RU2680310C1 - Способ сборки пьезоактуатора прямого действия - Google Patents
Способ сборки пьезоактуатора прямого действия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680310C1 RU2680310C1 RU2018120970A RU2018120970A RU2680310C1 RU 2680310 C1 RU2680310 C1 RU 2680310C1 RU 2018120970 A RU2018120970 A RU 2018120970A RU 2018120970 A RU2018120970 A RU 2018120970A RU 2680310 C1 RU2680310 C1 RU 2680310C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- conductive glue
- ceramic insulator
- electrodes
- piezoelectric actuator
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Images
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
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
- H10N30/057—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by stacking bulk piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам сборки линейных двигателей, содержащих электромеханический материал, который изменяет свою длину под действием электрического поля. Технический результат: повышение технологичности способа сборки пьезоактуатора с одновременным повышением его надежности. Сущность: способ включает в себя последовательную установку в специализированную технологическую оснастку силового наконечника для распределения давления по поверхности всего пьезоактуатора и первого керамического изолятора с нанесенным на обе его поверхности электроизоляционным клеем. Далее на первый керамический изолятор устанавливают первый электрод, затем на его поверхность наносят токопроводящий клей и устанавливают на него первый дисковый пьезокерамический элемент. На поверхность первого дискового пьезокерамического элемента наносят токопроводящий клей и устанавливают на него второй электрод полярностью, противоположной первому электроду. Затем на поверхность второго электрода наносят токопроводящий клей и повторяют установку остальных пьезокерамических элементов и электродов, предварительно нанося на них токопроводящий клей и чередуя их до достижения требуемой длины пьезоактуатора. На последний электрод в сборке устанавливают второй керамический изолятор. После этого к пьезоактуатору с помощью специализированной технологической оснастки прилагают осевое усилие, сжимая его, а затем сушат в печи при температуре 80°. На последнем этапе объединяют электроды в одну электрическую цепь посредством пайки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам сборки линейных двигателей, содержащих электромеханический материал, который изменяет свою длину под действием электрического поля, в результате чего создается движение относительно некоторого тела за счет нерезонансного повторения малых шагов. Предложенный способ может быть полезен в механосборочном производстве, в частности, при изготовлении пьезоактуаторов прямого действия специализированных прецизионных сборочных модулей.
Из уровня техники известен способ монтажа активного элемента устройства микроперемещений (SU 1612927A1, МПК H02N 2/04, H01L 41/09, опубл. 15.05.1993). Способ заключается в том, что пластины из разных магнитострикционных материалов соединяют, устанавливают в корпус и подвергают действию поперечных сил, при этом до соединения пластин по крайней мере одну из них подвергают действию продольных напряжений, причем пластину, выполненную из материала с отрицательным коэффициентом магнитострикции, - напряжению растяжения, а пластину с положительным коэффициентом магнитострикции - напряжению сжатия, после соединения действия напряжений снимают, а после установки и корпус подвергают действию поперечных сил, направленных на выпрямление биморфного элемента.
Недостатком известного способа является то, что полученный таким образом элемент при воздействии на него электрического поля деформируется недостаточно для применения его в качестве силового элемента в установках запрессовки.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признан способ изготовления двигателя (RU 2179363 C2, МПК H02N 2/00, H01L 41/09, опубл. 10.02.2002), содержащего электромеханический материал, изменяющий форму под действием электрического поля, в результате чего создается относительное движение тела путем нерезонансного повторения малых шагов, причем привод или двигатель включает в себя, по меньшей мере, один монолитный модуль с электродами, интегрированными в указанный электромеханический материал, монолитный модуль имеет по меньшей мере одну пассивную часть и по меньшей мере два активных элемента, при этом способ сборки изготовления двигателя включает операцию создания сложного электродного устройства в указанном электромеханическом материале, с использованием операции копирования геометрических профилей на сырой массе электромеханического материала.
Недостатком известного способа является его низкая технологичность, обусловленная сложностью сборки
пьезоэлектрического двигателя, имеющего большую длину. Кроме того собранный таким образом двигатель обладает недостаточной надежностью в осевом направлении, что ограничивает его применение в приспособлениях для запрессовки деталей.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение технологичности способа сборки пьезоактуатора прямого действия с одновременным повышением его надежности.
Способ сборки включает в себя последовательную установку в специализированную технологическую оснастку силового наконечника для распределения давления по поверхности всего пьезоактуатора и первого керамического изолятора с нанесенным на обе его поверхности электроизоляционным клеем. Далее на первый керамический изолятор устанавливают первый электрод, затем на его поверхность наносят токопроводящий клей и устанавливают на него первый дисковый пьезокерамический элемент. На поверхность первого дискового пьезокерамического элемента наносят токопроводящий клей и устанавливают на него второй электрод полярностью противоположной первому электроду, после чего на поверхность второго электрода наносят токопроводящий клей и повторяют установку остальных пьезокерамических элементов и электродов, предварительно нанося на них токопроводящий клей и чередуя их до достижения требуемой длины пьезоактуатора. На последний электрод в сборке устанавливают второй керамический изолятор, после чего к пьезоактуатору с помощью специализированной технологической оснастки прилагают осевое усилие, сжимая его, а затем сушат в печи при температуре 80°. На последнем этапе объединяют электроды в одну электрическую цепь посредством пайки. Электроды выполняют в виде пластин из медной фольги толщиной 50 мкм, а в качестве токопроводящего клея применяют твердотельный двухкомпонентный серебросодержащий эпоксидный компаунд ЕРО-TEK Н20Е.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков, является повышение технологичности способа сборки пьезоактуатора, за счет чередования электродов и пьезокерамических элементов, что также повышает надежность устройства за счет обеспечения равномерной деформации последних при работе пьезоактуатора.
Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена конструкция специализированной технологической оснастки; а на фиг. 2 - схема сборки пьезоактуатора.
Упомянутая специализированная технологическая оснастка, необходимая для осуществления способа, включает в себя цилиндрическое основание 1 с закрепленными по его краю и равномерно распределенными по окружности стойками 2, выполненными с возможностью закрепления на их торцах силовой шайбы 3 со штоком 4 и выполненными по ее краю фигурными пазами 5, совмещаемыми с торцами стоек 2.
Способ сборки пьезоактуатора прямого действия осуществляют следующим образом.
Первоначально на цилиндрическое основание 1 специализированной технологической оснастки устанавливают силовой наконечник 6 для распределения давления по поверхности всего пьезоактуатора, затем устанавливают первый керамический изолятор 7 с нанесенным на обе его поверхности электроизоляционным клеем. Далее на первый керамический изолятор 7 устанавливают первый электрод 8, затем на его поверхность наносят токопроводящий клей и устанавливают на него первый дисковый пьезокерамический элемент 9. На поверхность первого дискового пьезокерамического элемента 9 наносят токопроводящий клей и устанавливают на него второй электрод 10 полярностью противоположной первому электроду, после чего на поверхность второго электрода наносят токопроводящий клей и повторяют установку остальных пьезокерамических элементов и электродов, предварительно нанося на них токопроводящий клей и чередуя их до достижения требуемой длины пьезоактуатора. На последний электрод в сборке устанавливают второй керамический изолятор (аналогичен первому и на фигурах условно не показан), после чего полученный пьезоактуатор накрывают силовой шайбой 3, совмещают фигурные пазы 5 и торцы стоек 2, а затем, воздействуя на шток 4, прикладывают к пьезоактуатору осевое усилие, сжимая его в течение десяти минут, а потом сушат в печи при температуре 80° в течение трех часов. На последнем этапе сборки электроды объединяют в одну электрическую цепь посредством пайки. После чего пьезоактуатор помещают в термоусадочную трубку и устанавливают в упругий корпус, в котором предусмотрена возможность его предварительного сжатия с целью предотвращения саморазрушения.
Claims (3)
1. Способ сборки пьезоактуатора прямого действия, включающий последовательную установку в специализированную технологическую оснастку силового наконечника для распределения давления по поверхности всего пьезоактуатора и первого керамического изолятора с нанесенным на обе его поверхности электроизоляционным клеем, отличающийся тем, что на первый керамический изолятор устанавливают первый электрод, затем на его поверхность наносят токопроводящий клей и устанавливают на него первый дисковый пьезокерамический элемент, на поверхность первого дискового пьезокерамического элемента наносят токопроводящий клей и устанавливают на него второй электрод полярностью, противоположной первому электроду, после чего на поверхность второго электрода наносят токопроводящий клей и повторяют установку остальных пьезокерамических элементов и электродов, предварительно нанося на них токопроводящий клей и чередуя их до достижения требуемой длины пьезоактуатора, на последний электрод в сборке устанавливают второй керамический изолятор, после чего к пьезоактуатору с помощью специализированной технологической оснастки прилагают осевое усилие, сжимая его, а затем сушат в печи при температуре 80°, на последнем этапе объединяют электроды в одну электрическую цепь посредством пайки.
2. Способ сборки по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполняют в виде пластин из медной фольги толщиной 50 мкм.
3. Способ сборки по п. 1, отличающийся тем, что в качестве токопроводящего клея применяют твердотельный двухкомпонентный серебросодержащий эпоксидный компаунд ЕРО-TEK Н20Е.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120970A RU2680310C1 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Способ сборки пьезоактуатора прямого действия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120970A RU2680310C1 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Способ сборки пьезоактуатора прямого действия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2680310C1 true RU2680310C1 (ru) | 2019-02-20 |
Family
ID=65442528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018120970A RU2680310C1 (ru) | 2018-06-06 | 2018-06-06 | Способ сборки пьезоактуатора прямого действия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680310C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786523C2 (ru) * | 2021-06-07 | 2022-12-21 | Александр Егорович Романов | Устройство для сборки пьезопреобразователей |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4384230A (en) * | 1980-11-06 | 1983-05-17 | United Technologies Corporation | Digital piezoelectric actuator |
| SU1757131A1 (ru) * | 1990-01-08 | 1992-08-23 | Киевский научно-исследовательский институт гидроприборов | Способ изготовлени пьезокерамического преобразовател |
| US5438282A (en) * | 1993-06-08 | 1995-08-01 | National Semiconductor Corporation | CMOS BTL compatible bus and transmission line driver |
| WO2010115650A1 (de) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer aktor und verfahren zur herstellung eines piezoelektrischen aktors |
| RU2540440C1 (ru) * | 2013-08-01 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" | Способ изготовления монолитных многослойных пьезокерамических элементов-столбиков |
| US9082979B2 (en) * | 2010-05-06 | 2015-07-14 | Renault S.A.S. | Process for producing an actuator having a stack of alternating intermediate electrode layers and piezoelectric material layers |
-
2018
- 2018-06-06 RU RU2018120970A patent/RU2680310C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4384230A (en) * | 1980-11-06 | 1983-05-17 | United Technologies Corporation | Digital piezoelectric actuator |
| SU1757131A1 (ru) * | 1990-01-08 | 1992-08-23 | Киевский научно-исследовательский институт гидроприборов | Способ изготовлени пьезокерамического преобразовател |
| US5438282A (en) * | 1993-06-08 | 1995-08-01 | National Semiconductor Corporation | CMOS BTL compatible bus and transmission line driver |
| WO2010115650A1 (de) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer aktor und verfahren zur herstellung eines piezoelektrischen aktors |
| US9082979B2 (en) * | 2010-05-06 | 2015-07-14 | Renault S.A.S. | Process for producing an actuator having a stack of alternating intermediate electrode layers and piezoelectric material layers |
| RU2540440C1 (ru) * | 2013-08-01 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" | Способ изготовления монолитных многослойных пьезокерамических элементов-столбиков |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786523C2 (ru) * | 2021-06-07 | 2022-12-21 | Александр Егорович Романов | Устройство для сборки пьезопреобразователей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3866258B2 (ja) | 圧電デバイスおよびこれを備える圧電スイッチ | |
| JP3139452B2 (ja) | 圧電トランス及びその製造方法 | |
| JP2009124791A (ja) | 振動体及び振動波アクチュエータ | |
| US6140745A (en) | Motor mounting for piezoelectric transducer | |
| RU2680310C1 (ru) | Способ сборки пьезоактуатора прямого действия | |
| JPH0740613B2 (ja) | 積層型圧電体の製造方法 | |
| JPH11186626A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| US9478726B2 (en) | Actuator module having a multi-layer actuator arranged in a housing and a continuously extremely low leakage current at the actuator surface | |
| JP2006004980A (ja) | 積層電気−機械エネルギー変換素子及び振動波駆動装置 | |
| US20150048720A1 (en) | Piezoelectric actuator module and method of manufacturing the same | |
| JP2001313428A (ja) | 積層型圧電アクチュエータおよび噴射装置 | |
| KR101134280B1 (ko) | 압전 리니어 모터 | |
| JP2002261340A (ja) | 積層型圧電素子および噴射装置 | |
| JP2006080318A (ja) | 圧電アクチュエーター | |
| JP4991047B2 (ja) | アクチュエータ | |
| JP6300255B2 (ja) | 圧電素子、圧電アクチュエータおよび圧電トランス | |
| Knowles et al. | QT bimorph activation for precision delivery guidance systems | |
| JP2000277822A (ja) | 圧電アクチュエータ装置 | |
| JPH11204847A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JP3250918B2 (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JPH0695582B2 (ja) | 円筒状圧電アクチュエ−タの製造方法 | |
| JP2020057731A (ja) | 圧電アクチュエータおよび圧電駆動装置 | |
| JP2018023251A (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JP2000077737A (ja) | 圧電変換素子及びその製造方法並びに圧電変換素子を使用したアクチエ−タ | |
| JP3545930B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータの製造方法 |