JPS5848975A - 複合電歪素子 - Google Patents
複合電歪素子Info
- Publication number
- JPS5848975A JPS5848975A JP56148650A JP14865081A JPS5848975A JP S5848975 A JPS5848975 A JP S5848975A JP 56148650 A JP56148650 A JP 56148650A JP 14865081 A JP14865081 A JP 14865081A JP S5848975 A JPS5848975 A JP S5848975A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrostrictive
- pillars
- exposed
- composite
- electrodes
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/852—Composite materials, e.g. having 1-3 or 2-2 type connectivity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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】
本発明は電歪材料と有機高分子材料からなる複合電歪素
子に関するものであり、２次元あるいは例する変位が得
られる。電界に平行な方向には伸び、電界に直角な方向
には収縮する。本発明はこのような用途に使用する電歪
素子を提供する。
子に関するものであり、２次元あるいは例する変位が得
られる。電界に平行な方向には伸び、電界に直角な方向
には収縮する。本発明はこのような用途に使用する電歪
素子を提供する。
従来、上記の用途には主としてチタン酸ジルコン酸鉛系
磁器を用いた圧電素子が使用されてきた。
磁器を用いた圧電素子が使用されてきた。
また、近年型のヒステリシスの小さい材料として、Ｐ
ｂ （Ｍｃｒ３ＡＮｂ％）０３−Ｐ）＞Ｔｔｏ３系ある
いは（Ｐｂ、Ｂａ）Ｂｉ（Ｚｒ 、Ｔｉ ）０３系固溶
体のキュリ一点付近での電歪効果を用いた変位素子が注
目されている。これらの素子はすぐれた特性を示すが、
変位量は使用する素材の異方性に依存するため、素子の
方向性を用途に応じて変えることができない。
ｂ （Ｍｃｒ３ＡＮｂ％）０３−Ｐ）＞Ｔｔｏ３系ある
いは（Ｐｂ、Ｂａ）Ｂｉ（Ｚｒ 、Ｔｉ ）０３系固溶
体のキュリ一点付近での電歪効果を用いた変位素子が注
目されている。これらの素子はすぐれた特性を示すが、
変位量は使用する素材の異方性に依存するため、素子の
方向性を用途に応じて変えることができない。
本発明はこのような従来の変位素子がもつ欠点を除去し
変位量と歪が大きく、かつ種々の異方性あるいは等方性
の変位素子を提供することを目的とする。
変位量と歪が大きく、かつ種々の異方性あるいは等方性
の変位素子を提供することを目的とする。
すなわち、本発明にかかる複合電歪素子は、複数個の柱
状あるいは板状の電歪素体が２次元と３次元のいずれか
で互いに直交しており、さらにこの電歪素体り間隙が有
機高分子材料であり、がっ電歪素体の長さ方向に垂直な
端面の一部あるいは全部が露出している構造の複合体で
あって、電歪素体の長さ方向に垂直な複合体の端面の一
部または全部に、部分電極あるいは全面電極を有するこ
とを特徴とする。これにより種々の異方性又は等方性の
変位素子を得ることができる。また、本発明で複数対の
電極をもつ複合電歪素子は２次元あるいは３次元の変位
を得ることができるとともに、逆電歪効果による誘電率
の圧力依存性を測定することにより３次元の圧力を検知
することができる特徴をもっている０ 以下、実施例により本発明を説明する。
状あるいは板状の電歪素体が２次元と３次元のいずれか
で互いに直交しており、さらにこの電歪素体り間隙が有
機高分子材料であり、がっ電歪素体の長さ方向に垂直な
端面の一部あるいは全部が露出している構造の複合体で
あって、電歪素体の長さ方向に垂直な複合体の端面の一
部または全部に、部分電極あるいは全面電極を有するこ
とを特徴とする。これにより種々の異方性又は等方性の
変位素子を得ることができる。また、本発明で複数対の
電極をもつ複合電歪素子は２次元あるいは３次元の変位
を得ることができるとともに、逆電歪効果による誘電率
の圧力依存性を測定することにより３次元の圧力を検知
することができる特徴をもっている０ 以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１
（ＰｂＢａ）（Ｍｑ％Ｎｂ％）。、６９Ｔｉｏ、３１ｏ
３０．９ ０．１ なる一般式で示される組成をもつ電歪磁器の角柱（寸法
５ ｍｍ ｘ １ ｍｍ ｘ １ ｍｍ ） １９本を
第１図のように積上げたのち、減圧下でシリコンゴムを
充填し硬化させたのち、これを電歪磁器の１ ｆｉ Ｘ
Ｉ Ｍの端面がすべて露出するように５．ｍｍＸ５■
×６咽の寸法の立方体に加工した。このようにして得た
複合体の６面に互いに電気的絶縁性が保たれるようにし
て、常温硬化性のシルバーペーストを塗布した。１ ｍ
ｍ Ｘ １ ｍｍの面が９個露出している複合体の箇 面には全面電球を、１ｆｉ×１ｍｉ＋の面が６個露出し
ている面には５ ｍｍ Ｘ ４ ｍｍの大きさの電極を
、また１ ｍｍ Ｘ １ ｍｍの面が４個露出している
面には４ｒＭｌ×４ｍｍの大きさの電極を設けた。この
ようにして作製して複合電歪素子の電界−変位量特性を
非接触変位計で測定した。なお、素子に加えた電圧は１
ｋＶ で、周波数は０．０１Ｈ２であった。その結果
、５閣Ｘ５ｍｍの電極面に垂直な方向の変位量は０．５
３μｍであり、５ｍｍＸ４＋＋＋＋ｎの電極面に垂直な
方向の変位量１は０．４１μｍであった。まだ、４胴×
４咽の電極面に垂直な方向の変位量は０．４２μｍであ
った０ 実施例２ Ｐｂ（Ｎｉ３ＡＮｂ％）。、７．Ｔｉｏ、２．０３なる
一般式で示される組成をもつ電歪磁器板（寸法１０咽×
２咽×０．４間の板体１枚と寸法５間×４箇×ｏ、２胡
の板体２枚）を第２図に示したように配置し、それらを
エポキシ樹脂に埋め込んだのち硬化させた。
３０．９ ０．１ なる一般式で示される組成をもつ電歪磁器の角柱（寸法
５ ｍｍ ｘ １ ｍｍ ｘ １ ｍｍ ） １９本を
第１図のように積上げたのち、減圧下でシリコンゴムを
充填し硬化させたのち、これを電歪磁器の１ ｆｉ Ｘ
Ｉ Ｍの端面がすべて露出するように５．ｍｍＸ５■
×６咽の寸法の立方体に加工した。このようにして得た
複合体の６面に互いに電気的絶縁性が保たれるようにし
て、常温硬化性のシルバーペーストを塗布した。１ ｍ
ｍ Ｘ １ ｍｍの面が９個露出している複合体の箇 面には全面電球を、１ｆｉ×１ｍｉ＋の面が６個露出し
ている面には５ ｍｍ Ｘ ４ ｍｍの大きさの電極を
、また１ ｍｍ Ｘ １ ｍｍの面が４個露出している
面には４ｒＭｌ×４ｍｍの大きさの電極を設けた。この
ようにして作製して複合電歪素子の電界−変位量特性を
非接触変位計で測定した。なお、素子に加えた電圧は１
ｋＶ で、周波数は０．０１Ｈ２であった。その結果
、５閣Ｘ５ｍｍの電極面に垂直な方向の変位量は０．５
３μｍであり、５ｍｍＸ４＋＋＋＋ｎの電極面に垂直な
方向の変位量１は０．４１μｍであった。まだ、４胴×
４咽の電極面に垂直な方向の変位量は０．４２μｍであ
った０ 実施例２ Ｐｂ（Ｎｉ３ＡＮｂ％）。、７．Ｔｉｏ、２．０３なる
一般式で示される組成をもつ電歪磁器板（寸法１０咽×
２咽×０．４間の板体１枚と寸法５間×４箇×ｏ、２胡
の板体２枚）を第２図に示したように配置し、それらを
エポキシ樹脂に埋め込んだのち硬化させた。
これを第２図のごとく、電歪板の２ ｒａｎ Ｘ Ｏ，
４ｍｍの端面と４ ｍｍ Ｘ Ｑ ２ ｍｍの端面が露
出するように寸法１０ｍｍ Ｘ ５ ｒｔｒｍ Ｘ ４
ｍｍの直方体に加工した。このようにして作製した複
合体の１０順×４咽の面には全面に、５ Ｍ Ｘ ４
ｙｒｍの面には２ｆｉ×７−の大きさに常温硬化性のシ
ルバーペーストを塗布し電極とした。この複合電歪素子
の電界−変位量特性を実施例１の場合と同じ方法で測定
した。その結果、１０ ｗ Ｘ ４ｒａｎの電極に垂直
な方向の変位量は印加電圧が５ｋｖのとき２．２μｍで
あり、２ ｗｎ Ｘ ２ ｍｍの電極面に垂直な方向の
変位量は電圧が５ｋＶのとき１．４７１ｍであった。
４ｍｍの端面と４ ｍｍ Ｘ Ｑ ２ ｍｍの端面が露
出するように寸法１０ｍｍ Ｘ ５ ｒｔｒｍ Ｘ ４
ｍｍの直方体に加工した。このようにして作製した複
合体の１０順×４咽の面には全面に、５ Ｍ Ｘ ４
ｙｒｍの面には２ｆｉ×７−の大きさに常温硬化性のシ
ルバーペーストを塗布し電極とした。この複合電歪素子
の電界−変位量特性を実施例１の場合と同じ方法で測定
した。その結果、１０ ｗ Ｘ ４ｒａｎの電極に垂直
な方向の変位量は印加電圧が５ｋｖのとき２．２μｍで
あり、２ ｗｎ Ｘ ２ ｍｍの電極面に垂直な方向の
変位量は電圧が５ｋＶのとき１．４７１ｍであった。
本発明の複合電歪素子は実施例に示したように２次元お
よび３次元の変位量を電極間に電圧を加えることにより
得られる。また、各方向の変位量は電界を変化させるこ
とにより変えることができる。従来の゛電歪素子あるい
は圧電素子゛では、上で述べたような２次元および３次
元で変位量を制御することはできない。
よび３次元の変位量を電極間に電圧を加えることにより
得られる。また、各方向の変位量は電界を変化させるこ
とにより変えることができる。従来の゛電歪素子あるい
は圧電素子゛では、上で述べたような２次元および３次
元で変位量を制御することはできない。
本発明で用いる電歪素体の形状は実施例に限定されるも
のではなく、角柱、多角柱１円柱、板状などでもよく、
さらにはこれらの組合わせでもよく、その大きさも変え
られる０複合電歪素子に占める電歪素体の体積は０％と
１ｏｏ％以外の値であればよく、電歪素体の数量は２本
以上あればよい。これらの要素を変化させることにより
、複合電歪素子を等方性にしたり、異方性を変化させた
りすることができる。本発明において２次元あるいは３
次元で電歪素体が直交する場合に、これらが必ずし°も
完全に直角で交差している必要はなく、本発明の主旨内
である程度直角からずれてもよい０また、複合電歪素子
につける電極は全面電極または部分電極のいずれでもよ
く、さらには一つの面に複数の部分電極を設けてもよい
。本発明の複合電歪素子の形状は必ずしも実施例の立方
体あるいは直方体である必要はなく、台形あるいは円柱
状のごときものでもよい。まだ、本発明における電歪素
体および有機高分子材料は実施例のものに限られること
なく、他のものでもよい。例えば、電歪素体としては（
Ｂａ、５ｒ）ＴｉＯ２系、（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｔｉ、Ｚｒ
）０３系などでもよい。有機高分子利料は電歪素体を適
当な配置に固定する働きをするとともに、複合電歪素子
の弾性コンプライアンスを大きくする働きもあり、エポ
キシ樹脂、シリコンゴム、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化
ビニリデンなどでもよい。
のではなく、角柱、多角柱１円柱、板状などでもよく、
さらにはこれらの組合わせでもよく、その大きさも変え
られる０複合電歪素子に占める電歪素体の体積は０％と
１ｏｏ％以外の値であればよく、電歪素体の数量は２本
以上あればよい。これらの要素を変化させることにより
、複合電歪素子を等方性にしたり、異方性を変化させた
りすることができる。本発明において２次元あるいは３
次元で電歪素体が直交する場合に、これらが必ずし°も
完全に直角で交差している必要はなく、本発明の主旨内
である程度直角からずれてもよい０また、複合電歪素子
につける電極は全面電極または部分電極のいずれでもよ
く、さらには一つの面に複数の部分電極を設けてもよい
。本発明の複合電歪素子の形状は必ずしも実施例の立方
体あるいは直方体である必要はなく、台形あるいは円柱
状のごときものでもよい。まだ、本発明における電歪素
体および有機高分子材料は実施例のものに限られること
なく、他のものでもよい。例えば、電歪素体としては（
Ｂａ、５ｒ）ＴｉＯ２系、（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｔｉ、Ｚｒ
）０３系などでもよい。有機高分子利料は電歪素体を適
当な配置に固定する働きをするとともに、複合電歪素子
の弾性コンプライアンスを大きくする働きもあり、エポ
キシ樹脂、シリコンゴム、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化
ビニリデンなどでもよい。
以上のように、本発明の複合電歪素子は２次元あるいは
３次元の変位素子または圧力センサーとして有用なもの
である。
３次元の変位素子または圧力センサーとして有用なもの
である。
第１図は本発明の複合電歪素子における電歪素体の配置
の一例を示す斜視図、第２図は本発明のム・ 複合電歪素子に←ける有機高分子材料と電歪素体の配置
の一例を示す斜視図である。 １・・・・・・電歪素体、２・・・１有機高分子材料。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第 ２ 図 ３７３
の一例を示す斜視図、第２図は本発明のム・ 複合電歪素子に←ける有機高分子材料と電歪素体の配置
の一例を示す斜視図である。 １・・・・・・電歪素体、２・・・１有機高分子材料。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 第 ２ 図 ３７３
Claims (1)
- 複纏固の柱状あるいは板状の電歪素体が２次元と３次元
のいずれかで互いに直交しており、さらに前記電歪素体
の間隙が有機高分子材料であり、かつ前記電歪素体の長
さ方向に垂直な端面の一部あるいは全部が露出している
構造の複合体であって、前記電歪素体の長さ方向に垂直
な前記複合体の端面の一部または全部に、部分電極ある
いは全面電極を有することを特徴とする複合電歪素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148650A JPS5848975A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 複合電歪素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148650A JPS5848975A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 複合電歪素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848975A true JPS5848975A (ja) | 1983-03-23 |
Family
ID=15457543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148650A Pending JPS5848975A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 複合電歪素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848975A (ja) |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP56148650A patent/JPS5848975A/ja active Pending
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