JPH11195819A - 圧電構造体及びその製造方法 - Google Patents

圧電構造体及びその製造方法

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JPH11195819A
JPH11195819A JP36140797A JP36140797A JPH11195819A JP H11195819 A JPH11195819 A JP H11195819A JP 36140797 A JP36140797 A JP 36140797A JP 36140797 A JP36140797 A JP 36140797A JP H11195819 A JPH11195819 A JP H11195819A
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JP
Japan
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piezoelectric
electrodes
piezoelectric structure
electrode
piezoelectric substrate
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JP36140797A
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English (en)
Inventor
Shinji Imazu
信二 今津
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端子電極の形成が容易なタイプのものはクラ
ックが入り易く、クラックが入りにくいタイプのものは
端子電極の形成が面倒で精度を要した。 【解決手段】 圧電基板11a、11bと2枚の電極1
2a、12bとを渦巻状に巻いて円柱状に成形し、その
外周端部に電極12a、12bの一端部を露出させる構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電構造体及びその
製造方法に関し、より詳細には、圧電アクチュエータ等
を構成し、精密機器における精密駆動に使用される圧電
構造体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種圧電構造体は現在のところ大きく
分けると2種類に分けられ、そのうちの一つのタイプを
図5に示す。
【0003】図5に示した圧電構造体50では、圧電基
板51上にそれぞれ左右の端部を残す形態で電極52a
のグループ、電極52bのグループが形成されており、
これら圧電基板51の例えば100〜300枚程度が積
層されて構成されている。このタイプにおける端子電極
(図示せず)は圧電構造体50の左右両側面全面に形成
することにより容易に形成することができる。
【0004】図6に異なるタイプの圧電構造体を示す。
図6に示した圧電構造体60では、圧電基板61上の全
面に電極62が形成されたものが多数枚積層されて構成
されており、圧電構造体60自体の製作は容易なものと
なっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図5に示したタイプの
圧電構造体50では、上記したように端子電極の形成
は、圧電構造体50の両側面全面にスクリーン印刷等に
より容易に行うことができる。しかしながら互いに齟齬
する電極52a、52bの形成・積層が面倒であると共
に、端子電極を形成後、電界を印加しての使用中、電極
52a、電極52bの端部近傍における圧電基板51に
は、電界が作用する部分と作用しない部分とが生じ、圧
電基板51にクラックが生じ易いといった課題があっ
た。
【0006】他方、図6に示したタイプの圧電構造体6
0では、上記したように電極62を圧電基板61の全面
に形成すればよく、圧電構造体60自体の製作は図5に
示したものよりは容易であるが、端子電極の形成が面倒
で精度を要するものとなるといった課題があった。
【0007】図7は圧電構造体60の両側面に端子電極
64、64が形成された状態のものを示しているが、圧
電構造体60の両側全面にそのまま端子電極64、64
を形成したのではショート状態となり、極性が出ないた
め、圧電構造体60の両側面それぞれが齟齬する状態で
一層おきに絶縁シール部材63a、63bを形成した
後、端子電極64を形成しなければならず、これら絶縁
シール部材63a、63bの形成が通常数十μmおきの
作業となるため、精度を要し、手間取る作業となるとい
った課題があった。
【0008】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、積層電極の形成が容易であると共に、電界を印加
しての使用中においても圧電基板にクラックが生じにく
く、しかも端子電極の形成も容易な圧電構造体及びその
製造方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る圧電構造体(1)は、圧電基板と2枚
の電極とが渦巻状に巻かれた状態で円柱状に成形され、
その外周端部に前記2枚の電極の一端部が露出している
ことを特徴としている。
【0010】上記圧電構造体(1)によれば、従来のよ
うに、多数枚の圧電基板と電極とを積層する必要がな
く、また前記2枚の電極の一端部が露出していることか
ら、この部分を従来の端子電極として用いることがで
き、特に従来のものにおけるような端子電極を形成する
必要がなく、その製造が極めて容易なものとなる。ま
た、圧電基板の略全面に前記2枚の電極が存在してお
り、電界の印加される部分と印加されない部分との存在
により前記圧電基板にクラックが生じるといったことも
ない。
【0011】また、本発明に係る圧電構造体(2)は、
圧電基板と2枚の電極とが渦巻状に巻かれた状態で筒状
に成形され、その外周端部に前記2枚の電極の一端部が
露出していることを特徴としている。
【0012】上記圧電構造体(2)によれば、中心部に
おける曲率が小さくなり、前記圧電基板と電極との巻装
が容易となる。
【0013】また、本発明に係る圧電構造体の製造方法
(1)は、上記圧電構造体(1)の製造方法において、
圧電基板となるグリーンシートを形成する工程、該グリ
ーンシート上に電極となる導体ペースト層を形成する工
程、前記導体ペースト層が形成されたグリーンシート2
枚を積層し、該積層体の片面に接着剤を塗布して加熱し
ながら巻装する工程、静水圧プレスにより加圧成形する
工程、及び焼成工程を含むことを特徴としている。
【0014】上記圧電構造体の製造方法(1)によれ
ば、従来のように多数枚のグリーンシートに導体ペース
ト層を形成して積層する必要がなく、導体ペースト層が
形成された2枚のグリーンシートを巻装すればよく、そ
の製造が極めて容易なものとなる。
【0015】また、本発明に係る圧電構造体の製造方法
(2)は、上記圧電構造体(2)の製造方法において、
圧電基板となるグリーンシートを形成する工程、該グリ
ーンシート上に電極となる導体ペースト層を形成する工
程、前記導体ペースト層が形成されたグリーンシート2
枚を積層し、該積層体の片面に接着剤を塗布して加熱し
ながら焼成により焼失する芯材と共に巻装する工程、静
水圧プレスにより加圧成形する工程、及び焼成工程を含
むことを特徴としている。
【0016】上記圧電構造体の製造方法(2)によれ
ば、導体ペースト層が形成された2枚のグリーンシート
の巻装をより容易に行うことができるようになる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
圧電構造体及びその製造方法を図面に基づいて説明す
る。
【0018】図1は、実施の形態に係る圧電構造体を示
す模式的斜視図であり、図中11a及び11bは厚さ数
十μmの圧電基板を示している。圧電基板11a、11
bの間には電極12a、12bが介装されており、これ
ら圧電基板11a、11b、電極12a、12bの全体
が渦巻状に巻かれて円柱状の圧電構造体10が構成され
ている。電極12bは外周面に露出しており、電極12
aはその端部が圧電基板11bから露出しており、これ
ら電極12a、12bの端部自体が従来の端子電極の機
能も有している。そしてこれら電極12a、12bの端
部が電源15に接続されて電界の印加が可能となってい
る。
【0019】圧電基板11a、11bの構成材料には圧
電特性を有するBaTiO3 (チタン酸バリウム)、P
bTiO3 (チタン酸鉛)やPbZrO3 (ジルコン酸
鉛)等の圧電磁器材料単体が用いられたり、PZT(P
b(Zr、Ti)O3 )、PLZT((Pb、La)
(Zr、Ti)O3 )等の多成分系圧電磁器材料が用い
られ、電極12a、12bの構成材料にはAg、Ag/
Pd、Pt、Ag/Pt等、上記圧電磁器材料と焼成収
縮特性がよく似た金属材料が用いられる。
【0020】次に上記圧電構造体の製造方法を図2に基
づいて説明する。
【0021】まず、圧電磁器材料粉末にPVB(ポリビ
ニルブラチール)樹脂等の結合剤、及びトルエン、アセ
トン等の溶剤を配合し、よく混合攪拌した後、ドクター
ブレード法等を用いてグリーンシートを形成し、所定の
大きさに切断してグリーンシート16a、16bを形成
する(図2(a))。
【0022】次に例えばAg:Pd=70:30の割合
の金属成分を含んだ導体ペーストをグリーンシート16
a、16bの上にスクリーン印刷法等により塗布して導
体ペースト層17a、17bを形成する(図2
(b))。
【0023】これら導体ペースト層17a、17bが形
成されたグリーンシート16a、16bを積層し、圧着
させた後(図2(C))、図中下面にブチラール系接着
剤等を塗布し、90℃程度の温度に加熱しながら渦巻状
に巻装し、円柱状の成形体18を形成する(図2
(d))。
【0024】この後静水圧プレス法により加圧して成形
体18を強固なものとしておく。
【0025】次に大気中で焼成し、圧電構造体10を形
成する(図2(e))。
【0026】その後、電極12a、12bの露出した端
部に電源15からの接続端子を取り付ける(図1)。
【0027】上記構成の圧電構造体10によれば、従来
のように、多数枚の圧電基板と電極とを積層する必要が
なく、また、電極12a、12bの一端部が圧電基板1
1a、11bの端部から露出していることから、この露
出部分を従来の端子電極として利用することができ、特
に従来の端子電極に相当する部分を形成する必要がなく
なり、その製造が極めて容易なものとなる。また、圧電
基板11a、11bの略全域に電極12a、12bが存
在する構成となっており、圧電基板11a、11bに電
界の印加される部分と印加されない部分との共存はない
ため、圧電基板11a、11bにクラックが生じるとい
ったことも防止することができる。
【0028】図3は別の実施の形態に係る圧電構造体を
示しており、この圧電構造体20は、中空部23を有し
ている点において図1に示した圧電構造体10と相違し
ており、従って圧電構造体20は全体として筒形状とな
っている。その他の構成は図1に示した圧電構造体10
と同様であるのでここではその詳細な説明を省略する。
【0029】圧電構造体20によれば、中空部23にお
ける曲率が小さいので巻装の際に中心部にかかる負担が
少なくなり、圧電基板21a、21bにひび割れ等が生
じにくくなる。
【0030】図4は圧電構造体20の主な製造工程を示
す斜視図であり、図2に示した圧電構造体10の製造工
程と相違する点は図4(d)に示した巻装工程において
後の焼成工程において焼失する芯材28を用いて巻装を
行っている点である。その他の工程は図2に示した圧電
構造体10の製造工程と同様であるのでここではその詳
細な説明を省略する。
【0031】図4に示した圧電構造体20の製造方法に
よれば、芯材28を用いてグリーンシート16a、16
bの巻装を行うので、その巻装が容易となり、また巻装
時にグリーンシート16a,16bに作用する負担を軽
減することができる。
【0032】また、上記実施の形態では芯材28として
焼成により焼失するものを使用する場合について説明し
たが、別の実施の形態では芯材28としてセラミックの
焼結体等焼失しないものを用いてもよく、この場合には
セラミック原料としては圧電基板21a、21bの構成
材料と同じ原料を用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る圧電構造体を示す模
式的斜視図である。
【図2】(a)〜(e)は実施の形態に係る圧電構造体
の製造工程を示す斜視図である。
【図3】別の実施の形態に係る圧電構造体を示す模式的
斜視図である。
【図4】(a)〜(e)は実施の形態に係る圧電構造体
の製造工程を示す斜視図である。
【図5】従来の圧電構造体を示す模式的斜視図である。
【図6】従来の別の圧電構造体を示す模式的斜視図であ
る。
【図7】端子電極を形成した状態の圧電構造体を示す模
式的正面図である。
【符号の説明】
10 圧電構造体 11a、11b 圧電基板 12a、12b 電極 15 電源 16a、16b グリーンシート 17a、17b 導体ペースト層 20 圧電構造体 21a、21b 圧電基板 23 中空部 28 芯材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板と2枚の電極とが渦巻状に巻か
    れた状態で円柱状に成形され、その外周端部に前記2枚
    の電極の一端部が露出していることを特徴とする圧電構
    造体。
  2. 【請求項2】 圧電基板と2枚の電極とが渦巻状に巻か
    れた状態で筒状に成形され、その外周端部に前記2枚の
    電極の一端部が露出していることを特徴とする圧電構造
    体。
  3. 【請求項3】 圧電基板となるグリーンシートを形成す
    る工程、 該グリーンシート上に電極となる導体ペースト層を形成
    する工程、 前記導体ペースト層が形成されたグリーンシート2枚を
    積層し、該積層体の片面に接着剤を塗布して加熱しなが
    ら巻装する工程、 静水圧プレスにより加圧成形する工程、 及び焼成工程、を含むことを特徴とする請求項1記載の
    圧電構造体の製造方法。
  4. 【請求項4】 圧電基板となるグリーンシートを形成す
    る工程、 該グリーンシート上に電極となる導体ペースト層を形成
    する工程、 前記導体ペースト層が形成されたグリーンシート2枚を
    積層し、該積層体の片面に接着剤を塗布して加熱しなが
    ら焼成により焼失する芯材と共に巻装する工程、 静水圧プレスにより加圧成形する工程、 及び焼成工程、を含むことを特徴とする請求項2記載の
    圧電構造体の製造方法。
JP36140797A 1997-12-26 1997-12-26 圧電構造体及びその製造方法 Pending JPH11195819A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6437489B1 (en) 1999-11-08 2002-08-20 Minolta Co., Ltd. Actuator utilizing piezoelectric transducer
US6545395B2 (en) 2000-02-17 2003-04-08 Minolta Co., Ltd. Piezoelectric conversion element having an electroded surface with a non-electrode surface portion at an end thereof
US6713944B2 (en) * 2002-01-02 2004-03-30 Omron Corporation Actuator and method of manufacturing a strain element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6983521B2 (en) 2002-01-02 2006-01-10 Omron Corporation Method of manufacturing a strain element

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