JPH03175683A - 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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JPH03175683A
JPH03175683A JP1315774A JP31577489A JPH03175683A JP H03175683 A JPH03175683 A JP H03175683A JP 1315774 A JP1315774 A JP 1315774A JP 31577489 A JP31577489 A JP 31577489A JP H03175683 A JPH03175683 A JP H03175683A
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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〕 本発明は圧電アクチュエータに関し、特に、鍜効果を利
用した積、習型の圧型アクチュエータＩ３よびその製造
方法に関する。
〔従来の技術〕
電気エネルギーを機械的エネルギーに変１負す・５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
ロラコントローラや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。
第３図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。
電歪材と内部電極が交互に積層された電歪効果素子１か
ら導出されたリード線４ａ、４ｂを金属部材３に取付け
られたリード端子２ａ、２ｂにそれぞれ半田接続をした
後、金属部材３の凹部に電歪効果素子１の一方の端面１
ａをエポキシ樹脂などの接着剤で接着する。次に、金属
部材３の外周部に設けられたリング溝３ｃにパイトンな
どを成形した０リング１０を挿入した後、有底の筒状金
属ケース９の開口部９ａから電歪効果素子１を他方の端
部１ｂ側から挿入して端部１ｂと金属ケース９の底部９
ｂをエポキシ樹脂などの接着剤で接着固定して気密封止
構造の圧電アクチュエータが完成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の圧電アクチュエータは、Ｏリングの接触
圧で電歪効果素子をシールする構造となっているので次
のような欠点がある。
（１）電歪効果素子のｍ層方向の引張強度が弱いため取
付時に外部から積層方向に引張力が加わると素子が破断
する。
（２）金属部材を介して電歪効果素子の積層方向と直角
方向に外力が加わると素子が破断する。
本発明の目的は、取付時に外部から引張力が加わった時
の素子破断が防止でき、また気密端子を介して電歪効果
素子の積層方向と直角方向に外力が加わっても素子また
は素子端面接合部での破断が防止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る。
〔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、前記金属
ケースまたは金属部材のいずれかに伸縮部が設けられ、
前記伸縮部の収縮力が前記電歪効果素子にその積層方向
に加わるように前記金属ケースと金属部材の各々の外周
に設けたツバ状の取付部がつき合わされ接合されている
ことを特徴として構成される。
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、複数の電極材と内部電極を交互に積層してなる
電歪効果素子を、金属ケース又は金属部材のいずれかに
伸縮部が設けられ、前記伸縮部の収縮力が前記電歪効果
素子にその積層方向に加わるように前記金属ケースと金
属部材の外周に設けられたツバ状の取付部をつき合わし
接合して気密封止する圧電アクチュエータの製造方法に
おいて、前記電歪効果素子の密封処理工程の前に前記金
属ケースと金属部材に設けたツバ状の取付部の間に一定
寸法のすき間を設けた状態で電歪効果素子と金属部材お
よび金属ケースと金属部材を固定する工程と、前記伸縮
部をすき間の寸法弁だけ卸した状態で金属部材と金属ケ
ースを保持する工程と、前記金属部材と金属ケースのツ
バ状の取付部を溶接などでシール接合する工程とを含む
ことを特徴として構成される。
〔作用〕
本発明は、伸縮機能を有する金属ケースに素子を挿入し
、かつ予め素子に圧縮力を加えた状態で密封処理を施す
ものである。
〔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
。
第１図は本発明の第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。
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の外径寸法より大き
く、がつ金属部材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が密封封止されている。
そして、金属ケースの伸縮部が予め一定寸法だけ延され
て金属ケースの収縮力が電歪効果素子の積層方向に加わ
るように形成されている。
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。
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１００μｍ［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白部
電極導体を塗布、乾燥後、数十層（例えば６４Ｍ）に７
１層して焼結した８Ｉ層体をまず用意する。この積層体
の側面には銀白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白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を外周部にツ
バ状の取付部３ａを設けた金属部材（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、２ｂの内側の端部とを半田付けで接続する。
次に、金属ケース５の一方の開口部の外周にツバ状の取
付部５ａを設は他方の開口部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（上部）から金属部材３が固定された
電歪効果素子ｌの他の端面側１ｂを挿入して金属ケース
と金属部材に設けたツバ状の取付部３ａ、５ａの間に一
定寸法（例えば０．１〜０．２ｍｍ）のすき間を設けた
状態で金属部材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、金属ケースと金属部材のツバ状の取付部をつき合
せて、伸縮部をすき間の寸法だけに伸した状態を治具で
保持する。次に、金属部材と＆属ケースのツバ状の取付
部を溶接などでシール接合して密封を完了させる。
このときの取付部に設けたすき間の寸法分の伸び量に対
する金属ケースの収縮力が電歪効果素子の最大発生応力
の２０〜１００％程度（例えば２０〜５０ｋｇ−ｆ）に
なるように金属ケース５のバネ定数を持たせておくと、
電歪効果素子１が最大発生応力の２０〜１００％程度の
力で予め圧縮された状態で組立てられた金属ケース入り
圧電アクチュエータが形成できる。
第２図は本発明の第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、下部の金属部材
の代りにダイアフラム７が取、付けられ、伸縮機能を無
くした金属ケース８が使用されダイアフラム７の凹面が
電歪効果素子１の下端面に接着されていることである。
本実施例では、ダイアフラムおよび金属ケースが第１の
実施例に比べて低コストで製造できる利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、金属ケースまたは金属部
材のいずれかに伸縮部を設け、かつ、金属ケースと金属
部材の各々の外周にツバ状の取付部を設け、電歪効果素
子の密封処理前に、伸縮部を伸した状態で保持して、金
属ケースと金属部材に設けた取付部をつき合せて伸縮部
により予め電歪効果素子に圧縮力を加えて密封処理を完
了することにより、次の効果がある。
（１）取付時に外部から引張力が加わった時の素子破断
が防止できる。
（２）ハーメ端子を介して電歪効果素子の積層方向と直
角方向に外力が加わっても素子または素子端面接合部で
の破断が防止できる。
（３）取付部により圧縮力を加えて行なう密封処理が容
易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例を示す圧電アクチュエー
タの縦断面図、第２図は本発明の第２の実施例を示す圧
電アクチュエータの縦断面図、第３図は従来の金属ケー
ス入り圧電アクチュエータの一例の縦断面図である。 １・・・電歪効果素子、ｌａ、ｌｂ・・・端面、２ａ。 ２ｂ・・・ガラス端子、３．６・・・金属部材、４ａ。 ４ｂ・・・リード線、５，８．９・・・ケース、５ｂ。 ９ａ・・・開口部、３ａ、５ａ・・・取付部、７・・・
ダイアフラム、９ｂ・・・底部、ｌＯ・・・０リング。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）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、前記金属ケースまたは金属部材のいずれかに伸縮
    部が設けられ、前記伸縮部の収縮力が前記電歪効果素子
    にその積層方向に加わるように前記金属ケースと金属部
    材の各々の外周に設けたツバ状の取付部がつき合わされ
    接合されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
  2. （２）複数の電極材と内部電極を交互に積層してなる電
    歪効果素子を、金属ケース又は金属部材のいずれかに伸
    縮部が設けられ、前記伸縮部の収縮力が前記電歪効果素
    子にその積層方向に加わるように前記金属ケースと金属
    部材の外周に設けられたツバ状の取付部をつき合わし接
    合して気密封止する圧電アクチュエータの製造方法にお
    いて、前記電歪効果素子の密封処理工程の前に前記金属
    ケースと金属部材に設けたツバ状の取付部の間に一定寸
    法のすき間を設けた状態で電歪効果素子と金属部材およ
    び金属ケースと金属部材を固定する工程と、前記伸縮部
    をすき間の寸法分だけ伸した状態で金属部材と金属ケー
    スを保持する工程と、前記金属部材と金属ケースのツバ
    状の取付部を溶接などでシール接合する工程とを含むこ
    とを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
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