压电致动器以及具备该压电致动器的质量流控制器的制造方法
【专利摘要】提供一种能够防止拉伸应力所引起的接合部的疲劳损坏的压电致动器以及具备该压电致动器的质量流控制器。本发明的压电致动器的特征在于，具备压电元件(1)、上表面抵接于压电元件(1)的下端部的基体(2)、和将压电元件(1)容纳于内部且内面抵接于压电元件(1)的上端部的壳体(3)，基体(2)的上表面与壳体(3)接合，壳体(3)包括具有筒主体部(312)以及遍及全周的多个槽(311)的圆筒状部(31)、和设置于圆筒状部(31)的下端侧的凸缘部(32)，将多个槽(311)中的至少一个槽(310)用与上下方向垂直的面切断时的剖面形状的扁率，与筒主体部(312)的剖面形状的扁率不同。
【专利说明】压电致动器以及具备该压电致动器的质量流控制器
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车发动机的燃料喷射装置、喷墨等的液体喷射装置、XY表的精密定位装置、气体流量调整用的阀控制、照相机的自动对焦机构、变焦机构、手抖动校正机构、硬盘驱动器的头位置控制、光学设备的光轴调整、焦点调整、质量流控制器等中使用的压电致动器以及具备该压电致动器的质量流控制器。
【背景技术】
[0002]作为压电致动器，例如，已知一种将压电元件封入到金属制的容器内部的压电致动器，其中所述压电元件包含层叠多个压电体层以及内部电极层而成的柱状的层叠体、和在该层叠体的侧面在层叠方向上分别被粘附且将内部电极层每隔一层交替地电连接的一对外部电极(例如，参照专利文献I)。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I JP特开平6-334233号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在此，压电致动器具备压电元件、上表面抵接于该压电元件的下端部的基体、和将压电元件容纳于内部且内面抵接于压电元件的上端部的壳体，该压电致动器是将基体的上表面和所述壳体接合而成的，所述壳体为包含设置有多个遍及全周的槽的圆筒状部、和设置于该圆筒状部的下端侧的凸缘部的构成，能够使壳体追随于压电元件的伸缩，并且容易制造，在这一点上优选。
[0008]另外，上述的压电致动器，在对压电元件施加了压缩载荷的状态下，通过激光焊接、电阻焊接、钎焊等将包含圆筒状部以及凸缘部的壳体接合于基体，使得压电元件始终置于压缩应力下。
[0009]但是，在这种构成的情况下，拉伸应力引起的应力负荷施加于基体与凸缘部的接合部，存在该接合部有可能疲劳损坏的问题。
[0010]此外，在通过压电致动器的伸缩来进行流量控制的质量流控制器中，由于压电致动器的接合部的疲劳损坏，存在无法长期稳定地使其驱动的问题。
[0011]本发明鉴于上述问题点而研究出，其目的在于获得一种能够抑制拉伸应力所导致的接合部的疲劳损坏的压电致动器以及具备该压电致动器的质量流控制器。
[0012]解决课题的手段
[0013]本发明的压电致动器具备:压电元件；基体，其上表面抵接于该压电元件的下端部；和壳体，其将所述压电元件容纳于内部且内面抵接于所述压电元件的上端部，所述基体的上表面与所述壳体接合，所述压电致动器的特征在于，所述壳体包括具有筒主体部以及遍及全周的多个槽的圆筒状部、和设置于该圆筒状部的下端侧的凸缘部，将所述多个槽中的至少一个槽用与上下方向垂直的面进行切断时的剖面形状的扁率，与所述筒主体部的剖面形状的扁率不同。
[0014]此外本发明的质量流控制器的特征在于，具有:流路；对流经该流路内的流体的流量进行检测的流量传感器部；具备上述压电致动器的对流体的流量进行控制的流量控制阀；和控制电路部，所述流量控制阀通过所述压电致动器的伸缩来进行流量控制。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明的压电致动器，在由于伸缩而施加应力时的该应力的施加方式中产生时间差，因此能够使应力分散。因此，施加于接合部的应力被降低，能够使接合部不易疲劳损坏。
[0017]此外，根据本发明的质量流控制器，能够抑制压电致动器的连续驱动所导致的接合部的疲劳损坏，能够使压电致动器长期稳定地驱动，因此耐久性优异，能够使其长期稳定地驱动。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是表示本发明的压电致动器的实施方式的一例的纵剖面图。
[0019]图2是图1所示的压电元件的简要立体图。
[0020]图3(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的一例的纵剖面图，(b)是(a)所示的A-A线简要剖面图，(c)是(a)所示的B-B线简要剖面图。
[0021]图4(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的其他例子的纵剖面图，(b)是(a)所示的A-A线简要剖面图，(C)是(a)所示的B_B线简要剖面图。
[0022]图5(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的其他例子的纵剖面图，(b)是(a)所示的A-A线简要剖面图，(C)是(a)所示的B_B线简要剖面图。
[0023]图6(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的其他例子的纵剖面图，(b)是(a)所示的A-A线简要剖面图，(C)是(a)所示的B_B线简要剖面图。
[0024]图7是表示本发明的质量流控制器的实施方式的一例的构成的图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图对本发明的压电致动器的实施方式的一例进行说明。
[0026]图1是表示本发明的压电致动器的实施方式的一例的纵剖面图，图2是图1所示的压电元件的简要立体图，图3(a)是表示本发明的压电致动器的实施方式的一例的纵剖面图，图3(b)是图3(a)所示的A-A线简要剖面图，图3 (c)是图3(a)所示的B-B线简要剖面图。
[0027]本发明的压电致动器具备压电元件1、上表面抵接于压电元件I的下端部的基体2、和将压电元件I容纳于内部且内面抵接于压电元件I的上端部的壳体3，基体2的上表面与壳体3接合。壳体3包含具有筒主体部312以及遍及全周的多个槽311的圆筒状部31、和设置于圆筒状部31的下端侧的凸缘部32。此外，用与上下方向垂直的面将多个槽311中的至少一个槽310切断时的剖面形状的扁率，与筒主体部312的剖面形状的扁率不同。
[0028]如图2所示，压电元件I是具备层叠体10的层叠型的压电元件，所述层叠体10具有例如交替地层叠多个压电体层11和内部电极层12而成的活性部13、和层叠于活性部13的层叠方向两端的压电体层11所构成的非活性部14。在此，活性部13是驱动时压电体层11在层叠方向上伸长或收缩的部位，非活性部14是驱动时压电体层11在层叠方向上不伸长或收缩的部位。
[0029]构成压电兀件I的层叠体10,例如形成为纵4?7mm、横4?7mm、高20?50mm程度的长方体状。另外，图2所示的层叠体10为四角柱形状，也可以为例如六角柱形状或八角柱形状等。
[0030]构成层叠体10的多个压电体层11由具有压电特性的压电瓷器(压电陶瓷)构成，该压电瓷器的平均粒径形成为例如1.6?2.8 μ m。作为压电瓷器，例如可以使用由锆钛酸铅(PbZrO3-PbT13)等构成的I丐钛矿型氧化物、银酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)等。
[0031]此外，内部电极层12由例如银、银-钯合金、银-钼、铜等形成，正极和负极(或者接地极)分别被相互不同地导出到层叠体10的对置的一对侧面。通过该构成，在活性部13，向在层叠方向上相邻的内部电极层12彼此之间所夹着的压电体层11施加驱动电压。
[0032]另外，在层叠体10中，也可以包含作为用于缓和应力的层且不发挥内部电极层12的功能的金属层等。
[0033]而且，在内部电极层12的正极和负极(或者接地极)被相互不同地导出的层叠体10的对置的一对侧面，分别设置有外部电极15，与被导出的内部电极层12接合。外部电极15是例如由银以及玻璃的烧结体构成的金属化层，与内部电极层12电导通。另外，如图1所示，在外部电极15通过焊锡17 (导电性粘接剂)安装有导线16，经由导线16来施加驱动电压。
[0034]另一方面，在层叠体10的对置的另一对侧面，内部电极层12的正极以及负极(或者接地极)的两极露出，在该侧面形成有由氧化物构成的包覆层18。通过包覆层18的形成，能够防止驱动时施加了高电压时所产生的两极间的沿面放电。作为形成该包覆层18的氧化物，可以列举陶瓷材料，尤其是，优选能够根据应力而变形的材料，以使得能够追随驱动了压电致动器时的层叠体10的驱动变形(伸缩)，且不存在包覆层18剥离而产生沿面放电的危险。具体来说，可以列举若产生应力则局部发生相变且体积发生变化而能够变形的部分稳定化氧化错、Ln1^SixAlO3t0.5X(Ln 表示从 Sn、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm以及Yb中选择的至少任意一种。x = 0.01?0.3)等的陶瓷材料,或者，晶格内的离子间距发生变化以缓和所产生的应力的钛酸钡、锆钛酸铅等的压电材料。该包覆层18例如通过在设为墨水状之后，通过浸溃或丝网印刷而涂敷于层叠体10的侧面，并进行烧结而形成。
[0035]而且，图1所示的压电致动器具备上表面抵接于压电元件I的下端部的基体2、和将压电元件I容纳于内部且内面抵接于压电元件I的上端部的壳体3。
[0036]具体来说，基体(下侧盖构件)2由SUS304(奥氏体系不锈钢的JIS标准)、SUS316L(奥氏体系不锈钢的JIS标准)等的金属材料形成为圆板状，在图中周缘部为薄壁。此外，在基体2形成有两个能够插通导线管脚(lead pin)41的贯通孔2，使与导线16电连接的导线管脚41插通于贯通孔且使外部电极15和外部电导通。然后，在贯通孔2的间隙填充软质玻璃42，固定该导线管脚41，同时防止外部空气的侵入。
[0037]另一方面，壳体3与基体2同样地由SUS304、SUS316L等的金属材料形成，具有筒体30、和设置为堵住筒体30的一端侧开口的圆板状的盖构件(上侧盖构件)33。
[0038]构成壳体3的筒体30包含设置有多个遍及全周的槽311的圆筒状部31、和设置于圆筒状部31的下端侧的凸缘部32。而且，圆筒状部31是使筒主体部312以及遍及全周的多个槽311 (包括槽310)在上下方向上直线状地延伸的圆筒状的部分。此外，凸缘部32是与圆筒状部31的下端(直线状地延伸的部分的下端)连续，且与圆筒状部31形成为一体的部分。具体来说，是与圆筒状部31的下端连续地弯曲，并且在水平方向上直线状地延伸的部分，形成为朝向径向外侧扩展的所谓喇叭状。另外，筒主体部312意味着圆筒状部31中的槽以外的其他部位。
[0039]该筒体30在以规定形状制作了无缝管之后，通过压延加工、静水压按压等而设置为波纹(蛇腹)形状，形成了槽311以及槽310。此外，该筒体30具有规定的弹簧常数，且根据厚度、槽形状以及槽数来调整该弹簧常数，使得向压电元件I施加了电压时能够追随于压电元件I (层叠体10)的伸缩。
[0040]此外，构成壳体3的盖构件33形成为外径与筒体30的内径为相同程度，嵌入筒体30的一端侧开口中，且使其外周与一端侧开口附近的内壁接合。而且，在盖构件33的内面形成有凹部，压电元件I的上端部抵接于该凹部。在此，设置有绝缘材料5以覆盖凹部的内周壁面，由此，压电元件I的一对外部电极15不与盖构件33的内面直接接触。因此，能够防止外部电极15彼此短路。
[0041]另外，筒体30和盖构件33彼此分体地形成且被接合，但也可以形成为一体。
[0042]而且，基体2的上表面与壳体3通过接合部而接合。并且，如图3所示，关于壳体3 (筒体30)，将用与上下方向垂直的面切断设置于圆筒状部31的遍及全周的多个槽311中的至少一个槽310时的剖面形状的扁率，与筒主体部312的剖面形状的扁率不同。
[0043]例如，至少一个槽310的剖面形状为椭圆，筒主体部312的剖面形状为圆。在此，椭圆的情况下的扁率为(长半径a-短半径b)/长半径a。另外，在图中，将剖面形状为与筒主体部312扁率不同的椭圆的槽表示为槽310。
[0044]在将多个槽311用与上下方向垂直的面切断时的剖面形状为圆的情况下，应力一下子被施加，相对于此，根据本发明的构成，由于伸缩而施加应力时的该应力的施加方式在剖面椭圆形状的槽的长轴侧和短轴侧产生时间差，因此能够使应力分散。因此，施加于接合部的应力被降低，能够使接合部不易疲劳损坏，能够使压电致动器长期稳定地驱动。在此，长轴的长度为例如8?10mm，相对于此，短轴的长度为长轴的长度的90?99%的长度较为有效。另外，关于与其他部位扁率不同的形状(椭圆形状)，不限于存在几何对称性的椭圆形状，也可以为存在稍许变形的形状。
[0045]另外，将多个槽311中的至少一个槽310用与上下方向垂直的面进行切断时的剖面形状的扁率是指，针对多个槽311中的至少一个槽310用与上下方向垂直的面将圆筒状部31切断时的槽310中的外形的扁率。
[0046]在此，如图4所示，本发明的压电致动器优选具有多个与筒主体部312不同的扁率的剖面形状的槽310。尤其优选，所有的槽中的剖面形状与筒主体部312扁率不同。
[0047]根据该构成，更容易使圆筒状部31的伸缩所产生的应力分散，因此能够更加降低施加于接合部的应力，更不易疲劳损坏。
[0048]此外，如图5所示，本发明的压电致动器优选:具有与筒主体部312不同的扁率的剖面形状的多个槽310各自的剖面形状的长轴方向彼此不同。
[0049]根据该构成，由于施加于多个槽310的应力的施加方式的时间差变得更加复杂，因此能够使应力更加分散。因此，施加于接合部的应力被进一步降低，能够使接合部更不易疲劳损坏。
[0050]进而，如图6所示，本发明的压电致动器优选:多个槽310的剖面形状为椭圆，圆筒状部31中的筒主体部312的剖面形状为椭圆。换言之，优选圆筒状部31在未形成槽310的区域中剖面形状也为椭圆。由于在未形成槽310的区域中圆筒状部31的剖面形状也为椭圆，因此能够获得与上述效果同样的效果，且能够使接合部更加不易疲劳损坏。
[0051]另外，在对压电元件I施加了压缩载荷的状态下进行壳体3的凸缘部32与基体2的接合，压电元件I与非活性气体一起被封入由壳体3以及基体2形成的收纳空间内而成为压电致动器。在此，压电致动器优选:具有配置在凸缘部32的下表面与基体2的上表面之间，且其上表面以及下表面的至少一方与凸缘部32的下表面或基体2的上表面接合的环状部作为接合部。
[0052]接着，对本实施方式所涉及的压电致动器的制造方法进行说明。
[0053]首先，制作成为压电体层11的陶瓷生片。具体来说，将压电陶瓷的煅烧粉末、由丙烯系、丁缩醛系等的有机高分子构成的粘合剂、和可塑剂进行混合来制作陶瓷浆料。然后，通过使用公知的刮刀法、压辊法等带成型法，来由该陶瓷浆料制作陶瓷生片。作为压电陶瓷，只要具有压电特性即可，可以使用例如由PbZrO3-PbT13构成的钙钛矿型氧化物等。此夕卜，作为可塑剂，可以使用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等。
[0054]接着，制作成为内部电极层12的导电性膏剂。具体来说，通过在银-钯合金的金属粉末中添加混合粘合剂以及可塑剂，来制作导电性膏剂。利用丝网印刷法将该导电性膏剂印刷在上述陶瓷生片上，接着，将印刷了导电性膏剂的陶瓷生片层叠多枚并且将在层叠方向的两端部未印刷导电性膏剂的陶瓷生片层叠多枚而得到层叠成型体。对该层叠成型体在规定的温度下进行脱粘合剂处理之后，在900?1200°C下进行烧成，由此获得层叠体10。
[0055]接着，在导出了层叠体10的侧面之中两内部电极层12(正极以及负极)的一对侧面通过丝网印刷而印刷了氧化物的墨水之后，在900?1200°C下进行烧成，形成包覆层18。使氧化物的粉体分散于溶剂、分散剂、可塑剂、以及粘合剂的溶液中之后，数次通过三辊，由此将粉体的凝集粉碎，并使粉体分散而制作了氧化物的墨水。
[0056]接着，形成由金属化层构成的外部电极15。首先，在银粒子以及玻璃粉末中添加粘合剂来制作含银玻璃导电性膏剂，在导出了内部电极层12的正极或负极的层叠体10的对置的一对侧面通过丝网印刷法进行印刷，并在500?800°C程度的温度下进行焙烧处理。由此，形成由金属化层构成的外部电极15从而压电元件I完成。
[0057]接着，利用焊锡17对外部电极15和导线16进行软钎焊。此外，准备通过切削加工形成环状部并且通过孔加工形成贯通孔而成的图1所示那样的形状的基体(下侧盖构件)2，在形成于该基体(下侧盖构件)2的2个贯通孔中分别插通导线管脚41并且在间隙填充软质玻璃42来进行固定，进而在基体2的上表面用粘接剂来粘接压电元件I的下端部。然后，通过焊锡对用焊锡17软钎焊于压电元件I的外部电极15上的导线16和安装于基体2的导线管脚41进行连接。
[0058]接着，在SUS304制的无缝圆筒状的筒体30，形成圆筒状部31，该圆筒状部31通过开槽加工而具有筒主体部312以及遍及全周的多个槽311 (包括槽310)以成为波纹形状。在此，通过使进行开槽加工的模具为与筒主体部312的剖面形状的扁率不同的椭圆形状，从而能够对用与上下方向垂直的面进行切断时的剖面形状成为与筒主体部312的剖面形状的扁率不同的椭圆形状的槽310进行成型。此外，通过每当对剖面椭圆形状的槽310进行成型时使筒体30旋转，能够制作具有椭圆的长轴方向不一致的多个剖面椭圆形状的槽的筒体30。进而，为了在除了存在多个的剖面形状为椭圆的槽之外的区域中也设为圆筒状部31的剖面形状为椭圆的形状，只要将剖面椭圆形状的筒体用作进行拉拔加工的筒体30即可。
[0059]按照堵住该筒体30的一端侧(上端侧)的开口的方式通过激光焊接对SUS304制的盖构件(上侧盖构件)33进行焊接，来制作壳体3。此外，在筒体30的另一端侧(下端侧)通过电阻焊接而形成凸缘部32。
[0060]接着，将壳体3套在粘接于基体2的压电元件I上,并以规定的载荷对壳体3进行拉伸，对压电元件I施加载荷。在该状态下，通过电阻焊接对壳体3的凸缘部32和设置于基体2的环状部的上表面进行焊接，进行压电元件I的密封。另外，在使用与基体不同的材料的部件作为环状部的情况下，只要准备成为环状部的环，将该环的上表面焊接于凸缘部32，并将环的下表面焊接于基体2即可。
[0061]接着，在壳体3的规定位置用钻孔机钻开非活性气体注入用的孔，在真空室中抽真空而除掉了壳体内(收纳空间)的氧之后，向真空室注入氮气，进行壳体内(收纳空间)的氮吹扫。然后，通过激光焊接对非活性气体注入用的孔进行焊接，由此堵住孔。
[0062]最后，向安装于基体2的导线管脚41施加0.1?3kV/mm的直流电场，并对层叠体10进行极化，由此本实施方式的压电致动器完成。然后，将导线管脚41与外部电源连接，向压电体层11施加电压，由此能够通过逆压电效应使各压电体层11较大地位移。由此，能够作为例如向发动机喷射供给燃料的汽车用燃料喷射阀来发挥作用。
[0063]本实施方式的层叠型压电元件，例如可以作为汽车发动机的燃料喷射装置、喷墨等的液体喷射装置、光学装置的精密定位装置、气体流量调整用的阀控制、照相机的自动对焦机构、变焦机构、手抖动校正机构、硬盘驱动器的头位置控制、光学设备的光轴调整、焦点调整、质量流控制器等来使用。
[0064]接着，利用图7对具备此前所说明的压电致动器的质量流控制器进行说明。图7是表示质量流控制器的实施方式的一例的构成的图。
[0065]图7所示的质量流控制器6具有流路61、对流经流路61内的流体的流量进行检测的流量传感器部62、具备上述压电致动器的对流体流量进行控制的流量控制阀63、和控制电路部64，流量控制阀63通过压电致动器的伸缩来进行流量控制。
[0066]在流路61，流过例如气体等的流体，从流入口 611流入并从流出口 612流出。
[0067]在流路61的一部分，将流量传感器部62连接为例如旁路状，该流量传感器部62对流经流路61内的流体流量(质量流量)进行检测。
[0068]由流量传感器部62检测出的流量信号，通过放大电路被放大等，并被传递到控制电路部64。
[0069]在控制电路部64，对向控制电路部64传递的流量信号与预先设定的流量信号进行比较。
[0070]然后，消除所传递的流量信号与预先设定的流量信号之差那样的驱动信号(驱动电压)被输入到形成流量控制阀63的压电致动器。
[0071]压电致动器根据所输入的驱动电压进行伸缩，通过该伸缩对流量控制阀63的开闭量进行控制，并对流经流路61的流体流量进行控制。
[0072]如上所述，能够抑制压电致动器的连续驱动所导致的开槽根部的疲劳损坏，能够使压电致动器长期稳定地驱动，因此本例的质量流控制器的耐久性优异，能够使其长期稳定地驱动。
[0073]实施例
[0074]如下这样制作了作为本发明的实施例的一例的压电致动器。
[0075]首先，制作将以平均粒径为0.4 μ m的锆钛酸铅(PbZrO3-PbT13)为主成分的压电陶瓷的煅烧粉末、粘合剂以及可塑剂混合而成的陶瓷浆料，并用刮刀法制作了厚度150 μ m的成为压电体层的陶瓷生片。
[0076]制作了层叠成型体，该层叠成型体层叠260枚在该陶瓷生片的单面上通过丝网印刷法印刷了成为内部电极的导电性膏剂的陶瓷生片，并在其上下层叠各20枚无导电性膏剂的陶瓷生片，其中所述成为内部电极的导电性膏剂通过在银-钯合金(银95质量％ -钯5质量％)中添加粘合剂而制作。
[0077]接着，用划片机将层叠成型体切断为规定大小之后，使层叠成型体干燥，并进行烧成而制作了层叠体。关于烧成，在将800°C的温度保持90分钟之后，在1000°C下进行了 200分钟的烧成。层叠体为长方体状，关于其大小，端面为纵5mm、横5mm,高度为35mm。
[0078]接着，制作以部分稳定化氧化锆、压电材料、与压电体层相同的材料、以及锆钛酸铅为材料的墨水，并通过丝网印刷在内部电极层的两极露出的层叠体的侧面分别进行印刷，以使包覆层的厚度成为20 μ m，然后，在1000°C下进行烧成，在层叠体的侧面形成了包覆层。
[0079]接着，在银粒子以及玻璃粉中添加粘合剂来制作含银玻璃导电性膏剂，通过丝网印刷法将其印刷于层叠体的侧面，在500?800°C程度的温度下进行焙烧处理而形成外部电极之后，通过软钎焊将导线连接于外部电极。
[0080]此外，用SUS304制作了圆板状的基体。具体来说，通过切削来设置环状部，制作了在2个部位形成了贯通孔的图1所示的形状的基体。然后，在形成于基体的贯通孔中用软质玻璃安装了导线管脚。此外，环状部的厚度为50 μ m。
[0081]接着，用粘接剂将层叠体(压电元件)固定于基体的上表面，并通过软钎焊对软钎焊于外部电极的导线与安装于基体的导线管脚进行了连接。
[0082]接着，用SUS304制作了圆板状的上侧盖构件。此外，将壳体套在粘接于基体(下侧盖构件)的压电元件上，并以规定的载荷对壳体进行拉伸，对压电元件施加了载荷之后，通过电阻焊接对壳体与基体的环状部之间的抵接部进行焊接，进行了压电元件的密封，其中所述壳体通过激光焊接对简体和上侧盖构件进行焊接而成，所述简体在SUS316L制的无缝的圆筒上通过开槽加工形成了凸缘部而成为波纹形状。
[0083]在此，壳体上的遍及全周的槽，在上下方向上以4mm间隔设置5个，在所有的槽中在与上下方向垂直的剖面进行切断时的形状都成为与其他部位(筒主体部)不同的扁率的椭圆，椭圆的长轴的长度为9mm,短轴的长度为8.4mm,长轴的方向各不相同。
[0084]接着，在壳体的规定位置用钻孔机钻开非活性气体注入用的孔，在真空室中抽真空来除去壳体内(收纳空间)的氧之后，向真空室注入氮气,进行了壳体内(收纳空间)的氮吹扫之后，通过激光焊接对氮吹扫用的孔进行焊接来堵住孔，使氮吹扫完成。
[0085]进而，作为比较例，制作了槽的剖面形状为直径1mm的圆的筒体，并通过电阻焊接进行了壳体的凸缘部与基体的焊接。
[0086]最后，对这些试样的2条导线管脚施加20分钟的3kV/mm的直流电场来进行极化处理，制作了压电致动器。
[0087]对所获得的压电致动器的层叠体施加120V的直流电压之后，在所有的压电致动器中，在层叠方向上获得了位移量。
[0088]进而，针对这些压电致动器，在80°C的环境下以电压150V、频率100Hz、Duty50的矩形波进行了 100万周期的连续驱动试验。
[0089]结果可知，本发明的实施例的压电致动器，在100万周期的连续驱动试验后，几乎没有位移量的变化，维持了作为压电元件所需的有效位移量，此外，也没有接合部的脱离，即使长期使用也能够获得稳定的位移量。
[0090]相对于此，比较例的压电致动器，在12万周期后停止。对该试样进行确认之后，看见了接合部的界面处的脱离。此外，由于伴随接合部的脱离的载荷的施加不均，在压电元件中看见了裂纹。
[0091]符号说明
[0092]I..?压电元件
[0093]11..?压电体层
[0094]12...内部电极层
[0095]13...活性部
[0096]14..?非活性部
[0097]15..?外部电极
[0098]16...导线
[0099]17...焊锡
[0100]18...包覆层
[0101]2...基体
[0102]3...壳体
[0103]30...筒体
[0104]31...圆筒状部
[0105]32...凸缘部
[0106]33...盖构件
[0107]310,311...槽
[0108]312...筒主体部
[0109]41...导线管脚
[0110]42..?软质玻璃
[0111]5...绝缘材料
[0112]6..?质量流控制器
[0113]61..?流路
[0114]611...流入口
[0115]612...流出口
[0116]62..?流量传感器部
[0117]63..?流量控制阀
[0118]64..?控制电路部
【权利要求】
1.一种压电致动器，具备: 压电元件； 基体，其上表面抵接于该压电元件的下端部；和 壳体，其将所述压电元件容纳于内部，且内面抵接于所述压电元件的上端部， 所述基体的上表面与所述壳体接合， 所述压电致动器的特征在于， 所述壳体包括具有筒主体部以及遍及全周的多个槽的圆筒状部、和设置于该圆筒状部的下端侧的凸缘部，将所述多个槽中的至少一个槽用与所述上下方向垂直的面切断时的剖面形状的扁率，与所述筒主体部的剖面形状的扁率不同。
2.根据权利要求1所述的压电致动器，其特征在于， 存在多个具有与所述筒主体部不同的扁率的剖面形状的所述槽。
3.根据权利要求2所述的压电致动器，其特征在于， 具有与所述筒主体部不同的扁率的剖面形状的所述多个槽的剖面形状的长轴的方向彼此不同。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的压电致动器，其特征在于， 具有与所述筒主体部不同的扁率的剖面形状的所述槽的剖面形状为椭圆。
5.根据权利要求4所述的压电致动器，其特征在于， 所述筒主体部的剖面形状为椭圆。
6.一种质量流控制器，其特征在于，具有: 流路； 对流经该流路内的流体的流量进行检测的流量传感器部； 具备权利要求1?5中任一项所述的压电致动器的对流体的流量进行控制的流量控制阀；和 控制电路部， 所述流量控制阀通过所述压电致动器的伸缩来进行流量控制。
【文档编号】H02N2/00GK104380589SQ201380026012
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】牧迫拓郎 申请人:京瓷株式会社