JPH11204847A

JPH11204847A - 積層型圧電アクチュエータ

Info

Publication number: JPH11204847A
Application number: JP10002032A
Authority: JP
Inventors: Mikiya Shinohara; 原幹弥篠; Satoshi Ichikawa; 川聡市; Katsuhiko Onizuka; 塚克彦鬼
Original assignee: Kyocera Corp; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Kyocera Corp; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】内部および外部電極間の絶縁信頼性を確保
し、圧電素子の面積利用効率が高い積層型圧電アクチュ
エータを提供する。【解決手段】板状の圧電素子２と電気接続片３Ｅをそ
なえた金属板３とを交互に重ね合わせた積層体４の構造
を有し、ひとつ置きの金属板３の電気接続片３Ｅをそれ
ぞれ同一の方向に圧電素子２，２間より突出させ、同一
の方向に突出した電気接続片３Ｅを電気的に接続して外
部電極６Ａ，６Ｂとするとともに、前記積層体４の表面
に樹脂被覆を施してなる積層型圧電アクチュエータ１に
おいて、前記積層体４は前記外部電極６Ａ，６Ｂを角部
に設けた四角柱形状をなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、縦効果を利用した
積層型圧電アクチュエータに係わり、例えば、自動車用
エンジンの燃料噴射弁、光学装置等の精密位置決め機
構、防振台の除振マウント等のアクチュエータとして使
用される積層型圧電アクチュエータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電歪効果を応用して大きな変位量を得る
ために、圧電セラミックス板と内部電極層とを交互に積
層した積層型の圧電アクチュエータの構造が提案されて
いる。このような構造の積層型圧電アクチュエータとし
ては、例えば、特開昭６２−２９９０９３号公報に記載
されたものがあり、図１１に示すような構造のものとな
っている。

【０００３】すなわち、この積層型圧電アクチュエータ
１０１は、あらかじめ焼成・加工されていると共に両面
にＡｇ等の（積層後は内部電極として機能する）焼成電
極１０２を形成した圧電素子１０３と、例えば、ステン
レス鋼等よりなり且つ１２０°間隔で３つの電気接続片
１０４Ｅをそなえた金属板１０４とを交互に重ね合わせ
た積層体１０５の構造を有し、圧電素子１０３を挟んで
互いに隣り合う金属板１０４は垂直軸周りに位相が約６
０°ずれて配置されている。したがって、ある一つの金
属板１０４の３つの電気接続片１０４Ｅが、隣り合う他
の金属板１０４の３つの電気接続片１０４Ｅのそれぞれ
の間に位置するものとしている。そして、各金属板１０
４のうち同位相にある金属板１０４、すなわちひとつ置
きに位置している金属板１０４の電気接続片１０４Ｅ
は、一方の外部電極１０６Ａとなる帯状金属板および他
方の外部電極１０６Ｂとなる帯状金属板にそれぞれ溶接
または半田付けする等して互いに電気的に接続された構
造をなしている。

【０００４】このような構造において、帯状金属板から
なる外部電極１０６Ａ，１０６Ｂに電圧を印加すること
によって、個々の圧電素子１０３に電界が印加され、各
圧電素子１０３が歪を発生して軸方向に変位することに
よって、アクチュエータとして機能する。

【０００５】このような構造をなす積層型圧電アクチュ
エータは、特開昭５９−１７５１７６号公報に記載され
ているような圧電素子と内部電極の焼成を積層後に同時
に行うタイプの積層型圧電アクチュエータに比べて、大
型のアクチュエータの製造が容易であるというメリット
があり、主に、断面の直径が１０ｍｍ以上の積層型圧電
アクチュエータに用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の技術においては、次のような問題点があった。

【０００７】すなわち、内部電極１０２としてＡｇ等の
エレクトロマイグレーションを引き起こし易い材料を使
用するため、湿度の高い環境下で駆動させた場合、電界
が集中する内部電極１０２と外部電極１０６との間でＡ
ｇがエレクトロマイグレーションを発生し、ショートに
よる破損が発生しやすくなる。そのため、内部電極とな
る焼き付け電極１０２を圧電素子１０３の全平面に形成
せず、圧電素子周辺部に幅１ｍｍ以上の余白を残す必要
があった。

【０００８】しかし、この方法では、圧電素子１０３の
全面積に対して、実際に変位を発生する部分の面積が小
さくなり、圧電素子１０３の単位面積あたりの発生力は
一定であるので、結局、発生力が低下するという問題が
あった。

【０００９】そこで、内部電極１０２の面積を極力拡大
して発生力の効率を改良することも考えられるが、この
ようにした場合に生じる問題を解決するためには、エレ
クトロマイグレーションを発生しにくいＰｔやＰｄ等を
内部電極材料として使用するか、積層体１０５の側面を
エポキシ等の樹脂で被覆して、水分が積層体側面の内部
電極１０２と外部電極１０６との間の圧電素子表面に浸
入するのを防止する手段がある。

【００１０】しかし、ＰｔやＰｄはＡｇより材料コスト
が高く、樹脂被覆に関しても、側面を樹脂で被覆した積
層型圧電アクチュエータを作動させると、樹脂被覆に部
分的な剥離を生じる場合があり、剥離が外部電極の近傍
で発生すると、積層体側面と樹脂被覆との境界にできた
隙間に水分が浸入し、Ａｇ電極がエレクトロマイグレー
ションを発生し、ショートによる破損が起こりやすくな
るという問題があった。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題に鑑み
てなされたものであって、積層型圧電アクチュエータの
側面に施す樹脂被覆の密着力を上げることにより、積層
型圧電アクチュエータの動作時における樹脂被覆の剥離
を防止し、Ａｇ等の安価な焼成電極を使用しながら、内
部および外部電極間の絶縁信頼性を確保し、圧電素子の
面積利用効率が高い積層型圧電アクチュエータを提供す
ることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる積層型圧
電アクチュエータは、請求項１に記載しているように、
板状の圧電素子と電気接続片をそなえた金属板とを交互
に重ね合わせた積層体の構造を有し、ひとつ置きの金属
板の電気接続片をそれぞれ同一の方向に圧電素子間より
突出させ、同一の方向に突出した電気接続片を電気的に
接続して外部電極とするとともに、前記積層体の表面に
樹脂被覆を施してなる積層型圧電アクチュエータにおい
て、前記積層体は前記外部電極を角部に設けた多角柱形
状をなし、且つ前記外部電極を設けた角部の内角が１４
５°以下である構成としたことを特徴としている。

【００１３】そして、本発明に係わる積層型圧電アクチ
ュエータの実施態様においては、請求項２に記載してい
るように、積層体の端部には平行な端面を有し且つ圧電
素子と同質材料からなるセラミックス板をそなえている
ものとしたことを特徴としている。

【００１４】

【発明の作用】本発明による積層型圧電アクチュエータ
は、従来の積層型圧電アクチュエータにおいて、樹脂被
覆の積層体側面への密着力を以下のように考察すること
によりなされた。

【００１５】樹脂被覆の下地への密着力は、樹脂が下地
表面の微細形状になじんで接着する他に、樹脂被覆内の
残留応力が寄与しているものと推測される。すなわち、
図１１に示したような円柱形状の積層型圧電アクチュエ
ータの側面を樹脂被覆で覆う場合、積層体の側面に樹脂
を被覆したのち加熱処理により樹脂を硬化させる。

【００１６】この加熱硬化時において、被覆された樹脂
は収縮し、樹脂被覆内に引張応力が発生する。この引張
応力の発生により、樹脂被覆が積層体側面に対して、あ
る圧力で収縮しようとする作用を発生させ、密着力に寄
与していると考えられる。いま、樹脂被覆に引張応力σ
が発生して、積層体側面に圧力Ｐが作用しているとする
と、図１１に示した円柱状側面を覆っている樹脂被覆の
圧力Ｐ_１は、次のように見積もられる。

【００１７】すなわち、図９（Ａ）に示すように、円柱
形状の積層体１０５の表面を覆っている樹脂被覆１０８
は、その端面方向から見ると図９（Ｂ）に示すような円
筒断面形状になっている。この円筒断面を図９（Ｃ）に
示すようにｘ軸で２分し、この半分について２分した面
に垂直なｙ方向の力の平衡を考える（断面方向は単位長
さであるとする）。

【００１８】つまり、２分した部位に作用している応力
σ（ｙ方向、樹脂被覆内の残留応力に等しい）と、樹脂
被覆の微小領域ｒｄθに作用する圧力は反力Ｐ_１（圧力
Ｐ_１と同じ大きさ）のｙ方向成分Ｐｒｄθｓｉｎθが平
衡していると考え、となる。従って、円柱状の積層体側面に樹脂を被覆した
のち加熱硬化させた場合、樹脂の収縮による被覆内引張
応力σの密着力への寄与は、全円周で均一であり、
（２）式のように見積もられる。

【００１９】そこで、図１０（Ａ）に示すように積層体
（１０５）を角柱形状とし、角部に外部電極（１０６）
を設け、樹脂被覆（１０８）の加熱硬化時の収縮による
応力を積極的に外部電極（１０６）の部位に集中させる
ことにより、円柱形状の積層体側面の場合よりも、外部
電極部位の密着力を向上させる手段が考えられる。

【００２０】角柱形状の積層体側面に形成した樹脂被覆
が加熱硬化時の収縮により発生する応力σによって、角
部に発生する密着力成分Ｆは、図１０（Ｂ）に示すよう
に角部の内角をαとすると２σｃｏｓ（α／２）となる
から（断面深さ方向は単位長さ）、外部電極（１０６）
の幅がＷであるとすると、外部電極部位の密着圧力Ｐ_２
は近似的にＰ_２＝Ｆ／Ｗ＝（２σｃｏｓ（α／２））／Ｗ・・・（３）と考えられる。従って、Ｐ_２＞Ｐ_１となるように、外部
電極部位の内角を設定すれば、外部電極部位の樹脂被覆
の密着力を円柱形状の積層体の場合よりも向上させるこ
とができる。そして、外部電極（１０６）の幅Ｗを実施
例に記載した理由により３ｍｍ以下、従来の円柱形状の
積層体の半径ｒは前記のごとく１０ｍｍ以上であるの
で、（２），（３）式より、望ましくはα＜１４５°に
設定すれば良いこととなる。

【００２１】

【発明の効果】本発明による積層型圧電アクチュエータ
では、請求項１に記載しているように、板状の圧電素子
と電気接続片をそなえた金属板とを交互に重ね合わせた
積層体の構造を有し、ひとつ置きの金属板の電気接続片
をそれぞれ同一の方向に圧電素子間より突出させ、同一
の方向に突出した電気接続片を電気的に接続して外部電
極とするとともに、前記積層体の表面に樹脂被覆を施し
てなる積層型圧電アクチュエータにおいて、前記積層体
は前記外部電極を角部に設けた多角柱形状をなし、且つ
前記外部電極を設けた角部の内角が１４５°以下である
ものとしたから、積層体側面に樹脂被覆を設ける場合で
あっても、樹脂の硬化時の収縮による応力を積極的に外
部電極部位に集中させることができ、円柱形状の積層体
側面の場合よりも外部電極部位の密着力をさらに向上さ
せることが可能であって、内部電極と外部電極との間で
の絶縁耐久性をより一層良好なものとすることが可能で
あり、積層体側面の内部電極と外部電極との間の圧電素
子表面に水分が浸入するのを防止することができ、湿度
の高い環境下で使用したときでも内部電極と外部電極と
の間で短絡を防ぐことが可能であると共に、圧電素子の
全面積に対して内部電極の面積を従来よりも広くして、
圧電素子周辺部の余白を減らすことができ、アクチュエ
ータとしての発生力をさらに改善することが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。

【００２２】そして、請求項２に記載しているように、
積層体の端部には平行な端面を有し且つ圧電素子と同質
材料からなるセラミックス板をそなえているものとする
ことによって、この圧電板を適宜加工することにより積
層体の端面における平行度がより一層向上した積層型圧
電アクチュエータとすることが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。

【００２３】

【発明の実施形態】次に、本発明の実施形態について、
図面を参照して説明する。

【００２４】図１ないし図４は本発明に係る積層型圧電
アクチュエータの実施形態を示すものであって、この積
層型圧電アクチュエータ１は、板状の圧電素子２と金属
板３とを交互に重ね合わせることによって積層体４の構
造を有するものとなっている。

【００２５】この圧電素子２と金属板３との間には導電
性接着層５が介在させてあり、両者を接合するとともに
圧電素子２の表面と金属板３とを電気的に接続してい
る。そして、圧電素子２と金属板３は、四角形状をなし
ており、金属板３は四角形状の角部の対向する２カ所に
電気接続片３Ｅをそなえている。

【００２６】そして、圧電素子２と金属板３とを交互に
重ね合わせて積層体４を構成する際に、金属板３の対向
する電気接続片３Ｅは、隣の金属板３の電気接続片３Ｅ
との関係において異なる角部に位置するものとしてお
り、ひとつ置きの金属板３において電気接続片３Ｅが同
じ角部に来るように配置される。

【００２７】このようにして金属板３の電気接続片３Ｅ
をひとつ置きに同じ向きにして配置することにより、積
層された金属板３はひとつ置きに同じ電圧を印加するこ
とができるようになっている。この場合、積層体４の側
面角部より突出した金属板３の電気接続片３Ｅは角部に
沿って下方に折り曲げられ、溶接や半田等により電気的
に接続されて外部電極６Ａ，６Ｂを構成するようになっ
ている。

【００２８】また、外部電極６Ａ，６Ｂと積層体４との
間の空隙や、積層体４外周の圧電素子２との間の部分
で、導電性接着層５や金属板四角形部の端部が露出する
部分は、樹脂被覆８によって被覆されるものとしてお
り、導電性接着層５中の導電性材料がエレクトロマグレ
ーションを生ずるのを防止している。

【００２９】さらに、外部電極６Ａ，６Ｂには、リード
線９Ａ，９Ｂが接続され、リード線９Ａ，９Ｂに電圧を
印加することによって、積層体内の個々の圧電素子２に
電圧が印加されるようになっており、積層体４の端部に
は平行な端面を有し且つ前記圧電素子２と同一材料から
なるセラミックス板１１，１２が接着剤により接合して
ある。

【００３０】本発明に係る積層型圧電アクチュエータ１
の構成要素である圧電素子２は、例えば、チタン酸ジル
コン酸鉛（ＰｂＺｒＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３：ＰＺＴ）を主
成分とする焼結体が使われるが、圧電性を有するセラミ
ックスであれば良く、圧電定数ｄ_３３の大きなものを使
うことが望ましい。そして、この圧電素子２の形状は、
多角形をなすものであり、大型の素子から積層体を製造
できる本構成のメリットを活かし、かつ、圧電素子２の
製造歩留りが悪化しない程度の大きさにとどめる必要
上、φ１０〜２０ｍｍ程度の円と同等の面積を有する大
きさであるものとすることが望ましい。また、本発明の
積層型圧電アクチュエータ１では、あらかじめ焼結した
圧電素子を積層するため、圧電素子の厚さは、この圧電
素子を板状に成形・焼結するにせよ、ブロック体を焼結
後板状に切り出し加工するにせよ、０．２ｍｍ以上の厚
さとするのが現実的であるが、厚すぎると高い駆動電圧
が必要になり、電源が高価になるため、０．６ｍｍ以下
の厚さとすることが望ましい。

【００３１】金属板３は、電気抵抗が低く後述する導電
性接着剤の焼成温度より融点の高いものであることが望
ましく、例えば、銀、真鍮、銅、燐青銅、ステンレス鋼
等が望ましく、厚さは、金属板自体の弾性変形が積層型
圧電アクチュエータの発生歪量（変位量）に影響を与え
ないよう、なるべく薄いものとするのが望ましく、数十
μｍ程度のものとするのが望ましい。また、金属板３の
形状は、圧電素子２と相似形状である多角形部の角部の
対向する２ケ所に電気接続片３Ｅをそなえたものであ
り、多角形部は積層体４への組み立て時に、積層体４の
側面からはみ出して外部電極６と接触することがないよ
う、最低限の余裕を持たせる必要があり、圧電素子２に
重ねた状態で、金属板３の周囲に圧電素子２が幅０．３
ｍｍ以上の余白を生じる大きさであることが望ましい。

【００３２】また、電気接続片３Ｅの幅は、容易に溶接
または半田付けが可能な広さがあり、また、積層体４の
角部で樹脂被覆８の応力が集中する部位に設置される関
係上、積層体側面の全周長さより十分小さいことが望ま
しい。従って、電気接続片３Ｅの幅は、１〜３ｍｍ程度
が望ましい。

【００３３】圧電素子２は、前述のように多角形である
が、外部電極６の設置部位となる角部の内角は、当該部
位における樹脂被覆８の接着力が、同等の断面積を有す
る円柱形状の圧電アクチュエータより大きくなる範囲と
され、前記（２）、（３）式に１ｍｍ＜Ｗ＜３ｍｍ、１
０／２ｍｍ＜ｒ＜２０／２ｍｍを代入して求められるよ
うに、１４５°以下とすることが望ましい。

【００３４】導電性接着層５は、導電性接着層用ペース
トを圧電素子２の両面に塗布・乾燥することにより形成
され、印刷誤差により圧電素子２の側面に達しないよ
う、圧電素子２の周囲に０．３ｍｍ程度の余白を残して
形成されることが望ましい。この導電性接着層用ペース
トは、Ａｇ等の金属粉末とガラス粉末を含有し、金属板
３が溶融しない温度（３００〜６００℃程度）でかつガ
ラス粉末が溶融する温度で焼成されることが望ましく、
ガラス粉末としては例えばＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３
を主成分とするものが望ましい。

【００３５】樹脂被覆８は、例えば２００℃以下の温度
で加熱硬化処理を行うことが可能であって、硬化収縮す
る性質のもの（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂
等）を用いる。

【００３６】

【実施例】（実施例１）図１ないし図４に示した本発明
の第１実施例による積層型圧電アクチュエータ１を製造
するに際し、まず、圧電アクチュエータ用材料として適
している正方形のＰＺＴ系焼結体の両面をラッピング研
磨して、一辺の長さ１２．６ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの圧
電セラミック板（圧電素子２）を製造した。

【００３７】次に、この圧電素子２の両面に、Ａｇ等の
金属粉末とガラス粉末を含有する接着剤ペーストを、圧
電素子２の周辺部に幅０．３ｍｍの余白を残して印刷乾
燥して厚さ１０μｍの厚膜とし、５２０℃で焼成して内
部電極を形成した。

【００３８】一方、厚さ２５μｍのＡｇ薄板を図３に示
すように、対向する２個所の角部に２×４ｍｍの電気接
続片３Ｅを有する一辺長さ１２ｍｍの正方形に打ち抜く
ことによって金属板３を製造した。

【００３９】そして、圧電素子２を１００枚用いて、図
４に示すように、圧電素子２と金属板３とを交互に重ね
合わせ、金属板３の電気接続片３Ｅが一層おきに同じ位
置に来るように、９０度ずつずらして配置された積層体
４を組み上げた。

【００４０】そして、積層体４の上下端には、圧電素子
２と同じ正方形状でかつ金属板３と接着する面に圧電素
子２に印刷したのと同じ接着剤ペーストを予め印刷焼成
したセラミックス板１１，１２を積層した。次いで、こ
のようにして組み上げた積層体４を適切な荷重で加圧し
ながら、６００℃，３０分の加熱処理を行って接着剤を
溶融させることにより接合一体化した。

【００４１】次に、図２に示すように、積層体４の外部
に突出した電気接続片３Ｅを積層体４の軸方向に下方に
折り曲げ、同じ角部で突出している電気接続片３Ｅを半
田により接合して外部電極６を形成した。

【００４２】このようにして積層体４の外周角部の４個
所に外部電極６を形成することにより、積層体４を構成
する１００枚の金属板３は、一方の外部電極６Ａにより
電気的に接続された５０枚の金属板３の組と、他方の外
部電極６Ｂにより電気的に接続されかつ前記５０枚の金
属板３とは圧電素子２を隔てて絶縁されている５０枚の
金属板３の組との２組に分けられる（図１）。

【００４３】さらに、外部電極６Ａ，６Ｂの上にリード
線９Ａ，９Ｂを半田付けにより接合し、さらに、積層体
４の外周側面をエポキシ樹脂で被覆し、脱泡処理を行っ
て外部電極６と積層体４の側面との間隙に樹脂を完全に
充填させた後、１５０℃で３０分加熱硬化させることに
よって樹脂被覆８を施した。さらに、積層体４の端部に
設けたセラミックス板１１，１２を研削加工することに
より、上下面の平行度を調整した。

【００４４】さらに、この積層体４を８０℃のシリコン
オイル中に入れ、直流電源の正極にリード線９Ａを接続
すると共に、負極にリード線９Ｂを接続し、圧電素子２
に３ｋＶ／ｍｍの電界を３０分間印加して圧電素子２を
分極処理することにより本発明実施例１の積層型圧電ア
クチュエータ１を得た。

【００４５】このような製造工程により得られた積層型
圧電アクチュエータ１において、分極時の電界と同じ方
向に５００Ｖの直流電圧を印加したところ、４０μｍ以
上の変位を得ることができ、アクチュエータとして正常
に機能することを確認した。さらに、本実施例の積層型
圧電アクチュエータ１０個について湿度９５％の環境
で、０Ｖから５００Ｖの交流電界を５０Ｈｚの周波数で
印加し、１×１０^８回連続駆動したところ、全て放電を
発生せず正常に動作した。さらに、外部電極６と積層体
４の側面との間の樹脂被覆８に剥離などの不具合は認め
られなかった。

【００４６】（実施例２，３）図５および図６に、それ
ぞれ、第２および第３の実施例による積層型圧電アクチ
ュエータ１に使用される圧電素子２と金属板３の形状を
示す。

【００４７】図５に示す第２実施例では、外部電極６が
設けられる角部の内角が１０８°に設定され、図６に示
す第３実施例では、外部電極６が設けられる角部の内角
が１２０°に設定されている。

【００４８】これらの圧電素子２と金属板３を使用し
て、第１実施例と同様の工程により積層型圧電アクチュ
エータ１を製造し、前記と同様の連続駆動試験を実施し
たところ、いずれの実施例の積層型圧電アクチュエータ
１においても、外部電極６と積層体４の側面との間の樹
脂被覆８に剥離などの不具合は認められなかった。

【００４９】（比較例１，２）図７および図８は本発明
の比較例の積層型圧電アクチュエータ（１）に使用され
る圧電素子（２）と金属板（３）の形状を示すものであ
って、図７に示す比較例１では圧電素子（２）および金
属板（３）がともに円形をなすものであり、図８に示す
比較例２では外部電極（６）が設けられる角部の内角が
１６０°に設定されたものである。

【００５０】これらの円形状をなす圧電素子（２）と金
属板（３）を使用し、また、角部の内角が１６０°であ
る圧電素子（２）と金属板（３）を使用して、第１実施
例と同様の工程により積層型圧電アクチュエータ（１）
を製造し、前記と同様の連続駆動試験を実施したとこ
ろ、連続駆動回数１０^８回未満にて、どちらも供試アク
チュエータの半数以上にショートによる故障が発生し
た。そして、故障したアクチュエータの外部電極（６）
と積層体（４）の側面との間には、樹脂被覆（８）の剥
離が数個所認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る積層型圧電アクチュエータの一実
施例を示す説明図であって、図１（Ａ）は斜面説明図、
図１（Ｂ）は上部端面説明図である。

【図２】図１に示す積層型圧電アクチュエータの外部電
極部位を軸方向に切断した内部断面説明図である。

【図３】図１に示す積層型圧電アクチュエータに使用さ
れる金属板の形状を示す平面説明図である。

【図４】図１に示す積層型圧電アクチュエータの分解斜
面説明図である。

【図５】本発明に係る積層型圧電アクチュエータの第二
実施例に用いられる圧電素子と金属板の形状を示す平面
説明図である。

【図６】本発明に係る積層型圧電アクチュエータの第三
実施例に用いられる圧電素子と金属板の形状を示す平面
説明図である。

【図７】本発明の比較例１（従来例）の積層型圧電アク
チュエータに用いられる圧電素子と金属板の形状を示す
平面説明図である。

【図８】本発明の比較例２の積層型圧電アクチュエータ
に用いられる圧電素子と金属板の形状を示す平面説明図
である。

【図９】円柱形状をなす積層型圧電アクチュエータの側
面を覆っている樹脂被覆における被覆内引張応力σと収
縮圧力Ｐ_１との関係を示す説明図であって、図９（Ａ）
は側面が樹脂で被覆された円柱形状をなす積層型圧電ア
クチュエータの外観説明図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の
端面説明図、図９（Ｃ）は被覆内引張応力σと収縮圧力
Ｐ_１の平衡状態を示す説明図である。

【図１０】角柱形状をなす積層型圧電アクチュエータの
側面を覆っている樹脂被覆における被覆内引張応力σと
外部電極部位における収縮力との関係を示す説明図であ
って、図１０（Ａ）は側面が樹脂で被覆された角柱形状
をなす積層型圧電アクチュエータの外観説明図、図１０
（Ｂ）は被覆内引張応力σと収縮圧力の関係を示す説明
図である。

【図１１】従来例による積層型圧電アクチュエータを示
す説明図であって、図１１（Ａ）は斜面説明図、図１１
（Ｂ）は金属板の形状を示す平面説明図、図１１（Ｃ）
は分解斜面説明図である。

【符号の説明】

１積層型圧電アクチュエータ２板状の圧電素子３金属板３Ｅ電気接続片４積層体５導電性接着層６Ａ，６Ｂ外部電極８樹脂被覆９Ａ，９Ｂリード線１１，１２セラミックス板 α 角部の内角

フロントページの続き (72)発明者鬼塚克彦鹿児島県国分市山下町１番４号京セラ株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の圧電素子と電気接続片をそなえた
金属板とを交互に重ね合わせた積層体の構造を有し、ひ
とつ置きの金属板の電気接続片をそれぞれ同一の方向に
圧電素子間より突出させ、同一の方向に突出した電気接
続片を電気的に接続して外部電極とするとともに、前記
積層体の表面に樹脂被覆を施してなる積層型圧電アクチ
ュエータにおいて、前記積層体は前記外部電極を角部に
設けた多角柱形状をなし、且つ前記外部電極を設けた角
部の内角が１４５°以下であることを特徴とする積層型
圧電アクチュエータ。
【請求項２】積層体の端部には平行な端面を有し且つ
圧電素子と同質材料からなるセラミックス板をそなえて
いることを特徴とする請求項１に記載の積層型圧電アク
チュエータ。