JP4249313B2 - 積層型圧電アクチュエータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層型圧電アクチュエータの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この分野では、図２に示されるように圧電セラミック層１０３と内部電極１０１が交互に積層され、内部電極１０１は１層おきに対向電極を形成するように、外部電極１０５に接続されている。内部電極１０１が複数積層されてなる内部電極群（内部電極層）の内、最も外側（最上位及び最下位、すなわち両端）に位置している外側内部電極で外側内部電極１０２およびその他の内部電極１０１の極性については、外部電極１０５の材料のマイグレーションおよび積層構造が考慮されず、分極処理を施して決定されていた。以下、両端の外側内部電極2枚 合わせて外側内部電極層と呼ぶこととする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術では、積層型圧電アクチュエータの極性について、外部電極１０５材料のマイグレーションに対する分極方向が考慮されていなかった。そのため、外部電極１０５のマイグレーションによる溶解元となる陽極と外側内部電極層１０２との極性が異なった場合、内部電極一層あたりに近接する外部電極量が、他の内部電極層に比較して外側内部電極１０２と外部電極１０５の間で生じるマイグレーションが多く、このマイグレーションによるショートまたは絶縁抵抗の低下が生じる。
【０００４】
したがって、本発明の課題は、外部電極のマイグレーションによる外側内部電極層と外部電極間のショートまたは絶縁抵抗低下を解決する積層型圧電アクチュエータを提供することである。
【０００５】
【解決を解決するための手段】
積層型圧電アクチュエータを製造する際、上下の外側内部電極２が同極性となるように、電極積層の形成および絶縁体層４の形成を行い、その後、外部電極５の形成を行う。更に、外側内部電極層２の極性が、外部電極５材料がマイグレーションにより溶解し移動する際の移動元である陽極となるように分極処理を行う。
【０００６】
【作用】
本発明によれば、外部電極５がマイグレーションにより溶解し移動する際の移動元となる極性と、外側内部電極２の極性を同一にすることにより、近接する外部電極５の材料比率が多い、外側内部電極２に対しての、外部電極５のマイグレーションが無くなるため、外側内部電極２と外部電極５間のショートまたは絶縁抵抗低下を解決できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の積層型圧電アクチュエータの一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の積層型圧電アクチュエータの構造を示した図であり、本実施の形態では銀を使用した。積層型圧電アクチュエータは内部電極１の層数が全部でｌ０１層となるよう製造し、内部電極１が１層おきに対向電極となるよう絶縁体層４を形成し、更に、外部電極５を銀により形成している。その後、上下の外側内部電極２が陽極となる様に分極処理を行った。
【０００８】
上記工法により製造された積層型圧電アクチュエータを、４０℃、９０％の環境下で、ＤＣｌ５０Ｖの電圧を印加し、上下各２層（計４層）の内部電極１と外部電極５の間のショートまたは絶縁抵抗劣化の発生状況について調査を行った。
【０００９】
また、比較の為、内部電極１の全層数を１００層とし、上下の内部電極層が異極となるように製造した積層型圧電アクチュエータについても同様の調査を行った。５００時間までの、上下各２層での内部電極１と外部電極２間でのショートまたは絶縁抵抗低下発生数を以下の表１に示す。
【００１０】
【表１】

【００１１】
上記表１の結果より、本発明の積層型圧電アクチュエータでは、上下外側内部電極二層と、それと隣接した内部電極１及び外部電極５と間でのショートまたは絶縁抵抗低下は確認されず、従来工法との差が確認できた。
【００１２】
以上の効果は、外部電極材料が銀に限らず、いかなろ電極材料でも、マイグレーションにより、外部電極５材料が陽極で溶解し移動する場合、外側内部電極２が陽極になるように製造することにより、上記同様の効果が得られる。
【００１３】
また、図２に示すように、最上位の外側内部電極とその下の内部電極の２層を連続して同極にし、他方最下位の外側内部電極とその上の内部電極の２層を連続して同極にした場合でも上記同様の効果が得られる。
【００１４】
また、図３に示すように、内部電極が１層おきに対向電極となるように、内部電極の一部を形成せずに、圧電セラミックの一部を絶縁体層としても上記同様の効果が得られる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、外部電極のマイグレーションによる外側内部電極と、それと隣接した異極の内部電極及び外部電極との間のショートまたは絶縁抵抗低下の発生を低減できる利点をもった積層型圧電アクチュエータの提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層型圧電アクチュエータの断面構造を示した図である。
【図２】上下外側内部電極とそれの隣接内部電極とを同極とした場合の積層型圧電アクチェエータの断面構造を示した図である。
【図３】外部電極と接続される部分に内部電極を形成しない構造の積層型圧電アクチュエータの断面構造を示した図である
【図４】従来の積層圧電アクチュエータの断面構造を示した図である。
【符号の説明】
１ 内部電極（外側内部電極を含む）
２ 外側内部電極
３ 圧電セラミック層
４ 絶縁体層
５ 外部電極

Claims (2)

1. 圧電セラミック層二層以上と内部電極三層以上とを積層した積層体と、この積層体の側面に内部電極が一層おきに対向電極となるように形成された絶縁体層と、それらの上に外部電極が形成されてなる積層型圧電アクチュエータにおいて、前記内部電極層の内の最上位及び最下位に位置する外側内部電極の各一層と、それぞれ前記外側内部電極と隣接する各内部電極とを連続して、前記外部電極がマイグレーションにより溶解し移動する際の移動元となる陽極としたことを特徴とする積層型圧電アクチュエータ。
2. 請求項１の積層型圧電アクチュエータにおいて、前記内部電極が一層おきに対向電極となるように、前記内部電極の一部を形成せずに、前記圧電セラミック層の一部を絶縁体層としたことを特徴とする積層型圧電アクチュエータ。

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