JPH01282878A - 屈曲型圧電変位素子 - Google Patents
屈曲型圧電変位素子Info
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- JPH01282878A JPH01282878A JP63111504A JP11150488A JPH01282878A JP H01282878 A JPH01282878 A JP H01282878A JP 63111504 A JP63111504 A JP 63111504A JP 11150488 A JP11150488 A JP 11150488A JP H01282878 A JPH01282878 A JP H01282878A
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、圧電バイモルフ、圧電ユニモルフ等の屈曲型
圧電変位素子に関するものである。
圧電変位素子に関するものである。
これらの屈曲型圧電変位素子は、ピックアップ、リレー
、磁気記録ヘッド、ブザー等に用いるアクチュエータや
振動子として好適である。
、磁気記録ヘッド、ブザー等に用いるアクチュエータや
振動子として好適である。
［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］−ａに
、圧電バイモルフ等の屈曲型圧電変位素子は、１枚又は
２枚の圧電板と１枚の弾性シム板から成る。この弾性シ
ム板は機械的強度を補強する等の目的から、主にりん青
銅、黄銅等の金属材料が用いられていた。
、圧電バイモルフ等の屈曲型圧電変位素子は、１枚又は
２枚の圧電板と１枚の弾性シム板から成る。この弾性シ
ム板は機械的強度を補強する等の目的から、主にりん青
銅、黄銅等の金属材料が用いられていた。
しかしながらこれらの金属材料は、
１）曲げに対する、機械的強度及び繰返し耐久性に劣る
、 ２）酸やアルカリ等による腐蝕が著しい、という問題点
があった。
、 ２）酸やアルカリ等による腐蝕が著しい、という問題点
があった。
Ｅ問題を解決するための手段］
本発明の要旨は、靭性の高いセラミックスの薄板を弾性
シム板とすることによって、前期従来の欠点を解消し、
曲げに対する、機械的強度及び繰り返し耐久性に優れる
とともに、酸やアルカリ等の腐蝕に強い圧電バイモルフ
を提供することにある。
シム板とすることによって、前期従来の欠点を解消し、
曲げに対する、機械的強度及び繰り返し耐久性に優れる
とともに、酸やアルカリ等の腐蝕に強い圧電バイモルフ
を提供することにある。
以下、その詳細について説明する。
［作用］
弾性シム板を用いた屈曲型圧電変位素子は主に、圧電バ
イモルフ、圧電ユニモルフに大別される。
イモルフ、圧電ユニモルフに大別される。
圧電バイモルフは、分極方向と、同方向に電圧を印加す
る圧電板と逆方向に電圧を印加する圧電板を貼り合わせ
ることによって、屈曲を生じさせ、圧電ユニモルフは、
電圧を印加すると、伸び縮みする圧電板と伸び縮みしな
い弾性シム板を貼り合わせることによって、屈曲を生じ
させる。そこで、前者は、機械的強度を補うために２枚
の圧電板の間に圧電性を有さない弾性シム板を介して貼
り合わせることが多い。すなわち、これらはいずれも、
圧電性を有する薄板と圧電性を有さない弾性シム板とを
貼り合わせた複合素子である。
る圧電板と逆方向に電圧を印加する圧電板を貼り合わせ
ることによって、屈曲を生じさせ、圧電ユニモルフは、
電圧を印加すると、伸び縮みする圧電板と伸び縮みしな
い弾性シム板を貼り合わせることによって、屈曲を生じ
させる。そこで、前者は、機械的強度を補うために２枚
の圧電板の間に圧電性を有さない弾性シム板を介して貼
り合わせることが多い。すなわち、これらはいずれも、
圧電性を有する薄板と圧電性を有さない弾性シム板とを
貼り合わせた複合素子である。
これらの弾性シム板は、圧電性を有さないために、それ
自身が内力によって伸び縮みせずに、外力によって屈曲
変形を起こすために、曲げに対する強度及び繰り返し耐
久性が要求される。そしてなおかつ、十分な可どう性を
有し、屈曲変形を妨げないことが必要である。また、応
用範囲を広げるために、酸やアルカリ等の雰囲気に対し
て反応しにくい、耐腐蝕性に優れた材料が望ましい、靭
性の高いセラミックスは塑性変形がしに＜＜、結合力が
強いため、上記の要求を満足する材料であり、本発明は
これを弾性シム板に採用することにある。
自身が内力によって伸び縮みせずに、外力によって屈曲
変形を起こすために、曲げに対する強度及び繰り返し耐
久性が要求される。そしてなおかつ、十分な可どう性を
有し、屈曲変形を妨げないことが必要である。また、応
用範囲を広げるために、酸やアルカリ等の雰囲気に対し
て反応しにくい、耐腐蝕性に優れた材料が望ましい、靭
性の高いセラミックスは塑性変形がしに＜＜、結合力が
強いため、上記の要求を満足する材料であり、本発明は
これを弾性シム板に採用することにある。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように本発明によれば、機械的
強度、縁り返し耐久性及び耐腐蝕性に優れた屈曲型圧電
変位素子を得ることができる。
強度、縁り返し耐久性及び耐腐蝕性に優れた屈曲型圧電
変位素子を得ることができる。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例を示す圧電バイモルフの側面
図示す。
図示す。
１．２は圧電性を有する圧電板である。すなわち、分極
方向と同方向に電圧が印加されたとき分画方向と直角方
向に縮み、また逆方向に電圧が印加されたとき分極方向
と直角方向に伸びる。圧電板１と２は、分極軸が互いに
同じ方向に揃うように弾性シム板３に接合されている。
方向と同方向に電圧が印加されたとき分画方向と直角方
向に縮み、また逆方向に電圧が印加されたとき分極方向
と直角方向に伸びる。圧電板１と２は、分極軸が互いに
同じ方向に揃うように弾性シム板３に接合されている。
矢印Ａ、Ｂはそれぞれ圧電板１，２の分極軸方向を示す
９弾性シム仮３は、部分安定化ジルコニアセラミ・フク
スの薄板の両面にＡｇ等の導電薄層６，７を形成したも
のである。この導電薄層６，７に、それぞれ圧電板１．
２の片面に形成された導電薄層５．８がエポキシ系接着
剤等の接着剤１０によって接着される。そして、圧電板
１，２の各外側にも導電薄層４，９が形成され、導電薄
層４，９は直流電源１１の一方の電極端子に接続され、
また、導電薄層６，７は直流電源１１の他方の電極端子
に接続される。このように構成された圧電バイモルフは
、動作時において、圧電板１には分極方向と同一方向に
電圧が印加され、かつ、圧電板２には分極方向と逆方向
に電圧が印加される。この様な電圧印加によって、圧電
板１は伸びるとともに圧電板２は縮み、全体として下方
に屈曲変形する。
９弾性シム仮３は、部分安定化ジルコニアセラミ・フク
スの薄板の両面にＡｇ等の導電薄層６，７を形成したも
のである。この導電薄層６，７に、それぞれ圧電板１．
２の片面に形成された導電薄層５．８がエポキシ系接着
剤等の接着剤１０によって接着される。そして、圧電板
１，２の各外側にも導電薄層４，９が形成され、導電薄
層４，９は直流電源１１の一方の電極端子に接続され、
また、導電薄層６，７は直流電源１１の他方の電極端子
に接続される。このように構成された圧電バイモルフは
、動作時において、圧電板１には分極方向と同一方向に
電圧が印加され、かつ、圧電板２には分極方向と逆方向
に電圧が印加される。この様な電圧印加によって、圧電
板１は伸びるとともに圧電板２は縮み、全体として下方
に屈曲変形する。
第２図は圧電バイモルフに印加する印加電圧と変位量と
の関係を示す。
の関係を示す。
この実施例に係る圧電バイモルフの試料として、長さ４
０ｍｍ、幅１６ｍｍ、厚み０．２＋ｎｍの圧電板に約８
００°Ｃで両面にＡＱの導電薄層を焼き付けたものと、
同様に両面にＡｇの導電薄層を形成した長さ４５ｍｍ、
幅１６ｍ１＋１、厚み０−１１１１ｍの部分安定化ジル
コニアの薄板を、上述のように貼り合わせたものを測定
に供した。変位量の測定は、上記の圧電バイモルフの一
方の端を３０ｍｍの長さを残して固定し、電圧を印加し
たときの他端の変位量を、渦電流方式の非接触変位計を
用いて行った。
０ｍｍ、幅１６ｍｍ、厚み０．２＋ｎｍの圧電板に約８
００°Ｃで両面にＡＱの導電薄層を焼き付けたものと、
同様に両面にＡｇの導電薄層を形成した長さ４５ｍｍ、
幅１６ｍ１＋１、厚み０−１１１１ｍの部分安定化ジル
コニアの薄板を、上述のように貼り合わせたものを測定
に供した。変位量の測定は、上記の圧電バイモルフの一
方の端を３０ｍｍの長さを残して固定し、電圧を印加し
たときの他端の変位量を、渦電流方式の非接触変位計を
用いて行った。
またこの実施例に係る圧電バイモルフに対し、機械的強
度の試験を行った結果を表１に示す。
度の試験を行った結果を表１に示す。
この試験は、上記の圧電バイモルフを用いて、通常の三
点曲げ試験法を下部スパン長さ２０ｍｍでおこない、ク
ラックの発生した荷重を測定した。
点曲げ試験法を下部スパン長さ２０ｍｍでおこない、ク
ラックの発生した荷重を測定した。
［比較例］
比較のために、同形状、同寸法で、弾性シム板を部分安
定化ジルコニアの代わりに厚さＣｌ１ｍｍのリン青銅を
用いた従来品で、実施例と同様に機械的強度の試験を行
った結果を表１に示す、明らかに、この実施例に係る圧
電バイモルフは、弾性シム仮に金属板を用いた従来品よ
りはるかに機械的強度に優れていることがわかる。
定化ジルコニアの代わりに厚さＣｌ１ｍｍのリン青銅を
用いた従来品で、実施例と同様に機械的強度の試験を行
った結果を表１に示す、明らかに、この実施例に係る圧
電バイモルフは、弾性シム仮に金属板を用いた従来品よ
りはるかに機械的強度に優れていることがわかる。
表 １
第１図は本発明の一実施例を示す圧電バイモルフの側面
に平行な而での断面図を、第２図は同バイモルフの印加
電圧−変位特性図を示す図である。 １．２ ・・・ 圧電板 ３ ・・・ 弾性シム板 ４．５，６，７，８．９ ・・・ 導電薄層１０ ・
・・ 接イ゛°１剤 １１ ・・ 直流電源
に平行な而での断面図を、第２図は同バイモルフの印加
電圧−変位特性図を示す図である。 １．２ ・・・ 圧電板 ３ ・・・ 弾性シム板 ４．５，６，７，８．９ ・・・ 導電薄層１０ ・
・・ 接イ゛°１剤 １１ ・・ 直流電源
Claims (1)
- 高靭性のセラミックスを弾性シム板として用いた、屈
曲型圧電変位素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63111504A JPH01282878A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 屈曲型圧電変位素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63111504A JPH01282878A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 屈曲型圧電変位素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01282878A true JPH01282878A (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=14562979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63111504A Pending JPH01282878A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 屈曲型圧電変位素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01282878A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5281888A (en) * | 1992-03-17 | 1994-01-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive element having auxiliary electrode disposed between piezoelectric/electrostrictive layer and substrate |
| US5617127A (en) * | 1992-12-04 | 1997-04-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Actuator having ceramic substrate with slit(s) and ink jet print head using the actuator |
| US6396196B1 (en) | 1992-12-26 | 2002-05-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric device |
| JP2009295788A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Saginomiya Seisakusho Inc | 圧電素子および圧電素子を用いた力センサならびに力センサを用いた流量計 |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP63111504A patent/JPH01282878A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5281888A (en) * | 1992-03-17 | 1994-01-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive element having auxiliary electrode disposed between piezoelectric/electrostrictive layer and substrate |
| US5617127A (en) * | 1992-12-04 | 1997-04-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Actuator having ceramic substrate with slit(s) and ink jet print head using the actuator |
| US6396196B1 (en) | 1992-12-26 | 2002-05-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric device |
| JP2009295788A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Saginomiya Seisakusho Inc | 圧電素子および圧電素子を用いた力センサならびに力センサを用いた流量計 |
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