JPH0217489Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、２枚の圧電板の間に非晶質合金板を
挾んだバイモルフ型圧電変位素子に関する。

圧電素子を用いた機械的変位素子はリレー又は
微小な位置を制御する素子として実用化され、そ
の構成は、例えば第１図に示す如く、ステンレス
等の金属板１を両面から挾むように圧電板２，
２′を貼合せたものであり、夫々の端子４，４′に
直流電流を印加することにより、第２図に示す如
く、機械的変位量Δξが得られるものである。す
なわち電圧を印加することによつて上側の圧電板
２は長さ方向に延び、下側の圧電板２′は縮み、
その結果、機械的変位を生ずるものである。そし
て弾性板としては、弾性に富み繰返し応力に耐え
得る条件を満たすものとして、ステンレス材又は
燐青銅等の薄状合金板が用いられる。

しかし、このような弾性板を用いた変位素子に
おいては、電圧印加による繰返し動作のとき弾性
板の疲労劣化が生じ、その結果、機械的変位量が
著しく低下してしまうという欠点がある。この対
策として、弾性板を厚くすることも考えられる
が、逆に機械的変位量が低下してしまう問題があ
り、本来の機械的変位素子の機能が損なわれてし
まう欠点がある。

本考案はかかる点に鑑み、機械的変位量を大き
く取り得、かつ長時間の使用にも耐える信頼性の
確保を達成し得る目的で非晶質合金を採用したこ
の種圧電変位素子を提案することを主たる目的と
する。

以下本考案の一実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。

第３図は本案変位素子の一例を示す斜視図であ
る。２，２′は上下の圧電素子、３はNi−Si−Ｂ
系非磁性の非晶質合金板を示し、厚さ25μm程度
のものである。そして圧電素子２，２′と非晶質
合金板３は硬化型接着剤により貼合せて一体構造
とされている。

非晶質合金は、特に液体急冷法によるものは、
金属元素及び半金属元素からなる合金を溶融し、
共晶付近の組成を持つ溶融状態から超急冷し、結
晶化が起きる前に凝固させてガラス状の固体とす
ることにより得られるものであり、アモルフアス
合金と称されている。

液体急冷法（又は超急冷法）には、遠心急冷
法・片ロール法・双ロール法等の製造方法がある
が、いずれにしても溶融状態から15〜30μmの極
めて薄いリボン状合金を製造することができる。
こうして得られた非晶質合金は、弾力に富み、機
械強度・疲労特性・耐薬品性が良く、また電気良
導体である。そして非晶質合金の組成は、
Pd₈₀Si₂₀、Gu₆₀Zr₄₀、Ti₅₀Be₄₀Zr₁₀、Fe₈₀P₁₃C₇、
Fe₇₈Si₁₀B₁₂、Fe₃₂Ni₃₆Cr₁₄P₁₂B₆、Fe₇₈Mo₂B₂₀等
のものを用いることができる。尚、前三者は非磁
性を示し、それ以外は磁性を示す性質がある。但
し、マグネツトリレー等磁場による誤動作の影響
を受けない圧電変位素子を構成するときは非磁性
の非晶質合金を用いると好適である。

第４図は本案の構成になる圧電変位素子と従来
の変位素との電圧印加による繰返し動作での機械
的変位量の変化率を示すものである。尚、印加電
圧は交流24Vとする。第４図により明らかな如
く、従来の変位素子においては繰返し動作が５万
回以上になると機械的変位量の低下が見られ、10
万回で約35〜40％の特性劣化が起きてしまう。こ
れに対し、本案による変位素子においては10万回
を超えても特性劣化が５％以下である。従つて、
靭性の良好な変位素子を得ることができる。

以上述べた如く本考案によれば、非晶質合金よ
り成る弾性板を２枚の圧電板により挾むように構
成したので、全体として薄く構成し得るため機械
的変位量を大きくすることができ、更に繰返し動
作による変位量の劣化が著しく少なくなるので、
高い信頼性のある変位素子を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は圧電変位素子の構造及び動
作の説明に供する図、第３図は本案の一例を示す
図、第４図は本案素子の特性を示す線図である。 ２，２′……圧電板、３……非晶質合金より成
る弾性薄板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 弾性板を挾むように２枚の圧電板で構成したバ
   イモルフ型圧電変位素子において、上記弾性板を
   非晶質合金の薄帯で構成したことを特徴とする圧
   電変位素子。