JP3042333B2 - Electric signal displacement conversion device, equipment using the conversion device, and method of driving a fluid transfer device using the conversion device - Google Patents

Electric signal displacement conversion device, equipment using the conversion device, and method of driving a fluid transfer device using the conversion device

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JP3042333B2
JP3042333B2 JP6280094A JP28009494A JP3042333B2 JP 3042333 B2 JP3042333 B2 JP 3042333B2 JP 6280094 A JP6280094 A JP 6280094A JP 28009494 A JP28009494 A JP 28009494A JP 3042333 B2 JP3042333 B2 JP 3042333B2
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    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2002/14346Ejection by pressure produced by thermal deformation of ink chamber, e.g. buckling

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電気信号変位変換装置、
当該変換装置を用いた機器、および当該変換装置を用い
た流体搬送装置の駆動方法に関する。具体的にいうと、
本発明は、起歪層の電気的性質を利用して電気信号を動
作部の変位に変換し、逆に動作部の変位を電気信号に変
換する電気信号変位変換装置に関する。さらに、当該電
気信号変位変換装置を用いた光スキャナ、リレー、振動
発生器、移動機構等のアクチュエータや、圧力センサ、
加速度センサ、流速センサ等の物理量検出器などの機器
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric signal displacement conversion device,
The present invention relates to a device using the conversion device and a method for driving a fluid transfer device using the conversion device. Specifically,
The present invention relates to an electric signal displacement conversion device that converts an electric signal into a displacement of an operation unit by utilizing an electric property of a strain generating layer and conversely converts a displacement of the operation unit into an electric signal. Furthermore, actuators such as optical scanners, relays, vibration generators, moving mechanisms and the like using the electric signal displacement conversion device, pressure sensors,
The present invention relates to devices such as a physical quantity detector such as an acceleration sensor and a flow velocity sensor.

【0002】[0002]

【従来技術とその問題点】微小変位を発生させるための
マイクロアクチュエータとしては、積層型圧電アクチュ
エータがよく知られている。この積層型圧電アクチュエ
ータC1は、図1(a)に示すように、縦歪(電界方向
と平行な歪)を発生する圧電セラミック層101と電極
層102とを多層交互に積層し、電極層102同志を一
つおきに結線したものであって、両電極層102に電気
信号を入力すると圧電セラミック層101に縦歪が発生
し、図1(b)に示すように積層型圧電アクチュエータ
C1が縦方向に伸縮する。この積層型圧電アクチュエー
タC1の伸縮量は各圧電セラミック層101の伸縮量に
圧電セラミック層101の層数を乗じたものとなる。従
って、積層型圧電アクチュエータC1の端面に駆動対象
物を固定していると、駆動対象物を平行移動させること
ができる。
2. Description of the Related Art A laminated piezoelectric actuator is well known as a microactuator for generating a minute displacement. As shown in FIG. 1A, the multilayer piezoelectric actuator C1 has a piezoelectric ceramic layer 101 and an electrode layer 102 that generate longitudinal strain (strain parallel to the direction of an electric field) alternately stacked in multiple layers. When an electric signal is input to both electrode layers 102, a longitudinal distortion is generated in the piezoelectric ceramic layer 101, and as shown in FIG. 1B, the laminated piezoelectric actuator C1 is vertically connected. Stretch in the direction. The amount of expansion and contraction of the laminated piezoelectric actuator C1 is obtained by multiplying the amount of expansion and contraction of each piezoelectric ceramic layer 101 by the number of piezoelectric ceramic layers 101. Therefore, when the driving target is fixed to the end face of the multilayer piezoelectric actuator C1, the driving target can be translated.

【0003】しかしながら、このような積層型圧電アク
チュエータC1にあっては、それ自身変位を拡大するた
めの構造を有していないので、最大変位量がアクチュエ
ータの寸法(例えば厚さ)と比較して非常に小さいとい
う問題がある。この出力変位を大きくするためには、機
械的な変位拡大機構を用いられることもあるが、変位拡
大機構を積層型圧電アクチュエータC1に取り付ける
と、アクチュエータが大きくなると共にコストも高くつ
くという欠点がある。また、圧電アクチュエータ自身で
変位量を大きくするためには、圧電セラミック層の積層
数を大きくする必要があるので、小型化が困難で、特に
薄型のアクチュエータを作製することができなかった。
[0003] However, such a laminated piezoelectric actuator C1 does not have a structure for expanding the displacement itself, so that the maximum displacement amount is smaller than the size (eg, thickness) of the actuator. There is a problem that it is very small. In order to increase the output displacement, a mechanical displacement magnifying mechanism may be used. However, when the displacement magnifying mechanism is attached to the laminated piezoelectric actuator C1, there is a disadvantage that the actuator becomes large and the cost increases. . Further, in order to increase the displacement amount of the piezoelectric actuator itself, it is necessary to increase the number of stacked piezoelectric ceramic layers. Therefore, miniaturization is difficult, and a particularly thin actuator cannot be manufactured.

【0004】さらに、積層型圧電アクチュエータC1で
は、多層の圧電セラミック層101と電極層102を交
互に積層する必要があるので、製造プロセスが複雑とな
り、コストが高くついていた。
Further, in the multilayer piezoelectric actuator C1, since it is necessary to alternately laminate the multilayer piezoelectric ceramic layers 101 and the electrode layers 102, the manufacturing process is complicated and the cost is high.

【0005】このため図2(a)(b)に示すような片
持ち梁型アクチュエータC2が開発されている。これは
基板層106、横歪(電界方向と垂直な方向の歪)を発
生する圧電材料からなる起歪層107、起歪層107の
両面の電極層108を積層して帯板状の動作部109を
形成し、当該動作部109の一方端部をフレーム部11
0に固定したものである。この電極層108間に電気信
号を入力して起歪層107に電界を発生させると、横歪
のために起歪層107だけが伸縮するので起歪層107
と基板層106とを接合された動作層109が厚み方向
(図2の上方又は下方)に湾曲する。この動作層109
の変位方向及び変形量は電極層108に印加する電気信
号の極性及び信号強度で制御される。このような片持ち
梁型アクチュエータC2にあっては、動作部109の変
位はフレーム部110に固定されている基端部から離れ
るに従って拡大されるので、動作部109の自由端側に
駆動対象物を固定して駆動することにより、また動作部
109を長くすることにより駆動対象物を大きく変位さ
せることができる。
Therefore, a cantilever type actuator C2 as shown in FIGS. 2A and 2B has been developed. This is a strip-shaped operating part by laminating a substrate layer 106, a strain-generating layer 107 made of a piezoelectric material that generates lateral strain (strain in a direction perpendicular to the direction of the electric field), and electrode layers 108 on both surfaces of the strain-generating layer 107. 109, and one end of the operation section 109 is connected to the frame section 11
It is fixed at 0. When an electric signal is input between the electrode layers 108 to generate an electric field in the strain generating layer 107, only the strain generating layer 107 expands and contracts due to lateral strain.
The operation layer 109 in which the substrate and the substrate layer 106 are joined is curved in the thickness direction (upward or downward in FIG. 2). This operation layer 109
Is controlled by the polarity and signal intensity of the electric signal applied to the electrode layer 108. In such a cantilever-type actuator C2, the displacement of the operation unit 109 is increased as the distance from the base end fixed to the frame unit 110 increases. Can be displaced greatly by driving the fixed object and by extending the operation unit 109.

【0006】なお、図2(a)(b)では起歪層が1層
だけのユニモルフ型のものを示したが、基板層の両面に
起歪層を設けたバイモルフ型の片持ち梁型アクチュエー
タも知られている。
Although FIGS. 2A and 2B show a unimorph type having only one strain-generating layer, a bimorph cantilever type actuator having strain-generating layers on both surfaces of a substrate layer. Is also known.

【0007】しかしながら、片持ち梁型アクチュエータ
C2では、変形前後で平行を保っている動作部109上
の領域が存在せず、当該アクチュエータで駆動する駆動
対象物も平行移動できない。特に、変位量を大きくする
ために動作部の自由端を用い、また動作部109を長く
するほど、変形前後における駆動対象物の傾きも大きく
なる。このため、例えば干渉光学系などで用いる光路長
を変化させるための反射板等を駆動する用途には使用す
ることができなかった。
However, in the cantilever-type actuator C2, there is no region on the operation unit 109 which keeps the parallel before and after the deformation, and the object driven by the actuator cannot move in parallel. In particular, as the free end of the operating section is used to increase the displacement amount and the operating section 109 is made longer, the inclination of the driven object before and after the deformation increases. Therefore, for example, it cannot be used for driving a reflector or the like for changing an optical path length used in an interference optical system or the like.

【0008】また、片持ち梁型アクチュエータC2にお
いて、平行移動する領域を持つようにすることも試みら
れているが、これまでの方法では構造がきわめて複雑と
なり、小型化が困難でコストが高くついていた。
[0008] Although an attempt has been made to provide a region which can be translated in the cantilever type actuator C2, the conventional method requires a very complicated structure, making it difficult to reduce the size and increasing the cost. Was.

【0009】さらに、片持ち梁構造であるので、動作部
109の先端部などに外力が加わったときに変位し易
く、変位量の精度や信頼性が低かった。同じ理由から、
駆動対象物を変位させる駆動力も弱かった。
Furthermore, because of the cantilever structure, it is easy to be displaced when an external force is applied to the tip of the operating part 109, and the accuracy and reliability of the displacement amount are low. For the same reason,
The driving force for displacing the driving object was also weak.

【0010】さらに、片持ち梁構造では、動作部109
の厚み方向における内部応力の変化によって初期歪を生
じるため、正しい動作を行なわせるためには無負荷時に
おいて起歪層107、電極層108及び基板層106の
内部応力の高精度制御が要求されていた。
Further, in the cantilever structure, the operating portion 109
Since the initial strain is generated by the change in the internal stress in the thickness direction of the substrate, high-precision control of the internal stress of the strain-generating layer 107, the electrode layer 108, and the substrate layer 106 at the time of no load is required to perform the correct operation. Was.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、小型化及び低コスト化が可能で、製作プロセス
制御が簡単で、かつ平行変位領域を有する構造簡単な電
気信号変位変換装置を提供することにある。また、この
電気信号変位変換装置を利用した各種機器を提案するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and has as its object to reduce the size and cost and to simplify the control of the manufacturing process. Another object of the present invention is to provide an electric signal displacement conversion device having a simple structure having a parallel displacement region. Another object of the present invention is to propose various devices using the electric signal displacement conversion device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の電気信号変位変
換装置は、電界方向と垂直な方向に横歪を発生する少な
くとも1層の起歪層を少なくとも2層の電極層により挟
んだ構造を有する動作部と、当該動作部を支持するフレ
ーム部とを備え、前記動作部はフレーム部に固定された
部分と、フレーム部に固定されていない変位可能な部分
とを有し、当該固定部分は当該固定されていない部分の
周囲の少なくとも一部において当該固定されていない部
分を挟むように配置されており、前記起歪層の横歪で動
作部全体の長さが変化することにより、該動作部に厚み
方向の変位が生じることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided an electric signal displacement conversion device having a structure in which at least one strain-generating layer that generates transverse strain in a direction perpendicular to the direction of an electric field is sandwiched by at least two electrode layers. An operating unit having a frame unit that supports the operating unit, the operating unit includes a portion fixed to the frame portion, and a displaceable portion that is not fixed to the frame portion, and the fixed portion is at least a portion of the periphery of the portion that is not the fixed are arranged so as to sandwich the portion that is not the fixed, dynamic beside strain of the strain generating layer
By changing the length of the whole working part,
It is characterized in that directional displacement occurs .

【0013】この電気信号変位変換装置においては、電
極層のうち少なくとも1層の厚みを他の電極層の厚みと
異ならせてもよい。また、電極層のうち少なくとも1層
において、その電極層の一部分の厚みを他の部分の厚み
と異ならせてもよい。あるいは、電極層のうち少なくと
も1層もしくは起歪層において、その電極層もしくは起
歪層の一部分に開口を設けることもできる。
In this electrical signal displacement conversion device, the thickness of at least one of the electrode layers may be different from the thickness of the other electrode layers. In at least one of the electrode layers, the thickness of a part of the electrode layer may be different from the thickness of the other part. Alternatively, in at least one of the electrode layers or the strain generating layer, an opening can be provided in a part of the electrode layer or the strain generating layer.

【0014】また、電極層間に、起歪層よりもヤング率
の小さな材料で形成された領域を設けてもよい。あるい
は、動作部の一部を、他の部分よりもヤング率の大きな
領域とすることができる。
Further, a region formed of a material having a Young's modulus smaller than that of the strain generating layer may be provided between the electrode layers. Alternatively, a part of the operation unit may be a region having a higher Young's modulus than the other part.

【0015】また、電気信号変位変換装置は、複数の動
作部と、各動作部の電極層に電気信号を印加する電気信
号印加手段とを有し、動作部のうち少なくとも1つに印
加される電気信号の極性が、他の動作部に印加される電
気信号と逆極性になっており、フレーム部は動作部から
の力によって変形可能となっていてもよい。
Further, the electric signal displacement conversion device has a plurality of operating units and electric signal applying means for applying an electric signal to the electrode layer of each operating unit, and is applied to at least one of the operating units. The polarity of the electric signal may be opposite to that of the electric signal applied to the other operation unit, and the frame unit may be deformable by a force from the operation unit.

【0016】本発明による光スキャナは、前記電気信号
変位変換装置と、当該変換装置の変位部分に設けた光反
射面と、当該変換装置の変位部分を駆動する駆動手段と
を有することを特徴としている。
An optical scanner according to the present invention is characterized by having the electric signal displacement conversion device, a light reflecting surface provided on a displacement portion of the conversion device, and driving means for driving the displacement portion of the conversion device. I have.

【0017】本発明によるリレーは、前記電気信号変位
変換装置と、当該変換装置の変位部分を駆動する電気信
号印加手段と、当該変換装置の変位部分に設けられた第
1のスイッチング用電極と、当該第1のスイッチング用
電極と対向して設けられた第2のスイッチング用電極と
を有することを特徴としている。
The relay according to the present invention is characterized in that the electric signal displacement conversion device, an electric signal applying means for driving a displacement portion of the conversion device, a first switching electrode provided on the displacement portion of the conversion device, And a second switching electrode provided opposite to the first switching electrode.

【0018】本発明による振動発生器は、前記電気信号
変位変換装置と、当該変換装置の変位部分を振動させる
ための電気信号を入力する電気信号印加手段とを有する
ことを特徴としている。
A vibration generator according to the present invention is characterized by having the electric signal displacement conversion device and an electric signal application means for inputting an electric signal for vibrating a displacement portion of the conversion device.

【0019】本発明によるスピーカは、前記電気信号変
位変換装置と、当該変換装置の変位部分を振動させるた
めの電気的な音声信号を入力する電気信号印加手段とを
有することを特徴としている。
A loudspeaker according to the present invention is characterized by having the electric signal displacement conversion device and an electric signal application means for inputting an electric audio signal for vibrating a displacement portion of the conversion device.

【0020】本発明によるバルブ装置は、流体を通過さ
せるための通路と、当該通路に動作部の変位部分を臨ま
せて配置した前記電気信号変位変換装置とを備え、流体
通路と動作部との間を流れる流体の流量を制御可能とし
たことを特徴としている。
A valve device according to the present invention comprises a passage for allowing a fluid to pass therethrough, and the electric signal displacement conversion device arranged so that a displacement portion of an operating portion faces the passage. It is characterized in that the flow rate of the fluid flowing between them can be controlled.

【0021】本発明による点字ディスプレイ装置は、複
数の動作部をマトリックス状に配列された前記電気信号
変位変換装置と、当該各動作部により駆動される触覚に
より認識可能な複数個の突起とを備えたことを特徴とし
ている。
[0021] A Braille display device according to the present invention includes the electric signal displacement conversion device in which a plurality of operation units are arranged in a matrix, and a plurality of protrusions recognizable by tactile sense driven by the respective operation units. It is characterized by that.

【0022】本発明によるプリンタヘッドは、複数の動
作部を配列した前記電気信号変位変換装置と、各動作部
を駆動することによってインク粒子として吐出させるた
めのインクを保持する手段とを備えたことを特徴として
いる。
A printer head according to the present invention includes the electric signal displacement conversion device in which a plurality of operation units are arranged, and means for holding ink for discharging as ink particles by driving each operation unit. It is characterized by.

【0023】本発明によるプローブ装置は、前記電気信
号変位変換装置と、当該変換装置の動作部に設けられた
プローブとを備えたことを特徴としている。
[0023] A probe device according to the present invention is characterized by comprising the electric signal displacement conversion device and a probe provided in an operation section of the conversion device.

【0024】本発明による発電機は、前記電気信号変位
変換装置と、当該変換装置に物理的エネルギーが加わっ
た時に当該変換装置に発生する電気エネルギーを出力す
る手段とを備えたことを特徴としている。
A generator according to the present invention is characterized by comprising the electric signal displacement conversion device and means for outputting electric energy generated in the conversion device when physical energy is applied to the conversion device. .

【0025】本発明による圧力センサは、前記電気信号
変位変換装置と、当該変換装置の変位部分に検知圧力を
導くための圧力導入手段とを備え、導入された圧力によ
って前記変換装置の変位部分に発生する電気信号に基づ
いて当該圧力を検出するようにしたことを特徴としてい
る。
A pressure sensor according to the present invention includes the electric signal displacement conversion device, and pressure introducing means for guiding a detected pressure to a displacement portion of the conversion device. It is characterized in that the pressure is detected based on the generated electric signal.

【0026】本発明による加速度センサは、前記電気信
号変位変換装置と、加速度によって当該変換装置の変位
部分に発生する電気信号に基づいて加速度を検出するよ
うにしたことを特徴としている。
An acceleration sensor according to the present invention is characterized in that acceleration is detected based on the electric signal displacement conversion device and an electric signal generated in a displacement portion of the conversion device by the acceleration.

【0027】本発明による流速センサは、前記電気信号
変位変換装置と、流体の流速によって変化する流体圧力
を当該変換装置の動作部の表面に導く手段とを備え、動
作部の表面に導かれた流体圧力から流体の流速を求める
ようにしたことを特徴としている。
A flow rate sensor according to the present invention comprises the electric signal displacement conversion device, and means for guiding a fluid pressure, which varies according to the flow velocity of the fluid, to the surface of the operation section of the conversion device, and is guided to the surface of the operation section. It is characterized in that the flow velocity of the fluid is obtained from the fluid pressure.

【0028】本発明による温度センサは、前記電気信号
変位変換装置と、温度変化によって当該変換装置の動作
部に熱応力を発生させる手段とを備え、当該動作部に発
生した熱応力から温度又は温度変化を求めるようにした
ことを特徴としている。
A temperature sensor according to the present invention includes the electric signal displacement conversion device, and means for generating a thermal stress in an operation section of the conversion device by a change in temperature. It is characterized by seeking change.

【0029】本発明による流体搬送装置は、流体を搬送
する流体通路と、当該流体通路に臨ませて設けた少なく
とも3個の動作部を有する前記電気信号変位変換装置と
を備え、前記動作部を駆動することによって流体通路内
の流体を搬送させるようにしたことを特徴としている。
A fluid transport device according to the present invention includes a fluid passage for transporting a fluid, and the electric signal displacement conversion device having at least three operating portions provided to face the fluid passage. It is characterized in that the fluid in the fluid passage is conveyed by driving.

【0030】本発明による流体搬送装置の駆動方法は、
前記各動作部の動作を一定のタイミングで切り換えるこ
とによって流体を搬送する方法であって、各動作部を一
定タイミングで閉状態、閉状態および開状態の順序で切
り換えることを特徴としている。
The driving method of the fluid transfer device according to the present invention is as follows.
A method of transporting a fluid by switching the operation of each of the operation units at a constant timing, wherein each operation unit is switched at a constant timing in the order of a closed state, a closed state, and an open state.

【0031】また、本発明による流体搬送装置の別な駆
動方法は、前記動作部を流体通路側へ変位させて流体流
路を閉じた状態と、動作部を変位させない状態と、動作
部を流体通路と反対側へ変位させて流体通路を広くした
状態とを一定のタイミングで切り換えることによって流
体を搬送する方法であって、各動作部を一定タイミング
で流体通路側への変位状態、変位させない状態、流体通
路と反対側への変位状態および変位させない状態の順序
で切り換えることを特徴としている。
Further, another driving method of the fluid transfer device according to the present invention includes a state in which the operating section is displaced to the fluid passage side to close the fluid flow path, a state in which the operating section is not displaced, and a state in which the operating section is not displaced. A method of transporting fluid by switching at a certain timing between a state in which a fluid passage is widened by being displaced to a side opposite to a passage, and a state in which each operating unit is displaced to a fluid passage side at a fixed timing, and a state in which no displacement is caused. The switching is performed in the order of the state of displacement to the side opposite to the fluid passage and the state of no displacement.

【0032】[0032]

【作用】本発明の電気信号変位変換装置にあっては、電
極層を介して起歪層に電気信号を入力すると、起歪層の
横歪のために動作部が長さ方向に伸張するが、フレーム
部に固定されていない部分(変位部分という)の周囲の
少なくとも一部において当該変位部分を挟むように固定
されているために変位部分が座屈し、その厚み方向に変
位を生じ、この変位量は信号強度によって変化する。あ
るいは、電気信号を印加していない当初の状態で変位部
分を湾曲させた形態で固定部をフレーム部に固定してい
る場合には、電気信号を印加して動作部を長さ方向に伸
縮させると、変位部の長さ変化に応じて厚み方向に変位
を生じる。
In the electric signal displacement conversion device according to the present invention, when an electric signal is input to the strain generating layer via the electrode layer, the operating section extends in the length direction due to the lateral strain of the strain generating layer. At least a portion around a portion not fixed to the frame portion (referred to as a displacement portion) is fixed so as to sandwich the displacement portion. The amount varies with the signal strength. Alternatively, when the fixed portion is fixed to the frame portion in a form in which the displaced portion is curved in an initial state where no electric signal is applied, the electric signal is applied to expand and contract the operating portion in the length direction. Then, displacement occurs in the thickness direction according to a change in the length of the displacement portion.

【0033】また、逆に、変位部分に接する物理量の変
化により変位部分に外力が加わると、物理量又はその変
化に応じた電気信号が動作部から出力される。
Conversely, when an external force is applied to the displaced part due to a change in the physical quantity in contact with the displaced part, an electric signal corresponding to the physical quantity or the change is output from the operation unit.

【0034】しかも、本発明の電気信号変位変換装置で
は、変位部分の周囲の少なくとも一部において当該変位
部分を挟むように固定部分が配置されているので、変位
部分の中央部は変位しても元の状態と平行状態を保ちつ
つ変位する。このように一定位置が平行状態を保ったま
まで平行移動するので、この位置(変位部分の中央部)
に例えば駆動対象物を取り付けると、駆動対象物を平行
移動させることができる。また、平行移動する部分で物
理量又はその変化を感知することにより物理量の感知精
度を向上させることができる。
Moreover, in the electric signal displacement conversion device of the present invention, since the fixed portion is arranged so as to sandwich the displaced portion at least around the displaced portion, the center portion of the displaced portion can be displaced. Displaces while maintaining the parallel state with the original state. Since the fixed position moves in parallel while maintaining the parallel state, this position (the center of the displacement portion)
For example, when a driving target is attached to the device, the driving target can be moved in parallel. In addition, by sensing a physical quantity or a change thereof in a portion that moves in parallel, the sensing accuracy of the physical quantity can be improved.

【0035】また、変位部分の周囲の少なくとも一部の
対向する部分が固定されているので、いずれの部分でも
変位部分の変形時の応力が逃げることがなく、変位部分
で大きな変位量を得ることができる。特に、変位部分の
全周を固定していれば、変位部分と接する対象物が液体
や粉体の場合にも用いることができる。また、変位部分
の両端だけが固定されていれば、変位部分の拘束を小さ
くでき、大きな変位量を得ることができる。また、駆動
対象物の駆動力も大きくすることができる。
Further, since at least a part of the opposed portion around the displaced portion is fixed, the stress at the time of deformation of the displaced portion does not escape in any portion, and a large displacement amount can be obtained in the displaced portion. Can be. In particular, if the entire circumference of the displaced portion is fixed, it can be used even when the object in contact with the displaced portion is liquid or powder. If only both ends of the displacement portion are fixed, the constraint of the displacement portion can be reduced, and a large displacement can be obtained. In addition, the driving force of the driving target can be increased.

【0036】さらに、変位部分の全周や両端などがフレ
ーム部に固定されているので、変位部分の位置精度が高
くなり、高精度で変位量を制御することが可能になる。
Further, since the entire circumference and both ends of the displaced portion are fixed to the frame portion, the positional accuracy of the displaced portion is increased, and the displacement amount can be controlled with high accuracy.

【0037】また、本発明の電気信号変位変換装置で
は、動作部の座屈を利用しているので、従来例の片持ち
梁型アクチュエータのような基板層が必要なくなり、動
作部の最小単位は1枚の起歪層と1組の電極層で構成す
ることができる。このため、構造が極めて簡素化され、
小型化(特に、薄型化)と低コスト化が可能になる。
Further, in the electric signal displacement conversion device of the present invention, since the buckling of the operating portion is used, a substrate layer is not required as in the conventional cantilever type actuator, and the minimum unit of the operating portion is It can be composed of one strain-forming layer and one set of electrode layers. This greatly simplifies the structure,
It is possible to reduce the size (particularly, the thickness) and reduce the cost.

【0038】さらに、本発明の電気信号変位変換装置は
座屈によって変位部分を変位させているので、動作部に
初期歪があってもオイラーの座屈応力を越えない限り動
作部が変形することがなく、片持ち梁型アクチュエータ
のように無負荷時における内部応力の高精度な制御も要
求されず、出力される変位量の精度を高くすることがで
きる。
Further, since the displacement portion of the electric signal displacement converter of the present invention is displaced by buckling, even if there is an initial strain in the operating portion, the operating portion is deformed as long as the buckling stress of Euler is not exceeded. Therefore, high-precision control of the internal stress at the time of no load unlike the cantilever type actuator is not required, and the accuracy of the output displacement amount can be increased.

【0039】このような電気信号変位変換装置において
は、電極層のうち少なくとも1層の厚みを他の電極層の
厚みと異ならせることにより、動作部の座屈方向をコン
トロールすることができる。
In such an electric signal displacement conversion device, the buckling direction of the operating portion can be controlled by making at least one of the electrode layers different in thickness from the other electrode layers.

【0040】また、電極層のうち少なくとも1層におい
て、その電極層の一部分の厚みを他の部分の厚みと異な
らせることにより、その部分で動作部を変形し易くした
り、変形しにくくしたり調整することができる。同様
に、電極層のうち少なくとも1層もしくは起歪層におい
て、その電極層もしくは起歪層の一部分に開口を設ける
ことによっても、動作部の当該開口部分を変形し易くす
ることができる。あるいは、電極層間に、起歪層よりも
ヤング率の小さな材料で形成された領域を設けても動作
部を変形し易くすることができる。
Further, in at least one of the electrode layers, by making the thickness of a part of the electrode layer different from the thickness of the other parts, it is possible to make the operating part easy or difficult to deform in that part. Can be adjusted. Similarly, by providing an opening in at least one of the electrode layers or the strain-generating layer, a part of the electrode layer or the strain-generating layer can be easily deformed. Alternatively, even if a region formed of a material having a Young's modulus smaller than that of the strain generating layer is provided between the electrode layers, the operating portion can be easily deformed.

【0041】逆に、動作部の一部を、他の部分よりもヤ
ング率の大きな領域とすれば、その部分で動作部を変形
しにくくでき、特に動作部の平行変位する部分を変形し
にくくして平行変位する領域を広くできる。
Conversely, if a part of the operating part is a region having a higher Young's modulus than the other part, the operating part can be hardly deformed at that part, and in particular, the part of the operating part which is displaced in parallel can be hardly deformed. As a result, the area for parallel displacement can be widened.

【0042】また、複数の動作部のうち一部に引張応力
を発生させてフレーム部を撓ませ、他の動作部に圧縮応
力を発生させて座屈させると、座屈した動作部の変位量
を増幅することができる。あるいは、必要に応じて異な
る動作部を駆動させるようにもできる。
Further, when a tensile stress is generated in a part of the plurality of operating portions to deflect the frame portion and a compressive stress is generated in the other operating portions to cause buckling, a displacement amount of the buckled operating portion is obtained. Can be amplified. Alternatively, different operation units can be driven as needed.

【0043】また、本発明の電気信号変位変換装置を光
スキャナやリレー、バルブ装置等のアクチュエータとし
て使用すれば、新規な構造のアクチュエータを得ること
ができる。特に、これらのアクチュエータの小型軽量化
や薄型化が可能になり、従来使用できなかった用途へも
応用できるようになる。特に、アレイ化したり、マトリ
ックス化する際には集積化して小型化することができる
ので、点字ディスプレイ装置やプリンタヘッドとしても
用いることができる。
When the electric signal displacement conversion device of the present invention is used as an actuator for an optical scanner, a relay, a valve device, or the like, an actuator having a novel structure can be obtained. In particular, these actuators can be made smaller, lighter and thinner, and can be applied to applications that could not be used conventionally. In particular, when an array or a matrix is used, it can be integrated and miniaturized, so that it can be used as a Braille display device or a printer head.

【0044】同様に、圧力センサや流速センサ等の物理
量検知手段として用いることもでき、新規な構造の各種
センサを提供できると共に各種センサを小型軽量化、薄
型化することができる。
Similarly, it can be used as a physical quantity detecting means such as a pressure sensor or a flow rate sensor, so that various sensors having a novel structure can be provided, and the various sensors can be reduced in size, weight and thickness.

【0045】[0045]

【実施例】図3は本発明の一実施例による電気信号変位
変換装置A1を示す斜視図である。この電気信号変位変
換装置A1は、フレーム部1と動作部2とからなってい
る。フレーム部1はシリコン等の半導体ウエハやステン
レス等の金属薄板によって形成することができるが、こ
の実施例では半導体製造プロセスを利用できるシリコン
を用いている。フレーム部1は、歩留りや加工効率の点
から図3では矩形状をしているが、円板形など任意の形
状でも差し支えない。フレーム部1には、開口又は凹部
3が形成されており、帯板状をした動作部2は開口又は
凹部3の上に架け渡すように配置されている。動作部2
は起歪層4の上下両面に電極層5a,5bを形成したも
のであって、動作部2の両端部はフレーム部1上面に固
定された固定部分6となっており、両固定部分6間はフ
レーム部1に固定されていない変位部分7となってい
る。すなわち、動作部2は、変位部分7が開口又は凹部
3の上方に架け渡された両持ち梁構造となっている。ま
た、一方の固定部分6においては、下側の電極層5bが
露出しており、上下両電極層5a,5bに電気信号線8
が接続されている。
FIG. 3 is a perspective view showing an electric signal displacement converter A1 according to one embodiment of the present invention. This electric signal displacement conversion device A1 includes a frame unit 1 and an operation unit 2. The frame portion 1 can be formed by a semiconductor wafer such as silicon or a thin metal plate such as stainless steel. In this embodiment, silicon capable of utilizing a semiconductor manufacturing process is used. Although the frame portion 1 has a rectangular shape in FIG. 3 in terms of yield and processing efficiency, the frame portion 1 may have any shape such as a disk shape. An opening or recess 3 is formed in the frame portion 1, and the band-shaped operating portion 2 is disposed so as to bridge over the opening or recess 3. Working part 2
Are electrode layers 5a and 5b formed on the upper and lower surfaces of the strain-generating layer 4. Both ends of the operating portion 2 are fixed portions 6 fixed to the upper surface of the frame portion 1. Is a displacement portion 7 not fixed to the frame portion 1. That is, the operating section 2 has a double-supported beam structure in which the displacement portion 7 is bridged over the opening or the concave portion 3. In the one fixed portion 6, the lower electrode layer 5b is exposed, and the electric signal lines 8 are connected to the upper and lower electrode layers 5a and 5b.
Is connected.

【0046】起歪層4は電圧の印加により電界方向と垂
直な方向の横歪を発生し、あるいは横歪により縦方向の
電界を発生するものであればよく、例えば圧電材料や電
歪材料、磁歪材料等からなる機能薄膜を用いることがで
きる。特に、製作プロセスが確立されている圧電材料の
うち、圧電定数の最も大きなPZT薄膜が起歪層4に適
している。このとき圧電係数の大きなPZT膜を得るた
めには起歪層4を[111]方向に配向する必要があ
り、そのためには下層の電極層5bとして、その(11
1)配向膜の格子定数がPZTの(111)配向膜の格
子定数と近いPt/Ni蒸着膜を用いる必要がある。一
方、上側の電極層5aはPtの蒸着膜からなっている。
従って、フレーム部1、起歪層4及び電極層5a,5b
は半導体製造プロセスを利用して加工及び膜形成するこ
とができ、高い量産性と精度を得ることができ、小型化
及び低コスト化も可能になる。
The strain-generating layer 4 only needs to generate a lateral strain in a direction perpendicular to the direction of the electric field by applying a voltage, or generate an electric field in a vertical direction by the transverse strain. For example, a piezoelectric material, an electrostrictive material, A functional thin film made of a magnetostrictive material or the like can be used. In particular, a PZT thin film having the largest piezoelectric constant among piezoelectric materials for which a manufacturing process has been established is suitable for the strain generating layer 4. At this time, in order to obtain a PZT film having a large piezoelectric coefficient, it is necessary to orient the strain-generating layer 4 in the [111] direction.
1) It is necessary to use a Pt / Ni vapor-deposited film in which the lattice constant of the orientation film is close to the lattice constant of the (111) orientation film of PZT. On the other hand, the upper electrode layer 5a is made of a deposited Pt film.
Therefore, the frame portion 1, the strain-generating layer 4, and the electrode layers 5a, 5b
Can be processed and formed into a film using a semiconductor manufacturing process, high mass productivity and accuracy can be obtained, and miniaturization and cost reduction can be achieved.

【0047】しかして、電気信号線8を通して電極層5
a,5b間に電圧が印加されていない初期状態では、図
4(a)に示すように、起歪層4はフレーム部1上にお
いて平らな状態で両持ち状に支持されている。電気信号
線8に電気信号(電圧V)を入力すると、起歪層4には
圧電横効果により横歪が発生して起歪層4が長さ方向に
伸びるが、変位部分7の両側(固定部分6)が固定され
ているので、動作部2には圧縮応力が発生する。起歪層
4に印加されている電圧Vが小さく、動作部2に発生す
る圧縮応力がオイラーの座屈応力σEより小さい場合に
は、図4(b)に示すように電気信号が入力されていて
も動作部2は平らなままで変形せず、変位部分7は変位
していない状態に保たれる。なお、オイラーの座屈応力
σEは、理論的には σE=(π2EI)/(QaL2) で表わされる。ここにEは動作部2のヤング率、Iは動
作部2の断面2次モーメント、Lは変位部分7の長さ、
Qaは動作部2の断面積である。これに対し、印加電圧
Vを大きくして、ある電圧値VEで動作部2の圧縮応力
がオイラーの座屈応力σEを越えると、図4(c)に示
すように変位部分7が座屈してその中央部が厚み方向へ
変位する。このとき、変位部分7の両側は固定部分6と
なっているので、変位部分7は対称に変形し、このため
変位部分7の中央部は平行移動することになる。しか
も、変位部分7の中央部の変位量は、印加電圧Vの増大
に応じて大きくなる。図5は印加電圧Vと変位部分7の
中央部の変位量との関係の一例を示す図であって、オイ
ラーの座屈応力σEに対応する印加電圧VEよりも大きな
電圧で変位が発生している。しかも、印加電圧VEを超
えて座屈することにより始めて変位を発生するので、変
位発生当初は変位量の変化速度(図5の曲線の傾き)が
大きいが、印加電圧を大きくすると、変化量の変化速度
は小さくなる。光スキャナや加速度センサのようにリニ
アな変位入出力を必要とする場合には、この変化速度が
大きくて曲線が比較的直線性のよい領域で用いるのが好
ましい。また、リレーや開閉用バルブ装置のようにオン
・オフ的な変位入出力を必要とする場合には、変位速度
が小さくてなだらかな領域を用いるのが望ましい。
The electric signal lines 8 pass through the electrode layers 5.
In an initial state in which no voltage is applied between a and 5b, as shown in FIG. 4A, the strain-generating layer 4 is supported on the frame portion 1 in a flat state in a bilateral manner. When an electric signal (voltage V) is input to the electric signal line 8, lateral strain is generated in the strain generating layer 4 by a piezoelectric transverse effect, and the strain generating layer 4 extends in the length direction. Since the part 6) is fixed, a compressive stress is generated in the operating part 2. When the voltage V applied to the strain generating layer 4 is small and the compressive stress generated in the operation unit 2 is smaller than the buckling stress σ E of Euler, an electric signal is input as shown in FIG. Even if it is, the operation part 2 remains flat and does not deform, and the displacement part 7 is kept in a non-displaced state. Note that the Euler buckling stress σ E is theoretically expressed by σ E = (π 2 EI) / (QaL 2 ). Here, E is the Young's modulus of the working unit 2, I is the second moment of area of the working unit 2, L is the length of the displacement part 7,
Qa is a cross-sectional area of the operation unit 2. In contrast, by increasing the applied voltage V, the compressive stress of the operating unit 2 at a certain voltage value V E exceeds the buckling stress sigma E Euler, displacement portion 7 as shown in FIG. 4 (c) the seat It bends and its center is displaced in the thickness direction. At this time, since both sides of the displacement portion 7 are the fixed portions 6, the displacement portion 7 is deformed symmetrically, so that the central portion of the displacement portion 7 moves in parallel. Moreover, the amount of displacement at the center of the displacement portion 7 increases as the applied voltage V increases. FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the applied voltage V and the amount of displacement at the center of the displacement portion 7, in which displacement occurs at a voltage higher than the applied voltage V E corresponding to the buckling stress σ E of Euler. doing. Moreover, since beyond the applied voltage V E to generate a displacement begun by buckling, when initially displacement generation is large rate of change of displacement (slope of the curve in FIG. 5), the applied voltage is increased, the amount of change The rate of change decreases. When a linear displacement input / output is required, as in an optical scanner or an acceleration sensor, it is preferable to use this in an area where the rate of change is large and the curve is relatively linear. Further, when an on / off displacement input / output is required as in a relay or an opening / closing valve device, it is desirable to use a gentle region having a small displacement speed.

【0048】このように、動作部2は両端を固定されて
いて変位部分7は常に対称に変形するので、変位部分7
の中央部は変位量の大きさに拘らず平行になっている。
従って、例えばアクチュエータとして用いる場合には、
変位部分7の中央部に駆動対象物を固定することにより
駆動対象物を平行移動させることができる。しかも、変
位部分7の一方端部だけを固定していたのでは、フリー
な端部がフレーム部1上を滑って起歪層4に発生した内
部応力が逃げるが、本発明の電気信号変位変換装置A1
では変位部分7の両側を固定しているので、大きな厚み
方向変位量を得ることができる。さらに変位部分7は両
端の固定部分6を固定されているだけであって、両側縁
は固定も拘束もされていないので、変位部分7は撓み易
く、大きな厚み方向変位量を出力できる。この結果、変
位部分7はブリッジ形に変形することによって動作部2
の横方向伸縮量を厚み方向の変位量に拡大して変換する
変位拡大機構としての機能も持ち、大きな変位量を出力
できる。
As described above, since both ends of the operating portion 2 are fixed and the displacement portion 7 is constantly deformed symmetrically, the displacement portion 7 is deformed.
Are parallel regardless of the magnitude of the displacement.
Therefore, for example, when used as an actuator,
By fixing the driven object at the center of the displacement portion 7, the driven object can be translated. Moreover, if only one end of the displacement portion 7 is fixed, the free end slides on the frame portion 1 and the internal stress generated in the strain generating layer 4 escapes. Device A1
Since both sides of the displacement portion 7 are fixed, a large displacement in the thickness direction can be obtained. Further, since the displacement portion 7 only fixes the fixed portions 6 at both ends, and the both side edges are not fixed or restricted, the displacement portion 7 is easily bent and can output a large displacement in the thickness direction. As a result, the displacing portion 7 is deformed into a bridge shape so that the operating portion 2
It also has a function as a displacement magnifying mechanism that expands and converts the lateral expansion / contraction amount into a displacement amount in the thickness direction, and can output a large displacement amount.

【0049】図6に示すものは本発明の別な実施例によ
る電気信号変位変換装置A2を示す斜視図であって、電
気信号線8を接続する側の固定部分6において上下の電
極層5a,5b同志が絶縁層9によって電気的に分離さ
れている。すなわち、一方の固定部分6において、下側
の電極層5bの端部から延長することによってフレーム
部1の上面に電極引き出し配線10bを設け、下側の電
極層5b、電極引き出し配線10b及び起歪層4の各端
部を絶縁層9により覆っている。上側の電極層5aの端
部を延長した電極引き出し配線10aは絶縁層9の上面
を通ってフレーム部1の上面へ導かれている。なお、絶
縁層9としては、形成プロセスが確立しているシリコン
酸化膜もしくはシリコン窒化膜を用いることができる。
従って、絶縁層9によって上下電極層5a,5b間の電
気的リークを確実に防ぐことができ、安定した動作特性
を得ることができる。電極引き出し配線10a,10b
の端部には電気信号線8を接続するためのパッド部11
a,11bが設けられている。なお、図6では電極引き
出し配線10a,10bはフレーム部1の上面に形成さ
れているが、フレーム部1の側面又は下面へ導かれてい
てもよい。
FIG. 6 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device A2 according to another embodiment of the present invention, in which the upper and lower electrode layers 5a, 5a, 5b are electrically separated by an insulating layer 9. That is, in one fixed portion 6, the electrode lead-out wiring 10b is provided on the upper surface of the frame portion 1 by extending from the end of the lower electrode layer 5b, and the lower electrode layer 5b, the electrode lead-out wiring 10b, Each end of the layer 4 is covered with an insulating layer 9. An electrode lead wire 10 a extending from an end of the upper electrode layer 5 a is guided to the upper surface of the frame unit 1 through the upper surface of the insulating layer 9. As the insulating layer 9, a silicon oxide film or a silicon nitride film whose formation process has been established can be used.
Therefore, electrical leakage between the upper and lower electrode layers 5a and 5b can be reliably prevented by the insulating layer 9, and stable operation characteristics can be obtained. Electrode lead wires 10a, 10b
Pad portions 11 for connecting the electric signal lines 8
a, 11b are provided. Although the electrode lead wires 10a and 10b are formed on the upper surface of the frame portion 1 in FIG. 6, they may be led to the side surface or the lower surface of the frame portion 1.

【0050】図7に示すものは本発明のさらに別な実施
例による電気信号変位変換装置A3を示す斜視図であ
る。この実施例では、電極層5a,5bの厚みが上下で
異なっており、図示のように上側の電極層5aの厚みが
下側の電極層5bの厚みよりも大きくなっている。ある
いは、下側の電極層5bの厚みが上側の電極層5aの厚
みより大きくなっていてもよい。このように電極層5
a,5bの厚みを上下で異ならせることにより変位部分
7を上下どちら側に座屈変位させるかを決めることがで
きる。
FIG. 7 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device A3 according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the thicknesses of the electrode layers 5a and 5b are different between the upper and lower sides, and the thickness of the upper electrode layer 5a is larger than the thickness of the lower electrode layer 5b as shown in the figure. Alternatively, the thickness of the lower electrode layer 5b may be larger than the thickness of the upper electrode layer 5a. Thus, the electrode layer 5
By making the thicknesses of a and 5b different between the upper and lower sides, it is possible to determine which side of the displacement portion 7 is to be buckled and displaced.

【0051】また、動作部2の実効的な剛性を低下させ
て変位部分7を変形し易くするため、動作部2(特に変
位部分7)に開口12や膜厚変化部13を設けている。
例えば、この実施例では、固定部分6と変位部分7の境
界で動作部2が屈曲し易くするため、変位部分7の端に
おいて上下の電極層5a,5b及び起歪層4に開口12
をあけている。また、厚みの大きな側の電極層5aに適
宜間隔で薄肉の膜厚変化部13を設け、膜厚変化部13
で変位部分7を曲り易くしている。よって、同じ電気信
号入力に対して変位部分7の厚み方向への変位量をより
大きくすることができる。但し、これら開口12及び膜
厚変化部13は、変位部分7の中心を通り変位部分7の
幅方向に延びた軸に関して両固定部分6側で線対称に形
成され、かつ、変位部分7の中心を通り変位部分7の長
さ方向に延びた軸に関して両側で線対称に形成されてい
ることが、ねじれ変形を起こすことなく、有効に変位量
を拡大するために必要である。
Further, in order to reduce the effective rigidity of the operation section 2 and facilitate the deformation of the displacement section 7, an opening 12 and a film thickness change section 13 are provided in the operation section 2 (particularly, the displacement section 7).
For example, in this embodiment, the opening 12 is formed in the upper and lower electrode layers 5 a and 5 b and the strain-generating layer 4 at the end of the displacement portion 7 so that the operating portion 2 is easily bent at the boundary between the fixed portion 6 and the displacement portion 7.
Is open. In addition, thin film thickness changing portions 13 are provided at appropriate intervals on the electrode layer 5a on the thick side, and the film thickness changing portions 13 are provided.
Makes the displacement portion 7 easy to bend. Therefore, the displacement amount in the thickness direction of the displacement portion 7 can be further increased for the same electric signal input. However, the opening 12 and the film thickness changing part 13 are formed symmetrically on both sides of the fixed part 6 with respect to an axis passing through the center of the displacement part 7 and extending in the width direction of the displacement part 7, and Are formed symmetrically on both sides with respect to an axis extending in the longitudinal direction of the displacement portion 7 through the shaft, so as to effectively increase the displacement amount without causing torsional deformation.

【0052】上下の電極層5a,5bないしそこから引
き出されている電極引き出し配線10a,10b同志の
絶縁は、下側の電極層5bの端部を起歪層4で覆うこと
によって行なっている。
The upper and lower electrode layers 5a, 5b and the electrode lead-out wirings 10a, 10b extending therefrom are insulated from each other by covering the end of the lower electrode layer 5b with the strain-generating layer 4.

【0053】なお、開口12や膜厚変化部13の設け方
は、図示例に限ることなく、任意に設けることができる
ことはもちろんである。例えば、図7では開口12は上
下の電極層5a,5b及び起歪層4に設けているが、そ
のいずれか一部に設けていても差し支えない。例えば、
膜厚の大きな電極層5aにのみ設けるようにしてもよ
い。さらに、変位部分7の端部のみでなく、変位部分7
の中央寄りに設けてもよい。また、薄肉状の膜厚変化部
13を他方の電極層5bにも設けても差し支えない。逆
に、厚肉状の膜厚変化部13を変位部分7の中央に設け
て変形しにくくすることにより、平行移動する領域を広
くすることもできる。
It should be noted that the way of providing the openings 12 and the film thickness changing portions 13 is not limited to the illustrated example, and can be provided arbitrarily. For example, in FIG. 7, the opening 12 is provided in the upper and lower electrode layers 5a and 5b and the strain generating layer 4, but may be provided in any one of them. For example,
It may be provided only on the electrode layer 5a having a large thickness. Furthermore, not only the end of the displacement portion 7 but also the displacement portion 7
May be provided closer to the center. Further, the thin film thickness changing portion 13 may be provided in the other electrode layer 5b. Conversely, by providing the thick film thickness changing portion 13 at the center of the displacement portion 7 so as to make it difficult to deform, it is possible to widen the region where the parallel movement is performed.

【0054】図8に示すものは本発明のさらに別な実施
例による電気信号変位変換装置A4を示す斜視図であっ
て、電極層5a,5b間の起歪層4の一部を起歪層4よ
りもヤング率の小さな絶縁材料からなる弾性体層14に
置き換えている。この弾性体層14に置き換える領域は
動作部2の撓みを大きくしたい領域であって、弾性体層
14としては形成プロセスの確立しているポリイミド等
のポリマー材料を用いることができる。例えば図8に示
す実施例では、固定部分6及び変位部分7の端部領域に
かけて弾性体層14を設け、弾性体層14の領域で動作
部2をフレーム部1に固定している。このように起歪層
4の一部をヤング率の小さな弾性体層14に置換するこ
とによっても動作部2の実効的な剛性を小さくすること
ができ、変位部分7の厚み方向変位量を拡大することが
できる。特に、固定部分6と変位部分7との境界領域を
弾性体層14に置換すると、動作部2の曲げに使用され
るエネルギーが少なくて済むので、他領域に使用する場
合に比べて大きな変位量を得ることができる。但し、こ
の弾性体層14による置換の場合にも、変位部分7のね
じれ変形防止のため、開口12や膜厚変化部13の場合
と同様、動作部2の幅方向及び長さ方向に線対称に設け
る必要がある。
FIG. 8 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device A4 according to still another embodiment of the present invention, in which a part of the strain generating layer 4 between the electrode layers 5a and 5b is replaced with a strain generating layer. The elastic layer 14 made of an insulating material having a Young's modulus smaller than 4 is used. The area to be replaced with the elastic layer 14 is an area where the bending of the operation section 2 is desired to be increased. As the elastic layer 14, a polymer material such as polyimide having a well-established forming process can be used. For example, in the embodiment shown in FIG. 8, the elastic layer 14 is provided over the end regions of the fixed portion 6 and the displacement portion 7, and the operating section 2 is fixed to the frame 1 in the region of the elastic layer 14. Thus, by replacing a part of the strain generating layer 4 with the elastic layer 14 having a small Young's modulus, the effective rigidity of the operating part 2 can be reduced, and the displacement of the displacement portion 7 in the thickness direction is increased. can do. In particular, when the boundary region between the fixed portion 6 and the displacement portion 7 is replaced with the elastic layer 14, the energy used for bending the operating portion 2 can be reduced. Can be obtained. However, even in the case of the replacement with the elastic layer 14, in order to prevent torsional deformation of the displacement portion 7, as in the case of the opening 12 and the film thickness changing portion 13, it is line-symmetric in the width direction and the length direction of the operation portion 2. It is necessary to provide.

【0055】図9に示すものは本発明のさらに別な実施
例による電気信号変位変換装置A5を示す斜視図であっ
て、起歪層4及び電極層5a,5bの合成ヤング率より
もヤング率の大きな絶縁材料からなる無変形部15を動
作部2の一部に設けている。この無変形部15は変位部
分7の中央部に付加するように設けてもよく、あるいは
変位部分7の中央部を置換するように設けてもよい。こ
のように変位部分7の中央部に無変形部15を設ける
と、変位部分7が電気信号の入力により変形しても中央
の無変形部15は変形することなく平行移動するか、あ
るいは極めてわずかな変形で平行移動し、平行移動する
領域を広くすることができる。従って、この実施例は、
電気信号変位変換装置A5の変位出力部分が完全に平行
である必要がある用途に使用するのに有効な構造であ
る。但し、この無変形部15も、変位部分7のねじれ変
形防止のため、開口12や膜厚変化部13等の場合と同
様、動作部2の幅方向及び長さ方向に線対称に設ける必
要がある。
FIG. 9 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device A5 according to still another embodiment of the present invention, wherein the Young's modulus is more than the combined Young's modulus of the strain-generating layer 4 and the electrode layers 5a and 5b. The non-deformable portion 15 made of an insulating material having a large thickness is provided in a part of the operation portion 2. The non-deformed portion 15 may be provided so as to be added to the center of the displacement portion 7 or may be provided so as to replace the center of the displacement portion 7. When the non-deformable portion 15 is provided at the center of the displacement portion 7 as described above, even if the displacement portion 7 is deformed by the input of the electric signal, the central non-deformation portion 15 moves in parallel without being deformed, or moves very little. It is possible to make a parallel movement by a large deformation and to widen the area for the parallel movement. Therefore, this embodiment
This structure is effective for use in applications where the displacement output portion of the electric signal displacement conversion device A5 needs to be completely parallel. However, the non-deformable portion 15 also needs to be provided line-symmetrically in the width direction and the length direction of the operation portion 2 in order to prevent the displacement portion 7 from torsional deformation, as in the case of the opening 12 and the film thickness change portion 13. is there.

【0056】図10に示すものは本発明のさらに別な実
施例による電気信号変位変換装置A6を示す斜視図であ
って、フレーム部1の上に少なくとも2つ以上の複数の
動作部2a,2b,2cを有している。これらの動作部
2a,2b,2cはそれぞれのパッド部11a,11b
から独立して電気信号を入力できるようになっているの
で、それぞれ厚み方向の変位出力のための動作部2a,
2b,2cとして使用することができる。
FIG. 10 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device A6 according to still another embodiment of the present invention, in which at least two or more operation units 2a, 2b are provided on a frame unit 1. , 2c. These operating parts 2a, 2b, 2c are respectively pad parts 11a, 11b.
Can input an electric signal independently of the operation units 2a and 2a for outputting displacement in the thickness direction.
2b and 2c can be used.

【0057】しかし、図10に示すように複数の動作部
2a,2b,2cを有する電気信号変位変換装置A6の
場合には、重要な駆動方法がある。すなわち、一部の動
作部2b,2cの起歪層4に引っ張り応力を発生させる
ことにより、フレーム部1を内側へ撓ませて各固定部分
6間の距離を小さくし、起歪層4に圧縮応力を発生して
いる動作部2aの変位量を拡大することである。具体的
にいうと、各動作部2a,2b,2cはフレーム部1上
に平行に配置され、それぞれ両端の固定部分6がフレー
ム部1に固定されている。この複数の動作部2a,2
b,2cのうち例えば中央の動作部2aにおいては起歪
層4に横伸張歪を発生させて固定部分6間の変位部分7
に圧縮応力を生じさせ、当該動作部2aの変位部分7を
厚み方向に変位させる。同時に、両側の動作部2b,2
cにおいては、起歪層4に横収縮歪を発生させて固定部
分6間の変位部分7を収縮させ、この収縮力によってフ
レーム部1を内側へ撓ませ、各固定部分6間を接近させ
る。この結果、中央の動作部2aは電気信号入力によっ
て長さ方向に延びて厚み方向に座屈して変位すると同時
に、固定部分6間の距離が短くなるので、中央の動作部
2aの変位量が拡大されることになる。ここで、一部の
動作部2aは伸張させて圧縮応力を発生させ、他の動作
部2b,2cは収縮させて引っ張り応力を発生させるた
めには、各動作部2aと2b,2cに同一の電気信号を
極性を反転させた状態で入力することがもっとも簡便な
方法である。さらに、図10に示すように、変位出力用
の動作部2aと変位拡大用の動作部2b,2cで寸法
(例えば、動作部2a,2b,2cの幅)を異ならせる
ことにより、電気信号の強度に対する変位量の大きさを
制御することができる。
However, as shown in FIG. 10, in the case of the electric signal displacement conversion device A6 having a plurality of operation units 2a, 2b, 2c, there is an important driving method. That is, by generating a tensile stress in the strain generating layer 4 of some of the operating portions 2b and 2c, the frame portion 1 is bent inward to reduce the distance between the fixed portions 6 and to be compressed into the strain generating layer 4. This is to increase the amount of displacement of the operating part 2a that is generating stress. More specifically, each of the operation units 2a, 2b, and 2c is arranged in parallel on the frame unit 1, and fixed portions 6 at both ends are fixed to the frame unit 1. The plurality of operation units 2a, 2
b, 2c, for example, in the central operating portion 2a, a lateral extension strain is generated in the strain generating layer 4 so that the displacement portion 7 between the fixed portions 6 is formed.
To generate a compressive stress, thereby displacing the displacement portion 7 of the operating portion 2a in the thickness direction. At the same time, the operation parts 2b, 2 on both sides
In (c), a lateral contraction strain is generated in the strain-generating layer 4 to contract the displacement portion 7 between the fixed portions 6, and the contraction force causes the frame portion 1 to bend inward, thereby bringing the fixed portions 6 closer to each other. As a result, the central operating portion 2a extends in the length direction due to the input of the electric signal and buckles in the thickness direction to be displaced, and at the same time, the distance between the fixed portions 6 is shortened. Will be done. Here, in order to generate a compressive stress by expanding some of the operating portions 2a and to generate a tensile stress by compressing the other operating portions 2b and 2c, the same is applied to each of the operating portions 2a and 2b and 2c. The simplest method is to input an electric signal with its polarity inverted. Further, as shown in FIG. 10, the dimensions (for example, the widths of the operating units 2a, 2b, 2c) of the operating unit 2a for outputting the displacement and the operating units 2b, 2c for increasing the displacement are made different, so that the electric signal The magnitude of the displacement amount with respect to the strength can be controlled.

【0058】また、フレーム部1を、図10に示すよう
に、外枠部16内に弾性ビーム18によって一対の可動
部(もしくは、1つの可動部)17を支持した構造と
し、各動作部2a,2b,2cの両側固定部分6を両可
動部17に(もしくは、一方の固定部分6を可動部17
に、他方の固定部分6を外枠部16に)固定すれば、可
動部17が容易に弾性変位するので、変位拡大用の動作
部2b,2cにより固定部分6間の距離を変化させ易く
なり、さらに大きな変位量を得ることが可能になる。
Further, as shown in FIG. 10, the frame 1 has a structure in which a pair of movable parts (or one movable part) 17 is supported by an elastic beam 18 in an outer frame part 16, and each operating part 2a , 2b, 2c are fixed to both movable parts 17 (or one fixed part 6 is
If the other fixed part 6 is fixed to the outer frame part 16), the movable part 17 is easily elastically displaced, so that the distance between the fixed parts 6 can be easily changed by the displacement enlarging operation parts 2b and 2c. , It is possible to obtain a larger displacement.

【0059】なお、上記のいずれの実施例においても、
動作部2は、図11の電気信号変位変換装置A7のよう
に、2層以上の起歪層4、特に異種の起歪層4と、3層
以上の電極層5a,5b,5c,…を積層した構造とな
っていてもよい。この電気信号変位変換装置A7の場合
には、異なる起歪層4の圧電定数や厚み、幅等を調整す
ることにより、座屈を起こす電圧VEや変位量を調整す
ることができる。また、図12の電気信号変位変換装置
A8に示すように、電気信号の入力されていない状態で
動作部2が湾曲した構造としても良い。また、図13に
示す電気信号変位変換装置A9のように、動作部2の全
周をフレーム部1に固定し、この全周にわたる固定部分
6により囲まれた変位部分7が膜状に変位するようにし
てもよい。
In any of the above embodiments,
The operation unit 2 includes two or more strain-generating layers 4, particularly different types of strain-generating layers 4, and three or more electrode layers 5a, 5b, 5c,... Like the electric signal displacement conversion device A7 in FIG. It may have a laminated structure. In the case of the electric signal the displacement converter A7 differs strain generating layer 4 of the piezoelectric constant and thickness, by adjusting the width and the like, it is possible to adjust the voltage V E and a displacement amount of buckling occurs. Further, as shown in the electric signal displacement conversion device A8 in FIG. 12, the operation section 2 may be configured to be curved in a state where no electric signal is input. Further, as in an electric signal displacement conversion device A9 shown in FIG. 13, the entire circumference of the operation section 2 is fixed to the frame section 1, and the displacement portion 7 surrounded by the fixed portion 6 over the entire circumference is displaced in a film shape. You may do so.

【0060】次に、本発明の電気信号変位変換装置の応
用について説明する。この電気信号変位変換装置は上記
のように電気信号を入力すると変位部分で変位量を出力
する(電気エネルギー→機械エネルギー変換)ので各種
機器のアクチュエータとして用いることができる。ま
た、この起歪層によるエネルギー変換は可逆的な現象で
あるので、逆方向のエネルギー変換も可能である。すな
わち、変位部分に外力が加わると、それに応じた電気信
号が出力される(機械エネルギー→電気エネルギー変
換)ので、各種機器のセンサとして用いることもでき
る。以下に示すように本発明の電気信号変位変換装置を
各種アクチュエータや各種センサ等に使用すれば、構造
が簡単で小型のアクチュエータやセンサ等を製作するこ
とができ、電気信号線から入力する電気信号だけで簡単
に制御することができる。
Next, an application of the electric signal displacement converter of the present invention will be described. As described above, the electric signal displacement converter outputs an amount of displacement at a displaced portion when an electric signal is input (electrical energy → mechanical energy conversion), and thus can be used as an actuator for various devices. Further, since the energy conversion by the strain generating layer is a reversible phenomenon, the energy conversion in the opposite direction is also possible. That is, when an external force is applied to the displaced portion, an electric signal corresponding to the external force is output (mechanical energy → electrical energy conversion), so that it can be used as a sensor for various devices. As shown below, if the electric signal displacement conversion device of the present invention is used for various actuators and various sensors, it is possible to manufacture small actuators and sensors with a simple structure, and to input electric signals from electric signal lines. Just be able to control easily.

【0061】図14は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた光スキャナB1を示す概略断面図である。こ
の光スキャナB1にあっては、電気信号変位変換装置2
1の変位部分7の表面、例えば電極層5aの上に光反射
面22を形成してあり、電気信号線(入力用)8に駆動
回路23が接続されている。しかして、光源24から出
射された光ビーム25を変位部分7の中央から外れた位
置の光反射面22で反射させておき、駆動回路23から
例えば交流電圧信号(又は直流と交流の重畳信号)を入
力させて動作部2の変位部分7を上下に振動させると、
図14に示すように光反射面22で反射された光ビーム
25は変位部分7の振動に対応して走査される。
FIG. 14 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an optical scanner B1 using No. 1. In the optical scanner B1, the electric signal displacement conversion device 2
The light reflecting surface 22 is formed on the surface of the displacement portion 7, for example, on the electrode layer 5 a, and the drive circuit 23 is connected to the electric signal line (for input) 8. Thus, the light beam 25 emitted from the light source 24 is reflected by the light reflecting surface 22 at a position deviated from the center of the displacement portion 7, and the driving circuit 23 outputs, for example, an AC voltage signal (or a DC and AC superimposed signal). And vibrates the displacement portion 7 of the operating section 2 up and down,
As shown in FIG. 14, the light beam 25 reflected by the light reflecting surface 22 is scanned according to the vibration of the displacement portion 7.

【0062】図15は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いたリレーB2を示す概略断面図である。この実
施例にあっては、動作部2と間隔をあけてフレーム部1
の上に対向基板26を接合している。変位部分7の上面
には絶縁膜27を介して第1のスイッチング用電極28
を設け、対向基板26の内面にはスイッチング用電極2
8と対向する第2のスイッチング用電極29を設けてあ
り、スイッチング用電極29は対向基板26のスルーホ
ール30を通って対向基板26の上面へ導かれている。
両スイッチング用電極28,29は図15に示すように
二次側回路に接続するようになっている。
FIG. 15 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a relay B2 using No. 1; In this embodiment, the frame unit 1 is spaced apart from the operation unit 2.
The opposing substrate 26 is joined on the substrate. A first switching electrode 28 is provided on the upper surface of the displacement portion 7 with an insulating film 27 interposed therebetween.
And the switching electrode 2 is provided on the inner surface of the opposite substrate 26.
8 is provided, and the switching electrode 29 is guided to the upper surface of the counter substrate 26 through the through hole 30 of the counter substrate 26.
Both switching electrodes 28 and 29 are connected to a secondary circuit as shown in FIG.

【0063】しかして、電気信号変位変換装置21の電
気信号線(入力用)8を一次側回路に接続してあると、
一次側回路から電気信号線8に電圧が印加されていない
場合には、動作部2は平板状に保持されているので、両
スイッチング用電極28,29同志は離間しており、二
次側回路は開かれている。これに対し、一次側回路によ
り電気信号線8に所定値VE以上の電圧が加えられる
と、動作部2が座屈して両スイッチング用電極28,2
9同志が接触し、二次側回路が閉じる。また、このとき
一次側回路と二次側回路とは絶縁膜27によって絶縁さ
れ互いに分離されている。このようなリレーB2に本発
明の電気信号変位変換装置21を用いると、変位部分7
の平行移動する部分でスイッチング用電極28,29同
志を接触させることができるので、スイッチング用電極
28,29同志を確実に接触させることができる。ま
た、スイッチング用電極28,29の接触面積を比較的
大きく取ることができるので、リレーB2の抵抗も小さ
くできる。
When the electric signal line (for input) 8 of the electric signal displacement converter 21 is connected to the primary side circuit,
When no voltage is applied to the electric signal line 8 from the primary side circuit, since the operating portion 2 is held in a flat plate shape, the two switching electrodes 28 and 29 are separated from each other, and the secondary side circuit Is open. In contrast, when the electric signal line 8 is a voltage higher than a predetermined value V E is applied by the primary circuit, the operation section 2 is buckled to both switching electrodes 28,2
9 comrades make contact and the secondary circuit closes. At this time, the primary circuit and the secondary circuit are insulated by the insulating film 27 and are separated from each other. When the electric signal displacement converter 21 of the present invention is used for such a relay B2, the displacement portion 7
Since the switching electrodes 28 and 29 can be brought into contact with each other in the portion that moves in parallel, the switching electrodes 28 and 29 can be surely brought into contact with each other. Further, since the contact area between the switching electrodes 28 and 29 can be relatively large, the resistance of the relay B2 can be reduced.

【0064】図16は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた圧力センサB3を示す概略断面図である。こ
の圧力センサB3にあっては、動作部2の全周がフレー
ム部1に固定されており、電気信号変位変換装置21の
フレーム部1の下面にガラス基板やシリコン基板等の基
板31を接合して当該基板31と変位部分7との間に圧
力導入室32を設け、基板31には圧力導入室32に至
る圧力導入路33を形成してある。また、電気信号線
(出力用)8は圧力検出回路部34に接続されている。
FIG. 16 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a pressure sensor B3 using No. 1. In the pressure sensor B3, the entire periphery of the operation unit 2 is fixed to the frame unit 1, and a substrate 31 such as a glass substrate or a silicon substrate is joined to the lower surface of the frame unit 1 of the electric signal displacement conversion device 21. Thus, a pressure introducing chamber 32 is provided between the substrate 31 and the displacement portion 7, and a pressure introducing path 33 leading to the pressure introducing chamber 32 is formed in the substrate 31. The electric signal line (for output) 8 is connected to the pressure detection circuit unit 34.

【0065】しかして、圧力導入路33を通して圧力導
入室32に圧力Pが導かれると、外部との差圧によって
変位部分7が膜厚方向へ撓む。変位部分7が撓むと、起
歪層4に横歪が発生するので、圧電横効果によって起歪
層4に厚み方向の電界が発生し、動作部2の電極層5
a,5b間に電圧が発生する。発生した電圧は変位部分
7に加わった力、すなわち圧力によって変化するので、
印加圧力Pは電極層5a,5b間に発生した電気信号か
ら圧力検出回路部34で演算される。このような圧力セ
ンサ等のセンサ向用途においても、変位部分7が安定し
た状態で平行に動くので、良好な検出精度が得られる。
When the pressure P is guided to the pressure introducing chamber 32 through the pressure introducing passage 33, the displaced portion 7 is bent in the direction of the film thickness due to the pressure difference with the outside. When the displacement portion 7 bends, a lateral strain is generated in the strain-generating layer 4, so that an electric field in the thickness direction is generated in the strain-generating layer 4 by the piezoelectric transverse effect, and
A voltage is generated between a and 5b. Since the generated voltage changes according to the force applied to the displacement portion 7, that is, the pressure,
The applied pressure P is calculated by the pressure detection circuit unit 34 from an electric signal generated between the electrode layers 5a and 5b. Even in applications for sensors such as a pressure sensor, since the displacement portion 7 moves in parallel in a stable state, good detection accuracy can be obtained.

【0066】図17は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた加速度センサB4を示す概略断面図である。
この加速度センサB4は、検出しようとする加速度の方
向が動作部2の変位方向と平行となるように配置されて
おり、電気信号線(出力用)8には加速度検出回路部3
5が接続されている。
FIG. 17 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an acceleration sensor B4 using No. 1.
The acceleration sensor B4 is arranged so that the direction of the acceleration to be detected is parallel to the displacement direction of the operation unit 2, and the electric signal line (for output) 8 is connected to the acceleration detection circuit unit 3.
5 is connected.

【0067】しかして、加速度センサB4が加速度を感
知すると、その慣性力によって図17のように変位部分
7が変位する。加速度検出回路部35は、加速度による
動作部2の変形により発生した電圧を検出し、その加速
度を演算する。あるいは、振動センサとして振動の強さ
や変化も検出することができる。また、図18の加速度
センサB5のように変位部分7の中央部に重り36を固
定しておけば、加速度の検出感度を増加させることがで
きる。
When the acceleration sensor B4 senses the acceleration, the displacement portion 7 is displaced by the inertial force as shown in FIG. The acceleration detection circuit unit 35 detects a voltage generated by the deformation of the operation unit 2 due to the acceleration, and calculates the acceleration. Alternatively, a vibration sensor can also detect the strength or change of vibration. Further, if the weight 36 is fixed to the center of the displacement portion 7 as in the acceleration sensor B5 in FIG. 18, the acceleration detection sensitivity can be increased.

【0068】図19は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた流量調整用もしくは開閉用のバルブ装置(マ
イクロバルブ)B6を示す概略断面図である。このバル
ブ装置B6にあっては、流体の流れる流体管37の側壁
を一部開口して当該側壁開口38に電気信号変位変換装
置21のフレーム部1を水密的に嵌合させたものであ
る。この電気信号変位変換装置21にあっても、流体が
外部へ漏れないように動作部2は全周をフレーム部1に
接合されている。しかして、バルブコントローラ39か
ら電気信号線(入力用)8に印加する電圧を変化させる
ことによって変位部分7の変位量を変化させることがで
きるので、変位部分7を大きく変位させて流体通路40
の開度を狭くしたり、変位部分7の変位を小さくして流
体通路40の開度を広くしたりでき、これによって流体
の流量を制御することができる。従って、このバルブ装
置B6によれば、非常に小さなバルブ装置B6を簡単な
構造で実現でき、流体流量の微調整が可能になり、コス
トも安価にできる。図19では、動作部2ないし電気信
号変位変換装置21が直接流体に接触しているが、側壁
開口38にゴム等の柔軟なダイアフラムを張り、可動部
でダイアフラムを撓ませて流体通路40の開度を調整す
るようにしてもよい。また、動作部2にゴム等の弁を設
けて流体通路40を完全に閉じられるようにすれば、開
閉用としても使用できる。
FIG. 19 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
1 is a schematic cross-sectional view showing a valve device (micro valve) B6 for adjusting a flow rate or opening and closing using No. 1. In the valve device B6, the side wall of the fluid pipe 37 through which the fluid flows is partially opened, and the frame portion 1 of the electric signal displacement conversion device 21 is fitted to the side wall opening 38 in a watertight manner. Even in the electric signal displacement conversion device 21, the operation unit 2 is joined to the frame unit 1 on the entire circumference so that the fluid does not leak outside. Since the displacement amount of the displacement portion 7 can be changed by changing the voltage applied to the electric signal line (for input) 8 from the valve controller 39, the displacement portion 7 is largely displaced to
Can be narrowed, or the displacement of the displacement portion 7 can be reduced to widen the opening of the fluid passage 40, thereby controlling the flow rate of the fluid. Therefore, according to the valve device B6, a very small valve device B6 can be realized with a simple structure, fine adjustment of the fluid flow rate is possible, and the cost can be reduced. In FIG. 19, the operating section 2 or the electric signal displacement conversion device 21 is in direct contact with the fluid, but a flexible diaphragm such as rubber is attached to the side wall opening 38 and the movable section flexes the diaphragm to open the fluid passage 40. The degree may be adjusted. Further, if a valve made of rubber or the like is provided in the operation section 2 so that the fluid passage 40 can be completely closed, it can be used for opening and closing.

【0069】図20は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた流速センサB7を示す概略断面図である。こ
の流速センサB7にあっては、動作部2は全周をフレー
ム部1に固定されており、動作部2の下面側(フレーム
部1側)に基準圧力p0を導くようになっている。ま
た、電気信号変位変換装置21は、動作部2が設けられ
ている側の面を内部にして、流体管41に開けられた側
壁開口42に水密的にはめ込まれており、流体通路43
内を流れる流体の流線と動作部2とが平行となるように
配置されている。
FIG. 20 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a flow rate sensor B7 using No. 1; In the this flow sensor B7, the operation portion 2 is adapted to being fixed to the entire circumference to the frame portion 1, leads to a reference pressure p 0 on the lower surface side of the operation portion 2 (frame portion 1 side). The electric signal displacement conversion device 21 is water-tightly fitted into a side wall opening 42 opened in the fluid pipe 41 with the surface on the side where the operation section 2 is provided as an interior.
The flow line of the fluid flowing in the inside and the operation unit 2 are arranged in parallel.

【0070】しかして、流体通路43に流れる流体の流
速が大きくなると、流体の圧力pが低下し(ベルヌーイ
の定理)、流体の流速と差圧p0−pとの間には例えば
図21に示すような関係がある。従って、流速検出回路
部44により、電気信号線(出力用)8から出力される
電圧信号から差圧p0−pを求めれば、流体の流速を演
算することができる。しかも、このような流速センサB
7では、動作部2の表面が滑らかな流線形状になるの
で、流体の流れに影響を与えにくく、流速を検出するこ
とによって流体に乱流を生じさせたりすることがない。
また、動作部2の中央部が平行な状態で流体側へ引き付
けられて常に平行な部分で流速を検知できるので、検出
精度も良好となる。
When the flow velocity of the fluid flowing through the fluid passage 43 increases, the pressure p of the fluid decreases (Bernoulli's theorem), and the difference between the flow velocity of the fluid and the differential pressure p 0 -p is, for example, as shown in FIG. There is a relationship as shown. Therefore, the flow velocity of the fluid can be calculated by obtaining the differential pressure p 0 -p from the voltage signal output from the electric signal line (for output) 8 by the flow velocity detection circuit section 44. Moreover, such a flow rate sensor B
In 7, since the surface of the operation unit 2 has a smooth streamline shape, it does not easily affect the flow of the fluid, and detecting the flow velocity does not cause turbulence in the fluid.
Further, since the central portion of the operating section 2 is attracted to the fluid side in a parallel state and the flow velocity can always be detected in the parallel portion, the detection accuracy is improved.

【0071】図22は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた振動発生器B8を示す概略断面図である。こ
の実施例にあっては、動作部2を振動に適した材質、厚
み等となるように設計している。従って、電気信号線
(入力用)8から電気信号(交流信号もしくは直流と交
流の重畳信号)を入力して機械的な振動を発生させるこ
とができる。特に、高周波信号を入力して超音波振動を
発生させるようにすれば、例えば超音波洗浄器、超音波
加湿器等に用いることができる。
FIG. 22 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
It is a schematic sectional drawing which shows the vibration generator B8 using No. 1. In this embodiment, the operating section 2 is designed to have a material, thickness, and the like suitable for vibration. Therefore, an electric signal (AC signal or a superimposed signal of DC and AC) can be input from the electric signal line (for input) 8 to generate mechanical vibration. In particular, if an ultrasonic vibration is generated by inputting a high-frequency signal, it can be used for, for example, an ultrasonic cleaner, an ultrasonic humidifier, and the like.

【0072】さらに、図23の振動発生器B9に示すよ
うに、変位部分7に可聴域の振動を増幅する振動板45
を設けることによりスピーカ、イアホーン又はブザー等
として使用することができる。
Further, as shown in a vibration generator B9 of FIG. 23, a diaphragm 45 for amplifying vibration in the audible range is provided on the displacement portion 7.
Can be used as a speaker, an earphone, a buzzer, or the like.

【0073】図24は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた発電機B10を示す概略断面図である。この
実施例にあっては、動作部2で音響エネルギーや振動エ
ネルギー等の物理的エネルギーを受けることができるよ
うになっており、動作部2に音響エネルギー等が入射す
ると変位部分7が共鳴振動する。このとき発生した電力
は電気信号線(出力用)8から例えばバッテリーや充電
電池等の充電器46へ送られ、充電される。
FIG. 24 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a generator B10 using No. 1. In this embodiment, the operating section 2 can receive physical energy such as acoustic energy or vibration energy. When acoustic energy or the like is incident on the operating section 2, the displacement portion 7 resonates and vibrates. . The electric power generated at this time is sent from an electric signal line (for output) 8 to a charger 46 such as a battery or a rechargeable battery, and is charged.

【0074】図25は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いたマイクロフォンB11を示す概略断面図であ
る。この実施例では、動作部2で音声を受けることがで
きるようになっており、動作部2に音声が入射すると変
位部分7が共鳴振動する。このとき発生した電圧は電気
信号線(出力用)8から増幅器47へ入力され、音声信
号として例えば音響装置へ出力される。
FIG. 25 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a microphone B11 using No. 1; In this embodiment, the operation unit 2 can receive a sound. When the sound enters the operation unit 2, the displacement portion 7 resonates and vibrates. The voltage generated at this time is input from the electric signal line (for output) 8 to the amplifier 47 and output as an audio signal to, for example, an audio device.

【0075】図26は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いたプローブ装置B12を示す概略断面図であ
る。このプローブ装置B12にあっては、動作部2の変
位部分7の下面に先端の尖ったプローブ(探針)48が
設けられており、プローブ装置B12は微小変位可能な
X−Yステージ機構(図示せず)によって水平方向に位
置調整可能となっている。このプローブ48はシリコン
製であって、シリコンウエハを異方性ウエットエッチン
グすることによってフレーム部1と同時に作製される。
このプローブ装置B12にあっては、電気信号線(入力
用)8から電気信号変位変換装置21に電圧を印加する
と、動作部2が座屈変形してプローブ48は下方(Z軸
方向)へ平行変位する。
FIG. 26 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a probe device B12 using No. 1. In the probe device B12, a probe (tip) 48 having a sharp tip is provided on the lower surface of the displacement portion 7 of the operation section 2, and the probe device B12 is an XY stage mechanism capable of minute displacement. (Not shown), the position can be adjusted in the horizontal direction. The probe 48 is made of silicon and is manufactured simultaneously with the frame 1 by anisotropically wet-etching a silicon wafer.
In the probe device B12, when a voltage is applied from the electric signal line (for input) 8 to the electric signal displacement conversion device 21, the operating section 2 buckles and the probe 48 is moved downward (in the Z-axis direction). Displace.

【0076】このように本発明による電気信号変位変換
装置21を用いたプローブ装置B12によれば、比較的
大きな変位量(約2μm以上)を高分解能で得ることが
できるので、例えば走査型トンネル顕微鏡(Scanning T
unneling Microscope)のマイクロアクチュエータとし
て用いることができる。すなわち、走査型トンネル顕微
鏡は、半導体結晶表面の観察など微小な表面粗さの検査
を目的とするものであって、3次元的に移動するプロー
ブ48の先端を試料表面49に1nm程度に接近させる
ことにより、プローブ48と試料表面49(原子)との
ギャップを越えてトンネル効果により流れる電流が試料
表面49の凹凸状態で変化することを利用し、その変化
を拡大表示させ、観察するものである。また、この走査
型トンネル顕微鏡のプローブ48で1個の原子を吸着し
て移動させることも試みられている。本発明のプローブ
装置B12によれば、極めて小さな寸法にすることがで
き、しかもプローブ48の変位量としてもナノレベルの
変位を得ることができ、しかもトンネル型走査顕微鏡の
マイクロアクチュエータに必要な1nm程度以上の変位
量を得ることができる。
As described above, according to the probe device B12 using the electric signal displacement conversion device 21 according to the present invention, a relatively large displacement amount (about 2 μm or more) can be obtained with high resolution. (Scanning T
It can be used as a microactuator of an unneling microscope. That is, the scanning tunneling microscope is intended for inspection of minute surface roughness such as observation of the surface of a semiconductor crystal, and the tip of the probe 48 that moves three-dimensionally approaches the sample surface 49 by about 1 nm. By utilizing the fact that the current flowing through the tunnel effect across the gap between the probe 48 and the sample surface 49 (atoms) changes in the uneven state of the sample surface 49, the change is displayed in an enlarged scale and observed. . Attempts have also been made to adsorb and move one atom with the probe 48 of this scanning tunneling microscope. According to the probe device B12 of the present invention, the probe device B12 can be made extremely small in size, and can obtain a nano-level displacement as the displacement amount of the probe 48, and about 1 nm required for the microactuator of the tunneling scanning microscope. The above displacement can be obtained.

【0077】図27は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた温度センサB13を示す概略断面図である。
この温度センサB13にあっては、シリコンのフレーム
部1の上に、PZTからなる起歪層4の両面にPt電極
層5a,5bを形成した動作層2の全周もしくは両端部
を固定している。このような構造では、シリコンのフレ
ーム部1は動作部2よりも熱膨張係数が大きいので、温
度が上昇するとフレーム部1と動作部2の熱膨張係数の
違いによって動作部2が引っ張られ、動作部2内に引張
熱応力が発生する。逆に、温度が下がるとフレーム部1
と動作部2内に圧縮熱応力が発生する。この熱応力によ
って起歪層4に横歪が発生するので、電気信号線(出力
用)8からは温度変化に応じた電気信号が出力され、温
度検知回路部50は当該電気信号に基づいて温度を演算
する。このような構造の温度センサB13では、構造が
簡単であるという特徴がある。
FIG. 27 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a temperature sensor B13 using No. 1.
In the temperature sensor B13, the entire circumference or both ends of the operating layer 2 in which the Pt electrode layers 5a and 5b are formed on both surfaces of the strain-generating layer 4 made of PZT on the silicon frame 1 is fixed. I have. In such a structure, since the silicon frame portion 1 has a larger thermal expansion coefficient than the operating portion 2, when the temperature rises, the operating portion 2 is pulled by the difference in the thermal expansion coefficient between the frame portion 1 and the operating portion 2, and the operation is increased. A tensile thermal stress is generated in the portion 2. Conversely, when the temperature drops, the frame 1
Then, a compressive thermal stress is generated in the operation section 2. Since a lateral strain is generated in the strain-generating layer 4 by the thermal stress, an electric signal corresponding to a temperature change is output from the electric signal line (for output) 8, and the temperature detection circuit unit 50 detects a temperature based on the electric signal. Is calculated. The temperature sensor B13 having such a structure has a feature that the structure is simple.

【0078】また、上記実施例とは逆に、動作部2の熱
膨張係数をフレーム部1の熱膨張係数よりも大きくして
もよい。この場合には、温度変化によって大きな変形を
生じる動作部2が薄膜状となっていて熱容量が小さいの
で、応答性が良くなり、感度良好な温度センサB13を
製作することができる。さらに、同じ効果を得るために
は、同じ熱膨張係数を有する上下の電極層5a,5bの
上面及び下面に互いに熱膨張係数の異なる薄膜を形成す
るようにしてもよい。
Further, contrary to the above embodiment, the thermal expansion coefficient of the operation section 2 may be larger than the thermal expansion coefficient of the frame section 1. In this case, the operating section 2 that undergoes a large deformation due to a temperature change is in the form of a thin film and has a small heat capacity, so that the response is improved and the temperature sensor B13 with good sensitivity can be manufactured. Furthermore, in order to obtain the same effect, thin films having different thermal expansion coefficients may be formed on the upper and lower surfaces of the upper and lower electrode layers 5a and 5b having the same thermal expansion coefficient.

【0079】図28は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いた点字ディスプレイ装置B14を示す説明図、
図29はその構造と動作を示す断面図である。この点字
ディスプレイ装置B14に用いられている電気信号変位
変換装置21はマトリックス型のものであって、1枚の
フレーム部1に多数の開口又は凹部3をマトリックス状
に設け、各開口又は凹部3の上に動作部2を設けて独立
駆動可能にしたものである。各動作部2の上には突起5
1が設けられており、突起51は点字1文字に必要な個
数だけ縦横に配列されている。この電気信号変位変換装
置21の上面にはカバーが被せられており、各突起51
はカバー52に設けられた窓53に臨んでいる。そし
て、図29の左の突起51のように動作部2が駆動され
ていない状態では、突起51はカバー52の窓53内に
引っ込んでいるが、右の突起51のように動作部2が駆
動されると、突起51はカバー52の窓53から飛び出
す。従って、点字のパターンとなるように所要動作部2
を駆動して突起51を突出させることにより、点字のパ
ターンを点字ディスプレイ装置B14の表面に表示させ
ることができ、この点字ディスプレイ装置B14の上に
指を置くと点字を読み取ることができる。
FIG. 28 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
Explanatory diagram showing a braille display device B14 using No. 1.
FIG. 29 is a cross-sectional view showing the structure and operation. The electric signal displacement conversion device 21 used in the Braille display device B14 is of a matrix type, and a large number of openings or recesses 3 are provided in a single frame portion 1 in a matrix form. The operation unit 2 is provided on the upper side to enable independent driving. A projection 5 is provided on each operation unit 2.
1 are provided, and the protrusions 51 are arranged vertically and horizontally by the number required for one Braille character. The upper surface of the electric signal displacement conversion device 21 is covered with a cover.
Faces a window 53 provided in a cover 52. When the operating unit 2 is not driven as in the left projection 51 in FIG. 29, the projection 51 is retracted into the window 53 of the cover 52, but the operating unit 2 is driven as in the right projection 51. Then, the projection 51 protrudes from the window 53 of the cover 52. Therefore, the required operation unit 2 is set so as to have a braille pattern.
Is driven to project the projection 51, a Braille pattern can be displayed on the surface of the Braille display device B14, and when a finger is placed on the Braille display device B14, Braille can be read.

【0080】この点字ディスプレイ装置B14は、例え
ばコンピュータを利用した点字翻訳システムB15の出
力装置として用いることができる。図28には、その一
例を示している。点字ディスプレイ装置B14の電気信
号線(バスライン)には、点字翻訳処理部54が接続さ
れ、点字翻訳処理部54にはコンパクトディスク(C
D)やフロッピィディスク、カセットテープ等の記憶媒
体55から情報を読み出すための読み出し装置56と、
キーボードのような入力装置57が接続されている。し
かして、入力装置57から言語が入力されると、点字翻
訳処理部54は当該言語を点字に翻訳し、その点字パタ
ーンを点字ディスプレイ装置B14に表示させるための
制御信号を点字ディスプレイ装置B14へ一定時間毎に
送信する。点字ディスプレイ装置B14では、点字翻訳
処理部54から送られてきた制御信号に応じて各突起5
1を突出させたり、引っ込めたりして順次点字を表示す
る。1つの点字は一定時間(例えば1〜数秒)表示され
るが、これは使用者が調整することができる。従って、
この点字ディスプレイ装置B14を用いれば、指先を点
字ディスプレイ装置B14の上に置いて静止させている
だけで順次点字を読み取ることができ、従来の紙などに
穿孔した点字のように指を点字に沿って滑らせる必要が
ない。同様に、記憶媒体55が読み出し装置56にセッ
トされると、記憶媒体55に記録されている情報が読み
出されて点字翻訳処理部54へ送られ、ここで点字に翻
訳され、点字ディスプレイ装置B14に表示される。
The Braille display device B14 can be used, for example, as an output device of a Braille translation system B15 using a computer. FIG. 28 shows an example thereof. A braille translation processing unit 54 is connected to an electric signal line (bus line) of the braille display device B14, and a compact disc (C
D) a reading device 56 for reading information from a storage medium 55 such as a floppy disk, a cassette tape, or the like;
An input device 57 such as a keyboard is connected. When a language is input from the input device 57, the Braille translation processing unit 54 translates the language into Braille, and sends a control signal for displaying the Braille pattern on the Braille display device B14 to the Braille display device B14. Sent every hour. In the Braille display device B14, each of the projections 5 is controlled in accordance with a control signal sent from the Braille translation processing unit 54.
1 is projected or retracted, and Braille is sequentially displayed. One Braille is displayed for a certain period of time (for example, one to several seconds), which can be adjusted by the user. Therefore,
By using the Braille display device B14, it is possible to sequentially read Braille simply by placing the fingertip on the Braille display device B14 and keeping the finger still, and the finger can be moved along the Braille like the conventional Braille perforated on paper or the like. No need to slide. Similarly, when the storage medium 55 is set in the reading device 56, the information recorded in the storage medium 55 is read and sent to the Braille translation processing unit 54, where it is translated into Braille, and the Braille display device B14 is used. Will be displayed.

【0081】図30は本発明の電気信号変位変換装置2
1を用いたインクジェット方式のプリンタヘッドB16
を示す斜視図である。ここに用いられている電気信号変
位変換装置21も1枚のフレーム部1の上に印字ドット
数に相当する複数個の動作部2をマトリックス状に配列
したものであり、各動作部2は全周をフレーム部1に固
定されている。また、各動作部2の近傍にはインクを吐
出するインクノズル58が配設されている。しかして、
図31(a)に示すように、プリンタの制御部から指定
された印字ドットに対応する動作部2には、インクノズ
ル58から一定量のインクが吐出され、動作部2上にイ
ンク粒子61が供給される(あるいは、予め全ての動作
部2にインク粒子61が供給されていてもよい)。つい
で、印字ドットに対応する動作部2を駆動すると、図3
1(b)に示すように、動作部2上のインク粒子61が
弾かれてカバー59の窓60から外部へ出射され、紙等
の表面に付着する。このようなプリンタヘッドB16に
本発明の電気信号変位変換装置21を用いれば、新規な
構造のインクジェット方式のプリンタヘッドを製作する
ことができ、プリンタヘッドを小型軽量化することがで
きる。なお、図30の実施例では、インク粒子61を吐
出させるための動作部2をマトリックス状に配列してい
るが、プリンタヘッドB16の移動方向と直角な方向に
沿って1列に配列されていてもよい。
FIG. 30 shows an electric signal displacement converter 2 according to the present invention.
Printer Head B16 Using Ink Jet 1
FIG. The electric signal displacement converter 21 used here also has a plurality of operating units 2 corresponding to the number of print dots arranged in a matrix on one frame unit 1, and each operating unit 2 The circumference is fixed to the frame unit 1. In addition, an ink nozzle 58 that ejects ink is disposed near each operation unit 2. Then
As shown in FIG. 31A, a predetermined amount of ink is ejected from the ink nozzle 58 to the operation unit 2 corresponding to the print dot specified by the control unit of the printer, and the ink particles 61 are discharged onto the operation unit 2. The ink particles 61 may be supplied (or the ink particles 61 may be supplied to all the operation units 2 in advance). Next, when the operation unit 2 corresponding to the print dot is driven, FIG.
As shown in FIG. 1B, the ink particles 61 on the operation unit 2 are repelled and emitted from the window 60 of the cover 59 to the outside, and adhere to the surface of paper or the like. If the electric signal displacement converter 21 of the present invention is used for such a printer head B16, an ink jet printer head having a novel structure can be manufactured, and the size and weight of the printer head can be reduced. In the embodiment shown in FIG. 30, the operation units 2 for ejecting the ink particles 61 are arranged in a matrix, but are arranged in a line along a direction perpendicular to the moving direction of the printer head B16. Is also good.

【0082】図32(a)にさらに別な構造のプリンタ
ヘッドB17を示す。このプリンタヘッドB17では、
フレーム部1の開口3に全周固定の動作部2と対向させ
てノズル口63を開口されたノズル板62を取り付け、
動作部2とノズル板62との間にインク溜め64を形成
している。しかして、動作部2を動作させて図32
(b)に示すように動作部2を変形させると、インク溜
め64内のインク65が圧縮され、ノズル口63から外
部へインク粒子66射出される。なお、図示しないがイ
ンク粒子66の射出後、インク溜め64にはインク65
が供給される。
FIG. 32A shows a printer head B17 having still another structure. In this printer head B17,
A nozzle plate 62 having a nozzle port 63 opened is attached to the opening 3 of the frame unit 1 so as to face the operation unit 2 fixed to the entire circumference,
An ink reservoir 64 is formed between the operation unit 2 and the nozzle plate 62. Then, the operation unit 2 is operated and FIG.
When the operating section 2 is deformed as shown in (b), the ink 65 in the ink reservoir 64 is compressed and the ink particles 66 are ejected from the nozzle port 63 to the outside. Although not shown, the ink 65 is stored in the ink reservoir 64 after the ejection of the ink particles 66.
Is supplied.

【0083】図33は本発明に係る電気信号変位変換装
置21を用いた流体搬送装置B18を示す断面図であ
る。この流体搬送装置B18にあっては、パイプ状に形
成されたフレーム部1内に流体通路67を形成し、パイ
プ状のフレーム部1の軸方向に沿って設けた少なくとも
3個の開口3にそれぞれ全周を固定した動作部2を設け
ている。この流体搬送装置B18の両端の接続口68に
は流体搬送用のパイプ69が接続される。
FIG. 33 is a sectional view showing a fluid transfer device B18 using the electric signal displacement conversion device 21 according to the present invention. In this fluid transport device B18, a fluid passage 67 is formed in the pipe-shaped frame portion 1, and at least three openings 3 provided along the axial direction of the pipe-shaped frame portion 1 are respectively provided. An operation section 2 having a fixed circumference is provided. Fluid transfer pipes 69 are connected to connection ports 68 at both ends of the fluid transfer device B18.

【0084】しかして、この流体搬送装置B18の各動
作部2を図34及び図35に示すようにして駆動するこ
とにより流体搬送装置B18によって流体を強制的に搬
送することができる。すなわち、動作部2はA,B,C
の3つで一組となっており、各動作部2(A),2
(B),2(C)は一定時間Δt毎に閉→閉→開のサイ
クルを繰り返しており、しかも隣合う動作部2(A),
2(B),2(C),…同志では1動作ずつずれてい
る。このような駆動方法では、1つの動作部(例えば、
2(A))で流体通路67を閉じた状態において、他の
2つの動作部(例えば、2(B),2(C))の開閉を
入れ替えることにより流体を強制的に搬送方向へ移動さ
せることができる。従って、流体搬送先の圧力が高い場
合でも流体の逆流を起こさせることなく、確実に流体を
搬送することができる。また、この駆動方法を実施する
には、動作部2は最低3個あればよい。もちろん、この
基本的な駆動方法を適当にアレンジすることは可能であ
る。例えば、動作部2を4個一組として、開部分となる
動作部2を2個連続させてもよく、それによって流体の
搬送量を増加させることができる。
By driving each operating section 2 of the fluid transfer device B18 as shown in FIGS. 34 and 35, the fluid can be forcibly transferred by the fluid transfer device B18. That is, the operation unit 2 is composed of A, B, C
And each of the operation units 2 (A), 2
(B) and 2 (C) repeat the cycle of closing → closing → open at regular time intervals Δt.
.. 2 (B), 2 (C),... In such a driving method, one operation unit (for example,
In the state where the fluid passage 67 is closed in 2 (A)), the fluid is forcibly moved in the transport direction by switching the opening and closing of the other two operation units (for example, 2 (B) and 2 (C)). be able to. Therefore, even when the pressure of the fluid transport destination is high, the fluid can be transported reliably without causing the fluid to flow backward. Further, in order to carry out this driving method, at least three operation units 2 are required. Of course, it is possible to appropriately arrange this basic driving method. For example, the four operating units 2 may be formed as a set of four, and two operating units 2 serving as open portions may be continuous, thereby increasing the amount of fluid transported.

【0085】また、図36に示すものは本発明の別な流
体搬送装置B19を示す断面図である。これは図33に
示したような流体搬送装置B18のパイプ状をしたフレ
ーム部1を縦割りに2分割してヒンジ部70から開くこ
とができるようにし、2分割されたフレーム部1A,1
Bを係合部71で閉じるようにしたものである。なお、
この実施例では、動作部2は両端固定のものでもよい。
しかして、係合部71からフレーム部1A,1Bを開い
て流体の通る柔軟なゴムチューブやビニールチューブ等
のチューブ72を通し、フレーム部1A,1Bを閉じ
る。この状態で、動作部2を例えば図34及び図35と
同様にして駆動すると、チューブ72が動作部2で撓ま
せられながら流体が搬送される。このような流体搬送装
置B19は、例えば病院等の医療現場で点滴を行なう場
合に、点滴液を送るチューブに簡単に脱着して使用する
ことができ、しかもチューブ72の上から使用するの
で、汚染の恐れもない。しかも、点滴液を一定速度で精
度よく送ることができる。
FIG. 36 is a sectional view showing another fluid transfer device B19 of the present invention. This allows the pipe-shaped frame portion 1 of the fluid transfer device B18 as shown in FIG. 33 to be vertically divided into two portions so that the frame portion 1 can be opened from the hinge portion 70, and the two divided frame portions 1A, 1
B is closed by an engaging portion 71. In addition,
In this embodiment, the operation section 2 may be fixed at both ends.
Then, the frame portions 1A and 1B are opened from the engaging portion 71, and the frame portions 1A and 1B are closed by passing a tube 72 such as a flexible rubber tube or a vinyl tube through which a fluid passes. In this state, when the operation unit 2 is driven in the same manner as in, for example, FIGS. 34 and 35, the fluid is conveyed while the tube 72 is bent by the operation unit 2. For example, when performing infusion at a medical site such as a hospital, such a fluid transport device B19 can be easily attached to and detached from a tube for sending an infusion solution, and is used from above the tube 72. There is no fear. In addition, the infusion liquid can be sent with high accuracy at a constant speed.

【0086】また、図34及び図35の駆動方法では、
動作部2は無負荷状態のフラットな状態を開状態として
いるが、図33のような流体搬送装置B18において、
開状態では閉状態と逆極性の駆動電圧を印加させること
により、図37のように動作部2を外へ変位させて開状
態とするようにしてもよい。図37のように駆動すれ
ば、動作部2の数を増加させて流体搬送装置B18の寸
法を長くすることなく、流体搬送装置B18で搬送する
流量を増加させることができる。
In the driving method shown in FIGS. 34 and 35,
The operating unit 2 is in the open state in the flat state of the no-load state. However, in the fluid transfer device B18 as shown in FIG.
In the open state, by applying a drive voltage having a polarity opposite to that of the closed state, the operating section 2 may be displaced outward as shown in FIG. By driving as shown in FIG. 37, it is possible to increase the flow rate transferred by the fluid transfer device B18 without increasing the number of the operation units 2 and increasing the size of the fluid transfer device B18.

【0087】図38に示すものは本発明の電気信号変位
変換装置21を用いた流体搬送装置B18の別な駆動方
法を示す説明図、図39はその動作タイムチャートであ
る。この駆動方法では、4つの動作部2(A),2
(B),2(C),2(D)で一組となっており、各動
作部2(A),2(B),2(C),2(D),…は一
定時間毎に、外側変位(開)→変位なし(開)→内側変
位(閉)→変位なし(開)というサイクルを繰り返し、
しかも隣合う動作部2(A),2(B),2(C),2
(D)同志で1動作ずつずれている。従って、動作部2
(A),2(B),2(C),2(D)の開閉状態のパ
ターンが図38に示すように順次搬送方向へずれ、流体
が搬送方向へ送られる。このような駆動方法は、例えば
接着剤をノズルから定量吐出する計量塗布装置や、チュ
ーブの先端から一定供給速度で薬品等を滴下させる用途
などに用いることができる。
FIG. 38 is an explanatory diagram showing another driving method of the fluid transfer device B18 using the electric signal displacement conversion device 21 of the present invention, and FIG. 39 is an operation time chart thereof. In this driving method, four operation units 2 (A), 2
(B), 2 (C), 2 (D), and each of the operation units 2 (A), 2 (B), 2 (C), 2 (D),. Repeat the cycle of outer displacement (open) → no displacement (open) → inner displacement (closed) → no displacement (open),
Moreover, the adjacent operation units 2 (A), 2 (B), 2 (C), 2
(D) There is a one-off shift between each other. Therefore, the operation unit 2
The open / closed patterns of (A), 2 (B), 2 (C), and 2 (D) are sequentially shifted in the transport direction as shown in FIG. 38, and the fluid is sent in the transport direction. Such a driving method can be used, for example, in a metering / applying device that discharges an adhesive from a nozzle in a fixed amount, or in an application in which a drug or the like is dropped from a tip of a tube at a constant supply speed.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明によれば、電気信号変位変換装置
の動作前後において、変位部分に平行状態を保持する部
分を存在させることが可能であり、無変形部と組合せる
ことによって無変形部の平行な変位を実現することがで
きる。これによって、例えば、無変形部で光を反射させ
たり、駆動対象物を移動させたりするアクチュエータと
しての応用においては、反射光ビームや駆動対象物を平
行に動かすことが可能になる。
According to the present invention, before and after the operation of the electric signal displacement conversion device, it is possible to make the displacement portion have a portion that maintains a parallel state, and by combining it with the non-deformation portion, Can be realized in parallel. This makes it possible to move the reflected light beam and the driven object in parallel, for example, in an application as an actuator that reflects light at the non-deformed portion or moves the driven object.

【0089】また、本発明の電気信号変位変換装置によ
れば、製作時における起歪層や電極層の内部応力制御も
高精度に行なう必要がないため、起歪層や電極層内の応
力を取り除くためのアニールプロセスの必要がなく、製
作プロセスの工数を減らすことによるコストダウンの効
果がある。
Further, according to the electric signal displacement converter of the present invention, it is not necessary to control the internal stress of the strain generating layer and the electrode layer at the time of manufacturing with high precision, so that the stress in the strain generating layer and the electrode layer can be reduced. There is no need for an annealing process for removal, and there is an effect of cost reduction by reducing the number of manufacturing process steps.

【0090】また、積層型圧電アクチュエータと比較し
て、アクチュエータ寸法に対する変位量、変形量も大き
くできる。
Further, the displacement and deformation with respect to the actuator dimensions can be increased as compared with the laminated piezoelectric actuator.

【0091】さらに、本発明の電気信号変位変換装置で
は、1枚の起歪層と1組の電極層で構成することができ
るので、低コスト化、小型化(特に薄型化)が可能とな
る。
Further, since the electric signal displacement conversion device of the present invention can be composed of one strain layer and one set of electrode layers, it is possible to reduce the cost and reduce the size (particularly the thickness). .

【0092】また、この電気信号変位変換装置を各種ア
クチュエータや各種センサ等に用いることにより、これ
らのアクチュエータやセンサ等の小型化および低コスト
化に貢献することができる。さらに、アクチュエータに
もセンサにも用いることができるので、アクチュエータ
とセンサを必要とする用途の場合には、同一プロセスで
同一基板上にアクチュエータとセンサを実現することが
できる。
Further, by using the electric signal displacement conversion device for various actuators and various sensors, it is possible to contribute to miniaturization and cost reduction of these actuators and sensors. Further, since both the actuator and the sensor can be used, in the case of an application requiring the actuator and the sensor, the actuator and the sensor can be realized on the same substrate by the same process.

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

【図1】従来の積層型圧電アクチュエータであって、
(a)は電気信号を入力していない状態の正面図、
(b)は電気信号を入力した状態の正面図である。
FIG. 1 is a conventional laminated piezoelectric actuator,
(A) is a front view in a state where no electric signal is input,
(B) is a front view in the state where the electric signal was input.

【図2】従来の起歪層を利用した片持ち梁型アクチュエ
ータであって、(a)は電気信号を入力していない状態
の正面図、(b)は電気信号を入力した状態の正面図で
ある。
FIG. 2 is a front view of a conventional cantilever-type actuator using a strain-generating layer, in which (a) is a front view in which an electric signal is not input, and (b) is a front view in which an electric signal is input. It is.

【図3】本発明の一実施例による電気信号変位変換装置
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device according to an embodiment of the present invention.

【図4】(a)(b)(c)は同上の電気信号変位変換
装置の動作説明のための概略断面図である。
FIGS. 4A, 4B, and 4C are schematic cross-sectional views for explaining the operation of the electric signal displacement conversion device of the above.

【図5】電気信号変位変換装置における印加電圧と変位
部分の変位量との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an applied voltage and a displacement amount of a displacement portion in the electric signal displacement conversion device.

【図6】本発明の別な実施例による電気信号変位変換装
置を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明のさらに別な実施例による電気信号変位
変換装置を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device according to still another embodiment of the present invention.

【図8】本発明のさらに別な実施例による電気信号変位
変換装置を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device according to still another embodiment of the present invention.

【図9】本発明のさらに別な実施例による電気信号変位
変換装置を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device according to still another embodiment of the present invention.

【図10】本発明のさらに別な実施例による電気信号変
位変換装置を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device according to still another embodiment of the present invention.

【図11】本発明のさらに別な実施例による電気信号変
位変換装置を示す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing an electric signal displacement conversion device according to still another embodiment of the present invention.

【図12】本発明のさらに別な実施例による電気信号変
位変換装置を示す概略断面図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view showing an electric signal displacement conversion device according to still another embodiment of the present invention.

【図13】本発明のさらに別な実施例による電気信号変
位変換装置を示す斜視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing an electric signal displacement conversion device according to still another embodiment of the present invention.

【図14】本発明に係る光スキャナを示す概略断面図で
ある。
FIG. 14 is a schematic sectional view showing an optical scanner according to the present invention.

【図15】本発明に係るリレーを示す概略断面図であ
る。
FIG. 15 is a schematic sectional view showing a relay according to the present invention.

【図16】本発明に係る圧力センサを示す概略断面図で
ある。
FIG. 16 is a schematic sectional view showing a pressure sensor according to the present invention.

【図17】本発明に係る加速度センサを示す概略断面図
である。
FIG. 17 is a schematic sectional view showing an acceleration sensor according to the present invention.

【図18】本発明に係る別な加速度センサを示す概略断
面図である。
FIG. 18 is a schematic sectional view showing another acceleration sensor according to the present invention.

【図19】本発明に係るバルブ装置を示す概略断面図で
ある。
FIG. 19 is a schematic sectional view showing a valve device according to the present invention.

【図20】本発明に係る流速センサを示す概略断面図で
ある。
FIG. 20 is a schematic sectional view showing a flow sensor according to the present invention.

【図21】流体の流速と動作部の両面に働く差圧との関
係を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a relationship between a flow velocity of a fluid and a differential pressure acting on both surfaces of an operation unit.

【図22】本発明に係る振動発生器を示す概略断面図で
ある。
FIG. 22 is a schematic sectional view showing a vibration generator according to the present invention.

【図23】本発明に係る別な振動発生器を示す概略断面
図である。
FIG. 23 is a schematic sectional view showing another vibration generator according to the present invention.

【図24】本発明に係る発電機を示す概略断面図であ
る。
FIG. 24 is a schematic sectional view showing a generator according to the present invention.

【図25】本発明に係るマイクロフォンを示す概略断面
図である。
FIG. 25 is a schematic sectional view showing a microphone according to the present invention.

【図26】本発明に係るプローブ装置を示す概略断面図
である。
FIG. 26 is a schematic sectional view showing a probe device according to the present invention.

【図27】本発明に係る温度センサを示す概略断面図で
ある。
FIG. 27 is a schematic sectional view showing a temperature sensor according to the present invention.

【図28】(a)(b)は本発明に係る点字ディスプレ
イ装置を示す説明図である。
FIGS. 28A and 28B are explanatory diagrams showing a braille display device according to the present invention.

【図29】同上の点字ディスプレイの構造と動作を示す
拡大部分断面図である。
FIG. 29 is an enlarged partial sectional view showing the structure and operation of the same Braille display.

【図30】本発明に係るプリンタヘッドを示す斜視図で
ある。
FIG. 30 is a perspective view showing a printer head according to the invention.

【図31】(a)(b)は同上のプリンタヘッドの動作
説明のための拡大部分断面図である。
FIGS. 31 (a) and 31 (b) are enlarged partial cross-sectional views for explaining the operation of the printer head.

【図32】(a)(b)は本発明に係る別なプリンダヘ
ッドの構造及び動作を説明するための拡大部分断面図で
ある。
FIGS. 32 (a) and 32 (b) are enlarged partial cross-sectional views for explaining the structure and operation of another printer head according to the present invention.

【図33】本発明に係る流体搬送装置の断面図である。FIG. 33 is a sectional view of a fluid transfer device according to the present invention.

【図34】(a)(b)(c)(d)は同上の流体搬送
装置の動作説明図である。
FIGS. 34 (a), (b), (c), and (d) are explanatory views of the operation of the above fluid transport device.

【図35】同上の流体搬送装置の駆動タイムチャートで
ある。
FIG. 35 is a drive time chart of the above fluid transport device.

【図36】本発明に係る別な流体搬送装置を示す断面図
である。
FIG. 36 is a cross-sectional view showing another fluid conveyance device according to the present invention.

【図37】本発明に係る流体搬送装置の別な駆動方法を
示す断面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view showing another driving method of the fluid conveyance device according to the present invention.

【図38】本発明に係る流体搬送装置のさらに別な駆動
方法を示す断面図である。
FIG. 38 is a sectional view showing still another driving method of the fluid transport device according to the present invention.

【図39】同上の流体搬送装置の駆動方法のタイムチャ
ートである。
FIG. 39 is a time chart of a driving method of the above fluid transport device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フレーム部 2,2a,2b,2c 動作部 4 起歪層 5a,5b 電極層 6 固定部分 7 変位部分 8 電気信号線 B1 光スキャナ B2 リレー B3 圧力センサ B4,B5 加速度センサ B6 バルブ装置 B7 流速センサ B8,B9 振動発生器 B10 発電機 B11 マイクロフォン B12 プローブ装置 B13 温度センサ B14 点字ディスプレイ装置 B15 点字翻訳システム B16,B17 プリンタヘッド B18 流体搬送装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame part 2, 2a, 2b, 2c Operating part 4 Strain-flexible layer 5a, 5b Electrode layer 6 Fixed part 7 Displacement part 8 Electric signal line B1 Optical scanner B2 Relay B3 Pressure sensor B4, B5 Acceleration sensor B6 Valve device B7 Flow rate sensor B8, B9 Vibration generator B10 Generator B11 Microphone B12 Probe device B13 Temperature sensor B14 Braille display device B15 Braille translation system B16, B17 Printer head B18 Fluid transport device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01K 7/00 G01P 15/09 G01L 1/16 H01L 29/84 A G01P 15/09 H02N 2/00 B H01L 29/84 B41J 3/04 103A 41/09 H01L 41/08 M H02N 2/00 U (72)発明者 若林 秀一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−231815(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 7/00 - 7/34 G01B 21/00 - 21/32 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G01K 7/00 G01P 15/09 G01L 1/16 H01L 29/84 A G01P 15/09 H02N 2/00 B H01L 29/84 B41J 3 / 04 103A 41/09 H01L 41/08 MH02N 2/00 U (72) Inventor Shuichi Wakabayashi Omron Co., Ltd. (56) References JP-A-5-231815 JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 7/ 00-7/34 G01B 21/00-21/32

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電界方向と垂直な方向に横歪を発生する
少なくとも1層の起歪層を少なくとも2層の電極層によ
り挟んだ構造を有する動作部と、当該動作部を支持する
フレーム部とを備え、 前記動作部はフレーム部に固定された部分と、フレーム
部に固定されていない変位可能な部分とを有し、当該固
定部分は当該固定されていない部分の周囲の少なくとも
一部において当該固定されていない部分を挟むように配
置されており、前記起歪層の横歪で動作部全体の長さが
変化することにより、該動作部に厚み方向の変位が生じ
ことを特徴とする電気信号変位変換装置。
1. An operating unit having a structure in which at least one strain-generating layer that generates lateral strain in a direction perpendicular to the direction of an electric field is sandwiched between at least two electrode layers, and a frame unit that supports the operating unit. The operating unit has a portion fixed to the frame portion and a displaceable portion that is not fixed to the frame portion, and the fixed portion is provided at least in part around the non-fixed portion. It is arranged so as to sandwich the part that is not fixed, and the entire length of the operating part is reduced by the lateral strain of the strain generating layer.
The change causes a displacement in the thickness direction in the operating part.
Electric signal the displacement converter, characterized in that that.
【請求項2】 前記電極層のうち少なくとも1層の厚み
が他の電極層の厚みと異なっている、請求項1に記載の
電気信号変位変換装置。
2. The electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein a thickness of at least one of the electrode layers is different from a thickness of another electrode layer.
【請求項3】 前記電極層のうち少なくとも1層におい
て、その電極層の一部分の厚みが他の部分の厚みと異な
っている、請求項1に記載の電気信号変位変換装置。
3. The electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein in at least one of the electrode layers, a thickness of a part of the electrode layer is different from a thickness of another part.
【請求項4】 前記電極層のうち少なくとも1層もしく
は起歪層において、その電極層もしくは起歪層の一部分
に開口が設けられている、請求項1に記載の電気信号変
位変換装置。
4. The electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein an opening is provided in at least one of the electrode layers or the strain-generating layer, and a part of the electrode layer or the strain-generating layer is provided.
【請求項5】 前記電極層間に、起歪層よりもヤング率
の小さな材料で形成された領域を有する、請求項1に記
載の電気信号変位変換装置。
5. The electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein a region formed of a material having a Young's modulus smaller than that of the strain generating layer is provided between the electrode layers.
【請求項6】 前記動作部の一部が、他の部分よりもヤ
ング率の大きな領域となっている、請求項1に記載の電
気信号変位変換装置。
6. The electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein a part of the operation unit is a region having a higher Young's modulus than other parts.
【請求項7】 複数の動作部と、各動作部の電極層に電
気信号を印加する電気信号印加手段とを有し、動作部の
うち少なくとも1つに印加される電気信号の極性が、他
の動作部に印加される電気信号と逆極性になっており、
フレーム部は動作部からの力によって変形可能となって
いる、請求項1から6に記載の電気信号変位変換装置。
7. An operating unit comprising: a plurality of operating units; and an electrical signal applying unit configured to apply an electrical signal to an electrode layer of each operating unit, wherein the polarity of the electrical signal applied to at least one of the operating units is different. The polarity is opposite to the electric signal applied to the operation part of
The electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein the frame unit is deformable by a force from the operation unit.
【請求項8】 請求項1から6に記載の電気信号変位変
換装置と、当該変換装置の変位部分に設けた光反射面
と、当該変換装置の変位部分を駆動する駆動手段とを有
する光スキャナ。
8. An optical scanner comprising: the electric signal displacement conversion device according to claim 1; a light reflecting surface provided on a displacement portion of the conversion device; and a driving unit for driving the displacement portion of the conversion device. .
【請求項9】 請求項1から6に記載の電気信号変位変
換装置と、当該変換装置の変位部分を駆動する電気信号
印加手段と、当該変換装置の変位部分に設けられた第1
のスイッチング用電極と、当該第1のスイッチング用電
極と対向して設けられた第2のスイッチング用電極とを
有するリレー。
9. An electric signal displacement conversion device according to claim 1, an electric signal applying means for driving a displacement portion of the conversion device, and a first device provided on the displacement portion of the conversion device.
And a second switching electrode provided to face the first switching electrode.
【請求項10】 請求項1から6に記載の電気信号変位
変換装置と、当該変換装置の変位部分を振動させるため
の電気信号を入力する電気信号印加手段とを有する振動
発生器。
10. A vibration generator comprising: the electric signal displacement conversion device according to claim 1; and an electric signal application unit that inputs an electric signal for vibrating a displacement portion of the conversion device.
【請求項11】 請求項1から6に記載の電気信号変位
変換装置と、当該変換装置の変位部分を振動させるため
の電気的な音声信号を入力する電気信号印加手段とを有
するスピーカ。
11. A loudspeaker comprising: the electric signal displacement conversion device according to claim 1; and an electric signal application unit for inputting an electric audio signal for vibrating a displacement portion of the conversion device.
【請求項12】 流体を通過させるための通路と、当該
通路に動作部の変位部分を臨ませて配置した請求項1か
ら6に記載の電気信号変位変換装置とを備え、流体通路
と動作部との間を流れる流体の流量を制御可能としたバ
ルブ装置。
12. A fluid passage, comprising: a passage for allowing a fluid to pass therethrough; and the electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein the displacement portion of the operation section faces the passage. A valve device capable of controlling the flow rate of a fluid flowing between the valve device.
【請求項13】 複数の動作部をマトリックス状に配列
された請求項1から6に記載の電気信号変位変換装置
と、当該各動作部により駆動される触覚により認識可能
な複数個の突起とを備えた点字ディスプレイ装置。
13. The electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein a plurality of operation units are arranged in a matrix, and a plurality of tactilely recognizable protrusions driven by the respective operation units. Braille display device provided.
【請求項14】 複数の動作部を配列した請求項1から
6に記載の電気信号変位変換装置と、各動作部を駆動す
ることによってインク粒子として吐出させるためのイン
クを保持する手段とを備えたプリンタヘッド。
14. An electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein a plurality of operation units are arranged, and means for holding ink for discharging as ink particles by driving each operation unit. Printer head.
【請求項15】 請求項1から6に記載の電気信号変位
変換装置と、当該変換装置の動作部に設けられたプロー
ブとを備えたプローブ装置。
15. A probe device comprising: the electric signal displacement conversion device according to claim 1; and a probe provided in an operation section of the conversion device.
【請求項16】 請求項1から6に記載の電気信号変位
変換装置と、当該変換装置に物理的エネルギーが加わっ
た時に当該変換装置に発生する電気エネルギーを出力す
る手段とを備えた発電機。
16. A generator comprising: the electric signal displacement conversion device according to claim 1; and means for outputting electric energy generated in the conversion device when physical energy is applied to the conversion device.
【請求項17】 請求項1から6に記載の電気信号変位
変換装置と、当該変換装置の変位部分に検知圧力を導く
ための圧力導入手段とを備え、 導入された圧力によって前記変換装置の変位部分に発生
する電気信号に基づいて当該圧力を検出するようにした
圧力センサ。
17. An electric signal displacement conversion device according to claim 1, further comprising a pressure introducing means for guiding a detected pressure to a displacement portion of the conversion device, wherein the introduced device is displaced by the introduced pressure. A pressure sensor that detects the pressure based on an electric signal generated in a portion.
【請求項18】 請求項1から6に記載の電気信号変位
変換装置と、加速度によって当該変換装置の変位部分に
発生する電気信号に基づいて加速度を検出するようにし
た加速度センサ。
18. An electric signal displacement conversion device according to claim 1, wherein the acceleration sensor detects an acceleration based on an electric signal generated in a displacement portion of the conversion device by the acceleration.
【請求項19】 請求項1から6に記載の電気信号変位
変換装置と、流体の流速によって変化する流体圧力を当
該変換装置の動作部の表面に導く手段とを備え、 動作部の表面に導かれた流体圧力から流体の流速を求め
るようにした流速センサ。
19. An electric signal displacement conversion device according to claim 1, further comprising: means for guiding a fluid pressure, which changes according to a flow rate of the fluid, to a surface of an operation portion of the conversion device, wherein the device conducts the fluid pressure on the surface of the operation portion. A flow velocity sensor for determining the flow velocity of a fluid from the applied fluid pressure.
【請求項20】 請求項1から6に記載の電気信号変位
変換装置と、温度変化によって当該変換装置の動作部に
熱応力を発生させる手段とを備え、 当該動作部に発生した熱応力から温度又は温度変化を求
めるようにした温度センサ。
20. An electric signal displacement conversion device according to claim 1, further comprising: means for generating a thermal stress in an operation section of the conversion device by a temperature change, wherein the temperature is calculated based on the thermal stress generated in the operation section. Or, a temperature sensor for determining a temperature change.
【請求項21】 流体を搬送する流体通路と、当該流体
通路に臨ませて設けた少なくとも3個の動作部を有する
請求項1から6に記載の電気信号変位変換装置とを備
え、 前記動作部を駆動することによって流体通路内の流体を
搬送させるようにした流体搬送装置。
21. The electric signal displacement conversion device according to claim 1, further comprising: a fluid passage for conveying a fluid; and at least three operation units provided to face the fluid passage. A fluid transport device configured to transport fluid in the fluid passage by driving the fluid.
【請求項22】 前記各動作部の動作を一定のタイミン
グで切り換えることによって流体を搬送する請求項21
に記載の流体搬送装置の駆動方法であって、 各動作部を一定タイミングで閉状態、閉状態および開状
態の順序で切り換えることを特徴とする流体搬送装置の
駆動方法。
22. A fluid is conveyed by switching the operation of each operation section at a constant timing.
3. The method for driving a fluid transport device according to claim 1, wherein each of the operation units is switched at a fixed timing in an order of a closed state, a closed state, and an open state.
【請求項23】 前記動作部を流体通路側へ変位させて
流体流路を閉じた状態と、動作部を変位させない状態
と、動作部を流体通路と反対側へ変位させて流体通路を
広くした状態とを一定のタイミングで切り換えることに
よって流体を搬送する請求項21に記載の流体搬送装置
の駆動方法であって、 各動作部を一定タイミングで流体通路側への変位状態、
変位させない状態、流体通路と反対側への変位状態およ
び変位させない状態の順序で切り換えることを特徴とす
る流体搬送装置の駆動方法。
23. A state in which the operating section is displaced to the fluid passage side to close the fluid channel, a state in which the operating section is not displaced, and a state in which the operating section is displaced to the side opposite to the fluid path to increase the fluid passage. 22. The method for driving a fluid transport device according to claim 21, wherein the fluid is transported by switching between the state and the state at a constant timing, wherein each operating unit is displaced toward the fluid passage at a constant timing.
A method for driving a fluid transport device, characterized by switching in the order of non-displaced state, displaced state to the side opposite to the fluid passage, and non-displaced state.
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