JPH0312974A - 積層型圧電アクチュエータ - Google Patents
積層型圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH0312974A JPH0312974A JP1146681A JP14668189A JPH0312974A JP H0312974 A JPH0312974 A JP H0312974A JP 1146681 A JP1146681 A JP 1146681A JP 14668189 A JP14668189 A JP 14668189A JP H0312974 A JPH0312974 A JP H0312974A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric actuator
- oxide
- laminated piezoelectric
- pair
- internal electrodes
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- 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］
本発明は電気的エネルギーを受けると該電気的エネルギ
ーに比例する変位や力の機械的エネルギに変換する圧電
素子に関し、特に圧電素子を積層させた積層型圧電アク
チュエータに関する。
ーに比例する変位や力の機械的エネルギに変換する圧電
素子に関し、特に圧電素子を積層させた積層型圧電アク
チュエータに関する。
［従来の技術］
従来、精密位置決め装置や精密Ｘ−Ｙテーブルのアクチ
ュエータとして、ボイスコイルモータやパルスモータ等
の電磁式アクチュエータが使用されていたが、近年、位
置決め精度、応答速度、消費電力等から前記電磁式アク
チュエータより優れている積層型圧電アクチュエータを
使用されつつある。
ュエータとして、ボイスコイルモータやパルスモータ等
の電磁式アクチュエータが使用されていたが、近年、位
置決め精度、応答速度、消費電力等から前記電磁式アク
チュエータより優れている積層型圧電アクチュエータを
使用されつつある。
積層型圧電アクチュエータは、圧電セラミックス板と内
部電極板とを交互に積層して、セラミックス積層体を成
している。
部電極板とを交互に積層して、セラミックス積層体を成
している。
前記積層型圧電アクチュエータでは、その変位方向と直
交する圧電セラミックス板の断面積と内部電極板の断面
積とを一致させる構成にすることにより、集中応力を無
くすことが可能であり、また、製造技術の進歩により、
発生する歪み量を大きくさせることか可能となっている
。
交する圧電セラミックス板の断面積と内部電極板の断面
積とを一致させる構成にすることにより、集中応力を無
くすことが可能であり、また、製造技術の進歩により、
発生する歪み量を大きくさせることか可能となっている
。
第２図を参照すると、従来の積層型圧電アクチュエータ
２は、その側面に、互いに対向する一対の内部電極１２
及び１２ の縁部が露出した構造となっている。なお
、第２図において、１３はガラス絶縁部、１４は外部電
極、１５はリード線である。この積層型圧電アクチュエ
ータ２では上述のように、その側面から内部電極１２及
び１２′か露出しているので、他装置との電気的絶縁を
確保するためには、前記側面に絶縁物を形成しなければ
ならない。このため、前記側面を有機系樹脂層（図示せ
ず）で外装することが一般に行われている。
２は、その側面に、互いに対向する一対の内部電極１２
及び１２ の縁部が露出した構造となっている。なお
、第２図において、１３はガラス絶縁部、１４は外部電
極、１５はリード線である。この積層型圧電アクチュエ
ータ２では上述のように、その側面から内部電極１２及
び１２′か露出しているので、他装置との電気的絶縁を
確保するためには、前記側面に絶縁物を形成しなければ
ならない。このため、前記側面を有機系樹脂層（図示せ
ず）で外装することが一般に行われている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、積層型圧電アクチュエータの側面を有機
系樹脂層で外装しても、水分の浸入、透過を防止するこ
とは困難である。
系樹脂層で外装しても、水分の浸入、透過を防止するこ
とは困難である。
しかも、積層型圧電アクチュエータを高温度環境下で長
時間使用すると、一対の内部電極１２及び１２−間の絶
縁抵抗が低下し、甚だしくは、ショートに至る。
時間使用すると、一対の内部電極１２及び１２−間の絶
縁抵抗が低下し、甚だしくは、ショートに至る。
そこで、本発明の技術的課題は、水分の浸入、透過を防
止し、しかも高温度環境下で長時間使用しても、内部電
極間の絶縁抵抗の低下を生じない積層型圧電アクチュエ
ータを提供することである。
止し、しかも高温度環境下で長時間使用しても、内部電
極間の絶縁抵抗の低下を生じない積層型圧電アクチュエ
ータを提供することである。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、圧電性セラミックス部と該圧電性セラ
ミックス部中に互いに実質的に平行に配置された少なく
とも一対の内部電極とを有する積層型圧電アクチュエー
タであって、前記一対の内部電極は前記積層型圧電アク
チュエータの側面から外部に露出した縁部を有している
前記積層型圧電アクチュエータにおいて、 酸化銅、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化クロ
ム、酸化鉄の内、少なくとも一種からなり、前記積層型
圧電アクチュエータの少なくとも前記側面を覆う被膜層
を有することを特徴とする積層型圧電アクチュエータが
得られる。
ミックス部中に互いに実質的に平行に配置された少なく
とも一対の内部電極とを有する積層型圧電アクチュエー
タであって、前記一対の内部電極は前記積層型圧電アク
チュエータの側面から外部に露出した縁部を有している
前記積層型圧電アクチュエータにおいて、 酸化銅、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化クロ
ム、酸化鉄の内、少なくとも一種からなり、前記積層型
圧電アクチュエータの少なくとも前記側面を覆う被膜層
を有することを特徴とする積層型圧電アクチュエータが
得られる。
また、圧電性セラミックス部と該圧電性セラミックス部
中に互いに実質的に平行に配置された少なくとも一対の
内部電極とを有する積層型圧電アクチュエータであって
、前記一対の内部電極の一方は、前記積層型圧電アクチ
ュエータの互いに対向する一対の側面の一方から外部に
露出した縁部を有し、前記一対の内部電極の他方は、前
記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面の他方か
ら外部に露出した縁部を有している前記積層型圧電アク
チュエータにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面に夫々
形成された被膜層を有し、該被膜層の各々は、白金、パ
ラジウム、ルテニウム、ロジウム、金の内、少なくとも
一種からなることを特徴とする積層型圧電アクチュエー
タか得られる。
中に互いに実質的に平行に配置された少なくとも一対の
内部電極とを有する積層型圧電アクチュエータであって
、前記一対の内部電極の一方は、前記積層型圧電アクチ
ュエータの互いに対向する一対の側面の一方から外部に
露出した縁部を有し、前記一対の内部電極の他方は、前
記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面の他方か
ら外部に露出した縁部を有している前記積層型圧電アク
チュエータにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面に夫々
形成された被膜層を有し、該被膜層の各々は、白金、パ
ラジウム、ルテニウム、ロジウム、金の内、少なくとも
一種からなることを特徴とする積層型圧電アクチュエー
タか得られる。
さらに、圧電性セラミックス部と該圧電性セラミックス
部中に互いに実質的に平行に配置された少なくとも一対
の内部電極とを有する積層型圧電アクチュエータであっ
て、前記−幻の内部電極の一方は、前記積層型圧電アク
チュエータの互いに対向する一対の側面の一方から外部
に露出した縁部を有し、前記一対の内部電極の他方は、
前記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面の他方
から外部に露出した縁部を有している前記積層型圧電ア
クチュエータにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面に夫々
形成された被膜層を有し、該被膜層の各々は、銅、ニッ
ケル、スズ、亜鉛、クロム、鉄の内、少なくとも一種か
らなることを特徴とする積層型圧電アクチュエータが得
られる。
部中に互いに実質的に平行に配置された少なくとも一対
の内部電極とを有する積層型圧電アクチュエータであっ
て、前記−幻の内部電極の一方は、前記積層型圧電アク
チュエータの互いに対向する一対の側面の一方から外部
に露出した縁部を有し、前記一対の内部電極の他方は、
前記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面の他方
から外部に露出した縁部を有している前記積層型圧電ア
クチュエータにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面に夫々
形成された被膜層を有し、該被膜層の各々は、銅、ニッ
ケル、スズ、亜鉛、クロム、鉄の内、少なくとも一種か
らなることを特徴とする積層型圧電アクチュエータが得
られる。
［作用］
従来の積層型圧電アクチュエータ２の高湿度環境ドでの
連続使用時の一対の内部電極間の絶縁抵抗の低ドの原因
は、水分が前記有機系樹脂層を透過し、前記内部電極に
付着して、前記内部電極内に含まれる銀のイオン化によ
ると推定される。
連続使用時の一対の内部電極間の絶縁抵抗の低ドの原因
は、水分が前記有機系樹脂層を透過し、前記内部電極に
付着して、前記内部電極内に含まれる銀のイオン化によ
ると推定される。
表面露出内部電極プラス側：
Ａｇ−＋Ａｇ”＋ｅ
表面露出内部電極マイナス側：
Ａｇ” 十ｅ→Ａｇ
即ち、上記反応か進行し、マイナス側の表面露出内部電
極の表面に銀が樹枝状に成長し、表面露出内部電極プラ
ス側とマイナス側との電極間の実質的な距離が短くなり
、一対の内部電極間の絶縁抵抗が低下する。その結果、
外部電極１５間の絶縁抵抗が低下する。
極の表面に銀が樹枝状に成長し、表面露出内部電極プラ
ス側とマイナス側との電極間の実質的な距離が短くなり
、一対の内部電極間の絶縁抵抗が低下する。その結果、
外部電極１５間の絶縁抵抗が低下する。
本発明は、表面に露出した内部電極、及び外部電極表面
を銀量外で、且つ耐水腐蝕性の良い物質の層で覆った構
造とすることにより、銀の移行をｖノ止し、高湿度環境
下で絶縁抵抗が低下しない積層型圧電アクチュエータを
提供できる。
を銀量外で、且つ耐水腐蝕性の良い物質の層で覆った構
造とすることにより、銀の移行をｖノ止し、高湿度環境
下で絶縁抵抗が低下しない積層型圧電アクチュエータを
提供できる。
第１表
Ｆ実施例コ
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図を参照すると、本発明に係る積層型圧電アクチュ
エータ］は、Ｐｂ ｔ （Ｎｉ−Ｎｂ） ｌ Ｔｉ−
Ｚｒ）０３系圧電セラミツクス１１を出発原料として、
厚膜積層法により断面５Ｘ５ｍｍ、長さ１８ ｍ ｍの
寸法の積層型圧電アクチュエータを試作した。内部電極
１２の材料は、銀−パラジウム合金を用い、内部電極１
２及び１２−間の間隔は１１５μｍ１内部電極積層数は
、１５０である。ガラス絶縁部１３は、内部電極１２及
び１２′の積層型圧電アクチュエータの側面への露出を
防ぐ作用する。外部電極１４は、銀ペーストを焼き付け
で形成した。次に、この積層型圧電アクチュエータ１に
露出した内部電極、及び外部電極表面に電気メツキ法に
より、酸化銅、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化亜鉛、酸
化クロム、酸化鉄の内、少なくとも一種の金属酸化物、
白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、金の内、少
なくとも一種の金属、銅、ニッケル、０ スズ、亜鉛、クロム、鉄の内、少なくとも一種の金属で
被膜層２６を被膜した。尚、金属酸化物を被膜するには
、メツキで形成した金属層を酸素ガス中、２５０°Ｃで
熱処理して形成する。メツキ浴は市販の光沢メツキ浴を
用い、メッキ厚は数μｍである。しかる後に、エポキン
樹脂で外側にコーテングを施した。
エータ］は、Ｐｂ ｔ （Ｎｉ−Ｎｂ） ｌ Ｔｉ−
Ｚｒ）０３系圧電セラミツクス１１を出発原料として、
厚膜積層法により断面５Ｘ５ｍｍ、長さ１８ ｍ ｍの
寸法の積層型圧電アクチュエータを試作した。内部電極
１２の材料は、銀−パラジウム合金を用い、内部電極１
２及び１２−間の間隔は１１５μｍ１内部電極積層数は
、１５０である。ガラス絶縁部１３は、内部電極１２及
び１２′の積層型圧電アクチュエータの側面への露出を
防ぐ作用する。外部電極１４は、銀ペーストを焼き付け
で形成した。次に、この積層型圧電アクチュエータ１に
露出した内部電極、及び外部電極表面に電気メツキ法に
より、酸化銅、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化亜鉛、酸
化クロム、酸化鉄の内、少なくとも一種の金属酸化物、
白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、金の内、少
なくとも一種の金属、銅、ニッケル、０ スズ、亜鉛、クロム、鉄の内、少なくとも一種の金属で
被膜層２６を被膜した。尚、金属酸化物を被膜するには
、メツキで形成した金属層を酸素ガス中、２５０°Ｃで
熱処理して形成する。メツキ浴は市販の光沢メツキ浴を
用い、メッキ厚は数μｍである。しかる後に、エポキン
樹脂で外側にコーテングを施した。
第１表を参照して、比較例は、従来の積層型圧電アクチ
ュエータ２であって、積層型圧電アクチュエータ２の側
面には有機系樹脂層を被膜している。
ュエータ２であって、積層型圧電アクチュエータ２の側
面には有機系樹脂層を被膜している。
比較例以外は、本発明の積層型圧電アクチュエータ１で
あって、積層型圧電アクチュエータ１の側面には被膜層
２６で被膜している。試作した積層型圧電アクチュエー
タ１の高湿度環境下での信頼性を調べるために、湿度５
０ ’Ｃ１相対湿度９５％の雰囲気中で直流電圧１００
Ｖを連続印加するエージングを実施した。エージング
に供した試料数は、各実施例１００個であり、その各実
施例の外部電極１４間の絶縁抵抗が１桁以上低下した場
合を不良とみ１ なし、不良発生率は、エージング時間による累積不良率
で表わした。その結果が第１表に示されている。
あって、積層型圧電アクチュエータ１の側面には被膜層
２６で被膜している。試作した積層型圧電アクチュエー
タ１の高湿度環境下での信頼性を調べるために、湿度５
０ ’Ｃ１相対湿度９５％の雰囲気中で直流電圧１００
Ｖを連続印加するエージングを実施した。エージング
に供した試料数は、各実施例１００個であり、その各実
施例の外部電極１４間の絶縁抵抗が１桁以上低下した場
合を不良とみ１ なし、不良発生率は、エージング時間による累積不良率
で表わした。その結果が第１表に示されている。
第１表により明らかなように、従来構造の積層型圧電ア
クチュエータ２では、時間経過に伴い水分の進入により
、圧電セラミックス１１の積層間の絶縁抵抗が低下する
ため各実施例の外部電極１４間の絶縁抵抗か低下して、
５００時間で全数が不良となるか、本発明の実施例に係
る積層型圧電アクチュエータ１は、２４０時間で最大３
％、５００時間で１乃至８％の不良率であり、従来構造
に比べ、耐湿性能が格段に優れていることがわかる。
クチュエータ２では、時間経過に伴い水分の進入により
、圧電セラミックス１１の積層間の絶縁抵抗が低下する
ため各実施例の外部電極１４間の絶縁抵抗か低下して、
５００時間で全数が不良となるか、本発明の実施例に係
る積層型圧電アクチュエータ１は、２４０時間で最大３
％、５００時間で１乃至８％の不良率であり、従来構造
に比べ、耐湿性能が格段に優れていることがわかる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によると、高湿度環境下で
、長時間使用しても、内部電極間の絶縁抵抗の低下が生
じない高信頼性の積層型圧電アクチュエータを提供でき
るという効果がある。
、長時間使用しても、内部電極間の絶縁抵抗の低下が生
じない高信頼性の積層型圧電アクチュエータを提供でき
るという効果がある。
第１図は本発明の一実施例による積層型圧電ア２
クチュエータの断面図、第２図は従来の積層型圧電アク
チュエータの断面図である。 １・・・本発明の一実施例による積層型圧電アクチュエ
ータ、２・・・従来の積層型圧電アクチュエータ、１１
・・・圧電セラミックス、１２及び１２′・・・内部電
極、１３・・・ガラス絶縁部、１４・・・外部電極、１
５・・・リード線、２６・・・被膜層。 ３
チュエータの断面図である。 １・・・本発明の一実施例による積層型圧電アクチュエ
ータ、２・・・従来の積層型圧電アクチュエータ、１１
・・・圧電セラミックス、１２及び１２′・・・内部電
極、１３・・・ガラス絶縁部、１４・・・外部電極、１
５・・・リード線、２６・・・被膜層。 ３
Claims (3)
- １． 圧電性セラミックス部と該圧電性セラミックス部
中に互いに実質的に平行に配置された少なくとも一対の
内部電極とを有する積層型圧電アクチュエータであって
、前記一対の内部電極は前記積層型圧電アクチュエータ
の側面から外部に露出した縁部を有している前記積層型
圧電アクチュエータにおいて、 酸化銅、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化クロ
ム、酸化鉄の内、少なくとも一種からなり、前記積層型
圧電アクチュエータの少なくとも前記側面を覆う被膜層
を有することを特徴とする積層型圧電アクチュエータ。 - ２． 圧電性セラミックス部と該圧電性セラミックス部
中に互いに実質的に平行に配置された少なくとも一対の
内部電極とを有する積層型圧電アクチュエータであって
、前記一対の内部電極の一方は、前記積層型圧電アクチ
ュエータの互いに対向する一対の側面の一方から外部に
露出した縁部を有し、前記一対の内部電極の他方は、前
記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面の他方か
ら外部に露出した縁部を有している前記積層型圧電アク
チュエータにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面に夫々
形成された被膜層を有し、該被膜層の各々は、白金、パ
ラジウム、ルテニウム、ロジウム、金の内、少なくとも
一種からなることを特徴とする積層型圧電アクチュエー
タ。 - ３． 圧電性セラミックス部と該圧電性セラミックス部
中に互いに実質的に平行に配置された少なくとも一対の
内部電極とを有する積層型圧電アクチュエータであって
、前記一対の内部電極の一方は、前記積層型圧電アクチ
ュエータの互いに対向する一対の側面の一方から外部に
露出した縁部を有し、前記一対の内部電極の他方は、前
記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面の他方か
ら外部に露出した縁部を有している前記積層型圧電アク
チュエータにおいて、 前記積層型圧電アクチュエータの前記一対の側面に夫々
形成された被膜層を有し、該被膜層の各々は、銅、ニッ
ケル、スズ、亜鉛、クロム、鉄の内、少なくとも一種か
らなることを特徴とする積層型圧電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146681A JP2819471B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 積層型圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146681A JP2819471B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 積層型圧電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312974A true JPH0312974A (ja) | 1991-01-21 |
| JP2819471B2 JP2819471B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=15413186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1146681A Expired - Lifetime JP2819471B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 積層型圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2819471B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6845920B2 (en) | 2001-04-19 | 2005-01-25 | Denso Corporation | Piezoelectric element and injector using the same |
| JP2006203077A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 積層型圧電構造体の製造方法 |
| WO2007052599A1 (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電素子 |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1146681A patent/JP2819471B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6845920B2 (en) | 2001-04-19 | 2005-01-25 | Denso Corporation | Piezoelectric element and injector using the same |
| JP2006203077A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 積層型圧電構造体の製造方法 |
| WO2007052599A1 (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 圧電素子 |
| US7358653B2 (en) | 2005-11-02 | 2008-04-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric element |
| JP5040649B2 (ja) * | 2005-11-02 | 2012-10-03 | 株式会社村田製作所 | 圧電素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2819471B2 (ja) | 1998-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2965602B2 (ja) | 積層型変位素子 | |
| US5523645A (en) | Electrostrictive effect element and methods of producing the same | |
| JPH04340778A (ja) | 積層圧電アクチュエータ素子 | |
| WO1992005593A1 (fr) | Procede de fabrication d'elements possedant un effet d'electrostriction | |
| US12100557B2 (en) | Electronic component | |
| JPH0235785A (ja) | 積層型変位素子 | |
| JPS63153870A (ja) | 電歪効果素子 | |
| JP2819471B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JPH10290031A (ja) | 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法 | |
| KR100807217B1 (ko) | 세라믹 부품 및 그 제조방법 | |
| JPH03283581A (ja) | 積層圧電アクチュエータ素子 | |
| JP2613408B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JPH02240976A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JPS6380585A (ja) | 電歪効果素子 | |
| JPH02250678A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JP2536101B2 (ja) | 電歪効果素子 | |
| JPH04369277A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JP2711870B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JPH03155180A (ja) | 積層型変位素子 | |
| JP3104311B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータの製造方法 | |
| JPH01146379A (ja) | 電歪効果素子組立体 | |
| JP4174253B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータの製造方法 | |
| JPH05110157A (ja) | 積層圧電アクチユエータ | |
| JPH07106654A (ja) | 積層型変位素子 | |
| JPH03155178A (ja) | 積層型変位素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090828 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090828 Year of fee payment: 11 |