JPH05110155A - 電歪効果素子 - Google Patents
電歪効果素子Info
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- JPH05110155A JPH05110155A JP3271634A JP27163491A JPH05110155A JP H05110155 A JPH05110155 A JP H05110155A JP 3271634 A JP3271634 A JP 3271634A JP 27163491 A JP27163491 A JP 27163491A JP H05110155 A JPH05110155 A JP H05110155A
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- electrostrictive effect
- effect element
- ceramic capacitor
- capacitor type
- electrostrictive
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- Pending
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Landscapes
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子を
複数個つみ重ねた構造の電歪効果素子について、電圧印
加時の内部応力による外部電極の断線を防ぐ。 【構成】電歪材料１の内部の内部電極２ａ，２ｂが、そ
れぞれ外部電極３ａ，３ｂに接続している積層セラミッ
クコンデンサ型の電歪効果素子が接着剤４により複数個
積み重ねられ、個々の外部電極３ａ間，３ｂ間は導電性
の粘性流体５により電気的に接続されている。 【効果】電圧印加の際の内部応力によって、外部電極が
その境界で断線することを防ぎ信頼性を向上させること
ができる。
複数個つみ重ねた構造の電歪効果素子について、電圧印
加時の内部応力による外部電極の断線を防ぐ。 【構成】電歪材料１の内部の内部電極２ａ，２ｂが、そ
れぞれ外部電極３ａ，３ｂに接続している積層セラミッ
クコンデンサ型の電歪効果素子が接着剤４により複数個
積み重ねられ、個々の外部電極３ａ間，３ｂ間は導電性
の粘性流体５により電気的に接続されている。 【効果】電圧印加の際の内部応力によって、外部電極が
その境界で断線することを防ぎ信頼性を向上させること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電歪効果素子の構造に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】電歪効果素子は固体の電歪効果を利用し
て、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するトラン
スデューサである。具体的には電歪効果の大きな固体の
対向する表面に金属膜などの電極を形成し、電極間に電
位差を与えたときに発生する固体の歪を利用する。この
際、電界と平行方向に発生する歪（縦効果歪）は電界強
度が大きくなるほど発生する歪が大きくなるため、電極
間隔を狭くし、これを複数積層して大きな歪を得られる
ようにしたものに積層セラミックコンデンサ型の電歪効
果素子がある。
て、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するトラン
スデューサである。具体的には電歪効果の大きな固体の
対向する表面に金属膜などの電極を形成し、電極間に電
位差を与えたときに発生する固体の歪を利用する。この
際、電界と平行方向に発生する歪（縦効果歪）は電界強
度が大きくなるほど発生する歪が大きくなるため、電極
間隔を狭くし、これを複数積層して大きな歪を得られる
ようにしたものに積層セラミックコンデンサ型の電歪効
果素子がある。
【０００３】この積層セラミックコンデンサ型の電歪効
果素子において、より大きな歪を得るためには積層数を
多くすることが考えられる。しかし、積層数の多いもの
は製造技術的に困難であり、かつ製造コスト等の関係で
限界がある。このため、通常は、積層セラミックコンデ
ンサ型の電歪効果素子を複数個積み重ねた構造が用いら
れている。
果素子において、より大きな歪を得るためには積層数を
多くすることが考えられる。しかし、積層数の多いもの
は製造技術的に困難であり、かつ製造コスト等の関係で
限界がある。このため、通常は、積層セラミックコンデ
ンサ型の電歪効果素子を複数個積み重ねた構造が用いら
れている。
【０００４】図２は従来の積層セラミックコンデンサ型
の電歪効果素子を複数個積み重ねた構造の電歪効果素子
の縦断面図である。電歪材料１の内部に内部電極２ａ、
２ｂを一定の間隔で形成した積層セラミックコンデンサ
型の電歪効果素子が、接着剤４によって接着され複数個
積み重ねられている。また、内部電極２ａ、２ｂはそれ
ぞれ側面に形成された外部電極３ａ、３ｂに接続されて
いる。
の電歪効果素子を複数個積み重ねた構造の電歪効果素子
の縦断面図である。電歪材料１の内部に内部電極２ａ、
２ｂを一定の間隔で形成した積層セラミックコンデンサ
型の電歪効果素子が、接着剤４によって接着され複数個
積み重ねられている。また、内部電極２ａ、２ｂはそれ
ぞれ側面に形成された外部電極３ａ、３ｂに接続されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図３（ａ）は従来の積
層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子の縦断面図で
ある。外部電極３ａ、３ｂ間に電圧を印加した際、図中
Ｘで示した素子中央部は内部電極２ａ、２ｂによって電
界がかかり歪が生じるが、図中Ｙで示した素子側面部は
電界がかからないため歪が生じない。このため、電圧印
加による素子の変形は図３（ｂ）のように端面において
素子中央が凸の形状となる。
層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子の縦断面図で
ある。外部電極３ａ、３ｂ間に電圧を印加した際、図中
Ｘで示した素子中央部は内部電極２ａ、２ｂによって電
界がかかり歪が生じるが、図中Ｙで示した素子側面部は
電界がかからないため歪が生じない。このため、電圧印
加による素子の変形は図３（ｂ）のように端面において
素子中央が凸の形状となる。
【０００６】図３（ｃ）は従来の積層セラミックコンデ
ンサ型の電歪効果素子を複数個積み重ねた構造の電歪効
果素子の縦断面図の一部である。個々の積層セラミック
コンデンサ型の電歪効果素子の端面が接着剤４によって
拘束されているため、この構造の素子に電圧を印加する
と図３（ｄ）の様に素子側面で引張応力が生じる。通常
接着剤４は柔らかい樹脂を用いているので素子側面の応
力に追従して変形するが、外部電極３ａ、３ｂは金属粉
を有機溶媒に溶かしてペースト状にしたものを塗布、焼
成してつくる金属薄膜であるためにこの応力によって断
線し易い。このため従来構造の電歪効果素子では電圧印
加によって外部電極が断線し動作不良を起こし易いとい
う問題点があった。
ンサ型の電歪効果素子を複数個積み重ねた構造の電歪効
果素子の縦断面図の一部である。個々の積層セラミック
コンデンサ型の電歪効果素子の端面が接着剤４によって
拘束されているため、この構造の素子に電圧を印加する
と図３（ｄ）の様に素子側面で引張応力が生じる。通常
接着剤４は柔らかい樹脂を用いているので素子側面の応
力に追従して変形するが、外部電極３ａ、３ｂは金属粉
を有機溶媒に溶かしてペースト状にしたものを塗布、焼
成してつくる金属薄膜であるためにこの応力によって断
線し易い。このため従来構造の電歪効果素子では電圧印
加によって外部電極が断線し動作不良を起こし易いとい
う問題点があった。
【０００７】本発明の目的は積層セラミックコンデンサ
型の電歪効果素子を複数個積み重ねた構造の電歪効果素
子において、電圧印加の際の内部応力によって、外部電
極がその境界で断線することを防ぎ、信頼性を向上させ
ることができる構造を提供することにある。
型の電歪効果素子を複数個積み重ねた構造の電歪効果素
子において、電圧印加の際の内部応力によって、外部電
極がその境界で断線することを防ぎ、信頼性を向上させ
ることができる構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電歪効果素子
は、電歪効果を示す材料と内部電極とが交互に積層さ
れ、各内部電極が一層おきに同一の外部電極に接続して
いる積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子を一つ
の単位とし、これを複数個積み重ねた構造の電歪効果素
子において、一つの積層セラミックコンデンサ型の電歪
効果素子と、その上または下に位置する他の積層セラミ
ックコンデンサ型の電歪効果素子とが、それぞれの外部
電極間を導電性の粘性流体で満たすことによって電気的
に接続している。
は、電歪効果を示す材料と内部電極とが交互に積層さ
れ、各内部電極が一層おきに同一の外部電極に接続して
いる積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子を一つ
の単位とし、これを複数個積み重ねた構造の電歪効果素
子において、一つの積層セラミックコンデンサ型の電歪
効果素子と、その上または下に位置する他の積層セラミ
ックコンデンサ型の電歪効果素子とが、それぞれの外部
電極間を導電性の粘性流体で満たすことによって電気的
に接続している。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例による電歪効果素子の横断
面図および縦断面図である。チタン酸ジルコン酸鉛系の
電歪材料１の予焼粉末に有機溶媒、バインダ、可塑剤を
添加してドクターブレード法によってグリーンシートを
作成する。このグリーンシート上に白金粉末を主成分と
する内部電極２ａ、２ｂをスクリーン印刷し、所定形状
に切断し、所定枚数積層して熱圧着した後１１００℃で
焼成する。さらに、内部電極２ａ、２ｂの端が露出する
一対の側面に銀粉末を主成分とする外部電極ペーストを
塗布、焼成して、外部電極３ａ、３ｂを形成して積層セ
ラミックコンデンサ型の電歪効果素子を作成する。
る。図１は本発明の一実施例による電歪効果素子の横断
面図および縦断面図である。チタン酸ジルコン酸鉛系の
電歪材料１の予焼粉末に有機溶媒、バインダ、可塑剤を
添加してドクターブレード法によってグリーンシートを
作成する。このグリーンシート上に白金粉末を主成分と
する内部電極２ａ、２ｂをスクリーン印刷し、所定形状
に切断し、所定枚数積層して熱圧着した後１１００℃で
焼成する。さらに、内部電極２ａ、２ｂの端が露出する
一対の側面に銀粉末を主成分とする外部電極ペーストを
塗布、焼成して、外部電極３ａ、３ｂを形成して積層セ
ラミックコンデンサ型の電歪効果素子を作成する。
【００１０】次に、この積層セラミックコンデンサ型の
電歪効果素子を所定個数エポキシ系の接着剤４により接
着し、プラスチック製のケース６に入れ、ケース６内で
外部電極３ａ間、３ｂ間が導電性の粘性流体５によって
電気的に接続できるようにケース６に設けられた溝に導
電性の粘性流体５として水銀をいれ、その後ケース６の
上下にフィルム状のふた７をして封入する。一方のふた
７には粘性流体５が接する部分に金属膜８が設けられて
いて、この部分から外部にリード線９を取り出すことが
できる。
電歪効果素子を所定個数エポキシ系の接着剤４により接
着し、プラスチック製のケース６に入れ、ケース６内で
外部電極３ａ間、３ｂ間が導電性の粘性流体５によって
電気的に接続できるようにケース６に設けられた溝に導
電性の粘性流体５として水銀をいれ、その後ケース６の
上下にフィルム状のふた７をして封入する。一方のふた
７には粘性流体５が接する部分に金属膜８が設けられて
いて、この部分から外部にリード線９を取り出すことが
できる。
【００１１】本発明の一実施例の電歪効果素子に電圧１
５０Ｖ、周波数３０Ｈｚのパルス状の電圧を印加して動
作を確認したところ、従来構造の電歪効果素子が１００
０時間で約１０％の外部電極断線による動作不良が起こ
るのに対し、本発明による電歪効果素子は２０００時間
でも正常に動作することを確認した。
５０Ｖ、周波数３０Ｈｚのパルス状の電圧を印加して動
作を確認したところ、従来構造の電歪効果素子が１００
０時間で約１０％の外部電極断線による動作不良が起こ
るのに対し、本発明による電歪効果素子は２０００時間
でも正常に動作することを確認した。
【００１２】本発明の第２の実施例では、全体の構成は
第１の実施例と同様とし、図１において導電性の粘性流
体５としてインジウムガリウムを用いる。
第１の実施例と同様とし、図１において導電性の粘性流
体５としてインジウムガリウムを用いる。
【００１３】これにより、実施例１の水銀を用いた場合
に比べ環境上の安全性が増す。
に比べ環境上の安全性が増す。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、積層セラ
ミックコンデンサ型の電歪効果素子を一つの単位とし、
これを複数個積み重ねた構造の電歪効果素子において、
一つの積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子と、
その上または下に位置する他の積層セラミックコンデン
サ型の電歪効果素子とが、それぞれの外部電極間を導電
性の粘性流体で満たすことによって電気的に接続する構
造としたので、電圧印加の際の内部応力によって、外部
電極がその境界で断線することを防ぎ信頼性を向上させ
るという効果を有する。
ミックコンデンサ型の電歪効果素子を一つの単位とし、
これを複数個積み重ねた構造の電歪効果素子において、
一つの積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子と、
その上または下に位置する他の積層セラミックコンデン
サ型の電歪効果素子とが、それぞれの外部電極間を導電
性の粘性流体で満たすことによって電気的に接続する構
造としたので、電圧印加の際の内部応力によって、外部
電極がその境界で断線することを防ぎ信頼性を向上させ
るという効果を有する。
【図１】図１は本発明の一実施例の電歪効果素子の横断
面図および縦断面図である。
面図および縦断面図である。
【図２】従来構造の電歪効果素子の一例の縦断面図であ
る。
る。
【図３】従来の積層セラミックコンデンサ型の電歪効果
素子の単位素子の縦断面図およびこれに電圧を印加した
際の変形を示した状態図、並びに複数個重ねた従来構造
の電歪効果素子の一部縦断面図およびその電歪効果素子
に電圧を印加した際の様子を示した状態図である。
素子の単位素子の縦断面図およびこれに電圧を印加した
際の変形を示した状態図、並びに複数個重ねた従来構造
の電歪効果素子の一部縦断面図およびその電歪効果素子
に電圧を印加した際の様子を示した状態図である。
１ 電歪材料 ２ａ，２ｂ 内部電極 ３ａ，３ｂ 外部電極 ４ 接着剤 ５ 導電性の粘性流体 ６ ケース ７ ふた ８ 金属膜 ９ リード線
Claims (1)
- 【請求項１】 電歪効果を示す材料と内部電極とが交互
に積層され、各内部電極が一層おきに同一の外部電極に
接続している積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素
子を一つの単位とし、これを複数個積み重ねた構造の電
歪効果素子において、一つの前記積層セラミックコンデ
ンサ型の電歪効果素子と、その上または下に位置する他
の前記積層セラミックコンデンサ型の電歪効果素子と
が、それぞれの電歪効果素子の外部電極間を導電性の粘
性流体で満たすことによって電気的に接続されているこ
とを特徴とする電歪効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271634A JPH05110155A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 電歪効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271634A JPH05110155A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 電歪効果素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110155A true JPH05110155A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17502802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271634A Pending JPH05110155A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 電歪効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05110155A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002536591A (ja) * | 1999-02-10 | 2002-10-29 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 噴射システムのための圧電多層アクチュエータを有したインジェクタ |
| DE102004012282B4 (de) * | 2003-03-13 | 2014-02-13 | Denso Corporation | Piezoelektrisches Schichtelement und Herstellungsverfahren dafür |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3271634A patent/JPH05110155A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002536591A (ja) * | 1999-02-10 | 2002-10-29 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 噴射システムのための圧電多層アクチュエータを有したインジェクタ |
| DE102004012282B4 (de) * | 2003-03-13 | 2014-02-13 | Denso Corporation | Piezoelektrisches Schichtelement und Herstellungsverfahren dafür |
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