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JP2692396B2 - 圧電アクチュエータおよびその製造方法 - Google Patents

圧電アクチュエータおよびその製造方法

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JP2692396B2
JP2692396B2 JP2846291A JP2846291A JP2692396B2 JP 2692396 B2 JP2692396 B2 JP 2692396B2 JP 2846291 A JP2846291 A JP 2846291A JP 2846291 A JP2846291 A JP 2846291A JP 2692396 B2 JP2692396 B2 JP 2692396B2
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JP
Japan
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piezoelectric actuator
electrostrictive effect
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fitted
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孝行 三好
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NEC Corp
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電アクチュエータおよ
びその製造方法に関し、特に縦効果を利用した積層型の
圧電アクチュエータおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気エネルギーを機械的エネルギーに変
換する電歪効果素子を利用した圧電アクチュエータは、
現在マスフロウコントローラやＸＹテーブル駆動、射出
成形機などの工業分野で使用されている。
【０００３】図５は従来の金属ケース入り圧電アクチュ
エータの縦断面図である。この従来の圧電アクチュエー
タは、複数の電歪材と内部電極を交互に積層して形成さ
れた電歪効果素子１の両端にリード端子２ａ，２ｂが取
付けられている断面コの字形で円形のステンレスからな
る金属部材３と、同じく断面コの字形で円形のステンレ
スからなる金属部材６とが固着され、そして内径が電歪
効果素子１の外形寸法より大きく、かつ金属部材３，６
の外径とほぼ同一である、材質がステンレスの伸縮機能
を有するベローズなどの金属ケース５が金属部材３，６
に溶接によりシール結合されて電歪効果素子１を気密封
止した、圧電アクチュエータが形成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電歪効果素子は焼結体
であるから端部の大きさ（太さ）にバラツキを生じる。
図５では金属部材３、６の凹部に丁度嵌合した電歪効果
素子の場合を例示しているが、上記バラツキにより凹部
より細い電歪効果素子を取り付けた場合、上述した従来
の圧電アクチュエータは、金属部材の中心と電歪効果素
子の中心を合わせる機構がないため位置ずれを生じて凹
部とのガタの範囲で斜めに取り付けられ、これにより電
歪効果素子の全端面と凹部の底面が接触するのではなく
電歪効果素子の端面の周辺の一部のみが凹部の底面が接
触する。したがって、電歪効果素子が電圧により長手方
向に伸縮すると金属部材を介して電歪効果素子の端部に
せん断力が加わって電歪効果素子が破断する欠点があっ
た。
【０００５】本発明の目的は、圧電アクチュエータが伸
縮した場合、位置ずれによって起る電歪効果素子の破断
を緩和することができる圧電アクチュエータおよびその
製造方法を提供することにあります。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明の圧
電アクチュエータは、複数の電歪材と内部電極が交互に
積層されて形成された電歪効果素子が金属ケースと金属
部材およびガラス端子によって気密封止された圧電アク
チュエータにおいて、前記電歪効果素子の両端部に嵌着
した中心部に穴を有する円板と前記金属部材に設けた円
形の凹部が嵌合された構造を有している。
【０００７】また、本発明の第２の発明の圧電アクチュ
エータの製造方法は、中心部に穴を有する円板を電歪効
果素子の端部に嵌着する工程と、端部に円板の嵌着され
た電歪効果素子を金属部材に設けた円形の凹部に嵌合す
るよう配設する工程とを有することを特徴として構成さ
れる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す圧電ア
クチュエータの縦断面図である。
【０００９】この圧電アクチュエータは、複数の電歪材
と内部電極が交互に積層されて形成された電歪効果素子
１の両端に、電歪効果素子１の外径とほぼ同等寸法の角
又は円形の穴を中心に有する円板状に予め加工された例
えば、ガラスエポキシやアルミニウムなどの板材の位置
決め板を挿入して嵌着した後、リード端子２ａ，２ｂが
取付けられている断面コの字形のステンレスからなる金
属部材３と同じく断面コの字形で円形のステンレスから
なる金属部材６とに各々設けた円形状の凹部に嵌合させ
た状態で位置決め板の外径寸法より大きく、かつ金属部
材３，６の外径とほぼ同一である、材質がステンレスの
伸縮機能を有するベローズなどの金属ケース５が金属部
材３，６に溶接によりシール結合されて電歪効果素子１
が気密封止されている。
【００１０】次に、本実施例の圧電アクチュエータの製
造方法について説明する。
【００１１】ペロブスカイト結晶構造をもつ多成分固溶
体セラミック粉末に有機バインダーを混合して１００μ
ｍ程度の厚みのグリーンシート化し、その上にペースト
状の銀内部電極導体を塗布、乾燥後、数十層（例えば６
４層）に積層して燒結した積層体をまず用意する。この
積層体の側面には銀内部電極導体の端部が露出している
ので、端部を選択的にガラス絶縁膜で被覆した後外部電
極導体を側面に形成して銀内部電極導体を一層おきに交
互に接続して２つのくし歯形電極を形成する。そしてリ
ード線４ａ，４ｂを外部電極導体に半田付で接続し、側
面だけを樹脂８で被覆する。このようにして製作された
電歪効果素子１を密封処理する前に予めガラスエポキシ
やアルミニウムなどの厚さ０．２〜２．０ｍｍの板材を
図２に示す電歪効果素子の外形寸法（例えば５ｍｍ角）
の角穴を中心部に設けた形状に加工成形された位置決め
板を電歪効果素子の両端部に嵌着して図３の状態に組立
てる。次に、金属部材（上部）３と金属部材６の内側に
位置決め板が嵌合できるクリアランス（０．０１〜０．
０５μｍ）をもった内径でかつ位置決め板の厚さの約１
／２の深さ（０．１〜１．０ｍｍ）の円形凹面部をそれ
ぞれに設ける。
【００１２】金属部材（上部）３の内側凹部面に電歪効
果素子１が植立するようにエポキシ樹脂などの接着剤で
固定する。次に、電歪効果素子１のリード端子２ａ，２
ｂ内側の端部とを半田付けで接続する。次に、金属ケー
ス５の一方の開口部５ｂと金属部材６とを予め溶接など
でシール接合したものを用意する。次に、金属ケース５
の開口部５ａから金属部材３が固定された電歪効果素子
１の他の端面側１ｂを挿入して金属部材６の凹面に電歪
効果素子１が植立するようにエポキシ樹脂などの接着剤
で固定する。次に、金属部材３と金属ケース５の開口部
５ａとを溶接などでシール接合して密封して、電歪効果
素子１の両端部に金属部材の凹部と嵌合する位置決め板
を配設した圧電アクチュエータが形成できる。
【００１３】図４は本発明の第２の実施例の圧電アクチ
ュエータの縦断面図である。本実施例が第１の実施例と
異なる点は、位置決め板を電歪効果素子１の一方の端部
のみに配設したものである。
【００１４】本実施例では、位置決め板およびその組立
工程が簡略化できるため第１の実施例に比べて低コスト
で製造できる利点がある。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電歪効果
素子の端部に嵌着した位置決め板を金属部材の凹面部に
嵌合するように、配設することにより圧電アクチュエー
タが伸縮した場合、位置ずれによって起こる電歪効果素
子の破断を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す圧電アクチュエー
タの縦断面図である。
【図２】本発明の実施例用の位置決め板の斜視図であ
る。
【図３】本発明の圧電アクチュエータ製造方法を説明す
るための積層体と位置決め板の組立状態を示す斜視図で
ある。
【図４】本発明の第２の実施例を示す圧電アクチュエー
タの縦断面図である。
【図５】従来の金属ケース入り圧電アクチュエータの一
例の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 電歪効果素子 １ａ，１ｂ 端面 ２ａ，２ｂ リード端子 ３，６ 金属部材 ４ａ，４ｂ リード線 ５ 金属ケース ５ａ，５ｂ 開口部 ７ａ，７ｂ 位置決め板 ８ 樹脂

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電歪効果素子が金属ケースと金属部材お
    よびガラス端子によって気密封止された圧電アクチュエ
    ータにおいて、前記電歪効果素子の少なくとも一方の端
    部に嵌着した中心部に穴を有する円板と、前記金属部材
    に設けた円形の凹部とが嵌合した構造となっていること
    を特徴とする圧電アクチュエータ。
  2. 【請求項２】 中心部に穴を有する円板を電歪効果素子
    の端部に嵌着する工程と、端部に円板の嵌着された電歪
    効果素子を金属部材に設けた円形の凹部に嵌合するよう
    配設する工程とを有することを特徴とする圧電アクチュ
    エータの製造方法。
JP2846291A 1991-02-22 1991-02-22 圧電アクチュエータおよびその製造方法 Expired - Lifetime JP2692396B2 (ja)

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