JPS61258485A - 圧電変換器 - Google Patents
圧電変換器Info
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- JPS61258485A JPS61258485A JP60100886A JP10088685A JPS61258485A JP S61258485 A JPS61258485 A JP S61258485A JP 60100886 A JP60100886 A JP 60100886A JP 10088685 A JP10088685 A JP 10088685A JP S61258485 A JPS61258485 A JP S61258485A
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- piezoelectric
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- electrodes
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- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
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- H10N30/872—Connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. external electrodes
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
- H10N30/883—Further insulation means against electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings
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- 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】
〈産業上の利用分野〉
この発明は圧電変換器における圧電素子の電極構造に係
わり、特に耐振動性に優れた圧電変換器に関する。
わり、特に耐振動性に優れた圧電変換器に関する。
〈従来の技術〉
従来、圧電素子の電極構造としては、第４図のように圧
電素子ｌを多数積層して、圧電素子１に形成された分極
を、ｅｅ夫々に一括されて取出されていた。
電素子ｌを多数積層して、圧電素子１に形成された分極
を、ｅｅ夫々に一括されて取出されていた。
この電極４，５は帯状の銅薄板からなり、第５図に示す
ように１素子おきの圧電素子ｌの所定の一側に当接して
、連続したＳ字状をなして圧電素子電極と該電極間接続
線とを兼ねて形成されていた。
ように１素子おきの圧電素子ｌの所定の一側に当接して
、連続したＳ字状をなして圧電素子電極と該電極間接続
線とを兼ねて形成されていた。
そして、実際の組立方法としては、第６図のように１素
子を載置゛するごとに電極４及び電極”５を交互に圧電
素子１間に挟んで所定個数の圧電素子１が積層されて、
圧電素子１間を絶縁性を有する接着剤、゛例えばエポキ
シ樹脂系の接着剤で固着□して圧電変換器が構成されて
いた（例えば１９７９年ｌ５ＡＴＡ論文ＰＩＥＺＯＥＬ
ＩＣＴＲＩＣＦＬＯＷ Ｃ０ＮＴＲ０Ｌ ＶＡＬＶＥＳ
ＦＯＲＡＵＴＯＮＯ↑ＩＶＥ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯ
？ＩＳカア６ ） 。
子を載置゛するごとに電極４及び電極”５を交互に圧電
素子１間に挟んで所定個数の圧電素子１が積層されて、
圧電素子１間を絶縁性を有する接着剤、゛例えばエポキ
シ樹脂系の接着剤で固着□して圧電変換器が構成されて
いた（例えば１９７９年ｌ５ＡＴＡ論文ＰＩＥＺＯＥＬ
ＩＣＴＲＩＣＦＬＯＷ Ｃ０ＮＴＲ０Ｌ ＶＡＬＶＥＳ
ＦＯＲＡＵＴＯＮＯ↑ＩＶＥ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯ
？ＩＳカア６ ） 。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかし、こめような従来構成の電極構造による圧電変換
器においては、圧電変換器が自動車等の振動の激しい環
境のもとで使用される場合、振動により電極板が破損さ
れて断線することがあったまた、圧電素子を固定してい
る接着剤は使用温度範囲が狭く、温度が高くなる自動車
のエンジンルーム内等においての使用には不適当であっ
た。
器においては、圧電変換器が自動車等の振動の激しい環
境のもとで使用される場合、振動により電極板が破損さ
れて断線することがあったまた、圧電素子を固定してい
る接着剤は使用温度範囲が狭く、温度が高くなる自動車
のエンジンルーム内等においての使用には不適当であっ
た。
く問題点を解決するための手段〉
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であって。
であって。
相対する二つの面および相対する周側面部に薄膜形成さ
れた一対の内部電極を具えた圧電素子と、前記一対の内
部電極の周側面部において夫々弾接される一対の外部弾
性電極と、前記圧電素子と前記一対の外部弾性電極とを
収納し且つ内部空間にシリコーンオイルが充填されたケ
ースとからなる圧電変換器である。
れた一対の内部電極を具えた圧電素子と、前記一対の内
部電極の周側面部において夫々弾接される一対の外部弾
性電極と、前記圧電素子と前記一対の外部弾性電極とを
収納し且つ内部空間にシリコーンオイルが充填されたケ
ースとからなる圧電変換器である。
く作用〉
この発明は上記のように構成されたものであり、圧電素
子に電圧が加えられて、圧電素子が板厚方向へ伸縮した
とき、内部電極と外部弾性電極との間の電導性は、外部
弾性電極の弾性的圧接により保持される。
子に電圧が加えられて、圧電素子が板厚方向へ伸縮した
とき、内部電極と外部弾性電極との間の電導性は、外部
弾性電極の弾性的圧接により保持される。
また、圧電変換器に外部振動が加わったとき。
外部弾性電極はそれ自体の弾性により外部からの振動を
吸収して、外部弾性電極の振動が抑制される。
吸収して、外部弾性電極の振動が抑制される。
更に、圧電素子の周囲に充填されたシリコーンオイルに
より、電極相互間の絶縁性が保たれ高い温度環境におい
ても安定した動作を行うものである。
より、電極相互間の絶縁性が保たれ高い温度環境におい
ても安定した動作を行うものである。
〈実施例〉
以下この発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図は圧電変換器の断面図を示し、′第２図Ａ〜Ｄは
圧電素子を示し、第３図は圧電素子が多数積層されて外
部弾性電極との接続態様を表わした断面図を示す。
圧電素子を示し、第３図は圧電素子が多数積層されて外
部弾性電極との接続態様を表わした断面図を示す。
ｌは円板状の圧電セラミックスからなる圧電素子であり
、その表面に相対状に内部電極２および内部電極３が形
成されている。
、その表面に相対状に内部電極２および内部電極３が形
成されている。
内部電極２は、圧電素子ｌの所定の一側の外周より稍小
さめに形成された平面部２ａと、所定の周側面部に形成
された側面部２ｂとが連続して一体的に形成されており
、実施例では無電解めっきにより圧電素子１表面に銅の
薄膜として形成されている。
さめに形成された平面部２ａと、所定の周側面部に形成
された側面部２ｂとが連続して一体的に形成されており
、実施例では無電解めっきにより圧電素子１表面に銅の
薄膜として形成されている。
内部電極３は、圧電素子１の他側の表面および側面部２
ｂの相対する周側面部に、内部電極２と同様の銅薄膜と
して連続して形成されている。
ｂの相対する周側面部に、内部電極２と同様の銅薄膜と
して連続して形成されている。
このように形成された圧電素子１は、所要個数の圧電素
子ｌの内部電極２．３の側面部２ｂおよび３ｂを夫々同
一側に揃え、且つ、隣接する圧電素子ｌの平面部２ａ同
志および平面部３ａ同志が当接するように配して積層さ
れる。そして、積層された圧電素子１の集合体の一端に
位置する圧電素子１の平面部ｚ＆を開放状態となし、他
端に位置する圧電素子ｌの平面部２ａが開放状態となる
ように所要個数の圧電素子が積層される。
子ｌの内部電極２．３の側面部２ｂおよび３ｂを夫々同
一側に揃え、且つ、隣接する圧電素子ｌの平面部２ａ同
志および平面部３ａ同志が当接するように配して積層さ
れる。そして、積層された圧電素子１の集合体の一端に
位置する圧電素子１の平面部ｚ＆を開放状態となし、他
端に位置する圧電素子ｌの平面部２ａが開放状態となる
ように所要個数の圧電素子が積層される。
６は帯状の導電性ゴムからなるｅ外部弾性電極であり、
上記多数積層された圧電素子ｌの内部電極２の側面部２
ｂに弾接して、各圧電素子ｌの共通したΦ電極として形
成されている。
上記多数積層された圧電素子ｌの内部電極２の側面部２
ｂに弾接して、各圧電素子ｌの共通したΦ電極として形
成されている。
７は同じく帯状の導電性ゴムからなる 外部弾性電極で
あり、圧電素子ｌの内部電極３の側面部３ｂに弾接して
、各圧電素子１の共通したｅ電極として形成されている
。
あり、圧電素子ｌの内部電極３の側面部３ｂに弾接して
、各圧電素子１の共通したｅ電極として形成されている
。
このように、積層された圧電素子１の集合体は、外部電
極６及び７を圧接する絶縁性部材からなる円筒状の絶縁
筒８．内に嵌入される。このとき、絶縁筒８内面と外部
電極６．７との弾性的圧接により、内部電極側面部２ｂ
及び３ｂに対する外部電極６及び７の夫々の弾性的圧接
が保持される。
極６及び７を圧接する絶縁性部材からなる円筒状の絶縁
筒８．内に嵌入される。このとき、絶縁筒８内面と外部
電極６．７との弾性的圧接により、内部電極側面部２ｂ
及び３ｂに対する外部電極６及び７の夫々の弾性的圧接
が保持される。
アッパーボデー９は一端が天部９ａで閉塞された円筒状
容器であり、開口部周縁には周縁！９ｂが形成されてい
る。そして、天部９ａにはシール材１２を介してΦ外部
弾性電極６が貫通されており、また、シール材１３を介
してｅ外部弾性電極７が貫通されている。また、略円板
状のロアボデー１０はアッパーボデ＝９との間に０リン
グｌｌが介装され、ボルト１４によりアッパーボデー９
に固着されている。
容器であり、開口部周縁には周縁！９ｂが形成されてい
る。そして、天部９ａにはシール材１２を介してΦ外部
弾性電極６が貫通されており、また、シール材１３を介
してｅ外部弾性電極７が貫通されている。また、略円板
状のロアボデー１０はアッパーボデ＝９との間に０リン
グｌｌが介装され、ボルト１４によりアッパーボデー９
に固着されている。
このポル）１４の締着とともに圧電素子１の集合体の一
端に位置する内部電極平面部２ａと他端に位置する平面
部２ａとがアッパーボデー９の天部９ａとロアボデーｌ
Ｏとの間に挟装されて圧電素子ｌの集合体には荷重が加
えられる。
端に位置する内部電極平面部２ａと他端に位置する平面
部２ａとがアッパーボデー９の天部９ａとロアボデーｌ
Ｏとの間に挟装されて圧電素子ｌの集合体には荷重が加
えられる。
そして、アッパーボデー９およびロアボデーｌＯの内部
空間に図示しないシリコーンオイルが充填され、積層さ
れた圧電素子ｌの周囲はシリコーンオイルにより全面が
覆われる。
空間に図示しないシリコーンオイルが充填され、積層さ
れた圧電素子ｌの周囲はシリコーンオイルにより全面が
覆われる。
尚、第１図では圧電素子の積層個数が４個であるが１通
常は１００個程度積層して大きな変位が得られている。
常は１００個程度積層して大きな変位が得られている。
また、圧電素子の形状は円板状に限定されるものではな
く、多角形の形状においても同様に構成することが可能
である。
く、多角形の形状においても同様に構成することが可能
である。
〈発明の効果〉
以上説明したように、この発明の圧電変換器によれば、
銅薄板の電極を用いず、圧電素子自体に薄膜の内部電極
を形成して、その内部電極と外部弾性電極とを弾性的圧
接により接続し、圧電素子をケースに収納して且つ、ケ
ース内にシリコーンオイルを充填した構成なので、外部
からの振動による電極の振動は一電性と弾性とを有する
外部弾性電極自体で吸収され、電極の破損が防止される
また、シリコーンオイルの充填により放電現象が防止さ
れ、且つ、接着剤の剥離によって機械的に不安定になる
危険性がなく、高温度環境下でも安定した動作が得られ
使用温度範囲が拡大できる更に、圧電素子に内部電極を
形成したことにより、内部電極と外部弾性電極との弾接
により組材けが行え１組付時の作業性が著しく改善され
るなどその奏する効果は極めて大である。
銅薄板の電極を用いず、圧電素子自体に薄膜の内部電極
を形成して、その内部電極と外部弾性電極とを弾性的圧
接により接続し、圧電素子をケースに収納して且つ、ケ
ース内にシリコーンオイルを充填した構成なので、外部
からの振動による電極の振動は一電性と弾性とを有する
外部弾性電極自体で吸収され、電極の破損が防止される
また、シリコーンオイルの充填により放電現象が防止さ
れ、且つ、接着剤の剥離によって機械的に不安定になる
危険性がなく、高温度環境下でも安定した動作が得られ
使用温度範囲が拡大できる更に、圧電素子に内部電極を
形成したことにより、内部電極と外部弾性電極との弾接
により組材けが行え１組付時の作業性が著しく改善され
るなどその奏する効果は極めて大である。
第１図はこの発明の実施例の圧電変換器の断面図、第２
図Ａは同じく圧電素子の上面図、第２図Ｂは同じく圧電
素子の正面図、第２図Ｃは同じく圧電素子の底面図、第
２図りは同じく圧電素子の側面図、第３図は同じく圧電
素子が多数積層されて外部弾性電極との接続態様を示す
断面図、第４図は従来の積層された圧電素子の電極取出
しを示す概略図、第５図は同じく圧電素子と電極との関
係を示す部分拡大側面図、第６図は同じく圧電素子間に
電極形成方法を示す斜視図である。 １・・・圧電素子、 ２・・・内部電極、 ２ａ・・・平面部、 ２ｂ・・・側面部、 ３・・・内部電極、 ３ａ・・・平面部、 ３ｂ・・・側面部、 ６・・・ｅ外部弾性電極。 ７・・・ｅ外部弾性電極、 ８・・・絶縁筒、 ９・・・アッパーボデー。 ｌＯ・・・ロアボデー。 第１図 ＠２ 図Ａ ＠２ 図日 第２ 図Ｃ＠２ ゆＤ 第８図 ゛ 自 発 補 正 手続補正書 ■、事件の表示 昭和６０年 特許願 第１００８８６号２、発明の名称 圧電変換器 ３、補正をする者 本件との関係 特 許 出 願 人 住所 名称 愛三工業株式会社 ４、代理人 明細書の「発明の詳細な説明」、「図面の簡単な説明 間に次の文を加入する。 「第７図は、このように形成された圧電変換器を被駆動
体であるバルブ２０に固着し、圧電素子の変位をその弁
部可動体２１に直接伝えるように構成された一応用例門
゛示す。 図において、アッパーポデ−９の開口部には、該開口部
に嵌合可能に形成された弁部可動体２ｌ上端部が、圧電
素子ｌ集合体の変位方向と弁部可動体２ｌの作動方向と
を一致させて嵌入されている．そして、弁部可動体２ｌ
上端は、圧電素子１の最下位に位置する内部電極２の平
面部２ａが圧接されており、また、その上端部周縁には
，アッパーボデ−９との間にオイルシール用部材１５が
介装されて、充填されたシリコーンオイルを密封してい
る。 更に，アッパーポデ−９の周縁部９ｂは、ボルト１４に
よりバルブ２０に固着され，この固着に伴って積層され
た圧電素子ｌの集合体は，アッパーボデ−９の天部９ａ
と弁部可動体２ｌとの間に挟装されて荷重が加えられて
いる．そして、■外部弾性電極６，θ外部弾性電極７間
に電圧が加えられたとき、圧電素子ｌ集合体の変位によ
って弁部可動体２ｌが直接駆動される」。 （２）同，第９頁第３行の図面の簡単な説明の「を示す
斜視図である．」を「を示す斜視図、ＭＳ７図はこの発
明の圧電変換器の一応用例を示す断面図である．」と補
正する。 （３）第７図を別紙の通り追加する。
図Ａは同じく圧電素子の上面図、第２図Ｂは同じく圧電
素子の正面図、第２図Ｃは同じく圧電素子の底面図、第
２図りは同じく圧電素子の側面図、第３図は同じく圧電
素子が多数積層されて外部弾性電極との接続態様を示す
断面図、第４図は従来の積層された圧電素子の電極取出
しを示す概略図、第５図は同じく圧電素子と電極との関
係を示す部分拡大側面図、第６図は同じく圧電素子間に
電極形成方法を示す斜視図である。 １・・・圧電素子、 ２・・・内部電極、 ２ａ・・・平面部、 ２ｂ・・・側面部、 ３・・・内部電極、 ３ａ・・・平面部、 ３ｂ・・・側面部、 ６・・・ｅ外部弾性電極。 ７・・・ｅ外部弾性電極、 ８・・・絶縁筒、 ９・・・アッパーボデー。 ｌＯ・・・ロアボデー。 第１図 ＠２ 図Ａ ＠２ 図日 第２ 図Ｃ＠２ ゆＤ 第８図 ゛ 自 発 補 正 手続補正書 ■、事件の表示 昭和６０年 特許願 第１００８８６号２、発明の名称 圧電変換器 ３、補正をする者 本件との関係 特 許 出 願 人 住所 名称 愛三工業株式会社 ４、代理人 明細書の「発明の詳細な説明」、「図面の簡単な説明 間に次の文を加入する。 「第７図は、このように形成された圧電変換器を被駆動
体であるバルブ２０に固着し、圧電素子の変位をその弁
部可動体２１に直接伝えるように構成された一応用例門
゛示す。 図において、アッパーポデ−９の開口部には、該開口部
に嵌合可能に形成された弁部可動体２ｌ上端部が、圧電
素子ｌ集合体の変位方向と弁部可動体２ｌの作動方向と
を一致させて嵌入されている．そして、弁部可動体２ｌ
上端は、圧電素子１の最下位に位置する内部電極２の平
面部２ａが圧接されており、また、その上端部周縁には
，アッパーボデ−９との間にオイルシール用部材１５が
介装されて、充填されたシリコーンオイルを密封してい
る。 更に，アッパーポデ−９の周縁部９ｂは、ボルト１４に
よりバルブ２０に固着され，この固着に伴って積層され
た圧電素子ｌの集合体は，アッパーボデ−９の天部９ａ
と弁部可動体２ｌとの間に挟装されて荷重が加えられて
いる．そして、■外部弾性電極６，θ外部弾性電極７間
に電圧が加えられたとき、圧電素子ｌ集合体の変位によ
って弁部可動体２ｌが直接駆動される」。 （２）同，第９頁第３行の図面の簡単な説明の「を示す
斜視図である．」を「を示す斜視図、ＭＳ７図はこの発
明の圧電変換器の一応用例を示す断面図である．」と補
正する。 （３）第７図を別紙の通り追加する。
Claims (1)
- 相対する二つの面および相対する周側面部に薄膜形成
された一対の内部電極を具えた圧電素子と、前記一対の
内部電極の周側面部において夫々弾接される一対の外部
弾性電極と、前記圧電素子と前記一対の外部弾性電極と
を収納し且つ内部空間にシリコーンオイルが充填された
ケースとからなることを特徴とする圧電変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60100886A JPS61258485A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 圧電変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60100886A JPS61258485A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 圧電変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258485A true JPS61258485A (ja) | 1986-11-15 |
Family
ID=14285808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60100886A Pending JPS61258485A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 圧電変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61258485A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63136581A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-08 | Nippon Denso Co Ltd | 積層型圧電体 |
| JPH02125675A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| JPH04145675A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-19 | Nec Corp | 圧電アクチュエータ |
| US5168189A (en) * | 1991-09-18 | 1992-12-01 | Caterpillar Inc. | Solderless connector for a solid state motor stack |
| EP0587192A1 (en) * | 1988-07-08 | 1994-03-16 | Fujitsu Limited | Electro-distortion device |
| WO1999030374A1 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-17 | Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering | Verfahren zur anbringung von aussenelektroden an festkörperaktoren |
| US6313568B1 (en) | 1999-12-01 | 2001-11-06 | Cummins Inc. | Piezoelectric actuator and valve assembly with thermal expansion compensation |
-
1985
- 1985-05-13 JP JP60100886A patent/JPS61258485A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63136581A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-08 | Nippon Denso Co Ltd | 積層型圧電体 |
| EP0587192A1 (en) * | 1988-07-08 | 1994-03-16 | Fujitsu Limited | Electro-distortion device |
| JPH02125675A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Nec Corp | 電歪効果素子 |
| JPH04145675A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-19 | Nec Corp | 圧電アクチュエータ |
| US5168189A (en) * | 1991-09-18 | 1992-12-01 | Caterpillar Inc. | Solderless connector for a solid state motor stack |
| WO1999030374A1 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-17 | Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering | Verfahren zur anbringung von aussenelektroden an festkörperaktoren |
| US6313568B1 (en) | 1999-12-01 | 2001-11-06 | Cummins Inc. | Piezoelectric actuator and valve assembly with thermal expansion compensation |
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