JPH04273184A - バイモルフ型変位素子 - Google Patents
バイモルフ型変位素子Info
- Publication number
- JPH04273184A JPH04273184A JP3032985A JP3298591A JPH04273184A JP H04273184 A JPH04273184 A JP H04273184A JP 3032985 A JP3032985 A JP 3032985A JP 3298591 A JP3298591 A JP 3298591A JP H04273184 A JPH04273184 A JP H04273184A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- piezoelectric ceramic
- ceramic plate
- displacement element
- type displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種装置の駆動等に用
いられるバイモルフ型変位素子に関するものである。
いられるバイモルフ型変位素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最も簡単なバイモルフ型変位素子は、第
２図に模式的に示す如く、厚さ方向に分極処理した２枚
の圧電セラミック板１、２を、金属電極板３の両面に、
分極の方向が一致するように貼り合わせた構成になって
いる。素子駆動時には、片方の圧電セラミック板には分
極方向と同じ方向の電圧が印加される。また、もう片方
の圧電セラミック板には、分極方向と逆方向の電圧が印
加される。
２図に模式的に示す如く、厚さ方向に分極処理した２枚
の圧電セラミック板１、２を、金属電極板３の両面に、
分極の方向が一致するように貼り合わせた構成になって
いる。素子駆動時には、片方の圧電セラミック板には分
極方向と同じ方向の電圧が印加される。また、もう片方
の圧電セラミック板には、分極方向と逆方向の電圧が印
加される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなバイモルフ
型変位素子では、駆動電圧が自発分極が向き直る電圧（
抗電圧と称す）を超えるか、あるいは、抗電圧以下であ
っても比較的高い電圧で長時間駆動すると、分極方向と
逆の方向の電圧が印加される圧電セラミック板で分極反
転が起こり、特性が低下した。
型変位素子では、駆動電圧が自発分極が向き直る電圧（
抗電圧と称す）を超えるか、あるいは、抗電圧以下であ
っても比較的高い電圧で長時間駆動すると、分極方向と
逆の方向の電圧が印加される圧電セラミック板で分極反
転が起こり、特性が低下した。
【０００４】従来は、これらの問題を解決するため、分
極と逆方向の電圧が印加される圧電セラミック板の厚み
を厚くしたり、または材料組成を変えるなどして、抗電
圧を大きくする工夫がなされてきた（特開昭５９−６３
７８２号）。
極と逆方向の電圧が印加される圧電セラミック板の厚み
を厚くしたり、または材料組成を変えるなどして、抗電
圧を大きくする工夫がなされてきた（特開昭５９−６３
７８２号）。
【０００５】しかし、これらの方法では、圧電セラミッ
ク板を少なくとも２種類以上作製する必要があり、製造
上及びコスト上の負担は少なくなかった。
ク板を少なくとも２種類以上作製する必要があり、製造
上及びコスト上の負担は少なくなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のバイモルフ型変
位素子は、複数枚の圧電セラミック板を、相互間に導電
板を介在させて積層させてなるバイモルフ型変位素子に
おいて、分極方向と逆方向の電圧が印加される圧電セラ
ミック板に、コンデンサを直列に接続したことを特徴と
するものである。
位素子は、複数枚の圧電セラミック板を、相互間に導電
板を介在させて積層させてなるバイモルフ型変位素子に
おいて、分極方向と逆方向の電圧が印加される圧電セラ
ミック板に、コンデンサを直列に接続したことを特徴と
するものである。
【０００７】
【作用】分極方向と逆方向の電圧が印加される圧電セラ
ミック板に、コンデンサを直列に接続することにより、
駆動時の圧電セラミック板に印加される電圧は、該コン
デンサに加えられる電圧分だけ素子印加電圧（バイモル
フ型変位素子に印加される電圧）よりも低いものとなり
、素子印加電圧が抗電圧より高くなっても、該圧電セラ
ミック板に対しその抗電圧よりも大きな駆動電圧がかか
りにくいものとなる。
ミック板に、コンデンサを直列に接続することにより、
駆動時の圧電セラミック板に印加される電圧は、該コン
デンサに加えられる電圧分だけ素子印加電圧（バイモル
フ型変位素子に印加される電圧）よりも低いものとなり
、素子印加電圧が抗電圧より高くなっても、該圧電セラ
ミック板に対しその抗電圧よりも大きな駆動電圧がかか
りにくいものとなる。
【０００８】
【実施例】第１図は本発明の実施例に係るバイモルフ型
変位素子の構造図である。第１図において、金属電極板
３の両面に２枚の圧電セラミック板１、２が貼り合わさ
れており、出力電圧可変の電源４から圧電セラミック板
１、２に電圧を印加可能としている。これらの圧電セラ
ミック板１、２は厚さ方向に分極処理してある。なお、
各圧電セラミック板１、２の板面には電極が焼付けなど
により形成されている。
変位素子の構造図である。第１図において、金属電極板
３の両面に２枚の圧電セラミック板１、２が貼り合わさ
れており、出力電圧可変の電源４から圧電セラミック板
１、２に電圧を印加可能としている。これらの圧電セラ
ミック板１、２は厚さ方向に分極処理してある。なお、
各圧電セラミック板１、２の板面には電極が焼付けなど
により形成されている。
【０００９】素子駆動時においては、一方の圧電セラミ
ック板１には分極方向と同じ方向の電圧が印加され、他
方の圧電セラミック板２には分極方向と逆方向の電圧が
印加される。この圧電セラミック板２に対し直列にコン
デンサ５が設けられている。
ック板１には分極方向と同じ方向の電圧が印加され、他
方の圧電セラミック板２には分極方向と逆方向の電圧が
印加される。この圧電セラミック板２に対し直列にコン
デンサ５が設けられている。
【００１０】かかる構成のバイモルフ型変位素子におい
ては、圧電セラミック板２に印加される電圧が、コンデ
ンサ５に貯えられた電荷を該コンデンサの容量で除した
電圧分だけ、素子印加電圧よりも低いものとなる。この
ため、素子印加電圧が抗電圧より高くなっても、該圧電
セラミック板２に対しその抗電圧よりも高い駆動電圧が
印加されにくいものとなる。従って、この圧電セラミッ
ク板２の分極反転が確実に防止され、その特性低下も防
止される。
ては、圧電セラミック板２に印加される電圧が、コンデ
ンサ５に貯えられた電荷を該コンデンサの容量で除した
電圧分だけ、素子印加電圧よりも低いものとなる。この
ため、素子印加電圧が抗電圧より高くなっても、該圧電
セラミック板２に対しその抗電圧よりも高い駆動電圧が
印加されにくいものとなる。従って、この圧電セラミッ
ク板２の分極反転が確実に防止され、その特性低下も防
止される。
【００１１】以下、具体的な実施例及び比較例について
説明する。
説明する。
【００１２】長さ３０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．２ｍ
ｍになるようにジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を成型
、焼成した。両面に銀の焼付け電極を形成し、１００℃
のシリコンオイル中で分極し圧電セラミック板を得た。 これらを、金属電極板の両面に分極の方向が一致するよ
うに貼り合わせた。分極方向と逆方向の電圧が印加され
る圧電セラミック板に、容量１００ｎＦの積層コンデン
サを直列に接続した。電源電圧を０〜２ＶＣ の間で変
化させながら、変位計により、駆動電圧と変位量の関係
を調べた。なお、ＶＣ は圧電セラミック板２の抗電圧
（本実施例では１００Ｖ）である。
ｍになるようにジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を成型
、焼成した。両面に銀の焼付け電極を形成し、１００℃
のシリコンオイル中で分極し圧電セラミック板を得た。 これらを、金属電極板の両面に分極の方向が一致するよ
うに貼り合わせた。分極方向と逆方向の電圧が印加され
る圧電セラミック板に、容量１００ｎＦの積層コンデン
サを直列に接続した。電源電圧を０〜２ＶＣ の間で変
化させながら、変位計により、駆動電圧と変位量の関係
を調べた。なお、ＶＣ は圧電セラミック板２の抗電圧
（本実施例では１００Ｖ）である。
【００１３】比較のために、コンデンサ５を省略したこ
と以外は同一構造のバイモルフ型変位素子についても同
様の測定を行なった。
と以外は同一構造のバイモルフ型変位素子についても同
様の測定を行なった。
【００１４】結果を第３図に示す。第３図の通り、コン
デンサを接続していないバイモルフ型変位素子は、駆動
電圧が抗電圧ＶＣ ボルトを超えると変位は急激に低下
する。これは分極方向と逆方向の電圧が印加される圧電
セラミック板内部での分極反転に伴う現象であるから、
再分極する以外に変位素子としての機能を回復すること
はできない。
デンサを接続していないバイモルフ型変位素子は、駆動
電圧が抗電圧ＶＣ ボルトを超えると変位は急激に低下
する。これは分極方向と逆方向の電圧が印加される圧電
セラミック板内部での分極反転に伴う現象であるから、
再分極する以外に変位素子としての機能を回復すること
はできない。
【００１５】一方、本発明によるバイモルフ型変位素子
では抗電圧以上の駆動電圧でも安定した変位が得られて
いる。
では抗電圧以上の駆動電圧でも安定した変位が得られて
いる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により圧電セ
ラミック板本来の抗電圧以上の駆動電圧でも安定して作
動するバイモルフ型変位素子を得ることができる。
ラミック板本来の抗電圧以上の駆動電圧でも安定して作
動するバイモルフ型変位素子を得ることができる。
【図１】第１図は本発明の変位素子の構造図である。
【図２】第２図は従来の変位素子の構造図である。
【図３】第３図は、本発明及び従来の変位素子の駆動電
圧と変位の関係を示した図である。
圧と変位の関係を示した図である。
１ 圧電セラミック板
２ 圧電セラミック板
３ 金属板
４ 電源
５ コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 複数枚の圧電セラミック板を、相互間
に導電板を介在させて積層させてなるバイモルフ型変位
素子において、分極方向と逆方向の電圧が印加される圧
電セラミック板に、コンデンサを直列に接続したことを
特徴とするバイモルフ型変位素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3032985A JPH04273184A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | バイモルフ型変位素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3032985A JPH04273184A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | バイモルフ型変位素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04273184A true JPH04273184A (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=12374170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3032985A Pending JPH04273184A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | バイモルフ型変位素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04273184A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010263002A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ装置、及び、圧電アクチュエータ装置を備えた液体移送装置 |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP3032985A patent/JPH04273184A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010263002A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ装置、及び、圧電アクチュエータ装置を備えた液体移送装置 |
| US8569927B2 (en) | 2009-04-30 | 2013-10-29 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator unit and liquid transporting apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990323 |