JPS5963783A - 圧電バイモルフ - Google Patents
圧電バイモルフInfo
- Publication number
- JPS5963783A JPS5963783A JP57174961A JP17496182A JPS5963783A JP S5963783 A JPS5963783 A JP S5963783A JP 57174961 A JP57174961 A JP 57174961A JP 17496182 A JP17496182 A JP 17496182A JP S5963783 A JPS5963783 A JP S5963783A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- piezoelectric
- elements
- polarization axis
- polarization
- Prior art date
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- 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
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
- H10N30/2041—Beam type
- H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end
Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (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】
（イ）発明の分野
本発明は圧電バイモルフ、特に、電圧を印加した状態の
熱的変化に対して電気−機械特性の経時変化か少なく、
動作信頼性の高い圧電バイモルフに関するものである。
熱的変化に対して電気−機械特性の経時変化か少なく、
動作信頼性の高い圧電バイモルフに関するものである。
（ロ）従来技術とその問題点
圧電バイモルフは振動子やアクチュエータとして、ピッ
クアップのカートリッジやＶ ’ｒ Ｒの磁気ヘッド制
御及び圧電リレー、ブザー等に使用されている。この種
の圧電バイモルフは、２枚の圧電素子に金属板等を中間
電極や機械的強度を補強するための補強板として介入さ
せて貼り合わせる方法と、単に接着剤のみで貼り合わせ
る方法とがある。この圧電バイモルフに電圧を印加する
と、圧電素子の一方が伸び、他方が縮むため全体として
機械的コンプライアンスの大きなたわみ動作を行なう。
クアップのカートリッジやＶ ’ｒ Ｒの磁気ヘッド制
御及び圧電リレー、ブザー等に使用されている。この種
の圧電バイモルフは、２枚の圧電素子に金属板等を中間
電極や機械的強度を補強するための補強板として介入さ
せて貼り合わせる方法と、単に接着剤のみで貼り合わせ
る方法とがある。この圧電バイモルフに電圧を印加する
と、圧電素子の一方が伸び、他方が縮むため全体として
機械的コンプライアンスの大きなたわみ動作を行なう。
従来、この種の圧電バイモルフは分極軸方向と同一方向
に電圧を印加すると縮みを生じる圧電素子を２枚貼り合
わせている。この圧電バイモルフにたわみ動作を与える
には、一方には分極軸方向と同−力向に電圧を印加する
ことにより縮ませ、他方には分極軸方向と逆方向に印加
することにより伸びを与えている。この場合、分極軸方
向と逆方向に電圧を印加することは分極処理によって、
強制的に方向付けた自発分極の配列に基づく強誘電性特
有の分極軸を反転あるいは拡散させる要素となり圧電性
を減少することになりかねない。この現象は高電圧を印
加した場合及び高温雰囲気中において顕著であり、また
低電圧を印加した場合でも長時間にわたりキュリ一温度
以下の高温領域で連続印加すると分極が減極するという
圧電性減少の原因となる。つまり温度が減極の加速要因
となるため圧電性を失う脱分極の状態となる。このため
高温で長時間、圧電バイモルフを動作させると機械的信
号〔以下変位量とする）に劣化が生じ動作信頼性に劣る
ようになるという欠点かあ−った。
に電圧を印加すると縮みを生じる圧電素子を２枚貼り合
わせている。この圧電バイモルフにたわみ動作を与える
には、一方には分極軸方向と同−力向に電圧を印加する
ことにより縮ませ、他方には分極軸方向と逆方向に印加
することにより伸びを与えている。この場合、分極軸方
向と逆方向に電圧を印加することは分極処理によって、
強制的に方向付けた自発分極の配列に基づく強誘電性特
有の分極軸を反転あるいは拡散させる要素となり圧電性
を減少することになりかねない。この現象は高電圧を印
加した場合及び高温雰囲気中において顕著であり、また
低電圧を印加した場合でも長時間にわたりキュリ一温度
以下の高温領域で連続印加すると分極が減極するという
圧電性減少の原因となる。つまり温度が減極の加速要因
となるため圧電性を失う脱分極の状態となる。このため
高温で長時間、圧電バイモルフを動作させると機械的信
号〔以下変位量とする）に劣化が生じ動作信頼性に劣る
ようになるという欠点かあ−った。
Ｖ→ 発明あ目的
本発明は−に記従来の圧電バイモルフの欠点を除去する
ためになされたもので、圧電バイモルフをキュリ一温度
以下の高温雰囲気中で長時間、電圧を印加させた状態に
おいても変位量の劣化の少ない高信頼性の圧電バイモル
フを得ることを目的とする。
ためになされたもので、圧電バイモルフをキュリ一温度
以下の高温雰囲気中で長時間、電圧を印加させた状態に
おいても変位量の劣化の少ない高信頼性の圧電バイモル
フを得ることを目的とする。
に）発明の構成と効果
本発明はＪ二記目的を達成するために、分極軸方向き逆
方向に電圧が印加される素子を複数枚の圧電素子とする
とともに、この素子の少なくとも一部を分極軸方向に電
圧が印加される素子より抗電界の高い素子として分極の
減極を抑制することにより、電圧印加時の熱的変化に対
して変位量の経時変化の少ない高信頼な圧電バイモルフ
を得たものである。
方向に電圧が印加される素子を複数枚の圧電素子とする
とともに、この素子の少なくとも一部を分極軸方向に電
圧が印加される素子より抗電界の高い素子として分極の
減極を抑制することにより、電圧印加時の熱的変化に対
して変位量の経時変化の少ない高信頼な圧電バイモルフ
を得たものである。
（ホ）実施例の説明
つぎに、本発明を実施例である図面にしたかって説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る圧電バイモルフを示したもの−Ｃ
ある。図中の矢印は、分極軸方向を示したものであり、
圧電素子１は分極軸方向と同一方向に電圧が印加するよ
うに構成され、他方、圧電素子２，３は分極軸方向と逆
方向に電圧が印加するように構成されている。そして、
圧電素子１および２と３は中間電極板６を挾んで分極軸
方向がそろうように接着層４ 、４’ 、 ５によって
貼り合わされている。なお、上記接着層４．４′は硬化
時の体積変化が少なく、硬化後、接着層がハードなエポ
キシ系樹脂や変性アクリレート系樹脂が望ましく、接着
層５は半弾性を有し、圧電素子２，３の機械的変形に追
従できるゴム系接着剤であるのが望ましい。
ある。図中の矢印は、分極軸方向を示したものであり、
圧電素子１は分極軸方向と同一方向に電圧が印加するよ
うに構成され、他方、圧電素子２，３は分極軸方向と逆
方向に電圧が印加するように構成されている。そして、
圧電素子１および２と３は中間電極板６を挾んで分極軸
方向がそろうように接着層４ 、４’ 、 ５によって
貼り合わされている。なお、上記接着層４．４′は硬化
時の体積変化が少なく、硬化後、接着層がハードなエポ
キシ系樹脂や変性アクリレート系樹脂が望ましく、接着
層５は半弾性を有し、圧電素子２，３の機械的変形に追
従できるゴム系接着剤であるのが望ましい。
そして、直流電源７によって圧電バイモルフに電圧を印
加すると周知のように圧電素子１は縮み、圧電素子２，
３は伸びることによつ−Ｃ全体としてたわみ動作を行な
うものである。
加すると周知のように圧電素子１は縮み、圧電素子２，
３は伸びることによつ−Ｃ全体としてたわみ動作を行な
うものである。
本発明においては、前記圧電素子２，３の少なくとも一
方を、圧電素子１とは別特性〔たとえば、キュリ一温度
が高く、抗電界の高い圧電素子としである。したがって
電界強度が同じＣあっても圧電素子２，３の少なくとも
いずれか一方の抗電界が高いため、結果的に分極の減極
を抑制されることとなる。
方を、圧電素子１とは別特性〔たとえば、キュリ一温度
が高く、抗電界の高い圧電素子としである。したがって
電界強度が同じＣあっても圧電素子２，３の少なくとも
いずれか一方の抗電界が高いため、結果的に分極の減極
を抑制されることとなる。
また、」−記圧電素子２，３の祠料組成および厚みを任
意に選定することにより圧電バイモルフの特性を自由に
コントロールして、使用雰囲気および条件下に適合した
圧電バイモルフとすることが可能−〇ある。
意に選定することにより圧電バイモルフの特性を自由に
コントロールして、使用雰囲気および条件下に適合した
圧電バイモルフとすることが可能−〇ある。
実施例
長さ３０ 、ｍｍ 、幅１０ ｔｎｍ 、厚さ０．１５
ｍｔｎおよび０．８０ ｍｍの圧電セラミック素子〔
たとえば、Ｐｂ（Ｔ ｉ −Ｚ ｒ ） ０３系、キュ
リ一温度’ｒｃ＝１５０℃）１．２および同形状で厚さ
０．８０ ｍｍの圧電セラミック素子〔たとえば、Ｐ
ｂ （’ｒ ＋ −Ｚ ｒ ） Ｏａ系、キュリ一温度
’ｒｃ＝３００℃）３の両面に銀蒸着で平均厚み４μｍ
の導電層を付け、圧電セラミック素子１，２を中間電極
板６に貼り合わせたのち圧電セラミック素子ｓヲ圧電セ
ラミック素子２側に積層して貼り合わせて本発明にかか
る圧電バイモルフＡを構成した。また、上記圧電セラミ
ック素子１と同特性同形状で厚さ０．１ ｍｍの圧電セ
ラミック素子を中間金属電極板の両面に１枚づつ貼り合
せた従来形式の圧電バイモルフＢを構成し、両者の高温
雰囲気中で長時間動作（条件：温度６０℃恒温、印加電
圧：ＤＣ２０Ｖ、時間：５００時間）を行なって変位量
の減少を測定したところ第２図の結果を得た。このグラ
フから明らかなように、本発明にかかる圧電バイモルフ
は、電圧印加時の熱的変化に対して変位量の経時変化が
少なく、従来のものに比べて高信頼性のものであること
が判明した。
ｍｔｎおよび０．８０ ｍｍの圧電セラミック素子〔
たとえば、Ｐｂ（Ｔ ｉ −Ｚ ｒ ） ０３系、キュ
リ一温度’ｒｃ＝１５０℃）１．２および同形状で厚さ
０．８０ ｍｍの圧電セラミック素子〔たとえば、Ｐ
ｂ （’ｒ ＋ −Ｚ ｒ ） Ｏａ系、キュリ一温度
’ｒｃ＝３００℃）３の両面に銀蒸着で平均厚み４μｍ
の導電層を付け、圧電セラミック素子１，２を中間電極
板６に貼り合わせたのち圧電セラミック素子ｓヲ圧電セ
ラミック素子２側に積層して貼り合わせて本発明にかか
る圧電バイモルフＡを構成した。また、上記圧電セラミ
ック素子１と同特性同形状で厚さ０．１ ｍｍの圧電セ
ラミック素子を中間金属電極板の両面に１枚づつ貼り合
せた従来形式の圧電バイモルフＢを構成し、両者の高温
雰囲気中で長時間動作（条件：温度６０℃恒温、印加電
圧：ＤＣ２０Ｖ、時間：５００時間）を行なって変位量
の減少を測定したところ第２図の結果を得た。このグラ
フから明らかなように、本発明にかかる圧電バイモルフ
は、電圧印加時の熱的変化に対して変位量の経時変化が
少なく、従来のものに比べて高信頼性のものであること
が判明した。
なお、上記本発明と同様の効果は、分極軸方向およびこ
れと逆方向に電圧を印加される各素子を同特性のものと
するとともに後者の素子を複数枚の積層圧電素子とし、
かつその積層厚みをｖｉＪ者の素子厚みより厚くするこ
とにより電界強度を高めるようにしても得ることができ
る。
れと逆方向に電圧を印加される各素子を同特性のものと
するとともに後者の素子を複数枚の積層圧電素子とし、
かつその積層厚みをｖｉＪ者の素子厚みより厚くするこ
とにより電界強度を高めるようにしても得ることができ
る。
第１図は本発明にかかる圧電バイモルフの一実施例を示
す断面図で、第２図は本発明の圧電バイモルフと従来の
圧電バイモルフとの変位咀一時間特性図である。 １．２．３・・・圧電素子、４．４’、５ ・・・接
着層、６・・・中間電極板、７・・・直流電源。
す断面図で、第２図は本発明の圧電バイモルフと従来の
圧電バイモルフとの変位咀一時間特性図である。 １．２．３・・・圧電素子、４．４’、５ ・・・接
着層、６・・・中間電極板、７・・・直流電源。
Claims (1)
- （１）圧電バイモルフにおいて、分極軸方向と逆方向に
電圧が印加される素子を複数枚の圧電素子とするととも
に、この素子の少なくとも一部を分極
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174961A JPS5963783A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 圧電バイモルフ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174961A JPS5963783A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 圧電バイモルフ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963783A true JPS5963783A (ja) | 1984-04-11 |
Family
ID=15987760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57174961A Pending JPS5963783A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 圧電バイモルフ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963783A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4884090A (en) * | 1987-03-25 | 1989-11-28 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuating device |
| US9849273B2 (en) | 2009-07-03 | 2017-12-26 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US9943675B1 (en) | 2002-04-01 | 2018-04-17 | Ekos Corporation | Ultrasonic catheter power control |
| US10182833B2 (en) | 2007-01-08 | 2019-01-22 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US10188410B2 (en) | 2007-01-08 | 2019-01-29 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US10656025B2 (en) | 2015-06-10 | 2020-05-19 | Ekos Corporation | Ultrasound catheter |
| US10926074B2 (en) | 2001-12-03 | 2021-02-23 | Ekos Corporation | Catheter with multiple ultrasound radiating members |
| US11672553B2 (en) | 2007-06-22 | 2023-06-13 | Ekos Corporation | Method and apparatus for treatment of intracranial hemorrhages |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP57174961A patent/JPS5963783A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4884090A (en) * | 1987-03-25 | 1989-11-28 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuating device |
| US10926074B2 (en) | 2001-12-03 | 2021-02-23 | Ekos Corporation | Catheter with multiple ultrasound radiating members |
| US9943675B1 (en) | 2002-04-01 | 2018-04-17 | Ekos Corporation | Ultrasonic catheter power control |
| US10182833B2 (en) | 2007-01-08 | 2019-01-22 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US10188410B2 (en) | 2007-01-08 | 2019-01-29 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US11925367B2 (en) | 2007-01-08 | 2024-03-12 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US11672553B2 (en) | 2007-06-22 | 2023-06-13 | Ekos Corporation | Method and apparatus for treatment of intracranial hemorrhages |
| US9849273B2 (en) | 2009-07-03 | 2017-12-26 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US10656025B2 (en) | 2015-06-10 | 2020-05-19 | Ekos Corporation | Ultrasound catheter |
| US11740138B2 (en) | 2015-06-10 | 2023-08-29 | Ekos Corporation | Ultrasound catheter |
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