間保持し′fc、後同様の昇温条件にて所定の温度まで
上昇させ焼成する。
化雰囲気中にて1〜2時間焼成するが、この時の昇温条
件は3℃/分が適切であシ、さらに500℃にて約2時
間保持し′fc、後同様の昇温条件にて所定の温度まで
上昇させ焼成する。
得ら才Let焼結積層多層構造体をシリコンオイル中に
て従来方法によシ分極することにより第4Iス(a)、
(b)に示すような績層望圧妊式アクチュエ−タを得る
ことができる。
て従来方法によシ分極することにより第4Iス(a)、
(b)に示すような績層望圧妊式アクチュエ−タを得る
ことができる。
発明の効果
本発明による積層型圧電式アクチュエータは従来の同型
式のアクチュエータと比i1t、し、同じ厚みおよび印
加電圧においてより大きな変位がイ’)られ、附(4の
変位拡大機47;の必要4 Pigかな(、また従来品
と同根j建の変位を得ようとするならば小型化および′
1u力の節減がi」能でありかつり、l哨r性に適して
いる。
式のアクチュエータと比i1t、し、同じ厚みおよび印
加電圧においてより大きな変位がイ’)られ、附(4の
変位拡大機47;の必要4 Pigかな(、また従来品
と同根j建の変位を得ようとするならば小型化および′
1u力の節減がi」能でありかつり、l哨r性に適して
いる。
i!1図(a) 、 (b)は圧電セラミックの歪みを
説明ラーるlこめの圧電式アクチュエータの略断面図。 第2図は1本発明による積層型圧riL式アクチニ。 エータの製造方法に用いるセラミックペースト全印刷す
る印刷用スクリーンの一例ケ/」<”ず半面図。 第3図は6本発明による積層型圧【i4式アクチヱエー
タの製造方法に用いる上極ペースト蛍印刷う−る印刷用
スクリーンの一例を示タ一平面図、および第4図(a)
、(b)は、第2図および第3図にニジ作ら扛た積層型
圧1氏式アクチーエークのlj:lT而面(、Jおよび
構成図(b)である。 (符号の説明) 1・・・余病フレーム。 2.3・・・孔。 4・・・電極成形用の孔。 5・・・圧′屯セラミック厚膜。 6・・・陽極(陰極)電極。 7・・・陰極(陽極)電極。 特許出願人 三菱レイヨン株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 松 下 操 弁理士 山 口 lj8 之 弁理士 西 山 雅 也 第1 例 (a) (b) 千2し1 ;ン53)−ツ) モ;ζ4゛P1 (0) (b) △ □速h〜
説明ラーるlこめの圧電式アクチュエータの略断面図。 第2図は1本発明による積層型圧riL式アクチニ。 エータの製造方法に用いるセラミックペースト全印刷す
る印刷用スクリーンの一例ケ/」<”ず半面図。 第3図は6本発明による積層型圧【i4式アクチヱエー
タの製造方法に用いる上極ペースト蛍印刷う−る印刷用
スクリーンの一例を示タ一平面図、および第4図(a)
、(b)は、第2図および第3図にニジ作ら扛た積層型
圧1氏式アクチーエークのlj:lT而面(、Jおよび
構成図(b)である。 (符号の説明) 1・・・余病フレーム。 2.3・・・孔。 4・・・電極成形用の孔。 5・・・圧′屯セラミック厚膜。 6・・・陽極(陰極)電極。 7・・・陰極(陽極)電極。 特許出願人 三菱レイヨン株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 松 下 操 弁理士 山 口 lj8 之 弁理士 西 山 雅 也 第1 例 (a) (b) 千2し1 ;ン53)−ツ) モ;ζ4゛P1 (0) (b) △ □速h〜
Claims (1)
- 1、 圧電セラミックを用いる積f台型圧′、lt式ア
クチュエータの製造方法において、19「定の基板上に
セラミックペーストおよびtit 14’ペーストを又
互にスクリーン印刷し多層化することによシ多層構造物
を形成し、形成されfc該多層1/I造物をさらに複数
個積層してプレス圧着し焼成することを特徴とする々j
t層型圧゛屯式アクチュエータの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58205973A JPS6098691A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 積層型圧電式アクチユエ−タの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58205973A JPS6098691A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 積層型圧電式アクチユエ−タの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6098691A true JPS6098691A (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=16515777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58205973A Pending JPS6098691A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 積層型圧電式アクチユエ−タの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6098691A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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