JPH01109781A - 圧電素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明、は、圧電素子に関し、特に耐水性ないし耐湿性
が請求される圧電素子に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

圧電素子が耐水性ないし防湿性に劣ると、たとえば内部
電極間等の絶縁特性が劣化して漏れ電流の増大や絶縁破
壊が生じ、また電界の強さが低下して変位量の減少が生
じる。

そこで、耐水性ないし防湿性の向上を図るために、電気
泳動法によってガラス粉末等の無機粉末を塗布した後に
この無機粉末を焼き付けて被覆層を形成した圧電素子が
ある（たとえば、特開昭５９−１１５５１２号公開公報
記載）。

また、フッ素樹・脂を塗布した圧電素子もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記した構造の圧電素子は、無機粉末や
フッ素樹脂が塗布されて被覆層が形成されているため、
その塗布むらにより被覆層の肉厚が不均一となり、耐水
性ないし防水性が不安定であるという問題点がある。特
に、圧電素子の外周角部の塗布が薄くなるため、該外周
角部の耐水性ないし防湿性が不安定であるという問題点
がある。

本発明の目的は、耐水性ないし防湿性の向上を図ること
ができる圧電素子を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の圧電素子は、金属層と樹脂層との積層膜により
該樹脂層を内側として被覆され、この積層膜が前記樹脂
層によって圧電素子の外面に密着されている構造とした
ものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、金属層と樹脂層との積層膜によ
って密着被覆されていることにより、被覆層が塗布工程
を要することなく形成されているので、被覆層の肉厚の
均一化を図ることができ、耐水性ないし防湿性の向上を
図ることができる。

また、積層膜がその内側の樹脂層によって密着されてい
るので、積層膜と圧電素子本体等との結合強度の安定化
を図ることができ、たとえば圧電素子を所定の個所に固
定する場合等に安定した状態で固定することができる。

更に、積層膜の樹脂層は、絶縁機能の他に、積層膜の圧
電素子本体等への密着機能をも果たして・いるので、被
覆層の薄肉化や軽量化を図ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である圧電素子を示す正面図
、第２図は第１図の■−■線における拡大断面図である
。

本実施例の圧電素子はバイモルフ形とされ、たとえばそ
の機械的変位を利用した弁体駆動用等の圧電素子として
適用されるようになっている。

圧電素子本体１は、第２図に示すように金属板１ａと、
この金属板１ａの両面に貼着された圧電セラミック層１
ｂとを備えている。圧電素子本体ｌには、電極板等から
なる電極２が設けられ、この電極２からは、リード線３
が外部に向かって延びている。

圧電素子本体ｌと電極２と該電極２側のリード線３との
外周囲の全体は、外側の金属層４ａと内側の樹脂層４ｂ
との積層膜４により該樹脂層４ｂを内側として密着され
て被覆されている。

金属層４ａは、たとえばアルミニウム、アルミニウム合
金、銅、銅合金等の材質により形成され、この金属層４
ａは圧電素子の耐水層ないし防湿層として機能するもの
である。

他方、樹脂層４ｂは、たとえばポリエチレン。

ポリプリピレン等の熱可塑性樹脂材により形成され、こ
の樹脂層４ｂは圧電素子の絶縁層および積層膜４の接着
層として機能するものである。

ここで、金属１４ａと樹脂層４ｂとをラミネートして形
成された積層膜４は、圧電素子本体１等の被覆前の状態
においてはシート状とされている。

この被覆前のシート状の積層膜４は、樹脂層４ｂを内側
にし、圧電素子本体１等を包み込むようにして中央で折
り返され、第１図における積層膜４の右端側どうしおよ
び上下端側どうしが夫々重合される。その後に、その重
合部位が加熱、加圧されることにより該重合部位の樹脂
層４ｂどうしが溶着され、その境界部が渾然融合して一
体的に結合され、また該樹脂層４ｂが電極２側のリード
線３に溶着されて密着されている。また、圧電素子本体
１およびその電極２の外周囲を被包している積層膜４が
加熱、加圧されることにより、その加熱、加圧部位の積
層膜４の樹脂層４ｂが圧電素子本体１およびその電極２
の外周面に溶着されて密着されている。

次に、本実施例の作用について説明する。

本実施例の圧電素子は、たとえば以下のようにして製造
される。

先ず、金属層４ａの肉厚が３５μｍ樹脂層４ｂの肉厚が
１５μｍの積層膜４のシート地（図示せず）を圧電素子
本体ｌの表面積より大きい表面積に切断する。

このシート地（図示せず）の切断後に、切断されたシー
ト状の積層膜４により、圧電素子本体１と電極２と該電
極２側のリード線３との外周囲の全体を包み込む。この
圧電素子本体１等の包み込みに際しては、樹脂層４ｂを
内側にし、積層膜４をその中央で折り返すようにして包
み込み、第１図における積層膜４の右端側どうしおよび
上下端側どうしを夫々重合させる。

次いで、その積層膜４の右端側どうしおよび下端側どう
しの各重合部位を加熱、加圧して該重合部位の樹脂層４
ｂどうしを溶着して、その境界部が渾然融合されるよう
に一体的に結合する。この結合に際しては、所定温度に
加熱された圧着用金属台（図示せず）に積層膜４０重合
部位を載せ、所定温度に加熱された圧着用コテ（図示せ
ず）で該重合部位を押圧しながら該圧着用コテを移動さ
せて行う。

次いで、圧電素子本体１およびその電極２の外周囲を被
包している積層膜４を加熱、加圧して、該加熱、加圧部
位の積層膜４の樹脂層４ｂを圧電素子本体１およびその
電極２の外周面に溶着させて密着する。

このような密着は、たとえば積層膜４で被包されている
圧電素子本体１を前記圧着用金属台（図示せず）に載せ
、そして、所定温度に加熱された前記圧着用コテ（図示
せず）で該圧電素子本体１の上面側の積層膜４を押圧し
ながら該圧着用コテを移動させた後に、該圧電素子本体
１を裏返して該圧電素子本体１の反対側の積層膜４を前
記と同様に圧着用コテ（図示せず）で押圧しながら移動
させて行う。

最後に、リード線３の部位、すなわち積層膜４の上端側
の重合部位の樹脂層４ｂどうしを溶着して、その境界部
が渾然融合されるように一体的に結合する。このような
結合は、たとえば前記した該積層膜４の右端側どうしや
下端側どうしの重合部位の結合と、同様な方法により行
う。

このようにして、本実施例における圧電素子は製造され
る。

この場合に、本実施例の圧電素子は、金属層４ａと樹脂
層４ｂとの積層膜４によって密着被覆されていることに
より、被覆層が塗布工程を要することな（形成されてい
るので、被覆層の肉厚の均一化、特に金属層４ｂの肉厚
の均一化を図ることができ、耐水性ないし防湿性の向上
を図ることができる。

たとえば、本発明者の実験例によれば、圧電素子本体等
にフッ素樹脂を塗布して被覆した従来の圧電素子の場合
には、水中に７２時間浸漬した後の漏れ電流が浸漬前に
比べ約２倍増加された。しかし、本実施例の圧電素子の
場合には、水中に７２時間浸漬した後においても漏れ電
流は増加されなかった。したがって、この実験例からし
ても本実施例の圧電素子は耐水性ないし防湿性に優れて
いるということができる。

また、本実施例の圧電素子は、積層膜４がその内側の樹
脂層４ｂの溶着によって密着されているので、積層膜４
と圧電素子本体１等との結合強度の安定化を図ることが
でき、たとえば圧電素子を所定の個所に固定する場合等
に安定した状態で固定することができる。

更に、積層膜４の樹脂層４ｂは、絶縁機能の他に、積層
膜４の圧電素子本体１等への密着機能をも果たしている
ので、被覆層の薄肉化や軽量化を図ることができる。ま
た樹脂層４ｂの溶着にょうて積層膜４が圧電素子本体１
等に密着されていることにより、接着剤の塗布工程が不
要とされるので、製造工程の容易化や製造コストの低廉
化を図ることができる。

以上のように、本発明を実施例に基づき具体的に説明し
たが、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であるこ
とはいうまでもない。

たとえば、本実施例における圧電素子は、バイモルフ形
の圧電素子に適用されているが、本発明における圧電素
子はバイモルフ形の圧電素子に限定されるものではなく
、たとえばユニモルフ形や積層形の圧電素子に適用する
ことが可能である。

また、本実施例においては、圧電素子本体１等がシート
状の積層膜４により包み込まれて密着被覆されているが
、たとえば本発明においては、積層膜４を予め袋状に形
成し、この積層膜４による袋内に圧電素子本体１等を収
容し、その後にその開口部や圧電素子本体１等の両面側
等の積層膜４を加熱、加圧することにより、該積層膜４
によって密着被覆されるようにしても良い。

更に、本実施例における圧電素子の製造方法において、
所定部位の加熱手段として圧着用金属台と圧着用コテと
が適用されているが、たとえば超音波等による加熱手段
を適用することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、金属層と樹脂層との積層膜により該樹
脂層を内側として被覆され、この積層膜が前記樹脂層に
よって密着されている構造とされていることにより、以
下の効果を得ることができる。

（１）、金属層と樹脂層との積層膜によって密着被覆さ
れていることにより、被覆層が塗布工程を要することな
く形成されているので、被覆層の肉厚の均一化を図るこ
とができ、耐水性ないし防湿性の向上を図ることができ
る。

（２）、積層膜がその内側の樹脂層によって密着されて
いるので、積層膜と圧電素子本体等との結合強度の安定
化を図ることができ、たとえば圧電素子を所定の個所に
固定する場合等に安定した状態で固定することができる
。

（３）、積層膜の樹脂層は、絶縁機能の他に、積層膜の
圧電素子本体等への密着機能をも果たしているので、被
覆層の薄肉化や軽量化を図ることができる。

（４）、　（１）の効果により、電極間等の絶縁特性の
劣化に起因する漏れ電流の増大や絶縁破壊、電界の強さ
の低下等を確実に防止することが″できる。

（５）、　（１）と（４）の効果により、圧電素子の信
頼性や耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である圧電素子を示す正面図
、第２図は第１図の■−■線における拡大断面図である
。 ｌ・・・・圧電素子本体、 １ａ・・・金属板、 １ｂ・・・圧電セラミック層、 ２・・・・電極、 ３・　・　・　・リード線、 ４・・・・積層膜、 ４ａ・・・金属層、 ４ｂ・・・樹脂層。 特　許　出　願　人　　株式会社　小金井製作折代　理
　人　弁理士　　筒　井　大　相同　　　弁理士　　松
　倉　秀　実 間　　　弁理士　　中　野　敏　夫 第１図 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）．金属層と樹脂層との積層膜により該樹脂層を内
   側として被覆され、この積層膜が前記樹脂層によって、
   圧電素子の外面と密着されていることを特徴とする圧電
   素子。
2. （２）．前記樹脂層が熱可塑性樹脂層であり、この熱可
   塑性樹脂層の溶着によって前記積層膜が密着されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電素子
   。
3. （３）．前記熱可塑性樹脂層がポリエチレンないしポリ
   プロピレン層であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の圧電素子。
4. （４）．前記金属層がアルミニウムないしアルミニウム
   合金層であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の圧電素子。
5. （５）．前記金属層が銅ないし銅合金層であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電素子。