JPH04369877A - 積層型圧電体の製造方法 - Google Patents
積層型圧電体の製造方法Info
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- JPH04369877A JPH04369877A JP3147258A JP14725891A JPH04369877A JP H04369877 A JPH04369877 A JP H04369877A JP 3147258 A JP3147258 A JP 3147258A JP 14725891 A JP14725891 A JP 14725891A JP H04369877 A JPH04369877 A JP H04369877A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種アクチュエータと
して用いる積層型圧電体、特に圧電板と金属板との間に
ペーストを介在させて形成するタイプの積層型圧電体の
製造方法に関する。
して用いる積層型圧電体、特に圧電板と金属板との間に
ペーストを介在させて形成するタイプの積層型圧電体の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電材料からなる圧電板と、この圧電板
と略同形であるとともに周縁の半径方向に１個の突起を
有する金属板とを金属板の突起が隣接するものとは１８
０°ずれた位置になるように交互に複数枚積層した積層
型圧電体がある。ところが、かかる積層型圧電体は圧電
板と金属板の表面粗度の違いから両者の接触面にわずか
の空隙が存在し、圧電板に電圧を印加した時に生ずる変
位量がこの空隙で吸収されてしまい、積層型圧電体全体
の変位量が減少するという問題や、圧電板と金属板が径
方向に移動可能なため積層状態を維持することが困難で
取扱いが面倒であるという問題がある。そこで、上記問
題を解決するために、圧電板と金属板の間に導電性ペー
ストを介在させて複数枚積層し、両者間の空隙を無くし
接着性を向上させた積層型圧電体が、例えば特開昭６０
−１２１７８４号公報に開示されている。
と略同形であるとともに周縁の半径方向に１個の突起を
有する金属板とを金属板の突起が隣接するものとは１８
０°ずれた位置になるように交互に複数枚積層した積層
型圧電体がある。ところが、かかる積層型圧電体は圧電
板と金属板の表面粗度の違いから両者の接触面にわずか
の空隙が存在し、圧電板に電圧を印加した時に生ずる変
位量がこの空隙で吸収されてしまい、積層型圧電体全体
の変位量が減少するという問題や、圧電板と金属板が径
方向に移動可能なため積層状態を維持することが困難で
取扱いが面倒であるという問題がある。そこで、上記問
題を解決するために、圧電板と金属板の間に導電性ペー
ストを介在させて複数枚積層し、両者間の空隙を無くし
接着性を向上させた積層型圧電体が、例えば特開昭６０
−１２１７８４号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の積
層型圧電体はペーストとして導電体である金属粉と非導
電性のガラス粉を有機バインダと混合しペースト状とし
たものを用いているため、圧電板の直径よりも小さくペ
ーストを付着させて積層しても、加圧して焼成するとペ
ーストがはみ出し電極同士が短絡する恐れがある。従っ
て、その製造方法については精密さを要し、スクリーン
印刷等により膜厚を十分に管理しながら図５に示すよう
に圧電板１１の片面に導電性ペースト１３を付着させ乾
燥する第１の工程と、圧電板を裏返し他面に同様に導電
性ペーストを付着させて乾燥させる第２の工程とを別々
に行わなければならない。そのため生産性が悪いという
問題がある。
層型圧電体はペーストとして導電体である金属粉と非導
電性のガラス粉を有機バインダと混合しペースト状とし
たものを用いているため、圧電板の直径よりも小さくペ
ーストを付着させて積層しても、加圧して焼成するとペ
ーストがはみ出し電極同士が短絡する恐れがある。従っ
て、その製造方法については精密さを要し、スクリーン
印刷等により膜厚を十分に管理しながら図５に示すよう
に圧電板１１の片面に導電性ペースト１３を付着させ乾
燥する第１の工程と、圧電板を裏返し他面に同様に導電
性ペーストを付着させて乾燥させる第２の工程とを別々
に行わなければならない。そのため生産性が悪いという
問題がある。
【０００４】本発明は、圧電板と金属板との間に介在さ
せるペーストを、お互いに接触しても短絡の心配がなく
、かつ通常積層型圧電体を駆動させる印加電圧で機能さ
せることが可能な材料とすることにより、生産性を向上
させることを目的とする。
せるペーストを、お互いに接触しても短絡の心配がなく
、かつ通常積層型圧電体を駆動させる印加電圧で機能さ
せることが可能な材料とすることにより、生産性を向上
させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の積層型圧電体の
製造方法は、圧電材料からなる圧電板または電気的に接
続されて電極となる金属板の少なくとも一方の構成体の
積層面に、比誘電率が８以上の絶縁性ペーストを両面同
時に付着させ、その後乾燥させる第１の工程と、第１の
工程により得られた圧電板と金属板、又はこれらと絶縁
性ペーストが付着されていない他の金属板もしくは圧電
板とを交互に複数枚積層して積層体とする第２の工程と
、第２の工程により得られた積層体を同時加圧焼成して
一体化する第３の工程とからなることを特徴とする。
製造方法は、圧電材料からなる圧電板または電気的に接
続されて電極となる金属板の少なくとも一方の構成体の
積層面に、比誘電率が８以上の絶縁性ペーストを両面同
時に付着させ、その後乾燥させる第１の工程と、第１の
工程により得られた圧電板と金属板、又はこれらと絶縁
性ペーストが付着されていない他の金属板もしくは圧電
板とを交互に複数枚積層して積層体とする第２の工程と
、第２の工程により得られた積層体を同時加圧焼成して
一体化する第３の工程とからなることを特徴とする。
【０００６】上記圧電板は圧電効果を有するものであれ
ば特に限定されず、例えばペロブスカイト結晶構造のＢ
ａＴｉＯ３ ，ＰｂＴｉＯ３ ，又は、ＢａＴｉＯ３
或いはＰｂＴｉＯ３ とＣａＴｉＯ３ との固溶体、又
はＰｂＺｒＯ３ とＰｂＴｉＯ３ の固溶体（ＰＺＴ）
などが用いられる。金属板は、Ｃｕ，ＳＵＳ等従来と同
様のものを使用することができる。絶縁性ペーストとし
ては、例えばガラスペーストや、シリコーン系接着剤、
エポキシ系接着剤等が用いられ、通常積層型圧電体に印
加する電圧で機能させるために比誘電率が８以上の絶縁
性ペーストが用いられる。印加電圧を高くし比誘電率が
８未満の絶縁性ペーストを用いても圧電板は機能するが
、その結果金属板同士の絶縁破壊が発生し、絶縁性を更
に向上させなければならず構造が複雑になるという問題
が生じるため、比誘電率が８以上とするのが好ましい。
ば特に限定されず、例えばペロブスカイト結晶構造のＢ
ａＴｉＯ３ ，ＰｂＴｉＯ３ ，又は、ＢａＴｉＯ３
或いはＰｂＴｉＯ３ とＣａＴｉＯ３ との固溶体、又
はＰｂＺｒＯ３ とＰｂＴｉＯ３ の固溶体（ＰＺＴ）
などが用いられる。金属板は、Ｃｕ，ＳＵＳ等従来と同
様のものを使用することができる。絶縁性ペーストとし
ては、例えばガラスペーストや、シリコーン系接着剤、
エポキシ系接着剤等が用いられ、通常積層型圧電体に印
加する電圧で機能させるために比誘電率が８以上の絶縁
性ペーストが用いられる。印加電圧を高くし比誘電率が
８未満の絶縁性ペーストを用いても圧電板は機能するが
、その結果金属板同士の絶縁破壊が発生し、絶縁性を更
に向上させなければならず構造が複雑になるという問題
が生じるため、比誘電率が８以上とするのが好ましい。
【０００７】
【作用】積層型圧電体として用いられる圧電板は、その
厚さ方向に電界を発生させることにより圧電板が伸び縮
みする。すなわち、圧電板を介して存在する金属板間に
ある一定以上の電界が生じれば圧電板は機能する。従っ
て、金属板と圧電板との間に絶縁性ペーストが存在して
いても一定以上の電界が生じれば圧電板は機能する。本
発明で用いる絶縁性ペーストは比誘電率を８以上とした
ため、圧電板として充分に機能する。また、本発明の積
層型圧電体の製造方法によれば、圧電板と金属板との間
に用いるペーストとして比誘電率が８以上の絶縁性ペー
ストを用いるため、ペースト同士が接触しても短絡の心
配がない。このため、圧電板あるいは金属板の積層面に
両面同時にペーストの付着を行うことができ、圧電板の
積層面にペーストを片面ずつ付着させるという従来２工
程に渡って行っていた製造工程を１工程で行うことがで
きる。
厚さ方向に電界を発生させることにより圧電板が伸び縮
みする。すなわち、圧電板を介して存在する金属板間に
ある一定以上の電界が生じれば圧電板は機能する。従っ
て、金属板と圧電板との間に絶縁性ペーストが存在して
いても一定以上の電界が生じれば圧電板は機能する。本
発明で用いる絶縁性ペーストは比誘電率を８以上とした
ため、圧電板として充分に機能する。また、本発明の積
層型圧電体の製造方法によれば、圧電板と金属板との間
に用いるペーストとして比誘電率が８以上の絶縁性ペー
ストを用いるため、ペースト同士が接触しても短絡の心
配がない。このため、圧電板あるいは金属板の積層面に
両面同時にペーストの付着を行うことができ、圧電板の
積層面にペーストを片面ずつ付着させるという従来２工
程に渡って行っていた製造工程を１工程で行うことがで
きる。
【０００８】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。まず、図１に示す本実施例の製造方法により製作
される積層型圧電体は、Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉを主成分とす
る圧電材料からなり直径１５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円
板状の圧電板１と、図４にその形状を示すように直径１
５ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍの略円形状のＣｕからなる金
属板２とが、両者間の空隙を無くし一体的に接着するた
めのガラスペースト３を介して、図３に示すように交互
に５０枚積層されている。ガラスペーストとしては、比
誘電率が１２の旭ガラス社製の旭ガラスＡＰ５３４６を
用いた。また、図３に示すように金属板２の外周縁には
、先端が軸方向に折曲された幅２ｍｍの突起２１が径方
向外方に０．３ｍｍ延出しており、この突起２１が、隣
接する突起２１とは１８０°ずれた位置になるように積
層されている。そして、この突起２１は積層型圧電体の
軸方向に折曲され、各側面に突出する突起２１はリード
板５ａ，５ｂにそれぞれスポット溶接されている。また
、隣接する金属板２の突起２１間に生じる放電を防止す
るために、積層された各圧電板１及び各金属板２の側面
にはシリコーン樹脂による絶縁コーティング層（図示せ
ず）が形成されている。絶縁コーティング層はシリコー
ン樹脂の他にエポキシ樹脂等により形成することもでき
る。そして、電源（図示せず）の正極と負極に接続され
たリード線４ａ，４ｂがリード板５ａ，５ｂに接続され
る。
する。まず、図１に示す本実施例の製造方法により製作
される積層型圧電体は、Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉを主成分とす
る圧電材料からなり直径１５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円
板状の圧電板１と、図４にその形状を示すように直径１
５ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍの略円形状のＣｕからなる金
属板２とが、両者間の空隙を無くし一体的に接着するた
めのガラスペースト３を介して、図３に示すように交互
に５０枚積層されている。ガラスペーストとしては、比
誘電率が１２の旭ガラス社製の旭ガラスＡＰ５３４６を
用いた。また、図３に示すように金属板２の外周縁には
、先端が軸方向に折曲された幅２ｍｍの突起２１が径方
向外方に０．３ｍｍ延出しており、この突起２１が、隣
接する突起２１とは１８０°ずれた位置になるように積
層されている。そして、この突起２１は積層型圧電体の
軸方向に折曲され、各側面に突出する突起２１はリード
板５ａ，５ｂにそれぞれスポット溶接されている。また
、隣接する金属板２の突起２１間に生じる放電を防止す
るために、積層された各圧電板１及び各金属板２の側面
にはシリコーン樹脂による絶縁コーティング層（図示せ
ず）が形成されている。絶縁コーティング層はシリコー
ン樹脂の他にエポキシ樹脂等により形成することもでき
る。そして、電源（図示せず）の正極と負極に接続され
たリード線４ａ，４ｂがリード板５ａ，５ｂに接続され
る。
【０００９】次に、本実施例の製造方法について図１，
図２に基づいて説明する。まず、図２に示すように金属
板２の突起２１をチャック２２で固定し、図示しない駆
動装置によりガラスペースト３中に室温にて１０分間浸
漬させて金属板２の積層面両面に同時にガラスペースト
３を付着させる。その後、室温で１０分間乾燥させて、
図１のＡに示すようにガラスペースト３が付着した金属
板２を得る。次に、図１のＢに示すように圧電板１とガ
ラスペースト３の付着した金属板２とを交互に５０枚積
層して積層体とする。この時金属板２の突起２１が交互
に１８０°ずれた方向を向き、１枚隔てた金属板２同士
の突起２１が同じ角度位置にあるように各圧電板１と各
金属板２とが交互に積層される。さらに、この積層体に
１００Ｋｇｆの荷重をかけた状態で５５０℃にて５分間
の加熱処理を施して図１のＣに示すように一体化する。 そして、図３に示すようにリード線４ａ，４ｂおよびリ
ード板５ａ，５ｂを取り付けた後、積層体の側面にシリ
コーン樹脂層をコーティングにより形成して積層型圧電
体とする。
図２に基づいて説明する。まず、図２に示すように金属
板２の突起２１をチャック２２で固定し、図示しない駆
動装置によりガラスペースト３中に室温にて１０分間浸
漬させて金属板２の積層面両面に同時にガラスペースト
３を付着させる。その後、室温で１０分間乾燥させて、
図１のＡに示すようにガラスペースト３が付着した金属
板２を得る。次に、図１のＢに示すように圧電板１とガ
ラスペースト３の付着した金属板２とを交互に５０枚積
層して積層体とする。この時金属板２の突起２１が交互
に１８０°ずれた方向を向き、１枚隔てた金属板２同士
の突起２１が同じ角度位置にあるように各圧電板１と各
金属板２とが交互に積層される。さらに、この積層体に
１００Ｋｇｆの荷重をかけた状態で５５０℃にて５分間
の加熱処理を施して図１のＣに示すように一体化する。 そして、図３に示すようにリード線４ａ，４ｂおよびリ
ード板５ａ，５ｂを取り付けた後、積層体の側面にシリ
コーン樹脂層をコーティングにより形成して積層型圧電
体とする。
【００１０】上記工程により得られた積層型圧電体に８
００Ｖの電圧を印加し、パルス駆動させたところ従来の
積層型圧電体と同様に充分に機能した。以上のことから
、従来圧電板の片面に膜厚を管理しながらペーストを付
着させて乾燥させた後、圧電板を裏返して他面に同様に
付着させ乾燥させていた工程を、両面同時にしかも膜厚
の管理を必要とせずに１工程で行うことができ、製造工
程を簡略化することができる。また、圧電板１或いは金
属板２にガラスペーストを付着させる際、図２に示すよ
うに複数のものを一度に処理できるので生産性をさらに
向上させることができる。また、ペーストがはみ出して
も短絡しないことから圧電板１と金属板２の直径を同じ
にして圧電板１の周縁部までペーストを付着させること
ができ、圧電板１の伸びを積層面全面で発生させること
ができる。なお、実施例ではペーストの付着を金属板で
行ったが、圧電板に行っても良く、或いは圧電板と金属
板の両方に行っても良い。
００Ｖの電圧を印加し、パルス駆動させたところ従来の
積層型圧電体と同様に充分に機能した。以上のことから
、従来圧電板の片面に膜厚を管理しながらペーストを付
着させて乾燥させた後、圧電板を裏返して他面に同様に
付着させ乾燥させていた工程を、両面同時にしかも膜厚
の管理を必要とせずに１工程で行うことができ、製造工
程を簡略化することができる。また、圧電板１或いは金
属板２にガラスペーストを付着させる際、図２に示すよ
うに複数のものを一度に処理できるので生産性をさらに
向上させることができる。また、ペーストがはみ出して
も短絡しないことから圧電板１と金属板２の直径を同じ
にして圧電板１の周縁部までペーストを付着させること
ができ、圧電板１の伸びを積層面全面で発生させること
ができる。なお、実施例ではペーストの付着を金属板で
行ったが、圧電板に行っても良く、或いは圧電板と金属
板の両方に行っても良い。
【００１１】
【発明の効果】本発明の積層型圧電体の製造方法によれ
ば、膜厚を考慮しながら圧電板の片面ずつに正確にペー
ストを付着させる必要がなくなり、圧電板または金属板
の少なくとも一方の積層面に両面同時にペーストの付着
を行うことができ、製造工程が簡略化され生産性が向上
する。また、従来ペーストに混合されていた導電体であ
る金属粉が必要ないので、その分の材料コストが安くな
る。
ば、膜厚を考慮しながら圧電板の片面ずつに正確にペー
ストを付着させる必要がなくなり、圧電板または金属板
の少なくとも一方の積層面に両面同時にペーストの付着
を行うことができ、製造工程が簡略化され生産性が向上
する。また、従来ペーストに混合されていた導電体であ
る金属粉が必要ないので、その分の材料コストが安くな
る。
【図１】本発明の積層型圧電体の製造方法を示す説明図
である。
である。
【図２】本発明の積層型圧電体の製造方法において、金
属板にガラスペーストを付着させる工程を示す説明図で
ある。
属板にガラスペーストを付着させる工程を示す説明図で
ある。
【図３】本発明の積層型圧電体の全体構成を示す断面図
である。
である。
【図４】本発明に使用する金属板の斜視図である。
【図５】従来の積層型圧電体の製造方法を示す説明図で
ある。
ある。
１ ・・・ 圧電板
２ ・・・ 金属板
３ ・・・ ガラスペースト
４ａ，４ｂ ・・・ リード線
５ａ，５ｂ ・・・ リード板
２１ ・・・ 突起
２２ ・・・ チャック
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電材料からなる圧電板または電気的
に接続されて電極となる金属板の少なくとも一方の構成
体の積層面に、比誘電率が８以上の絶縁性ペーストを両
面同時に付着させ、その後乾燥させる第１の工程と、第
１の工程により得られた圧電板と金属板、又はこれらと
絶縁性ペーストが付着されていない他の金属板もしくは
圧電板とを交互に複数枚積層して積層体とする第２の工
程と、第２の工程により得られた積層体を同時加圧焼成
して一体化する第３の工程とからなることを特徴とする
積層型圧電体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147258A JPH04369877A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 積層型圧電体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147258A JPH04369877A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 積層型圧電体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369877A true JPH04369877A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=15426166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3147258A Pending JPH04369877A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 積層型圧電体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04369877A (ja) |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP3147258A patent/JPH04369877A/ja active Pending
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