(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の棒状体が基板上に互いに平行に設けられた多針体からなる複合圧電材料用型であって、
前記多針体は、互いに平行に集積された複数の被覆線材の被覆を融着一体化して一端に線材支持部材を設けたものから被覆部分を除去した残りの部分によって構成される、ことを特徴とする複合圧電材料用型。
【請求項２】
線材に所定の厚みの被覆を施し、
前記線材が複数本平行に並ぶ線材の集積体を形成し、
前記線材の集積体における線材の被覆を相互に融着させて一体化し、
前記線材の集積体から前記線材の長さ方向に所定の厚みを有する板状体を切り出し、
前記板状体から前記線材を除去する、ことを特徴とする複合圧電材料用型の製造方法。
【請求項３】
線材に所定の厚みの被覆を施し、
前記線材が複数本平行に並ぶ線材の集積体を形成し、
前記線材の集積体における線材の被覆を相互に融着させて一体化し、
前記線材の集積体から前記線材の長さ方向に所定の厚みを有する板状体を切り出し、
前記板状体の一方の面に前記複数の線材の一端を共通に支持する支持部材を設け、
前記板状体から前記線材の被覆を除去する、ことを特徴とする複合圧電材料用型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合圧電材料用型およびその製造方法並びに複合圧電材料およびその製造方法に関し、特に、１−３複合圧電材料または３−１複合圧電材料用の型およびその製造方法並びに１−３複合圧電材料およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複合圧電材料は圧電材料と非圧電材料との複合材となっている。１−３複合圧電材料は、図１１の（ａ）に示すように、１次元的形状（棒状）の複数の圧電材料ＰＥＺを３次元的形状（板状）の非圧電材料ＰＯＬ内に埋設したものとなっている。３−１複合圧電材料は、同図の（ｂ）に示すように、３次元的形状（板状）の圧電材料ＰＥＺ内に１次元的形状（棒状）の複数の非圧電材料ＰＯＬを埋設したものとなっている。いずれも棒状体の向きは板状体の厚みの方向となっている。
【０００３】
例えば、板状体の厚みを数１００μｍ程度とした場合、棒状体は、その長さを板厚に等しくし、太さを数１０μｍ程度とし、かつ、太さの２倍程度のピッチで２次元的に配列される。圧電材料ＰＥＺとしては例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックス(ceramics)等が用いられ、非圧電材料ＰＯＬとしては例えば樹脂のポリマー(polymer) 等が用いられる。
【０００４】
このような複合圧電材料は、単一圧電材料よりも、厚み振動の電気−機械的結合係数(electromechanical coupling constant) を高く、かつ、音響インピーダンスを低くできる特徴がある。また、アレイ(array) 形式の電気−機械トランスデューサ(transducer)を形成する場合、圧電板上に複数の電極を配置するだけで良く、ダイシング(dysing)等により個々のエレメントに分離する必要がないことも有利である。このような特徴および利点により、複合圧電材料は医療用の超音波映像装置の超音波トランスデューサとして用いるのに好適である。
【０００５】
１−３複合圧電材料の製造は、例えばダイスタンプ(die stamp) 法を例にとれば次のようにして行われる。先ず、図１２の（ａ）に示すように、ゾル・ゲル(sol gel) 法等によりスラリー(slurry)化した圧電材料を含む原料ＳＬＲを平板ＦＬＴ上に注ぎ、それを乾燥させて所望の厚さのフィルム(film)ＦＬＭを形成する。
【０００６】
次に、同図（ｂ）に示すように、フィルムＦＬＭを型押し（ダイスタンプ）する。これによって、同図の（ｃ）に示すように、林立した多数の柱状部ＰＬＬを有する剣山構造体ＫＥＮが形成される。なお、ダイスタンプに用いられる型は剣山構造体ＫＥＮに関し雌型を成す型が用いられる。
【０００７】
次に、同図（ｄ）に示すように、剣山構造体ＫＥＮを焼結して、（ｅ）に示すように剣山構造をしたセラミックスＣＥＲを得る。
次に、同図（ｆ）に示すように、セラミックスＣＥＲをポリマーＰＬＭでポッティング(potting) し、固化後、（ｇ）に示すように両面を研磨して柱状部ＰＬＬの両端を板の両面に露出させ、その後、（ｈ）に示すように、柱状部ＰＬＬの分極と電極ＥＬＤの取付けが行われる。電極ＥＬＤの取付けは所望のパターン(pattern) に従って行われる。
【０００８】
３−１複合圧電材料の製造も上記と同様な工程で行われる。ただし、ダイスタンプに用いる型は剣山構造のものが用いられる。この型でダイスタンプすることによりフィルムＦＬＭには剣山構造に対応した孔が穿たれる。それらの孔にポリマーが充填されることにより、１−３複合圧電材料とはネガ(negative)の関係にある３−１複合圧電材料が製造される。
【０００９】
ダイスタンプ法以外にも、ゾル・ゲル法のように、圧電材原料のゲルを型で押しその状態で固化をさせるようにしたものや、電界凝集(electrophoretic deposition)法のように、圧電材原料のゾルの中に型を成した電極を挿入し、その電極の形状に沿って圧電材原料を凝集させるものがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
いずれの製造法を行う場合でも、剣山構造またはそのネガの構造を持つ型が必要とされる。そのような型は極めて微細な構造を有するので、機械的な切削加工の限界を越えている。そこで、Ｘ線リソグラフィ(lithography) に基づくＬＩＧＡ(lithographic galvanometer) 法が利用されるが、これはシンクロトロン(synchrotron) 等で発生した強力なＸ線を利用するものなので大掛かりな設備を必要とする。
【００１１】
その他に、微細加工に用いられるものとしては、電気メッキから発展したエレクトロフォーミング(electroforming)法すなわち電鋳法があるが、剣山構造における柱状部ＰＬＬのような、アスペクトレシオ(aspect ratio)が高い（例えば１０に達する）物体を形成するには不向きである。
【００１２】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、製造が容易な複合圧電材料用型およびその製造方法並びに複合圧電材料およびその製造方法を実現することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
〔１〕上記課題を解決する請求項１の発明は、厚みの方向に互いに平行な複数の貫通孔を有する多孔体からなる複合圧電材料用型であって、前記多孔体は、互いに平行に集積された複数の被覆線材の被覆を融着一体化したものから線材部分を除去した残りの部分によって構成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明では、被覆線材を複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、次いで線材を除去して多孔体を得る。
線材は太さが例えば３０μｍ程度の細線が容易に入手でき、これに厚さが例えば１０μｍ程度のポリマー被覆を施すことは容易である。また、これらを束ねて一体に融着することは容易である。さらに、線材を除去することはエッチング(etching) 等により容易に行える。これによって、製造が容易な微細構造を有する多孔体を得ることができる。すなわち、製造が容易な複合圧電材料用型を実現することができる。
【００１５】
〔２〕上記課題を解決する請求項２の発明は、複数の棒状体が基板上に互いに平行に設けられた多針体からなる複合圧電材料用型であって、前記多針体は、互いに平行に集積された複数の被覆線材の被覆を融着一体化して一端に線材支持部材を設けたものから被覆部分を除去した残りの部分によって構成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明では、被覆線材を複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、一端に線材支持部材を設け、次いで被覆を除去して多針体を得る。
【００１７】
線材は太さが例えば３０μｍ程度の細線が容易に入手でき、これに厚さが例えば１０μｍ程度のポリマー被覆を施すことは容易である。また、これらを束ねて一体に融着し、一端に線材支持部材を設けることは容易である。さらに、被覆を除去することは焼き飛ばし等により容易に行える。これによって、製造が容易な微細構造を有する多針体を得ることができる。すなわち、製造が容易な複合圧電材料用型を実現することができる。
【００１８】
〔３〕上記課題を解決する請求項３の発明は、線材に所定の厚みの被覆を施し、前記線材が複数本平行に並ぶ線材の集積体を形成し、前記線材の集積体における線材の被覆を相互に融着させて一体化し、前記線材の集積体から前記線材の長さ方向に所定の厚みを有する板状体を切り出し、前記板状体から前記線材を除去することを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明では、線材に被覆を施し、これを複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、この集積体から板状体を切り出し、板状体から線材を除去して多孔体を得る。
【００２０】
線材は太さが例えば３０μｍ程度の細線が容易に入手でき、この線材に厚さが例えば１０μｍ程度のポリマー被覆を施すことは容易である。また、これらを束ねて一体に融着し、そこから板状体を切り出すことは容易である。さらに、板状体から線材を除去することはエッチング(etching) 等により容易に行える。これによって、微細構造を有する多孔体を容易に製造することができる。すなわち、実施が容易な複合圧電材料用型の製造方法を実現することができる。
【００２１】
〔４〕上記課題を解決する請求項４の発明は、線材に所定の厚みの被覆を施し、前記線材が複数本平行に並ぶ線材の集積体を形成し、前記線材の集積体における線材の被覆を相互に融着させて一体化し、前記線材の集積体から前記線材の長さ方向に所定の厚みを有する板状体を切り出し、前記板状体の一方の面に前記複数の線材の一端を共通に支持する支持部材を設け、前記板状体から前記線材の被覆を除去することを特徴とする。
【００２２】
請求項４の発明では、線材に被覆を施し、これを複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、この集積体から板状体を切り出し、板状体の片面に線材支持部材を設け、板状体から被覆を除去して多針体を得る。
【００２３】
線材は太さが例えば３０μｍ程度の細線が容易に入手でき、この線材に厚さが例えば１０μｍ程度のポリマー被覆を施すことは容易である。また、これらを束ねて一体に融着し、そこから板状体を切り出し片面に線材支持部材を設けることは容易である。さらに、板状体から被覆を除去することは焼き飛ばし等により容易に行える。これによって、微細構造を有する多針体を容易に製造することができる。すなわち、実施が容易な複合圧電材料用型の製造方法を実現することができる。
【００２４】
〔５〕上記課題を解決する請求項５の発明は、非圧電材料中に互いに平行な複数の棒状の圧電材料が混入している複合圧電材料であって、互いに平行に集積された複数の被覆付圧電材料線材の被覆を融着一体化したことを特徴とする。
【００２５】
請求項５の発明では、互いに平行に集積された複数の被覆付圧電材料線材の被覆を融着一体化することにより、非圧電材料中に互いに平行な複数の棒状の圧電材料が混入している複合圧電材料を得る。
【００２６】
圧電材料線材は、圧電材料の原料と結合剤との混合体を孔から押し出して太さが例えば３０μｍ程度の糸状体とし、それを焼成してセラミックスの線材にすることで容易に得られる。この線材に厚さが例えば１０μｍ程度のポリマー被覆を施すことは容易である。また、これらを集積して一体に融着することは容易である。これによって、微細な構造を有する１−３複合圧電材料を容易に得ることができる。すなわち、製造が容易な複合圧電材料を実現することができる。
【００２７】
〔６〕上記課題を解決する請求項６の発明は、圧電材料の原料と結合剤との混合体を孔から押し出して糸状体を形成し、前記糸状体を焼成してセラミックスの線材を形成し、前記線材に所定の厚さの被覆を施し、前記線材が複数本平行に並ぶ線材の集積体を形成し、前記線材の集積体における線材の被覆を相互に融着させて一体化し、前記線材の集積体から前記線材の長さ方向に所定の厚みを有する板状体を切り出すことを特徴とする。
【００２８】
請求項６の発明では、圧電材料の原料と結合剤との混合体を孔から押し出して糸状体を形成し、これを焼成してセラミックスの線材と成し、所定の厚さの被覆を施し、複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、そこから線材の長さ方向に所定の厚みを有する板状体を切り出す。
【００２９】
糸状体を太さが例えば３０μｍ程度の細線にすることは容易であり、糸状体をセラミックスの線材に焼成することは容易である。この線材に厚さが例えば１０μｍ程度のポリマー被覆を施すことは容易である。また、これらを集積して一体に融着し、そこから板状体を切り出すことは容易である。これによって、微細な構造を有する１−３複合圧電材料の板を容易に製造することができる。すなわち、実施が容易な複合圧電材料の製造方法を実現することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００３１】
〔多孔構造の型〕
図１に複合圧電材料用型の製造工程のフロー図を示す。本工程は本発明の方法の実施の形態の一例である。本工程によって製造される型は本発明の型の実施の形態の一例である。
【００３２】
図１に示すように、本工程には、線材被覆過程１１と、集積過程１２と、融着過程１３と、切出し過程１４と、線材除去過程１５が含まれている。以下、順次各過程に沿って複合圧電材料用型の製造を説明する。
【００３３】
（線材被覆過程１１）
本過程では、金属線に所定の厚みの被覆を施す加工が行われる。すなわち、例えば、直径が３０μｍの銅線またはアルミニウム(Al)線に厚さ１０μｍの被覆が行われる。被覆材としては、例えば、ＰＶＣ(polyvinylchrolide) 、ＰＥ(polyesther)、ＰＭＭＡ(polymethylmetacrylate) 等のポリマーが用いられる。
【００３４】
このような被覆加工は例えば電線被覆機等のような適宜の既存の装置によって容易に行うことができる。本過程により、図２に断面で示すように、直径３０μｍの線材ＷＩＲの周囲に厚さ１０μｍの被覆ＣＯＴが施された直径５０μｍの被覆線が得られる。線材ＷＩＲは本発明における線材の実施の形態の一例である。被覆ＣＯＴは本発明における被覆の実施の形態の一例である。
【００３５】
（集積過程１２）
本過程では、被覆線を多数平行に並べた集積体が形成される。このような集積体の形成は、例えば被覆加工後の線を巻取機のような既存の装置により巻枠に多重に巻き取ることによって行われる。この方法は集積体の形成が容易に行える点で好ましい。
【００３６】
なお、これに限らず、所定の長さに切断した多数の被覆線を束ねることによって集積体を形成するようにしても良い。いずれにしても、図３に断面で部分的に示すように多数の被覆線の集積体が容易に得られる。この集積体は本発明における集積体の実施の形態の一例である。
【００３７】
（融着過程１３）
本過程では、被覆線の集積体について被覆部分ＣＯＴの融着が行われる。融着は、例えば被覆線の集積体を加熱炉等の既存の装置により適宜の加熱条件の下で加熱し、隣接する被覆線の被覆ＣＯＴ同士を互いに融着させるものである。これによって、図４に断面で部分的に示すように、融着した被覆ＣＯＴによって一体化された多数の線材の集積体が容易に得られる。
【００３８】
（切出し過程１４）
本過程では、融着によって一体化された多数の線材の集積体から板状体が切り出される。すなわち、例えばワイヤーソー(wire saw)等の適宜の既存の切断具により、上記集積体を線材の長さ方向とは直交する方向に切断し、線材の長さ方向に所定の厚み（例えば数１００μｍ）を持つ板状体を切り出す。
【００３９】
これによって、図５に略図で部分的に示すように、融着した被覆ＣＯＴで形成される板ＰＯＬの中に線材ＷＩＲが一定のピッチで配列された板状体ＰＬＴが容易に得られる。板状体ＰＬＴは本発明における板状体の実施の形態の一例である。
【００４０】
（線材除去過程１５）
本過程では、板状体ＰＬＴから線材ＷＩＲが除去される。すなわち、例えば、板状体ＰＬＴをエッチング装置等の既存の装置に入れ、化学的エッチングにより銅またはアルミニウム等からなる線材ＷＩＲを除去する。これによって、板状体ＰＬＴは、図６に略図で部分的に示すように線材のあった部分に貫通孔ＨＯＬが形成された多孔板となる。この多孔板は本発明における多孔板体の実施の形態の一例である。
【００４１】
以上のようにして得られた板状体（多孔板）ＰＬＴは、ダイスタンプ法あるいは他の手法により１−３複合圧電材料を製造するに際し、剣山構造の圧電部材を形成する型として利用することができる。すなわち、１−３複合圧電材料用の型が得られたことになる。すなわち、本工程によれば、ＬＩＧＡ法の場合のような大掛かりな装置を用いることなく、複合圧電材料用の微細構造を有する型を容易に製造することができる。
【００４２】
３−１複合圧電材料を製造するには多孔板ＰＬＴとはネガの関係にある剣山構造の型が必要とされる。そのような型は、この板状体ＰＬＴを雌型として製作することができる。すなわち、板状体ＰＬＴを用いてエレクトロフォーミング（電鋳）を行えば、板状体ＰＬＴの各孔内に電鋳金属による柱状体がそれぞれ形成され、かつ、それら柱状体の根本が電鋳金属で共通に連結されて剣山構造体が構成される。すなわち、本工程により多孔板ＰＬＴを製造すれば、それを利用してそのネガの関係にある剣山構造の型をも容易に製造することができる。
【００４３】
なお、エレクトロフォーミングによらなくても、本発明の方法により剣山構造の型を直接製造することができる。次にそれを説明する。
〔多針構造の型〕
図７に複合圧電材料用型の製造工程のフロー図を示す。本工程は本発明の方法の実施の形態の一例である。本工程によって製造される型は本発明の型の実施の形態の一例である。
【００４４】
図７に示すように、本工程には、線材被覆過程２１と、集積過程２２と、融着過程２３と、切出し過程２４と、支持部材取付け過程２５と、被覆除去過程２６が含まれている。以下、順次各過程に沿って複合圧電材料用型の製造を説明する。
【００４５】
（線材被覆過程２１）
本過程では、金属線に所定の厚みの被覆を施す加工が行われる。本過程は基本的には図１における線材被覆過程１１と共通しているが、使用する線材の種類が異なる。すなわち、例えば、直径が３０μｍのステンレススチール(stenless steel)線に厚さ１０μｍの被覆が行われる。被覆材としては、例えば、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＭＭＡ等のポリマーが用いられる。
【００４６】
このような被覆加工は例えば電線被覆機等のような適宜の既存の装置によって行うことができる。本過程により、図２に断面で部分的に示すように、直径３０μｍの線材ＷＩＲの周囲に厚さ１０μｍの被覆ＣＯＴが施された直径５０μｍの被覆線が容易に得られる。線材ＷＩＲは本発明における線材の実施の形態の一例である。被覆ＣＯＴは本発明における被覆の実施の形態の一例である。
【００４７】
（集積過程２２）
本過程では、被覆線を多数平行に並べた集積体が形成される。本過程は図１における集積過程１２と同様である。すなわち、集積体の形成は、例えば被覆加工後の線を巻取機のような既存の装置により巻枠に多重に巻き取ることによって行われる。この方法は集積体の形成が容易に行える点で好ましい。
【００４８】
なお、これに限らず、所定の長さに切断した多数の被覆線を束ねることによって集積体を形成するようにしても良い。いずれにしても、図３に断面で部分的に示すように多数の被覆線の集積体が容易に得られる。この集積体は本発明における集積体の実施の形態の一例である。
【００４９】
（融着過程２３）
本過程では、被覆線の集積体について被覆部分ＣＯＴの融着が行われる。本過程は図１における融着過程１３と同様である。すなわち、融着は、例えば被覆線の集積体を加熱炉等の既存の装置により適宜の加熱条件の下で加熱し、隣接する被覆線の被覆ＣＯＴ同士を互いに融着させるものである。これによって、図４に断面で部分的に示すように、融着した被覆ＣＯＴによって一体化された多数の線材の集積体が容易に得られる。
【００５０】
（切出し過程２４）
本過程では、融着によって一体化された多数の線材の集積体から板状体が切り出される。本過程は図１における切出し過程１４と同様である。すなわち、例えばワイヤーソー(wire saw)等の適宜の既存の切断具により、上記集積体を線材の長さ方向とは直交する方向に切断し、線材の長さ方向に所定の厚み（例えば数１００μｍ）を持つ板状体を切り出す。
【００５１】
これによって、図５に略図で部分的に示すように、融着した被覆ＣＯＴで形成される板ＰＯＬの中に線材ＷＩＲが一定のピッチで配列された板状体ＰＬＴが得られる。板状体ＰＬＴは本発明における板状体の実施の形態の一例である。
【００５２】
（支持部材取付け過程２５）
本過程では、板状体ＰＬＴの片側の面に線材ＷＩＲの支持部材の取付けが行われる。支持部材の取付けは例えばエレクトロフォーミングすなわち電鋳等によって行われる。これによって、図８に断面で部分的に示すように、板状体ＰＬＴ内の全ての線材ＷＩＲが電鋳金属による共通の支持部材ＢＳＥによって支持されるようになる。電鋳金属としては例えば線材ＷＩＲと同じ金属すなわちステンレススチールが用いられる。支持部材ＢＳＥは本発明における支持部材の実施の形態の一例である。
【００５３】
（被覆除去過程２６）
本過程では、板状体ＰＬＴから被覆ＣＯＴが除去される。すなわち、例えば、板状体ＰＬＴを燃焼炉等の既存の装置に入れ、被覆ＣＯＴを形成しているポリマーを焼き飛ばす。この結果、線材ＷＩＲとその支持部材ＢＳＥだけが残り、図９に断面で部分的に示すように、支持部材ＢＳＥ上に多数の線材ＷＩＲが林立した多針体ＭＮＰないし剣山構造体が得られる。多針体ＭＮＰは本発明における多針体の実施の形態の一例である。
【００５４】
以上のようにして得られた多針体ＭＮＰは、ダイスタンプ法あるいは他の手法により３−１複合圧電材料を製造するに際し、多孔構造の圧電部材を形成する型として利用することができる。すなわち、３−１複合圧電材料用の型が得られたことになる。この型は、ＬＩＧＡ法におけるような大掛かりな装置を用いることなく容易に製造することができる。
【００５５】
この多針体ＭＮＰからポリマー等によって型取りすれば、そのネガに当たる多孔体を製作することができる。すなわち、本工程により多針体ＭＮＰを製造すれば、それを利用してそのネガの型すなわち多孔型をも容易に製造することができる。
【００５６】
〔複合圧電材料〕
次に、型を使用しないで複合圧電材料を製造する方法について説明する。本方法は本発明の方法の実施の形態の一例である。また、本方法により製造される複合圧電材料は本発明の複合圧電材料の実施の形態の一例である。
【００５７】
図１０に複合圧電材料の製造工程のフロー図を示す。同図に示すように、本工程は、押出し過程３１、線材形成過程３２、被覆過程３３、集積過程３４、融着過程３５および切出し過程３６を含む。以下、順次各過程に沿って複合圧電材料用型の製造を説明する。
【００５８】
（押出し過程３１）
本過程では、圧電材料の原料と結合材との混合物を細孔から押し出すことにより細い糸状体が形成される。圧電材料の原料と結合材との混合物は例えばゾル・ゲル法に基づいて形成される。この方法は極微粒子の圧電材原料を得る点で好ましい。この場合、圧電材原料は、例えば、鉛(Pb)、チタン(Ti)およびジルコン(Zr)等の高分子化合物となっている。
【００５９】
このような混合物が、例えば合成繊維の押出装置等と同様な構成を持つ装置により、細孔を有するノズル(nozzle)から押し出され、例えば直径が３０μｍの糸状体として連続的に形成される。糸状体はいわゆるグリーンステート(green state) の糸状体となる。糸状体は本発明における糸状体の実施の形態の一例である。このような糸状体の形成は、合成繊維を形成する場合に準じて容易に行える。
【００６０】
（線材形成過程３２）
本過程では、糸状体を焼成することによりセラミックスの線材が形成される。すなわち、糸状体を焼成炉等の既存の装置に入れ所定の条件下で焼成を行いセラミックスの線材とする。焼成炉を糸状体の押出装置に連接し、糸状体の押し出しとセラミックス線材の焼成を連続化するのが、線材形成の能率を上げる点で好ましい。勿論、糸状体を一旦巻枠に巻き取ってそれを解きながら焼成炉に通すようにしても良い。これは糸状体の形成と線材の焼成をそれぞれバッチ(batch) 処理する点で好ましい。線材は本発明における線材の実施の形態の一例である。
【００６１】
（被覆過程３３）
本過程では、線材に所定の厚みの被覆を施す加工が行われる。本過程は基本的には図１における線材被覆過程１１と共通している。すなわち、例えば、セラミックスの線材に厚さ１０μｍの被覆が行われる。被覆材としては、例えば、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＭＭＡ等のポリマーが用いられる。
【００６２】
このような被覆加工は例えば電線被覆機等のような適宜の既存の装置によって行うことができる。本過程により、図２に断面で部分的に示すように、直径３０μｍの線材ＷＩＲの周囲に厚さ１０μｍの被覆ＣＯＴが施された直径５０μｍの被覆線が得られる。被覆ＣＯＴは本発明における被覆の実施の形態の一例である。
【００６３】
被覆装置を焼成炉に連接し、セラミックス線材の形成と線材の被覆を連続化するのが、被覆線形成の能率を上げる点で好ましい。勿論、線材を一旦巻枠に巻き取ってそれを解きながら被覆装置に通すようにしても良い。これは線材の形成とその被覆をそれぞれバッチ処理する点で好ましい。
【００６４】
（集積過程３４）
本過程では、被覆線を多数平行に並べた集積体が形成される。本過程は図１における集積過程１２と同様である。すなわち、集積体の形成は、例えば被覆加工後の線を巻取機のような既存の装置により巻枠に多重に巻き取ることによって行われる。この方法は集積体の形成が容易に行える点で好ましい。
【００６５】
なお、これに限らず、所定の長さに切断した多数の被覆線を束ねることによって集積体を形成するようにしても良い。いずれにしても、図３に断面で部分的に示すように多数の被覆線の集積体が得られる。この集積体は本発明における集積体の実施の形態の一例である。
【００６６】
（融着過程３５）
本過程では、被覆線の集積体について被覆部分ＣＯＴの融着が行われる。本過程は図１における融着過程１３と同様である。すなわち、融着は、例えば被覆線の集積体を加熱炉等の既存の装置に入れて適宜の加熱条件の下で加熱し、隣接する被覆線の被覆ＣＯＴ同士を互いに融着させるものである。これによって、図４に断面で部分的に示すように、融着した被覆ＣＯＴによって一体化された多数の線材の集積体が得られる。
【００６７】
（切出し過程３６）
本過程では、融着によって一体化された多数の線材の集積体から板状体が切り出される。本過程は図１における切出し過程１４と同様である。すなわち、例えばワイヤーソー(wire saw)等の適宜の既存の切断具により、上記集積体を線材の長さ方向とは直交する方向に切断し、線材の長さ方向に所定の厚み（例えば数１００μｍ）を持つ板状体を切り出す。これによって、図５に略図で部分的に示すように、融着した被覆ＣＯＴで形成される板ＰＯＬの中に線材ＷＩＲが一定のピッチで配列された板状体ＰＬＴが得られる。板状体ＰＬＴは本発明における板状体の実施の形態の一例である。
【００６８】
ここで、線材ＷＩＲは圧電セラミックスであるから、板状体ＰＬＴは複合圧電材料となる。また、被覆ＣＯＴで形成される板ＰＯＬはポリマーからなる非圧電材料である。すなわち、１−３複合圧電材料が得られたことになる。したがって、これを通常のように分極装置で分極し、スパッタリング(spattering)装置等により所望のパターンの電極をつければ、電気−機械トランスデューサを構成することができる。
【００６９】
以上のような工程によれば、ダイスタンプ法やその他の方法により複合圧電材料を製造する場合のように微細な構造の型を一切必要とせずに、容易に複合圧電材料を製造することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、被覆線材を複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、次いで線材を除去して多孔体を得るようにしたので、製造が容易な微細構造を有する多孔体を得ることができ、それによって、製造が容易な複合圧電材料用型を実現することができる。
【００７１】
また、請求項２の発明によれば、被覆線材を複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、一端に線材支持部材を設け、次いで被覆を除去して多針体を得るようにしたので、製造が容易な微細構造を有する多針体を得ることができ、それによって、製造が容易な複合圧電材料用型を実現することができる。
【００７２】
また、請求項３の発明によれば、線材に被覆を施し、これを複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、この集積体から板状体を切り出し、板状体から線材を除去して多孔体を得るようにしたので、微細構造を有する多孔体を容易に製造することができ、それによって、実施が容易な複合圧電材料用型の製造方法を実現することができる。
【００７３】
また、請求項４の発明によれば、線材に被覆を施し、これを複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、この集積体から板状体を切り出し、板状体の片面に線材支持部材を設け、被覆を除去して多針体を得るようにしたので、微細構造を有する多針体を容易に製造することができ、それによって、実施が容易な複合圧電材料用型の製造方法を実現することができる。
【００７４】
また、請求項５の発明によれば、互いに平行に集積された複数の被覆付圧電材料線材の被覆を融着一体化するようにしたので、微細な構造を有する１−３複合圧電材料を容易に得ることができ、それによって、製造が容易な複合圧電材料を実現することができる。
【００７５】
また、請求項６の発明によれば、圧電材料の原料と結合剤との混合体を孔から押し出して糸状体を形成し、これを焼成してセラミックスの線材と成し、所定の厚さの被覆を施し、複数本平行に並べて集積体を形成するとともに被覆を融着させて一体化し、そこから線材の長さ方向に所定の厚みを有する板状体を切り出すようにしたので、微細な構造を有する１−３複合圧電材料の板を容易に製造することができ、それによって、実施が容易な複合圧電材料の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例の工程のフロー図である。
【図２】  本発明の実施の形態の一例の工程において製造される被覆線材の断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態の一例の工程において製造される線材の集積体の断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態の一例の工程において製造される融着後の線材の集積体の断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態の一例の工程において製造される板状体の略図である。
【図６】  本発明の実施の形態の一例の工程において製造される多孔体の略図である。
【図７】  本発明の実施の形態の一例の工程のフロー図である。
【図８】  本発明の実施の形態の一例の工程において製造される板状体の断面図である。
【図９】  本発明の実施の形態の一例の工程において製造される多針体の断面図である。
【図１０】  本発明の実施の形態の一例の工程のフロー図である。
【図１１】  複合圧電材料の構成を示す略図である。
【図１２】  複合圧電材料の従来の製造工程を示す略図で部分的にある。
【符号の説明】
ＷＩＲ  線材
ＣＯＴ  被覆
ＰＬＴ  板状体
ＰＯＬ  板
ＨＯＬ  貫通孔
ＢＳＥ  支持部材
ＭＮＰ  多針体
ＰＥＺ  圧電材料
ＰＬＭ  ポリマー
ＳＬＲ  原料
ＦＬＭ  フィルム
ＦＬＴ  平板
ＫＥＮ  剣山構造体
ＰＬＬ  柱状部
ＣＥＲ  セラミックス
ＥＬＤ  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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