JPS6236884A - 電歪積層体 - Google Patents
電歪積層体Info
- Publication number
- JPS6236884A JPS6236884A JP60176135A JP17613585A JPS6236884A JP S6236884 A JPS6236884 A JP S6236884A JP 60176135 A JP60176135 A JP 60176135A JP 17613585 A JP17613585 A JP 17613585A JP S6236884 A JPS6236884 A JP S6236884A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrostrictive
- dielectric constant
- temperature
- specific dielectric
- elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 11
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
〈産業−」−の利用分野〉
本発明は、分極されていない電歪セラミック材料により
構成した電歪積層体に関する。
構成した電歪積層体に関する。
〈従来技術〉
分極された圧電素子を複数枚、電極を介して電気的に並
列になるように積層して、圧電素子への電圧印加により
歪変位を取出すようにした圧電積層体は公知である。と
ころで、この分極された圧電素子を用いたものは、変位
量が大である利点はあるが、ヒステリシスが大きく、電
圧の印加を解除しても変位が残留する。このため、精密
な変位を取出す場合には不向きである。
列になるように積層して、圧電素子への電圧印加により
歪変位を取出すようにした圧電積層体は公知である。と
ころで、この分極された圧電素子を用いたものは、変位
量が大である利点はあるが、ヒステリシスが大きく、電
圧の印加を解除しても変位が残留する。このため、精密
な変位を取出す場合には不向きである。
一方、分極が施されていない電歪素子は、歪量が小さい
という欠点はあるが、ヒステリシスがない。そこで、こ
れを多数枚積層して、精密な変位を取出すことが考えら
れる。
という欠点はあるが、ヒステリシスがない。そこで、こ
れを多数枚積層して、精密な変位を取出すことが考えら
れる。
前記電歪量は、電歪セラミック材料の比誘電率と関係し
ている。すなわち 電歪Ｘ＝♂Ｅｌ Ｑ （ε；比誘電率、Ｅ；電界の強さ、Ｑ；電歪定数） の関係がある。このため、比誘電率が大である程、大き
な変位量を得ることができる。
ている。すなわち 電歪Ｘ＝♂Ｅｌ Ｑ （ε；比誘電率、Ｅ；電界の強さ、Ｑ；電歪定数） の関係がある。このため、比誘電率が大である程、大き
な変位量を得ることができる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところが一方、第２図に示すように、高い比誘電率の材
料のものは、比誘電率一温度特性において、その比誘電
率の立上がり、立下がりが急峻であり、その使用温度が
ズレると急激に変位が減少する。このため、前記電歪素
子は正確な変位量を得るために使用され得るものである
にも係わらず、かえって、変位にバラ付を生ずることと
なり、特定の温度環境が恒常的に設定されている場にお
いてのみ使用可能となり、その使用に制限を生ずること
となる。
料のものは、比誘電率一温度特性において、その比誘電
率の立上がり、立下がりが急峻であり、その使用温度が
ズレると急激に変位が減少する。このため、前記電歪素
子は正確な変位量を得るために使用され得るものである
にも係わらず、かえって、変位にバラ付を生ずることと
なり、特定の温度環境が恒常的に設定されている場にお
いてのみ使用可能となり、その使用に制限を生ずること
となる。
本発明は、前記欠点を除去し、可及的に正確な変位量を
生じ得る電歪積層体の提供を目的とするものである。
生じ得る電歪積層体の提供を目的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、複数の電歪素子を電極を介して電気的に並列
になるように積層してなるものにおいて、前記電歪素子
として、比誘電率が最高値となる温度が所要温度範囲内
で夫々異なる、比誘電率一温度特性を呈する二種類似−
にの電歪セラミック材料により構成したものである。
になるように積層してなるものにおいて、前記電歪素子
として、比誘電率が最高値となる温度が所要温度範囲内
で夫々異なる、比誘電率一温度特性を呈する二種類似−
にの電歪セラミック材料により構成したものである。
く作用〉
比誘電率一温度特性の異なる二種類以上の電歪セラミッ
ク材料により積層体を構成することにより、夫々の特徴
が平均化されて、温度特性が可及的に平担となる。この
ため、広い温度範囲に渡って、安定した変位特性を生じ
、精密な変位量を得て、安定した変位特性を生じ、精密
な変位量を得ることができる。
ク材料により積層体を構成することにより、夫々の特徴
が平均化されて、温度特性が可及的に平担となる。この
ため、広い温度範囲に渡って、安定した変位特性を生じ
、精密な変位量を得て、安定した変位特性を生じ、精密
な変位量を得ることができる。
〈実施例〉
第２図に示すように、電歪素子は、その組成を換えるこ
とにより、種々の比誘電率一温度特性を呈する材料を提
供することが可能である。
とにより、種々の比誘電率一温度特性を呈する材料を提
供することが可能である。
第２図に示される特性を有するセラミック材木：１の組
成は、 組成式 ％式％） で表されものにおいて次表のとおりである。
成は、 組成式 ％式％） で表されものにおいて次表のとおりである。
さらに、第３図において、成分率Ｘと、焼成温度、比誘
電率及び変位量との関係を示す。
電率及び変位量との関係を示す。
第２，３図及び前夫から明らかなように、成分率Ｘが増
加するにつれて、焼成温度、比誘電率、及び変位量が増
加することがわかる。
加するにつれて、焼成温度、比誘電率、及び変位量が増
加することがわかる。
そこで、例えば、組成イ、ハ、二のものを使用し、第１
図のように電歪積層体１を構成する。
図のように電歪積層体１を構成する。
ここで電歪積層体１は、」−下に電極を形成した円板状
電歪素子２を電極板３を介して、多数枚積層してなり、
その」一部の電歪素子群４ａに組成イの電歪セラミック
材料からなる電歪素子２を用い、その中間の電歪素子群
４ｂに組成ハの電歪素子２を用い、さらに下部の電歪素
子群４Ｃに組成二の電歪素子２を用いる。
電歪素子２を電極板３を介して、多数枚積層してなり、
その」一部の電歪素子群４ａに組成イの電歪セラミック
材料からなる電歪素子２を用い、その中間の電歪素子群
４ｂに組成ハの電歪素子２を用い、さらに下部の電歪素
子群４Ｃに組成二の電歪素子２を用いる。
前記電極板３には、各電歪素子２が電気的に並列となる
ように夫々リード線５ａ、５ｂが夫々接続され、その引
出し端６ａ、６ｂ間に、所定の電圧が印加される。
ように夫々リード線５ａ、５ｂが夫々接続され、その引
出し端６ａ、６ｂ間に、所定の電圧が印加される。
前記組成イ、ハ、二の電歪セラミック材料の組合わせに
より、比誘電率一温度特性が、その各成分の平均値とな
る電歪セラミック材料とほぼ近似するものと考えること
ができる。すなわち、第２図の破線Ｘで示すように、前
記各組成の特徴が平均化されて、比誘電率一温度特性が
、単一材料のものに比して、相対的に頂部が平担となる
曲線となり、その全体においても勾配が小さく温度変化
によるバラ付きの少ない比誘電率特性を得ることとなる
。従って、前記の関係式により、変位量は比誘電率の二
乗に比例するから、その温度に対応する変位特性も、前
記範囲内において安定することとなる。また、その最大
変位を生ずる温度も３０℃前後であって、通常の用途に
おける使用温度領域に近い。
より、比誘電率一温度特性が、その各成分の平均値とな
る電歪セラミック材料とほぼ近似するものと考えること
ができる。すなわち、第２図の破線Ｘで示すように、前
記各組成の特徴が平均化されて、比誘電率一温度特性が
、単一材料のものに比して、相対的に頂部が平担となる
曲線となり、その全体においても勾配が小さく温度変化
によるバラ付きの少ない比誘電率特性を得ることとなる
。従って、前記の関係式により、変位量は比誘電率の二
乗に比例するから、その温度に対応する変位特性も、前
記範囲内において安定することとなる。また、その最大
変位を生ずる温度も３０℃前後であって、通常の用途に
おける使用温度領域に近い。
而て、前記電歪積層体ｌの引出し端６ ａ 、’ ６
ｂ間に所定の電圧を印加すると、積層方向への伸縮を生
じ、前記電歪積層体１の自由端７から安定した変位が取
出される。
ｂ間に所定の電圧を印加すると、積層方向への伸縮を生
じ、前記電歪積層体１の自由端７から安定した変位が取
出される。
このように、二種以上の種々の電歪セラミック材料の組
合わせにより、適用環境に対応する所要温度領域で、可
及的に安定な特性の変位を電歪積層体１から取出すこと
が可能となる。
合わせにより、適用環境に対応する所要温度領域で、可
及的に安定な特性の変位を電歪積層体１から取出すこと
が可能となる。
〈発明の効果〉
′本発明の電歪積層体は、上述の構成により安定した変
位を取出すことができるから、例えば、エンジンのニー
ドル弁の駆動源として用いたり、顕微鏡の試料送り、集
積回路基板の半田付は作業。
位を取出すことができるから、例えば、エンジンのニー
ドル弁の駆動源として用いたり、顕微鏡の試料送り、集
積回路基板の半田付は作業。
可変型鏡の凹凸変化調整等、微小かつ正確な変位を要求
されるものの駆動源として良好に適用できる優れた効果
がある。
されるものの駆動源として良好に適用できる優れた効果
がある。
第１図は、本発明の電歪積層体の縦断側面図、第２図は
種々の組成物の比誘電率一温度特性を示すグラフ、第３
図は成分率Ｘに対応する特性を示すグラフである。 １：電歪積層体 ２；電歪素子 出願人 目木特殊陶業株式会社第」 図 第２図 温度（０Ｃ） 第３図 比 １； 誘 １′ 電 率 ００．２ ０．４ ０．６ ０．８ １．０成分率Ｘ
種々の組成物の比誘電率一温度特性を示すグラフ、第３
図は成分率Ｘに対応する特性を示すグラフである。 １：電歪積層体 ２；電歪素子 出願人 目木特殊陶業株式会社第」 図 第２図 温度（０Ｃ） 第３図 比 １； 誘 １′ 電 率 ００．２ ０．４ ０．６ ０．８ １．０成分率Ｘ
Claims (1)
- 複数の電歪素子を電極を介して電気的に並列になるよ
うに積層してなるものにおいて、前記電歪素子として、
比誘電率が最高値となる温度が所要温度範囲内で夫々異
なる、比誘電率−温度特性を呈する二種類以上の電歪セ
ラミック材料により構成したことを特徴とする電歪積層
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176135A JPS6236884A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 電歪積層体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176135A JPS6236884A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 電歪積層体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236884A true JPS6236884A (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=16008271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60176135A Pending JPS6236884A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 電歪積層体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236884A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169776A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Mitsubishi Electric Corp | 電歪式変位素子の製造方法 |
| US6313568B1 (en) | 1999-12-01 | 2001-11-06 | Cummins Inc. | Piezoelectric actuator and valve assembly with thermal expansion compensation |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5931078A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-18 | Omron Tateisi Electronics Co | 圧電バイモルフ |
-
1985
- 1985-08-10 JP JP60176135A patent/JPS6236884A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5931078A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-18 | Omron Tateisi Electronics Co | 圧電バイモルフ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169776A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Mitsubishi Electric Corp | 電歪式変位素子の製造方法 |
| US6313568B1 (en) | 1999-12-01 | 2001-11-06 | Cummins Inc. | Piezoelectric actuator and valve assembly with thermal expansion compensation |
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