(57)【要約】      （修正有）【課題】製品寸法精度の向上と、かつ製造工程の簡略化をすることによる製造コストを抑えた安価で、信頼性、耐久性に優れた円筒形状の径方向の変位および発生力を出力とする円筒型圧電積層セラミックアクチュエータおよびその製造方法を提供する。【解決手段】圧電セラミック層１上にそれぞれ対向する面で端子電極３と接続するように交互にずらした２種類の内部電極層２を形成し、円筒状に渦巻き状に巻回した円筒型圧電積層セラミックアクチュエータであって、２種類の内部電極層２が対向する圧電活性部分９と２種類の内部電極層２が対向しない不活性部分１０との間に、長さが圧電活性部分の１％以上３０％以下、幅が内径の１％以上２５％以下の凹凸をそれぞれの内部電極層２の一端部に緩衝部分１１として設け、圧電活性部分９の両端に緩衝部分１１を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電セラミック層上にそれぞれ対向する面で端子電極と接続するように交互にずらした２種類の内部電極層を形成し、円筒状に渦巻き状に巻回した円筒型圧電積層セラミックアクチュエータであって、２種類の前記内部電極層が対向する圧電活性部分と２種類の前記内部電極層が対向しない不活性部分との間に、長さが圧電活性部分の１％以上３０％以下、幅が内径の１％以上２５％以下の凹凸をそれぞれの内部電極層の一端部に緩衝部分として設け、圧電活性部分の両端に緩衝部分を有することを特徴とする円筒型圧電積層セラミックアクチュエータ。
【請求項２】
前記内部電極層は、銀および／またはパラジウムを有することを特徴とする請求項１に記載の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータ。
【請求項３】
少なくとも、圧電セラミック粉末、有機樹脂、および有機溶剤を混合してセラミックスラリーを作製するセラミックスラリー作製工程と、導電体粉末、有機樹脂、および有機溶剤を混合して内部電極層用ペーストを作製する内部電極層用ペースト作製工程と、前記セラミックスラリーから、第１のグリーンシートを作製する工程と、作製した前記グリーンシートに円筒型圧電積層セラミックアクチュエータとしたときに、２種類の内部電極層が対向する圧電活性部分と２種類の前記内部電極層が対向しない不活性部分との間に、長さが圧電活性部分の１％以上３０％以下、幅が内径の１％以上２５％以下の凹凸を内部電極層の端部に緩衝部分として設けるように、異なるパターンの内部電極を印刷した２種類の第２のグリーンシートを得る工程と、２種類の異なるパターンの内部電極を印刷した第２のグリーンシートを交互にずらして積層し、カレンダーロール等で仮圧着した積層した第２のグリーンシートを得る工程と、セラミックスラリーを用いて作製した巻芯、または有機樹脂からなる巻芯へ第１のグリーンシートを巻回し、引き続き仮圧着した積層した第２のグリーンシートを巻回し、さらに第１のグリーンシートを巻回する工程と、巻回することで積層した積層体を温間等方圧プレス等にて加圧成形する工程と、加圧成形された積層体から、先に交互にずらして作製した内部電極層が重ならない部分を切断し、各素子に切り分けると同時に、内部に積層された内部電極を導出する工程と、前記積層体中に含まれる有機物を加熱して除去する脱脂処理工程と、前記積層体を焼結して焼結体を作製する、焼結工程と、前記焼結体の形状寸法を所望の形状に加工する工程と、前記焼結体の、前記内部電極層の端部が露出した前記円筒形状の両端面に端子電極を形成する端子電極形成工程と、前記焼結体素子の前記端子電極間に直流電圧を印加して、前記圧電セラミック層を分極する分極処理工程を有することを特徴とする円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記脱脂工程および前記焼成工程で有機樹脂からなる巻芯が熱分解され中空円筒形状になることを特徴とする請求項３に記載の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電セラミック層と内部電極層を交互に積層してなる圧電積層セラミックアクチュエータで、圧電セラミック層と内部電極層とは円筒状で渦巻き状に巻回され、円筒形状の端部に端子電極を配置する構造の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電積層セラミックアクチュエータは、圧電セラミックスの圧電効果を応用し、電気を入力エネルギーとし、変位または発生力を出力とする電気式アクチュエータとして用いられている。一般的には、複数の圧電セラミック層と内部電極層を交互に積層し、内部電極を１層おきに交互に取り出すことによって圧電縦効果を利用して出力を得る場合が多い。
【０００３】
圧電積層セラミックアクチュエータは、これまでは主に産業用の機能デバイスとして使用され、精密機械の分野ではＸ−Ｙステージの微小位置決めや、ステッパ、マスフローコントローラへの応用などメカトロニクスの分野で多岐に使用されている。近年はそれらに加え、携帯電話機等に搭載されるカメラ装置のオートフォーカス機構やズーム機構等の機構部品に使用され、民生用の機能デバイスとしてその用途を拡大しつつあり、これら機構部品の小型化にともない、圧電積層セラミックアクチュエータの小型化への要求も高まっている。
【０００４】
また、その出力として得られる変位および発生力への要求も、圧電セラミック層と内部電極層との積層方向での１方向だけに限らなくなってきている。
【０００５】
一例として円筒状または中空円筒状に圧電セラミック層と内部電極層とを積層し、円筒の径方向への変位および発生力の出力を得る円筒型がある。
【０００６】
例えば特許文献１には、同心円状に渦巻き状に巻回された第１の圧電セラミック層（特許文献１では圧電磁器層と記載）と第２の圧電セラミック層と、前記第１の圧電セラミック層及び第２の圧電セラミック層との間に形成されている第１の振動電極及び第２の振動電極からなり、前記第１の振動電極及び第２の振動電極の一部を周面に露出させるとともに、該露出部に端子電極を形成したことを特徴とする圧電アクチュエータが開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、円筒状或いは円柱状の形状で同軸上に配列された円筒状の圧電材と、電極よりなり、電極間に電圧を加えると、円筒軸垂直方向に電界が生じる積層型圧電素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１２０４６号公報
【特許文献２】特開平１１−２６６０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の圧電アクチュエータの場合、概略円筒状に圧電セラミック層と内部電極層が巻回された構造を形成しており、本発明が目的とする円筒形状の径方向の変位および発生力が得られる構造となっているが、端子電極が、その素子の側面に形成されているため、端子電極形成部の突起が表面に凹凸を生じさせ、均一な円筒の径方向への変位や共振及び発生力の出力にあたって障害となってしまう。また、特許文献２に記載の積層型圧電素子では、多層構造をとる圧電材と電極において、電極は圧電材の全面を覆っておらず互いに異なる端部で欠けている構造をとる。この要素で構成された積層型圧電素子は、一端では一方の電極のみが表面に現れ、他端では他方の電極のみが表面に現れる。そのため引き出し線への接続が容易である。すなわち、互いに端部で欠けているグリーンシートを巻回、積層することにより円柱型圧電積層セラミックアクチュエータとなるわけだが、この場合、内部電極が圧電セラミックを介して積層された圧電活性部分と内部電極を導出した部分（互いに端部で欠けている部分）の圧電不活性部分が存在し、電界を加えて、変位や共振を得た場合、その境界でクラック等が発生しやすいという問題がある。
【００１０】
以下、従来の圧電積層セラミックアクチュエータについて、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１１は、従来の一般的な圧電積層セラミックアクチュエータの製造工程を示すフローチャートである。圧電積層セラミックアクチュエータを製造する場合、図１１に示すように、まず、圧電セラミック粉末を準備し（ステップＳａ１）、有機樹脂、および有機溶剤を混合してセラミックスラリーを作製する（ステップＳａ２）。そして、セラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法により圧電セラミック層のみからなる第１のグリーンシートを作製する（ステップＳａ３）。また予め、銀やパラジウム等の導電体粉末を、有機樹脂とともに有機溶剤中へ分散して作製した内部電極層用ペーストを準備しておく。そして、内部電極層用ペーストを用いて、圧電セラミック層上に、内部電極層をスクリーン印刷後乾燥して形成する（ステップＳａ４）。これにより圧電セラミック層および内部電極層からなる第２のグリーンシートを作製する。
【００１２】
さらに、第１のグリーンシートおよび第２のグリーンシートの各々を、任意の形状に打ち抜き加工する（ステップＳａ５）。そして、所望の保護層部の厚み、所望の圧電セラミック層および内部電極層の積層数、所望の内部電極層の間隔、および所望の有効層部の厚み等を得るように、第１のグリーンシートと第２のグリーンシートを適宜選択して、順次、金型へ投入して積層する（ステップＳａ６）。そしてこれに、金型を介して積層方向から圧縮力を加え、積層した第１のグリーンシートと第２のグリーンシートの各々を圧着する（ステップＳａ７）。
【００１３】
そして、圧着して得た積層体を、その内部に含まれる有機物を除去するために、例えば４００〜５００℃で加熱して脱脂処理する（ステップＳａ８）。さらにこれを、例えば１０００〜１２００℃の高温で焼結して焼結体とする（ステップＳａ９）。さらに焼結体の、積層方向と垂直な一方向の両端面を切断除去して、内部電極層の端部を、両端面に露出して導出する（ステップＳａ１０）。
【００１４】
そして、焼結体の、積層方向と垂直な一方向の一方の端面に導出された内部電極層の端部の各々を、例えば負極となるようにし、仮の電極を形成する（ステップＳａ１１）。そして、電気泳動法等により、内部電極層の端部に対し、絶縁ガラスによる絶縁処理を一つおきに施し（ステップＳａ１２）、ガラス焼付けを行なう（ステップＳａ１３）。さらに、焼結体の、積層方向と垂直な一方向の他方の端面に導出された内部電極層の端部の各々を、例えば負極となるようにし、仮の電極を形成する（ステップＳａ１４）。そして、電気泳動法等により、内部電極層の端部に対し、絶縁ガラスによる絶縁処理を一つおきに施し（ステップＳａ１５）、ガラス焼付けを行なう（ステップＳａ１６）。その後、内部電極層の端部が導出された焼結体の両端面に対して、例えば銀ペースト等を塗布、焼付けして端子電極を形成する（ステップＳａ１７）。
【００１５】
そして、端子電極を形成した後の焼結体を、所望の形状に切断加工して複数の焼結体素子を作製する（ステップＳａ１８）。さらに切断加工により、焼結体素子の、積層方向と垂直な他方向の両端面に露出した、内部電極層の端部に絶縁コーティング処理を施す（ステップＳａ１９）。最後に、焼結体素子の端子電極間に直流電圧を印加して、圧電セラミック層を分極する（ステップＳａ２０）。
【００１６】
図１２は、従来の一般的な圧電積層セラミックアクチュエータを示す断面図である。図１２に示すように圧電積層セラミックアクチュエータの構造は圧電セラミック層１と、内部電極層２が積層され、内部電極層２は対向する側面で一層おきにガラス絶縁部４で絶縁され、さらに内部電極層２が一層おきに端子電極３と接続され、端子電極３はリード線６とリード線はんだ付け部５により接続されている。
【００１７】
この場合、圧電活性部分は積層された全面であり、外部にガラス絶縁部４が形成されているため、積層面内で圧電活性部分と不活性部分が無いので、信頼性が高く耐久性に優れ量産化されている。しかしながら、円筒形状の圧電積層セラミックアクチュエータでは外部のガラス絶縁層の形成が不可能であり、このメリットが活かせない。
【００１８】
図１３は、従来の小型化に適したセラミックコンデンサ形状の圧電積層セラミックアクチュエータの製造工程を示すフローチャートである。
【００１９】
小型化に適したセラミックコンデンサ形状の圧電積層セラミックアクチュエータを製造する場合、図１３に示すように、まず、圧電セラミック粉末を準備し（ステップＳｂ１）、有機樹脂、および有機溶剤を混合してセラミックスラリーを作製する（ステップＳｂ２）。そして、セラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法により圧電セラミック層のみからなる第１のグリーンシートを作製する（ステップＳｂ３）。また予め、銀やパラジウム等の導電体粉末を、有機樹脂とともに有機溶剤中へ分散して作製した内部電極層用ペーストを準備しておく。そして、内部電極層用ペーストを用いて、圧電セラミック層上に、スクリーン印刷法により内部電極層をスクリーン印刷および乾燥して形成する（ステップＳｂ４）。これにより圧電セラミック層および内部電極層からなる第２のグリーンシートを作製する。
【００２０】
さらに、第１のグリーンシートおよび第２のグリーンシートの各々を、任意の形状に打ち抜き加工する（ステップＳｂ５）。そして、所望の保護層部の厚み、所望の圧電セラミック層および内部電極層の積層数、所望の内部電極層の間隔、および所望の有効層部の厚み等を得るように、第１のグリーンシートと第２のグリーンシートを適宜選択して、順次、金型へ投入して積層する（ステップＳｂ６）。そしてこれに、金型を介して積層方向から圧縮力を加え、積層した第１のグリーンシートと第２のグリーンシートの各々を圧着する（ステップＳｂ７）。
【００２１】
そして、圧着して得た積層体を、その内部に含まれる有機物を除去するために、例えば４００〜５００℃で加熱して脱脂処理する（ステップＳｂ８）。さらにこれを、例えば１０００〜１２００℃の高温で焼結して焼結体とする（ステップＳｂ９）。
【００２２】
さらに焼結体は数個の圧電積層セラミックアクチュエータ素子が取れるようパターニングされた内部電極を積層して形成しているので、各積層体の内部に積層された内部電極層を取り出すように切断するための基準面出しを行う（ステップＳｂ１０）。そして、基準面から数個取りで内部電極取り出し部を切り口となるようにスライス体への切断を行う（ステップＳｂ１１）。
【００２３】
スライス体の段階で端子電極の形成を行う（ステップＳｂ１２）。小型化に適したセラミックコンデンサ形状の場合、端子電極は銀ペーストなどを使用すると寸法精度が得られないため、ニッケル−銀などをスパッタにて形成する場合が多い。
【００２４】
そして、端子電極を形成した後の焼結体を、所望の形状に切断加工して複数の焼結体素子を作製する（ステップＳｂ１３）。さらに切断加工により、焼結体素子の、積層方向と垂直な他方向の両端面に露出した、内部電極層の端部に絶縁コーティング処理を施す（ステップＳｂ１４）。最後に、焼結体素子の端子電極間に直流電圧を印加して、圧電セラミック層を分極する（ステップＳｂ１５）。
【００２５】
図１４は、従来のセラミックコンデンサ形状の圧電積層セラミックアクチュエータを示す断面図である。図１４に示すようにセラミックコンデンサ形状の圧電積層セラミックアクチュエータの構造は圧電セラミック層１と、内部電極層２が積層され、内部電極層２は対向する側面で一層おきに端部まで導出されている。さらに内部電極層２が一層おきに端子電極３と接続され、端子電極３はリード線６とリード線はんだ付け部５により接続されている。
【００２６】
この場合、内部電極を端子電極へ導出する部分が圧電不活性部分となり、電界を印加した場合に変位せず、積層された圧電活性部との間にクラック等が発生しやすい問題がある。
【００２７】
図１５は従来の円筒状の圧電アクチュエータを示す断面図であり、図１６は従来の円筒状の圧電アクチュエータを示す斜視図である。図１５及び図１６は特許文献１に記載された円筒状の圧電アクチュエータを示す図であり、同心円状に渦巻き状に巻回された第１の圧電セラミック層５１ａと第２の圧電セラミック層５１ｂと、第１の圧電セラミック層５１ａ及び第２の圧電セラミック層５１ｂとの間に形成されている第１の内部電極層５２ａ（特許文献１では振動電極と記載）及び第２の内部電極層５２ｂからなり、第１の内部電極層５２ａ及び第２の内部電極層５２ｂの一部を周面に露出させるとともに、露出部に端子電極５３ａ、５３ｂを形成し、端子電極を除き絶縁保護膜５４で被膜している。この場合、円筒形状の径方向への積層が渦巻き状の巻回により可能となるが、端子電極５３ａ、５３ｂの形成部の突起が表面に凹凸を生じさせ、均一な円筒の径方向への変位および発生力の出力にあたって障害となる。
【００２８】
図１７は円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造工程を示すフローチャートであり、図２は従来の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の内部電極層形成後のグリーンシートを示す図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）はそれぞれ異なるパターンの第２のグリーンシートの平面図と正面図。図３は従来の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の圧着時の第２のグリーンシートを示す断面図であり、図３（ａ）はローラーで圧着する状態を示す縦断面図、図３（ｂ）は横断面図。図４は従来の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを示す図であり、図４（ａ）は端子電極を透過した正面図であり、図４（ｂ）は側面透視図である。
【００２９】
円筒型圧電積層セラミックアクチュエータは、まず図２に示すようにそれぞれ左右にずらした構造となるよう配置した内部電極層２を圧電セラミック層１上に形成した第２のグリーンシートを準備する。次に図３に示すようにそれぞれの内部電極層２を圧電セラミック層１上に形成した第２のグリーンシートａ、ｂを仮圧着する。その後、後の脱脂焼成工程で消失するよう有機樹脂からなる巻芯へ、内周保護セラミック層用に第１のグリーンシートを巻回し、次に仮圧着した第２のグリーンシートｃを巻回し、さらに外周保護セラミック層用に第１のグリーンシートを巻回して、同心円状に圧電セラミック層と内部電極層が円筒状に積層された積層体を作製する。その後、温間等方圧プレス等にて加圧成形した巻回、積層体を、左右にずらした内部電極層でかさならない部分で各素子に切り出し、同時に内部電極を端部に導出する。次に脱脂、焼成して図４に示すよう端子電極３を端面に導出した円筒型圧電積層セラミックアクチュエータにする。
【００３０】
各素子の内部電極は円筒端部に導出されているため、特許文献１に記載の技術のように側面に端子電極を形成せずに端子電極が形成できる。さらに焼結後、内径、外径、長さの寸法加工が容易となり、寸法精度の向上が図れる。
【００３１】
次に円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造工程について図１７を参照して説明する。まず、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミック粉末を準備し（ステップＳｃ１）、バインダーとして使用する軟化点の低いアクリル等の有機樹脂、およびエチルセルソルブ等の有機溶剤を混合してセラミックスラリーを作製する（ステップＳｃ２）。そして、セラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法により圧電セラミック層のみからなる第１のグリーンシートを作製する（ステップＳｃ３）。また予め、銀やパラジウム等の導電体粉末を、エチルセルロース等の有機樹脂とともに、α−テルピネオール等の有機溶剤中へ分散して作製した内部電極層用ペースト、または、銀やパラジウム等の導電体粉末と、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミック粉末を、エチルセルロース等の有機樹脂とともに、α−テルピネオール等の有機溶剤中へ分散して作製した内部電極層用ペーストを準備しておく。
【００３２】
内部電極層用ペーストを用いて、圧電セラミック層上に、スクリーン印刷やグラビア印刷法等により内部電極層を印刷および乾燥して作製する。このとき図２に示すように内部電極層２を圧電セラミック層１上に交互にずらした２種類の第２のグリーンシートを作製する（ステップＳｃ４）。これにより圧電セラミック層１および内部電極層２からなる第２のグリーンシートを作製する。
【００３３】
内部電極層を印刷した２種類の第２のグリーンシートを図３に示すようにカレンダーロール等で仮圧着して積層した第２のグリーンシートを準備する（ステップＳｃ５）。
【００３４】
中空円筒形状になるように、後の脱脂工程や焼成工程で消失するような有機樹脂からなり、必要とする外径の巻芯を準備する。また、ここで、ステップＳｃ２のスラリーで巻芯を作製することも可能であるが、このスラリーを用いた巻芯を使用した場合は圧電セラミックが形成されるため中空円筒状にはならず円筒型の圧電積層セラミックアクチュエータとなる。
【００３５】
有機樹脂からなる巻芯に、内周保護セラミック層用としてステップＳｃ３で作製した第１のグリーンシート（内部電極無し）を巻回し（ステップＳｃ７）、引き続きステップＳｃ５で仮圧着した第２のグリーンシートｃを必要とする積層数分だけ巻回する（ステップＳｃ８）。さらに、外周用保護セラミック層としてステップＳｃ３で作製した第１のグリーンシート（内部電極無し）を巻回する（ステップＳｃ９）。こうして同心円状に巻回、積層された積層体を得る。
【００３６】
ステップＳｃ９で作製した同心円状に巻回、積層された積層体を温間等方圧プレス等にて加圧成形し（ステップＳｃ１０）、ステップＳｃ５で交互にずらして印刷した内部電極層の重ならない部分を切断し各素子を得る（ステップＳｃ１１）。同時に内部に積層された内部電極層が導出される。
【００３７】
円筒端部に導出された内部電極層をもつ各素子について４００〜５００℃で脱脂をおこなう（ステップＳｃ１２）。脱脂後、１０００〜１２００℃にて焼結する（ステップＳｃ１３）。
【００３８】
得られた中空円筒形状の焼結体は、必要とする形状へ、内径研磨、外径研磨、長さ研磨等の寸法加工を行う（ステップＳｃ１４）。
【００３９】
必要とする形状へ外形加工された中空円筒形状の焼結体素子の上下面に、内部電極層が導出されているので図４に示すように端子電極３を形成する（ステップＳｃ１５）。ここで使用する外部の端子電極は銀ペースト等の焼き付けも可能であるが、より高い寸法精度が要求される場合などはニッケル−銀等のスパッタ形成なども行われる。
【００４０】
端子電極を形成した各素子を、１００℃前後に加熱した絶縁オイル中、又は大気中で、焼結体の端子電極の正極および負極間に一定の直流電圧、例えば１ないし２ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加して、圧電セラミック層を分極する（ステップＳｃ１６）。
【００４１】
この場合、先に小型化に適したセラミックコンデンサ構造の圧電積層セラミックアクチュエータの場合と同様に、内部電極を端子電極へ導出する部分が圧電不活性部分となり、電解を印加した場合に変位せず、積層された圧電活性部との間にクラック等が発生しやすい問題が残る。
【００４２】
本発明は、このような端子電極への内部電極導出部分での圧電不活性部分と積層された圧電活性部分との間に生じるクラック等の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、製品寸法精度の向上と、かつ製造工程の簡略化をすることによる製造コストを抑えた安価で、信頼性、耐久性に優れた円筒形状の径方向の変位および発生力を出力とする円筒型圧電積層セラミックアクチュエータおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
すなわち本発明によれば、圧電セラミック層上にそれぞれ対向する面で端子電極と接続するように交互にずらした２種類の内部電極層を形成し、円筒状に渦巻き状に巻回した円筒型圧電積層セラミックアクチュエータであって、２種類の前記内部電極層が対向する圧電活性部分と２種類の前記内部電極層が対向しない不活性部分との間に、長さが圧電活性部分の１％以上３０％以下、幅が内径の１％以上２５％以下の凹凸をそれぞれの内部電極層の一端部に緩衝部分として設け、圧電活性部分の両端に緩衝部分を有することを特徴とする円筒型圧電積層セラミックアクチュエータが得られる。
【００４４】
また、前記内部電極層は、銀および／またはパラジウムを有することが好ましい。
【００４５】
さらに、本発明によれば、少なくとも、圧電セラミック粉末、有機樹脂、および有機溶剤を混合してセラミックスラリーを作製するセラミックスラリー作製工程と、導電体粉末、有機樹脂、および有機溶剤を混合して内部電極層用ペーストを作製する内部電極層用ペースト作製工程と、前記セラミックスラリーから、第１のグリーンシートを作製する工程と、作製した前記グリーンシートに円筒型圧電積層セラミックアクチュエータとしたときに、２種類の内部電極層が対向する圧電活性部分と２種類の前記内部電極層が対向しない不活性部分との間に、長さが圧電活性部分の１％以上３０％以下、幅が内径の１％以上２５％以下の凹凸を内部電極層の端部に緩衝部分として設けるように、異なるパターンの内部電極を印刷した２種類の第２のグリーンシートを得る工程と、２種類の異なるパターンの内部電極を印刷した第２のグリーンシートを交互にずらして積層し、カレンダーロール等で仮圧着した積層した第２のグリーンシートを得る工程と、セラミックスラリーを用いて作製した巻芯、または有機樹脂からなる巻芯へ第１のグリーンシートを巻回し、引き続き仮圧着した積層した第２のグリーンシートを巻回し、さらに第１のグリーンシートを巻回する工程と、巻回することで積層した積層体を温間等方圧プレス等にて加圧成形する工程と、加圧成形された積層体から、先に交互にずらして作製した内部電極層が重ならない部分を切断し、各素子に切り分けると同時に、内部に積層された内部電極を導出する工程と、前記積層体中に含まれる有機物を加熱して除去する脱脂処理工程と、前記積層体を焼結して焼結体を作製する焼結工程と、前記焼結体の形状寸法を所望の形状に加工する工程と、前記焼結体の前記内部電極層の端部が露出した前記円筒形状の両端面に端子電極を形成する端子電極形成工程と、前記焼結体素子の前記端子電極間に直流電圧を印加して、前記圧電セラミック層を分極する分極処理工程を有することを特徴とする円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造方法が得られる。
【００４６】
また、前記脱脂工程および前記焼成工程で有機樹脂からなる巻芯が熱分解され中空円筒形状になっていてもよい。
【００４７】
すなわち本発明によれば、積層された圧電活性部分と端子電極への内部電極層の導出部の不活性部分との間に、長さが圧電活性部分の１％以上３０％以下と、幅が内径の１％以上２５％以下で、対向する内部電極層の端部に凹凸を設け、内部電極層を左右にずらした２種類の第２のグリーンシートを準備し、仮圧着し積層した第２のグリーンシートを渦巻き状に巻回することにより、同心円状に圧電セラミック層と内部電極層が円筒状に巻回、積層される。なお、圧電活性部分とは端部の凹凸部を含まない内部電極層同士が対向する部分をいう。
【００４８】
ここで圧電活性部分の長さの１％以上３０％以下、円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの内径の１％以上２５％以下の幅で、対向する内部電極層の端部に凹凸を設け、内部電極層を左右にずらした２種類の第２のグリーンシートを準備し、仮圧着し積層した第２のグリーンシートを渦巻き状に巻回することにより圧電活性部分の長さの１％以上３０％以下の長さの緩衝部分を設け、緩衝部分で圧電活性部分を挟み込むよう設けた構造とし、内部電極位置が左右にずれて積層されているため、内部電極層が重ならない部分を切断し内部電極層の端部を容易に導出することが可能となる。ここで緩衝部分の凹凸の長さが圧電活性部分の長さ３０％を超えると、圧電活性部分の長さが短くなり、変位や共振といった出力が小さくなってしまい、１％未満だと短すぎて緩衝部分としての機能が十分でない恐れがある。また、緩衝部分の凹凸の幅が内径の２５％を超えると、内径の１／４以上を緩衝部分が占めることとなり、緩衝部分のかたよりが生じてしまい、目的とする緩衝効果が低下する可能性があり、１％未満ではスクリーン印刷等による印刷精度に問題が出る恐れがある。
【００４９】
このことから、特許文献１に記載の技術のように、圧電セラミックアクチュエータ側面に端子電極を設けること無く、円筒端部に端子電極を配置できる。加えて、特許文献２に記載の技術の問題を解決するように圧電活性部分と内部電極導出のための不活性部分との間に、緩衝部分が設けられ、電界を印加した時の変位が圧電活性部分と緩衝部分と不活性部分と段階的になるため、クラック等の欠陥が発生しにくい構造を持つ。
【発明の効果】
【００５０】
上述した構成および製造方法とすることによって、本発明は以下のような効果を奏す。
【００５１】
すなわち本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータは、圧電活性部分の１％以上３０％以下の長さと内径の１％以上２５％以下の幅で、対向する内部電極層の端部に凹凸を設け、左右にずらして内部電極層を形成した第２のグリーンシートを仮圧着し積層した第２のグリーンシートを準備し、後の脱脂または焼成工程で燃焼消失するよう有機樹脂の巻芯を準備し、内周保護セラミック層としての第１のグリーンシートを任意厚みになるよう数回巻回後、第２の圧着されたグリーンシートを必要とする積層数になるよう巻回し、外形保護としての第１のグリーンシートを任意厚みになるよう数回巻回する。その後、温間等方圧プレスにて成形後、左右交互にずらした内部電極部層で重ならない部分を切断することにより内部電極層を導出する。脱脂工程及び焼成工程後に素子外形の寸法加工を行い、先に導出した内部電極に端子電極を形成する。
【００５２】
そうすることで、円筒形状の側面に端子電極を形成することがなく、円筒形状の端部に端子電極を容易に形成でき、圧電活性部分と内部電極導出のための不活性部分との間に、緩衝部分が設けられ、電界を印加した時の変位が圧電活性部分と緩衝部分と不活性部分と段階的になるため、クラック等の欠陥が発生しにくい構造を持つ、径方向への変位および発生力を出力する圧電積層セラミックアクチュエータが得られる。
【００５３】
また、焼結後に内外径の研磨加工および長さ寸法加工が可能となり、端子電極にニッケル−銀などのスパッタ電極を用いることで寸法精度が高く、かつ製造工程を簡略化することにより製造コストを抑えた安価な圧電積層セラミックアクチュエータ、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による、円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを示す図であり、図１（ａ）は端子電極を透過した正面図、図１（ｂ）は側面透視図。
【図２】従来の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の内部電極層形成後のグリーンシートを示す図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）はそれぞれ異なるパターンの第２のグリーンシートの平面図と正面図。
【図３】従来の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の圧着時の第２のグリーンシートを示す断面図であり、図３（ａ）はローラーで圧着する状態を示す縦断面図、図３（ｂ）は横断面図。
【図４】従来の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを示す図であり、図４（ａ）は端子電極を透過した正面図、図４（ｂ）は側面透視図。
【図５】本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の内部電極層形成後のグリーンシートを示す図であり、図５（ａ）、図５（ｂ）はそれぞれ異なるパターンの第２のグリーンシートの平面図と正面図。
【図６】本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の圧着時のグリーンシートを示す断面図であり、図６（ａ）はローラーで圧着する状態を示す縦断面図、図６（ｂ）は横断面図。
【図７】本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の巻回後の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを示す図であり、図７（ａ）は端子電極を透過した正面図であり、図７（ｂ）は側面透視図。
【図８】本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを複数個同時に製造する時の製造途中工程の内部電極層形成後のグリーンシートを示す図であり、図８（ａ）、図８（ｂ）はそれぞれ異なるパターンの第２のグリーンシートの平面図と正面図。
【図９】本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを複数個同時に製造する時の製造途中工程の圧着時のグリーンシートを示す断面図であり、図９（ａ）はローラーで圧着する状態を示す縦断面図、図９（ｂ）は横断面図。
【図１０】本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを複数個同時に製造する時の製造途中工程の巻回後の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを示す図であり、図１０（ａ）は端子電極を透過した正面図であり、図１０（ｂ）は側面透視図。
【図１１】従来の一般的な圧電積層セラミックアクチュエータの製造工程を示すフローチャート。
【図１２】従来の一般的な圧電積層セラミックアクチュエータの断面図。
【図１３】従来の小型化に適したセラミックコンデンサ形状の圧電積層セラミックアクチュエータの製造工程を示すフローチャート。
【図１４】従来のセラミックコンデンサ形状の圧電積層セラミックアクチュエータの断面図。
【図１５】従来の円筒状の圧電アクチュエータを示す断面図。
【図１６】従来の円筒状の圧電アクチュエータを示す斜視図。
【図１７】円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造工程を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００５６】
図１７は、円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造工程を示すフローチャートである。
【００５７】
以下、本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを、中空円筒状に、かつ同時に複数個作製する場合を例にして説明する。
【００５８】
図１７に示すように、まず、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミック粉末を準備し（ステップＳｃ１）、バインダーとして使用する軟化点の低いアクリル等の有機樹脂、およびエチルセルソルブ等の有機溶剤を混合してセラミックスラリーを作製する（ステップＳｃ２）。そして、セラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法により圧電セラミック層のみからなる第１のグリーンシートを作製する（ステップＳｃ３）。
【００５９】
また予め、銀やパラジウム等の導電体粉末を、エチルセルロース等の有機樹脂とともに、α−テルピネオール等の有機溶剤中へ分散して作製した内部電極層用ペースト、または、銀やパラジウム等の導電体粉末と、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミック粉末を、エチルセルロース等の有機樹脂とともに、α−テルピネオール等の有機溶剤中へ分散して作製した内部電極層用ペーストを準備しておく。
【００６０】
図５は本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の内部電極層形成後のグリーンシートを示す図であり、図５（ａ）、図５（ｂ）はそれぞれ異なるパターンの第２のグリーンシートの平面図と正面図である。図８は本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを複数個同時に製造する時の製造途中工程の内部電極層形成後のグリーンシートを示す図であり、図８（ａ）、図８（ｂ）はそれぞれ異なるパターンの第２のグリーンシートの平面図と正面図である。
【００６１】
内部電極層用ペーストを用いて、図５、図８に示すように圧電セラミック層１上に、スクリーン印刷やグラビア印刷法等により内部電極層２を、円筒型圧電積層セラミックアクチュエータとしたときに、長さが２種類の内部電極層が対向する圧電活性部分の１％以上３０％以下で幅が内径の１％以上２５％以下で、対向する内部電極層の端部に凹凸を設けるよう印刷、乾燥して第２のグリーンシートａ、ｂを作製する（ステップＳｃ４）。
【００６２】
図６は本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の圧着時のグリーンシートを示す断面図であり、図６（ａ）はローラーで圧着する状態を示す縦断面図、図６（ｂ）は横断面図である。図９は本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを複数個同時に製造する時の製造途中工程の圧着時のグリーンシートを示す断面図であり、図９（ａ）はローラーで圧着する状態を示す縦断面図、図９（ｂ）は横断面図である。
【００６３】
内部電極層２を圧電セラミック層１上に印刷した第２のグリーンシートａ、ｂを図６、図９に示すようにカレンダーロール等で仮圧着して積層した第２のグリーンシートｃを準備する。（ステップＳｃ５）
【００６４】
また、中空円筒形状になるように、後の脱脂工程や焼成工程で消失するような有機樹脂からなり、必要とする外径の巻芯を準備する（ステップＳｃ６）。また、ここで、ステップＳｃ２で作製したスラリーで巻芯を作製することも可能であるが、このスラリーを用いた巻芯を使用した場合は圧電セラミックが形成されるため中空円筒状にはならず円筒型の圧電積層セラミックアクチュエータとなる。
【００６５】
図７は本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの製造途中工程の巻回後の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを示す図であり、図７（ａ）は端子電極を透過した正面図であり、図７（ｂ）は側面透視図である。図１０は本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを複数個同時に製造する時の製造途中工程の巻回後の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを示す図であり、図１０（ａ）は正面図であり、図１０（ｂ）は側面透視図である。
【００６６】
図７、図１０に示すように有機樹脂からなる巻芯８に、内周保護セラミック層としてステップＳｃ３で作製した第１のグリーンシート（内部電極無し）を巻回し（ステップＳｃ７）、引き続きステップＳｃ５で圧着し積層した第２のグリーンシートｃを必要とする積層数分だけ巻回する。（ステップＳｃ８）。さらに、外周用保護セラミック層としてステップＳｃ３で作製した第１のグリーンシート（内部電極無し）を巻回する（ステップＳｃ９）。こうして同心円状に巻回、積層された積層体を得る。なお内外周保護セラミック層は図示省略している。
【００６７】
次に、ステップＳｃ９で作製した同心円状に巻回、積層された積層体を温間等方圧プレス等にて加圧成形する（ステップＳｃ１０）。複数個同時に製造する場合には図１０に示すように、ステップＳｃ５で交互にずらして印刷した内部電極層のかさならない部分を切断し各素子を得る（ステップＳｃ１１）。切断すると同時に内部に積層されたそれぞれの内部電極層が対向する端面に導出される。
【００６８】
次に、円筒の両端部に導出された内部電極層をもつ各素子について４００〜５００℃で脱脂をおこなう（ステップＳｃ１２）。脱脂後、１０００〜１２００℃にて焼結する（ステップＳｃ１３）。
【００６９】
得られた中空円筒形状の焼結体は、必要とする形状へ、内周研磨、外周研磨、長さ研磨等の寸法加工を行う（ステップＳｃ１４）。
【００７０】
前述の必要とする形状へ外形加工された中空円筒形状の焼結体素子の両端面に、内部電極層が導出されているので端子電極を形成する（ステップＳｃ１５）。ここで使用する端子電極は銀ペースト等の焼き付けも可能であるが、より高い寸法精度が要求される場合などはニッケル−銀等のスパッタ形成なども行われる。
【００７１】
端子電極を形成した各素子を、１００℃前後に加熱した絶縁オイル中、又は大気中で、焼結体の端子電極の正極および負極間に一定の直流電圧、例えば１〜２ｋＶ／ｍｍの直流電界を印加して、圧電セラミック層を分極する（ステップＳｃ１６）。
【００７２】
図１は本発明による、円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを示す図であり、図１（ａ）は端子電極を透過した正面図、図１（ｂ）は側面透視図である。上述した製造工程に従って製造することにより、図１に示すように本発明の中空の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを得ることができる。
【００７３】
本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータによれば、各素子の内部電極は円筒端部に導出されているため、側面に端子電極を形成せずに端子電極が形成できる。また、内部電極導出のための圧電不活性部分１０と圧電活性部分９の間に緩衝部分１１が有効層部分の１％以上３０％以下の長さで配置されるので、変位によるクラック等の欠陥が発生しにくくなる。
【００７４】
さらに焼結後、内径、外径、長さの寸法加工が容易となり、寸法精度の向上が図られる。
【００７５】
即ち、端子電極が円筒の端部に導出されるが、内部電極層導出部と内部電極層との緩衝積層部との間（内部電極層同士が対向しない不活性部分）には、一定の距離を設けるよう配置したほうが良い。後の外形寸法加工における加工取りしろを設けることができる。
【００７６】
また、同心円状に巻回された積層した第２のグリーンシートの円筒形状の中間素子は内部に積層される内部電極が表面に露出しているため、内部電極を形成していない第１のグリーンシートで円筒外周を巻回するほうが良い。外周の内部電極の保護セラミック層として機能するほか、後の外径寸法加工における加工取りしろを設けることができる。
【００７７】
さらに、巻回するにあたって巻芯となる巻回軸が必要となるが、圧電セラミックスラリーを用いて巻回軸を作製することで巻回軸も圧電セラミックで構成することが出来る。その場合、円筒型の圧電積層セラミックアクチュエータを作製することが可能である。また、有機樹脂を用いた巻芯を用いた場合には、後の脱脂工程及び焼成工程で巻芯が熱分解されるため、中空円筒型の圧電積層セラミックアクチュエータが得られる。いずれも円筒の径方向に変位および発生力を得る圧電積層セラミックアクチュエータとなる。
【００７８】
巻回軸へ積層した第２のグリーンシートの巻回を開始する前に、内部電極層を形成しない第１のグリーンシートを任意の量で巻回したほうが良い。中空円筒内周部の保護セラミック層として機能するほか、後の内径寸法加工における加工とりしろを設けることができる。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの実施例について、上述の実施の形態で示した構成の圧電積層セラミックアクチュエータを基にして、図面を参照しながら説明する。
【００８０】
（実施例）
まず、同心円状に巻回するグリーンシート、および図８に示す圧電セラミック層１上に内部電極層２を形成するグリーンシートａ、ｂを作製する圧電セラミック粉末として、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とした、ネペック（登録商標）Ｎ−１０（ＮＥＣトーキン株式会社製）の粉末を使用した。またバインダーとなる有機樹脂として、低い軟化点をもつアクリル系有機樹脂を使用し、有機溶剤として、エチルセルソルブを使用した。そして、ネペックＮ−１０の粉末を、アクリル系有機樹脂とともに、溶剤としてのエチルセルソルブ液中へ分散して、これらを混合し、セラミックスラリーを得た。
【００８１】
また、内部電極層２の導電体として、銀−パラジウム合金粉末を使用した。内部電極ペースト用の有機樹脂は、エチルセルロースを使用し、有機溶剤として、α−テルピネオールを使用した。そして、銀−パラジウム合金粉末を、エチルセルロースとともに、α−テルピネオール液中に分散して、これらを混合し、内部電極層用ペーストを得た。
【００８２】
セラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法により圧電セラミック粉末からなる第１のグリーンシートを作製した。グリーンシート厚みは１１０μｍとして成膜した。
【００８３】
次に、内部電極層用ペーストを用いて、１１０μｍのグリーンシート上に、スクリーン印刷法により、先に作製した内部電極ペーストを、焼結上がりで幅０．７５ｍｍ×長さ０．９ｍｍとなるよう凸凹を設けたパターンで、２μｍの厚みにて印刷し乾燥した。内部電極層２のパターンは２種類準備し、内部電極層を左右にずらした２種類のパターンで印刷したグリーンシートａ、ｂを作製した。これで図８に示すように圧電セラミック層１上に内部電極層２を形成した２種類の第２のグリーンシートを作製した。
【００８４】
次に、図９に示すように、内部電極層２を印刷した第２のグリーンシートａ、ｂをカレンダーロールで仮圧着し積層して第２のグリーンシートｃを作製した。
【００８５】
中空円筒形状になるように、後の脱脂工程や焼成工程で消失するような有機樹脂からなり、必要とする外径の巻芯を作製するため、有機樹脂としてポリビニルブチラールを用い、金型プレス法にてφ３．０ｍｍの巻芯を作製した。
【００８６】
図１０に示すように、ポリビニルブチラールからなる巻芯８に、内周保護セラミック層用として第１のグリーンシートを２０回巻回し、引き続き、カレンダーロールで仮圧着し積層した、圧電セラミック層１上に内部電極層２を形成し積層した第２のグリーンシートｃを１００回巻回し、さらに、外周保護セラミック層として第１のグリーンシートを２０回巻回した。こうして同心円状に巻回、積層された積層体を得た。
【００８７】
同心円状に巻回、積層された積層体を温間等方圧プレスにて加圧成形し、先に左右にずらした構造となる内部電極層の重ならない部分を切断し複数個の素子を得た。また、この時同時に内部に積層された内部電極を端部に導出した。得られた素子長さは７．０ｍｍとなるよう内部電極層を交互にずらしたパターンに設計した第２のグリーンシートを巻回し切断した。
【００８８】
円筒端部に導出された内部電極層をもつ各素子について４５０℃で１０時間の脱脂をおこなった。脱脂後、１１００℃にて２時間焼結した。焼結後で、外径がφ１５ｍｍで、内径がφ２．５ｍｍ、長さが５．７ｍｍの中空の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの焼結体を得た。
【００８９】
得られた中空の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの焼結体は、外径をφ１４．５ｍｍへ研磨加工し、内径をφ３．０ｍｍへ研磨加工し、長さ５．０ｍｍへ研磨加工し、外形寸法の加工を行った。すなわち、圧電活性部分が３．０ｍｍ、緩衝部分が０．９ｍｍ、内部電極導出部分が０．１ｍｍとなる中空の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの素子を得た。
【００９０】
必要とする形状へ外形寸法を加工された素子の端面に、内部電極層が導出されているので端子電極を形成するため、下地にニッケルスパッタを行い、仕上げに銀スパッタを行った。端子電極を形成した各素子を大気中で、端子電極の正極および負極間に２ｋＶ／ｍｍの直流電界を印加して、圧電セラミック層を分極した。
【００９１】
本発明の中空円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの特性を確認するために、外径寸法の変位を測定した。表１に、本発明の中空の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの変位量を示す。
【００９２】
【表１】
2012009644.tif 000003
【００９３】
表１に示すように、電圧１５０Ｖ印加時に、外径で８μｍ程度の変位を示すことが確認された。したがって、上述した本発明の中空の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータおよびその製造方法を用いることにより、円筒の径方向に変位および発生力を出力する中空の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを得ることができる。
【００９４】
（比較例）
次に、本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの耐電圧特性を確認するため、従来の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータと比較するように、破壊電圧特性を確認した。なお、比較例の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータは、内部電極層に凸凹を設けずに、圧電活性部分が４．８ｍｍ、（緩衝部分が０．０ｍｍ）内部電極導出部分が０．１ｍｍとなる中空の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータの素子に実施例と同様に端子電極を形成、分極を行ったものである。
【００９５】
表２に、実施例と比較例の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータに電圧を印加し破壊電圧を測定した結果を示す。
【００９６】
【表２】
2012009644.tif 000004
【００９７】
従来の比較例に対し、本発明の実施例では破壊電圧で約１．１倍ほど改善された。
【００９８】
以上説明したように、本発明の円筒型圧電積層セラミックアクチュエータは、円筒状に圧電セラミック層と内部電極層とを積層し、円筒の径方向への変位および発生力の出力を端子電極の影響を受けない構造が得ることができ、長さが圧電活性部分の３０％以下で幅が内径の２５％以下の、対向する内部電極層の端部に凹凸を設け、緩衝部分とし、緩衝部分で圧電活性部分を挟み込むよう設けた構造とすることで信頼性や耐久性に優れた円筒型圧電積層セラミックアクチュエータを得ることができる。
【００９９】
かつ製造工程を簡略化することにより製造コストを抑えた安価な圧電積層セラミックアクチュエータとその製造方法を提供することができる。
【０１００】
なお、上述した実施例は、本発明の実施形態に係る場合の効果について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は、上述した実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、産業用や民生用の機器等に使用される精密制御用の機能デバイス等に関連する技術分野、およびこれに関連する応用技術分野に利用可能である。今回は圧電積層アクチュエータとしての試作例を報告したが、バルブや弁、ＶＴＲのヘッドトラッキングなどへの応用が考えられる。また、圧電逆効果を利用した圧力センサや、パルス入力によるソナー、さらに各種共振振動子など多方面にわたっての応用が見込まれる。
【符号の説明】
【０１０２】
１    圧電セラミック層
２    内部電極層
３、５３ａ、５３ｂ    端子電極
４    ガラス絶縁部
５    リード線はんだ付け部
６    リード線
８    巻芯
９    圧電活性部分
１０    不活性部分
１１    緩衝部分
５１ａ    第１の圧電セラミック層
５１ｂ    第２の圧電セラミック層
５２ａ    第１の内部電極層
５２ｂ    第２の内部電極層
５４    絶縁保護膜
ａ、ｂ、ｃ、    第２のグリーンシート
【図１】
2012009644.tif 000005
【図２】
2012009644.tif 000006
【図３】
2012009644.tif 000007
【図４】
2012009644.tif 000008
【図５】
2012009644.tif 000009
【図６】
2012009644.tif 000010
【図７】
2012009644.tif 000011
【図８】
2012009644.tif 000012
【図９】
2012009644.tif 000013
【図１０】
2012009644.tif 000014
【図１１】
2012009644.tif 000015
【図１２】
2012009644.tif 000016
【図１３】
2012009644.tif 000017
【図１４】
2012009644.tif 000018
【図１５】
2012009644.tif 000019
【図１６】
2012009644.tif 000020
【図１７】
2012009644.tif 000021