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JP2726751B2 - Multilayer piezoelectric element and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP2726751B2 - Multilayer piezoelectric element and method of manufacturing the same - Google Patents

Multilayer piezoelectric element and method of manufacturing the same

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JP2726751B2
JP2726751B2 JP33408790A JP33408790A JP2726751B2 JP 2726751 B2 JP2726751 B2 JP 2726751B2 JP 33408790 A JP33408790 A JP 33408790A JP 33408790 A JP33408790 A JP 33408790A JP 2726751 B2 JP2726751 B2 JP 2726751B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は電歪効果を利用した素子に係るものであり、
詳しくは圧電セラミックス等の圧電体薄板と電極板とを
積層してなる積層型圧電素子ならびにその製造方法に関
する。
The present invention relates to an element utilizing the electrostriction effect,
More specifically, the present invention relates to a laminated piezoelectric element formed by laminating a piezoelectric thin plate such as a piezoelectric ceramic and an electrode plate, and a method of manufacturing the same.

【従来の技術】[Prior art]

従来、から、エレクトロメカニカル部品の駆動源とし
て積層型圧電アクチュエーターが知られている。 この圧電アクチュエーターとして用いる、電歪縦効果
を利用した素子の一種に、圧電セラミックスのグリーン
シートや圧電セラミックス板等電歪材料になる圧電板の
表面に金属電極面を形成して多数枚積層した後、焼結あ
るいは接着して一体化したものがある。このような圧電
板と電極板とを順次積層した積層型圧電素子をアクチュ
エーターとして駆動するには、各圧電体の間に介在する
電極板が一層おきに電気的に接続されている必要があ
る。 各電極層を接続するための素子の構成として、例え
ば、第4図に示すように、圧電素子4の断層面におい
て、電極板42の一端を圧電板41に比べて僅かに短く形成
したものがある。すなわち、方形平板状または円形平板
状の圧電体の薄板表面に形成する電極板を、薄板表面の
一辺側だけは作成せずに、また逆に、他方の一辺側は積
層したときに素子の側面に電極板の縁が露出するように
電極板の表面積を薄板のそれよりも小さく設けている。
そして、電極板42の縁が一層おきに露出するように交互
に積層し、素子側面に露出した電極板を利用して一層お
きに外部電極44a,44bで並列に接続したものである。 また、素子の歪み特性上の改善から、第5図に示すよ
うに、圧電素子5が、圧電板の表面全面に電極板を形成
し、圧電板51と電極板52が交互に積み重ねるように順次
積層したものが知られている。この場合、電極板の縁が
素子の両側面で各層とも露出しているので、この電極板
52の縁を一層おきに、両側面交互に絶縁物質53を塗布
し、その上に外部電極54a,54bを形成した素子構成にな
っている(特公昭63-17354号)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laminated piezoelectric actuator has been known as a drive source of an electromechanical component. One type of element that uses the electrostriction longitudinal effect, which is used as this piezoelectric actuator, is to form a metal sheet on the surface of a piezoelectric plate that becomes an electrostrictive material such as a green sheet of a piezoelectric ceramic or a piezoelectric ceramics plate, and then stack a large number of them. , Sintering or bonding. In order to drive, as an actuator, a laminated piezoelectric element in which such a piezoelectric plate and an electrode plate are sequentially laminated, it is necessary to electrically connect every other electrode plate between the piezoelectric bodies. As a configuration of an element for connecting each electrode layer, for example, as shown in FIG. 4, on the tomographic plane of the piezoelectric element 4, one end of an electrode plate 42 is formed slightly shorter than the piezoelectric plate 41. is there. That is, the electrode plate formed on the thin plate surface of the rectangular flat plate or the circular flat plate is not formed on only one side of the thin plate surface, and conversely, the other side is stacked on the side of the element. The surface area of the electrode plate is smaller than that of the thin plate so that the edge of the electrode plate is exposed.
Then, the electrode plates 42 are alternately laminated so that the edges thereof are exposed every other layer, and are connected in parallel by external electrodes 44a and 44b every other layer using the electrode plates exposed on the element side surfaces. In addition, from the viewpoint of the improvement in the distortion characteristics of the element, as shown in FIG. 5, the piezoelectric element 5 forms an electrode plate on the entire surface of the piezoelectric plate and the piezoelectric plates 51 and 52 are sequentially stacked so as to be alternately stacked. Laminated ones are known. In this case, since the edge of the electrode plate is exposed on both sides of the element in each layer, this electrode plate is exposed.
The element structure is such that insulating material 53 is applied alternately on both sides with the edges of 52 placed alternately and external electrodes 54a and 54b are formed thereon (Japanese Patent Publication No. 63-17354).

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

これら従来の積層型圧電素子にあって、第4図に示し
たように、電極板を素子の両側面で一層おきに交互に露
出させた、すなわち、圧電板の表面より電極板を素子の
一側面側でその縁を若干短く形成したものにおいては、
外部電極の構成が極めて簡単で、電極板を容易に、一層
おきに交互に接続できるという利点があった。しかしな
がら、このような圧電素子をアクチュエーターとして駆
動させた場合、両外部電極付近の素子内部に圧電的に伸
縮しないような不変位部分が存在することとなり、この
不変位部分が歪みの発生を抑制すると同時に、応力の発
生から素子が破壊される原因となっていた。 そこで、第5図に示したような、圧電板の表面全面に
電極板を形成し、積層した素子の外部で交互に電気的に
接続する構造であれば、前述のような素子内部の不変位
部分の存在もなくなる。従って、歪みの発生が抑制され
ることがなく応力の集中を防ぐことができるので、変位
量等の電気機械変換効率のよい素子を構成することがで
きるのである。 反面、このような圧電板の表面全面に電極板を形成し
た素子には以下のような問題点があった。 通常、圧電素子を製造するには、概略、セラミックス
粉体を主成分とするスリップを成膜機で成膜後、スリッ
プ中の溶媒を乾燥してグリーンシートをつくり、このグ
リーンシートに電極面にスクリーン印刷して電極板を作
成する。そして、多数枚を積層圧着して成形したものを
焼結して素子を得る。このとき、グリーンシートに印刷
される電極面には、銀,パラジウム,白金などのペース
ト状インクを電極材料として用い、一枚の電極板として
作成するが、セラミックスとの密着が悪いために、電極
材料にあらかじめセラミックスとなじみのよい物質を混
入させるなどして、電極材料とセラミックスとの密着強
度の向上を計ることもあった。 しかしながら、電極材料に上記のような不純物を多く
混入させると電極板での内部抵抗の増加を招く一方、電
極材料の純度を上げると、圧電板の表面全面に電極板を
設けているので、密着強度が低く、長時間もしくは長期
の繰り返し印加や高電圧印加によって電極板と圧電板と
の剥離が生じるという問題点を有していた。 そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、圧電体内部に不変位部分がな
く、従って応力集中による素子の破壊も発生せず、しか
も、長時間の印加や長期の繰り返し印加、または、高電
圧印加による電極板と圧電板との剥離が生じることのな
い、改良された積層型圧電素子およびその製法を提供す
ことにある。
In these conventional laminated piezoelectric elements, as shown in FIG. 4, electrode plates were alternately exposed on both side surfaces of the element alternately, that is, the electrode plate was placed on one side of the element from the surface of the piezoelectric plate. In the one whose edge is formed slightly shorter on the side,
There is an advantage that the configuration of the external electrodes is extremely simple, and the electrode plates can be easily and alternately connected alternately. However, when such a piezoelectric element is driven as an actuator, there is a non-displacement part that does not expand and contract piezoelectrically inside the element near both external electrodes, and this non-displacement part suppresses the occurrence of distortion. At the same time, the device was destroyed due to the generation of stress. Therefore, if the electrode plate is formed on the entire surface of the piezoelectric plate and electrically connected alternately outside the stacked device as shown in FIG. 5, the non-displacement inside the device is as described above. There are no parts. Therefore, since concentration of stress can be prevented without suppressing generation of distortion, an element having high electromechanical conversion efficiency such as displacement can be configured. On the other hand, such an element in which an electrode plate is formed on the entire surface of a piezoelectric plate has the following problems. Normally, to manufacture a piezoelectric element, a slip containing ceramic powder as a main component is generally formed by a film forming machine, and then the solvent in the slip is dried to form a green sheet. An electrode plate is created by screen printing. Then, an element is obtained by sintering a product formed by laminating and pressing a large number of sheets. At this time, a paste-like ink such as silver, palladium, or platinum is used as an electrode material on the electrode surface printed on the green sheet to form a single electrode plate. In some cases, the adhesion strength between the electrode material and the ceramic has been improved by, for example, mixing a material which is familiar with the ceramic into the material in advance. However, if a large amount of such impurities are mixed in the electrode material, the internal resistance of the electrode plate is increased. On the other hand, if the purity of the electrode material is increased, the electrode plate is provided on the entire surface of the piezoelectric plate. The strength is low, and there has been a problem that the electrode plate and the piezoelectric plate are peeled off by repeated application or application of a high voltage for a long time or a long time. Therefore, the present invention has been made in view of the above problems,
The purpose is that there is no non-displacement part inside the piezoelectric body, so that the element does not break down due to stress concentration, and the electrode plate is applied for a long time, long-term repetition, or high voltage application. An object of the present invention is to provide an improved laminated piezoelectric element which does not cause separation from a piezoelectric plate and a method for producing the same.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決するために、本発明では、圧電板と電
極板とが交互に積層されてなる積層型圧電素子におい
て、上記電極板は、圧電板上の半面を覆うとともに、積
層方向に互いに隣接する圧電板上において相互に反対側
に配置されていることを特徴としている。 そして、前記積層型圧電素子の製造方法にあっては、
圧電板上の半面に電極板を形成する工程と、積層方向に
互いに隣接する圧電板上の電極板を圧電板上において相
互に反対側に配置して順次積層する工程とを含むことを
特徴としている。
In order to solve the above problems, in the present invention, in a laminated piezoelectric element in which piezoelectric plates and electrode plates are alternately laminated, the electrode plates cover half surfaces on the piezoelectric plates and are adjacent to each other in the laminating direction. Are arranged on opposite sides of the piezoelectric plate. And in the manufacturing method of the laminated piezoelectric element,
Forming an electrode plate on a half surface on the piezoelectric plate, and arranging the electrode plates on the piezoelectric plates adjacent to each other in the laminating direction on the opposite sides of the piezoelectric plate and sequentially laminating them. I have.

【作用】[Action]

圧電板上に形成される電極板は、所定の電極パターン
を有しており薄板の表面全面を覆うことなく、電極の存
在部分と不存在部分とがある。電極の不存在部分では圧
電板の表面が露出するので、その露出部分が、その圧電
板の上面に積層される他の圧電板の下面に圧着されて、
上下の圧電板が一体的に結合する。 また、積層する厚さ方向で隣接する電極板は、それら
電極板の平面的なパターンが相互に補完的になってい
る。すなわち、圧電板の表面において、その電極板の存
在部分に対しては、最も近接する同一パターンの電極板
が対応して電界をつくる。電極の不存在部分では、他の
圧電板間での存在部分が、その不存在部分を補完して、
存在部分間で相互に対応して電界をつくる。従って、圧
電体はどの部位においても同等の電界にあり、圧電体内
部に不変位部分の存在しない圧電板と電極板との積層構
造となる。
The electrode plate formed on the piezoelectric plate has a predetermined electrode pattern, and does not cover the entire surface of the thin plate, and has an electrode present portion and an electrode non-existent portion. Since the surface of the piezoelectric plate is exposed in the portion where no electrode is present, the exposed portion is pressed against the lower surface of another piezoelectric plate laminated on the upper surface of the piezoelectric plate,
The upper and lower piezoelectric plates are integrally connected. Further, the electrode plates adjacent to each other in the thickness direction to be laminated have a planar pattern complementary to each other. That is, on the surface of the piezoelectric plate, an electrode plate of the same pattern closest to the existing portion of the electrode plate generates an electric field correspondingly. In the absence part of the electrode, the existence part between the other piezoelectric plates complements the absence part,
An electric field is created between the existing parts in correspondence with each other. Therefore, the piezoelectric body has the same electric field in any part, and has a laminated structure of a piezoelectric plate and an electrode plate having no non-displacement portion inside the piezoelectric body.

【実施例】【Example】

本発明の積層型圧電素子の製造方法、ならびに、それ
によって得られる積層型圧電素子の実施例について、第
1図ないし第2図を参照して説明する。 本発明の圧電素子1は、圧電板11と電極板12が交互
に、多層に積層された状態に形成されている。図面では
誇張して示されているが、圧電板11は、薄板もしくは薄
膜に形成された方形状、または、図示しないが円形状の
圧電体で、該圧電板11の表面に電極板12が設けられて多
数枚積層されてものである。 まず、圧電板(セラミックス層)11は、Pb(Mg1/3Nb
2/3)O3を主成分とするセラミックス粉体に溶媒、分散
剤、バインダ、可塑剤とを混合したスリップ(泥漿)を
積層コンデンサの製造に用いる成膜機により薄膜状に形
成する。そして、この薄膜中の溶媒を蒸発乾燥させてグ
リーンシートを得る。得られたグリーンシートは、所定
形状(本実施例では方形状)に成型されたものを圧電板
11として用いる。次に、この圧電板11の表面に電極板12
を設ける。電極板12は、電極材料として銀、パラジウ
ム、白金などのペースト状インクが用いられ、スクリー
ン印刷機により印刷作成する。 本発明では、電極板12を形成するにあたって、圧電板
11の表面に、所定のパターンの電極板12を設ける。そし
て、他の圧電板11の表面には、先に設けた電極板12を補
完するパターンの電極板12を設ける。すなわち、両電極
の平面的なパターンが、電極の存在部分と不存在部分と
で相互に表裏に対応するように構成する。 また、本実施例では、第2図に示すように、電極板12
を圧電板11の表面の正確に半面に形成している。これ
は、圧電板11を積層するときに圧電板の積層方向を交互
に反転させることで、一種のパターンについてのみ電極
板12を形成すればよいためである。 次に、圧電板11の表面に電極板12を形成した後、この
圧電板11を用途に応じて所定枚数だけ多数枚積層する。
このときに、積層する圧電板11ごとに電極板12を交互に
逆側に配置するように積層してゆく。すなわち、積層体
の各半分の領域では、圧電板11を2層挟んで電極板12
a、12aを設けるようになる。そして、圧電板11の積層体
の側面断層では、ある対向する二側面(第1図(b)で
は正面)で、圧電板11の各層ごとに互い違いに左右に振
り分けられて電極板12a,12bの縁が露出する状態とな
る。 このように、電極板12を設けて圧電板11を所定の方向
に多数枚積層した後、熱プレスにより圧着する。その
後、この積層体を所望の寸法に切断し、焼結する。焼結
にあたっては、バインダ類の除去のための予焼に次い
で、本焼結を行う。 続いて、得られた積層体の外側面に外部電極14a,14b
を設ける。外部電極14a,14bは、該積層体の側面断層で
各圧電板11ともすべての電極板12の縁が露出している前
述した二側面に設ける。そして、互いに上下で隣接する
二層の圧電板11の電極板12aと12bを一対として、かつ、
一対おきに接続するものとし、さらに、二側面で一対ご
とに交互に接続するように外部電極を設ける。電極板12
a,12bとこのような接続を可能にする外部電極14a,14bの
構造としては、まず、上下で隣接する二層の圧電板11,1
1の電極板12a,12bを一対として、一対おきにその電極板
の縁に絶縁帯13a,…,(13b,…,)を作成する。そし
て、絶縁帯13a(13b)は、第1(a)図に示されるよう
に、電極板12a,12bの一対ごとに両側面で交互の配置と
する。続いて、絶縁帯13の上から両側面各々、積層方向
に外部電極14a,14bを作成する。また、絶縁帯13の絶縁
材料や外部電極14a,14bの導電材料の塗布にあったて
は、電極板12と同様に、スクリーン印刷等により容易に
行うことができる。 素子の分極処理は、上記一対の電極板12a,12aに対し
て積層方向で一対ごとに交互に極性が異なるように、外
部電極14a,14bに各々異なる極性の電圧を印加すればよ
い。 このようにして、製造される本発明の圧電素子1は、
その電極板12が、厚さ方向に互いに隣接する電極板12a,
12bの圧電板の半面に設けたパターンが相互に補完する
ものとなっている。 次に、以上のように構成される圧電素子1の作用につ
いて説明すると、圧電板11上に形成される電極板12は、
圧電板11表面の半面に存在するパターンを有している。
そして、他の半面の電極の不存在部分には圧電板11の表
面が露出するので、この露出部分が、その圧電板11の上
面に積層される他の圧電板11の下面に圧着されて、上下
の圧電板11,11が一体的に結合する。すなわち、焼成さ
れた圧電素子1は、上下の圧電板11,11が互いに、電極
板12によって分断されることなく、連成されたものとな
る。 また、厚さ方向で隣接する電極板12a,12bは、それら
の平面的な電極パターンが相互に補完的に形成されてい
る。電極板12aは最も近接する、1層おいた、すなわ
ち、2枚の圧電板11を挟んで、同一方向に配置した上下
の電極板12a,12aと対応して電界をつくる。そして、電
極板12aの電極の存在しない部分では、上下に隣接する
圧電板11,11の電極板12b,12bが補完して、該電極板12b,
12bの間で電界をつくるので、各圧電板11のどの部位に
おいても同等の電界となり、圧電体内部に不変位部分の
存在しないものとなる。 以上は本発明のグリーンシート法による実施例である
が、次に、圧着接合法による実施例を第3図により説明
する。 まず、焼結された圧電材または電歪材のブロックを研
磨して圧電板11を形成する。そして、この圧電板11の表
面の半面に、ガラスフリットを添加した銀,パラジウ
ム,白金などからなるペースト状の電極材をスクリーン
印刷等により印刷して電極板12を作成する。次いで、圧
電板11の残りの半面に、圧電材の焼成温度で熱処理され
た圧電電歪材粉末とガラスフリットの入ったペーストを
塗布して圧電電歪材層15を形成する。そして、表面に電
極板12と圧電電歪材層15とをもうけた複数の圧電板11
を、上述の実施例と同様に、電極板12を交互に逆側に配
置すべく所定枚数積層し、熱プレスにより圧着接合して
積層体を得る。 尚、本発明の実施例では、電極板が圧電板表面の半面
を電極とするものであるが、二層もしくは多層の間でそ
の平面的なパターンが相互に補完的である電極板であれ
ばよく、また、実施例中の素子の製造方法においても、
所謂グリーンシート法によるものであるが、本発明の特
徴から、他の接着法を用いるものとしてもよい。 また、上述した圧電板は履歴性のある電歪材を用いて
も、履歴性のない圧電材を用いてもよい。
Embodiments of a method for manufacturing a multilayer piezoelectric element of the present invention and a multilayer piezoelectric element obtained thereby will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. The piezoelectric element 1 of the present invention is formed such that piezoelectric plates 11 and electrode plates 12 are alternately stacked in multiple layers. Although exaggeratedly shown in the drawings, the piezoelectric plate 11 is a square-shaped piezoelectric member formed of a thin plate or a thin film, or a circular piezoelectric member (not shown), and an electrode plate 12 is provided on the surface of the piezoelectric plate 11. That is, many sheets are laminated. First, the piezoelectric plate (ceramic layer) 11 is made of Pb (Mg 1/3 Nb
2/3 ) A slip formed by mixing a solvent, a dispersant, a binder, and a plasticizer with ceramic powder containing O 3 as a main component is formed into a thin film by a film forming machine used for manufacturing a multilayer capacitor. Then, the solvent in the thin film is evaporated and dried to obtain a green sheet. The obtained green sheet was molded into a predetermined shape (square shape in this embodiment),
Used as 11. Next, the electrode plate 12 is placed on the surface of the piezoelectric plate 11.
Is provided. The electrode plate 12 is formed by printing with a screen printing machine using a paste ink such as silver, palladium, or platinum as an electrode material. In the present invention, when forming the electrode plate 12, the piezoelectric plate
An electrode plate 12 having a predetermined pattern is provided on the surface of 11. Then, on the surface of another piezoelectric plate 11, an electrode plate 12 having a pattern complementary to the electrode plate 12 provided earlier is provided. That is, the two-dimensional pattern of the electrodes is configured so that the existing portion and the non-existent portion of the electrode correspond to each other front and back. In the present embodiment, as shown in FIG.
Are formed on exactly half of the surface of the piezoelectric plate 11. This is because, when the piezoelectric plates 11 are stacked, the electrode plates 12 may be formed only for one type of pattern by alternately reversing the stacking direction of the piezoelectric plates. Next, after the electrode plate 12 is formed on the surface of the piezoelectric plate 11, a large number of the piezoelectric plates 11 are laminated by a predetermined number according to the application.
At this time, the electrode plates 12 are stacked alternately on the opposite side for each of the piezoelectric plates 11 to be stacked. That is, in each half region of the laminate, the electrode plate 12 is sandwiched between two piezoelectric plates 11.
a and 12a are provided. Then, in the side surface fault of the laminated body of the piezoelectric plates 11, two opposite sides (the front surface in FIG. 1 (b)) are alternately distributed left and right for each layer of the piezoelectric plate 11 so that the electrode plates 12a and 12b are separated. The edge is exposed. As described above, after the electrode plates 12 are provided and the piezoelectric plates 11 are stacked in a large number in a predetermined direction, they are pressure-bonded by a hot press. Thereafter, the laminate is cut into desired dimensions and sintered. In sintering, main sintering is performed after pre-firing for removing binders. Subsequently, external electrodes 14a, 14b were provided on the outer surface of the obtained laminate.
Is provided. The external electrodes 14a and 14b are provided on the above-described two side surfaces where the edges of all the electrode plates 12 of the piezoelectric plates 11 are exposed on the side surface of the laminate. Then, the electrode plates 12a and 12b of the two-layer piezoelectric plate 11 vertically adjacent to each other are paired, and
Connection is made every other pair, and external electrodes are provided so as to alternately connect every two pairs on two sides. Electrode plate 12
The structures of the external electrodes 14a and 14b that enable such a connection include, first, two layers of piezoelectric plates 11 and 1 that are vertically adjacent to each other.
One electrode plate 12a, 12b is paired, and insulation bands 13a,..., (13b,. As shown in FIG. 1 (a), the insulating bands 13a (13b) are arranged alternately on both sides of each pair of the electrode plates 12a and 12b. Subsequently, external electrodes 14a and 14b are formed in the laminating direction on both side surfaces from above the insulating band 13. The application of the insulating material of the insulating band 13 and the conductive material of the external electrodes 14a and 14b can be easily performed by screen printing or the like as in the case of the electrode plate 12. In the polarization processing of the element, voltages having different polarities may be applied to the external electrodes 14a and 14b so that the polarities of the pair of electrode plates 12a and 12a are alternately changed for each pair in the stacking direction. The piezoelectric element 1 of the present invention thus manufactured is
The electrode plates 12 are adjacent to each other in the thickness direction.
The patterns provided on the half surface of the piezoelectric plate 12b complement each other. Next, the operation of the piezoelectric element 1 configured as described above will be described. The electrode plate 12 formed on the piezoelectric plate 11
It has a pattern existing on a half surface of the surface of the piezoelectric plate 11.
Then, since the surface of the piezoelectric plate 11 is exposed to the other half of the surface where the electrodes are not present, the exposed portion is pressed against the lower surface of another piezoelectric plate 11 laminated on the upper surface of the piezoelectric plate 11, The upper and lower piezoelectric plates 11, 11 are integrally connected. That is, the fired piezoelectric element 1 is formed by coupling the upper and lower piezoelectric plates 11, 11 without being separated from each other by the electrode plate 12. In the electrode plates 12a and 12b adjacent in the thickness direction, their planar electrode patterns are formed complementarily to each other. The electrode plate 12a generates an electric field corresponding to the upper and lower electrode plates 12a, 12a which are arranged in the same direction with one layer therebetween, ie, two piezoelectric plates 11 interposed therebetween. Then, in a portion of the electrode plate 12a where no electrode is present, the electrode plates 12b and 12b of the vertically adjacent piezoelectric plates 11 and 11 complement each other to form the electrode plates 12b and 12b.
Since an electric field is generated between the electrodes 12b, the electric field is the same at any part of each piezoelectric plate 11, and there is no non-displacement portion inside the piezoelectric body. The above is an embodiment by the green sheet method of the present invention. Next, an embodiment by the pressure bonding method will be described with reference to FIG. First, the sintered piezoelectric or electrostrictive material block is polished to form the piezoelectric plate 11. Then, on a half surface of the surface of the piezoelectric plate 11, a paste-like electrode material made of silver, palladium, platinum or the like to which glass frit has been added is printed by screen printing or the like, thereby forming the electrode plate 12. Next, a paste containing the piezoelectric electrostrictive material powder and the glass frit that have been heat-treated at the firing temperature of the piezoelectric material is applied to the remaining half surface of the piezoelectric plate 11 to form the piezoelectric electrostrictive material layer 15. Then, a plurality of piezoelectric plates 11 having an electrode plate 12 and a piezoelectric electrostrictive material layer 15 on the surface.
In the same manner as in the above-described embodiment, a predetermined number of the electrode plates 12 are stacked alternately so as to be alternately arranged on the opposite side, and pressure-bonded by hot pressing to obtain a stacked body. In the embodiment of the present invention, the electrode plate has a half surface of the piezoelectric plate as an electrode, but any two-layer or multi-layer electrode plate whose planar pattern is complementary to each other. Well, also in the method of manufacturing the element in the embodiment,
Although the so-called green sheet method is used, another bonding method may be used from the characteristics of the present invention. Further, the above-mentioned piezoelectric plate may use an electrostrictive material having a history or a piezoelectric material having no history.

【効果】【effect】

本発明は、以上示したように構成されるので、以下に
記載する効果を奏する。 本発明の積層型圧電素子をアクチュエーターとして
駆動させた場合、素子内部に圧電的に伸縮しないように
不変位部分が存在することがなく、一様な電歪効果が得
られ、応力集中による素子の破壊がない。 また、隣接する圧電板どうしが一体的に結合する部
分を有するので、電極板の密着強度の問題による、長時
間の印加や長期の繰り返し印加、または、高電圧印加に
おける電極板と圧電板との剥離の発生がない。 電極板と圧電板の熱膨張係数の差による、高・低温
時または焼結後の冷却時の応力集中もこの構造では分散
され、ヒートショックによる電極板と圧電板との剥離の
発生がない。
The present invention is configured as described above, and has the following effects. When the multilayer piezoelectric element of the present invention is driven as an actuator, there is no non-displacement portion so as not to expand and contract piezoelectrically inside the element, a uniform electrostrictive effect is obtained, and the element is caused by stress concentration. There is no destruction. In addition, since there is a portion where adjacent piezoelectric plates are integrally joined, the problem of adhesion strength of the electrode plate causes a long-time application, a long-term repeated application, or a high voltage application between the electrode plate and the piezoelectric plate. No peeling occurs. This structure also disperses the stress concentration at the time of high / low temperature or cooling after sintering due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the electrode plate and the piezoelectric plate, and the electrode plate and the piezoelectric plate are not separated by heat shock.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図ないし第2図は本発明の実施例を示す図面で、第
1図(a)および(b)は積層型圧電素子の側面図、第
2図は電極板の構成を示す斜視図、第3図は他の製造方
法における電極板の構成を示す斜視図、第4図および第
5図は従来の積層型圧電素子の側面図である。 11……圧電板、12(12a,12b)……電極板、13(13a,13
b)……絶縁帯、14a,14b……外部電極、15……圧電電歪
材層。
1 and 2 are views showing an embodiment of the present invention. FIGS. 1 (a) and 1 (b) are side views of a laminated piezoelectric element, FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an electrode plate, FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an electrode plate in another manufacturing method, and FIGS. 4 and 5 are side views of a conventional laminated piezoelectric element. 11: Piezoelectric plate, 12 (12a, 12b): Electrode plate, 13 (13a, 13
b) ... insulation band, 14a, 14b ... external electrode, 15 ... piezoelectric electrostrictive material layer.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】圧電板と電極板とが交互に積層されてなる
積層型圧電素子において、 上記電極板は、圧電板上の半面を覆うとともに、積層方
向に互いに隣接する圧電板上において相互に反対側に配
置されていることを特徴とする積層型圧電素子。
1. A laminated piezoelectric element comprising a piezoelectric plate and an electrode plate alternately laminated, wherein the electrode plate covers a half surface on the piezoelectric plate and is mutually connected on the piezoelectric plates adjacent to each other in the laminating direction. A laminated piezoelectric element, which is arranged on the opposite side.
【請求項2】圧電板上の半面に電極板を形成する工程
と、 積層方向に互いに隣接する圧電板上の電極板を圧電板上
において相互に反対側に配置して順次積層する工程とを
含むことを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
2. A step of forming an electrode plate on a half surface on a piezoelectric plate, and a step of arranging electrode plates on a piezoelectric plate adjacent to each other in a laminating direction on the piezoelectric plate and sequentially stacking them on opposite sides. A method for manufacturing a laminated piezoelectric element, comprising:
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