JPS63239879A - Piezoelectric bimorph - Google Patents
Piezoelectric bimorphInfo
- Publication number
- JPS63239879A JPS63239879A JP62071496A JP7149687A JPS63239879A JP S63239879 A JPS63239879 A JP S63239879A JP 62071496 A JP62071496 A JP 62071496A JP 7149687 A JP7149687 A JP 7149687A JP S63239879 A JPS63239879 A JP S63239879A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- bimorph
- piezoelectric
- surface electrode
- layer
- 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
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 abstract description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電気機械変換素子、すなわちセラミック等か
らなる圧電バイモルフに関し、特に信頼性向上を図った
圧電バイモルフに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electromechanical transducer, that is, a piezoelectric bimorph made of ceramic or the like, and particularly to a piezoelectric bimorph with improved reliability.
セラミック等からなる圧電バイモルフは電圧が加えられ
ることによって撓み２機械的変位を得るものであるが、
圧電素子がチタン酸ジルコン酸塩（ＰＺＴ）等の脆性材
料であるため長期間の使用中にクラックが入る危険性を
免れ得ない。A piezoelectric bimorph made of ceramic or the like can bend or undergo mechanical displacement by applying a voltage.
Since the piezoelectric element is made of a brittle material such as zirconate titanate (PZT), there is an unavoidable risk of cracking during long-term use.
また、一旦クラックが入るとクラックが表面電極に及び
２表面電極が分断されてバイモルフが破損するという問
題があった。Furthermore, once a crack occurs, the crack extends to the surface electrode and the two surface electrodes are separated, resulting in damage to the bimorph.
本発明はこれを解決するために表面電極の少（とも一部
に伸縮可能な柔軟な導電濁料を用いることによって表面
電極のクラックを防ぎあるいはクラックが生じても電極
としての機能を保つようにし、バイモルフの信頼性を向
上させたものである。In order to solve this problem, the present invention prevents the surface electrode from cracking or maintains its function as an electrode by using a stretchable and flexible conductive slurry in at least a portion of the surface electrode. , which improves the reliability of bimorph.
回転１へ、ツ１ド型、ＶＴＲにおいて、ｆ４ｖ々のテ、
−プスビードにおける再生に対応して正確なトラッキン
グを行なうような場合、磁気ヘッドをその走査方向と直
角な方向に変位させている。To rotation 1, 1 type, VTR, f4v various types,
- When performing accurate tracking in response to playback in the push bead, the magnetic head is displaced in a direction perpendicular to its scanning direction.
圧電バイモルフは、このような場合、その一端に磁気ヘ
ッドを取付は電極に加えられた電圧によって磁気ヘッド
を上記方向に変位させるために用いられる。In such cases, the piezoelectric bimorph is used to attach a magnetic head to one end of the piezoelectric bimorph and to displace the magnetic head in the above direction by applying a voltage to the electrode.
第３図は従来のセラミツ・クバイ−ｆ−’）Ｌｙ、フの
例の動作状態を示す側面図、第４図は平面図であって、
１は中間電極、２及び２は圧電素子、３及び３′は表面
電極、４はベース、５はリード線、６は端子。FIG. 3 is a side view showing the operating state of a conventional ceramic plate, and FIG. 4 is a plan view,
1 is an intermediate electrode, 2 and 2 are piezoelectric elements, 3 and 3' are surface electrodes, 4 is a base, 5 is a lead wire, and 6 is a terminal.
７はビデオヘッド、８は微小空胴、９はクラックである
。7 is a video head, 8 is a microcavity, and 9 is a crack.
このセラミックバイモルフの構成、動作は次のようにな
っている。カーボンファイバ製の中間電極１をはさみ込
んで、２枚のＰＺＴ製圧電素子２及び２′がエポキシ系
接着剤で接着されている。圧電素子２及び２′には中間
電極１と逆の面に銀製の表面電極３及び３′が焼付けら
れている。表面電極３及び３′にはリード線５が、中間
電極ｌにはり−ド線５′がハンダ付げされており、端子
６及び６′まで伸びている。セラミックバイモルフはベ
ース４に接着され、このベース４が図示していないヘッ
ドドラムに固定されており、またセラミックバイモルフ
の先端にはビデオヘッド７が接着されている。圧電素子
２及び２′は分極されており端子６′を０電位として端
子６に十電圧を加えると第３図の実線の様に、−電圧を
加えると破線の方向に変位する。The structure and operation of this ceramic bimorph are as follows. Two piezoelectric elements 2 and 2' made of PZT are bonded with an epoxy adhesive with an intermediate electrode 1 made of carbon fiber sandwiched therebetween. Silver surface electrodes 3 and 3' are printed on the piezoelectric elements 2 and 2' on the side opposite to the intermediate electrode 1. Lead wires 5 are soldered to the surface electrodes 3 and 3', and lead wires 5' are soldered to the intermediate electrode 1, extending to the terminals 6 and 6'. The ceramic bimorph is bonded to a base 4, which is fixed to a head drum (not shown), and a video head 7 is bonded to the tip of the ceramic bimorph. The piezoelectric elements 2 and 2' are polarized, and when terminal 6' is set to zero potential and ten voltages are applied to terminal 6, they are displaced in the direction of the solid line in FIG. 3, and when - voltage is applied, they are displaced in the direction of the broken line.
このセラミックバイモルフはＶＴＲ装置のビデオヘッド
の自動走査トラッキングに使用しているため、 ７２０
Ｈｚで加μｍ程度の振動をさせながら、６０Ｈｚで数百
岬の変位をさせる。この状態での使用時間２０００時間
にわたって正常に動作させなければならない。従って、
振動の繰返し回数が５．２ＸＩＯ９回にもなり、さらに
圧電素子、２．２’がＰＺＴのように脆性材料であるた
め、少しでも欠陥があると。This ceramic bimorph is used for automatic scanning tracking of the video head of a VTR device, so 720
While vibrating by approximately μm at Hz, a displacement of several hundred capes is caused at 60 Hz. It must be operated normally for 2000 hours in this state. Therefore,
The number of vibration repetitions is 5.2XIO9 times, and the piezoelectric element 2.2' is made of a brittle material like PZT, so there may be even the slightest defect.
疲労により、破壊が進む恐れがある。Fatigue may lead to further destruction.
第３図のバイモルフの例では、微小空胴８があるため、
ここからクラック９が発生し、これが成長して厚み方向
には表面電極３に２幅方向には両端にまで達する；この
とき銀製の表面電極３は。In the bimorph example shown in Figure 3, there is a microcavity 8, so
A crack 9 is generated from this and grows to reach both ends of the surface electrode 3 in the thickness direction and both ends in the width direction; at this time, the surface electrode 3 made of silver.
圧電素子２に焼付けられており、また伸延性が小さいた
め、圧電素子２のクラックが、そのまま表面電極３のク
ラックに移ってしまう。表面電極３がクラック９によっ
て分断されてしまうと９分断された一方の電極にはリー
ド線５による電圧がかからず、バイモルフとしての正常
な動作をしない。Since it is baked into the piezoelectric element 2 and has low extensibility, cracks in the piezoelectric element 2 directly transfer to cracks in the surface electrode 3. If the surface electrode 3 is divided by the crack 9, no voltage is applied to one of the nine divided electrodes by the lead wire 5, and the bimorph does not operate normally.
また９分断された電極３はクラックの部分でスパークし
、このときの表面電極３の＾で圧電素子も局部的に溶け
、中間電極１と表面電極３の間でもスパークし、バイモ
ルフが破損してしまう。In addition, the nine-divided electrode 3 sparks at the crack, the piezoelectric element also melts locally at the surface electrode 3, sparks also occur between the intermediate electrode 1 and the surface electrode 3, and the bimorph is damaged. Put it away.
〔発明が解決しようとする問題点３
以上述べた従来のセラミックバイモルフは、セラミック
製の圧電素子の欠陥が、圧電素子のクラックを経て
−表面電極の
クララ名電極の分断を発生させ、スパーク、破損へ進行
してしまう欠点がある。[Problem to be Solved by the Invention 3] In the conventional ceramic bimorph described above, defects in the ceramic piezoelectric element occur through cracks in the piezoelectric element.
- It has the drawback of causing the surface electrode to split, leading to sparks and damage.
本発明は、この欠点を解決し、信頼性を向上させた圧電
バイモルフを提供することを目的とじたものである。The present invention aims to solve this drawback and provide a piezoelectric bimorph with improved reliability.
本発明は上記の目的を達成するため、バイモルフの表面
電極の少くとも一部を柔軟性を有する導電物質で構成し
たものである。In order to achieve the above object, the present invention comprises at least a portion of the surface electrode of a bimorph made of a flexible conductive material.
その結果、圧電バイモルフに上記のようなりラックが生
じた場合でも２表面電極の分断を防ぎその機能を保つこ
とができるので、圧電バイモルフの信頼性を著しく高く
することができる。As a result, even if a rack occurs in the piezoelectric bimorph as described above, separation of the two surface electrodes can be prevented and the function can be maintained, so that the reliability of the piezoelectric bimorph can be significantly increased.
以下にこの発明の一実施例を第１図及び第２図によりて
説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図および第２図は本発明の一実施例を示し。1 and 2 show one embodiment of the present invention.
第１図は変位の状態を誇張して示す側面図、第２は表面
電極第２層、４はベース、 ５．５’はリード線。Figure 1 is a side view exaggerating the state of displacement, Figure 2 is the second layer of the surface electrode, 4 is the base, and 5.5' is the lead wire.
６．６′は端子、７はビデオヘッド、８は微小空胴。6. 6' is a terminal, 7 is a video head, and 8 is a micro cavity.
９はクラックである。9 is a crack.
この圧電バイモルフの構成、動作は次のようになってい
る。カーボンファイバ製の中間電極１をはさみ込んで、
２枚のＰＺＴ製圧電素子２及び２′がエポキシ系接着剤
で接着されている。The structure and operation of this piezoelectric bimorph are as follows. Sandwiching the carbon fiber intermediate electrode 1,
Two PZT piezoelectric elements 2 and 2' are bonded together with an epoxy adhesive.
び３ａ′には、リード線５が、中間電極１にはリード線
５′がハンダ付けされており、端子６及び６′まで伸び
ている。Lead wires 5 are soldered to terminals 6 and 3a', and lead wires 5' are soldered to intermediate electrode 1 and extend to terminals 6 and 6'.
圧電バイモルフはベース４に接着され、このベースが図
示していないヘッドドラムに固定されており、またバイ
モルフの先端にはビデオヘッド７か接着固定されている
。圧電素子２及び２′は分極されており、端子６′を０
電位として端子６に十電圧を加えると、第１図の実線の
様に、−電圧を加えると破線の方向に変位する。The piezoelectric bimorph is bonded to a base 4, which is fixed to a head drum (not shown), and a video head 7 is bonded and fixed to the tip of the bimorph. Piezoelectric elements 2 and 2' are polarized and terminal 6' is set to 0.
When ten voltages are applied to the terminal 6 as a potential, as shown by the solid line in FIG. 1, when a negative voltage is applied, the displacement occurs in the direction of the broken line.
第１図のバイモルフには微小空胴８があるため。This is because the bimorph shown in FIG. 1 has a microcavity 8.
バイモルフの繰返し動作が増えるに伴って、ここからク
ラック９が発生し、これが成長して厚み方向には表面電
極第１一層３ａに２幅方向には両端に達する。このとき
の鉄製の表面電極第１層３ａには。As the repeated operations of the bimorph increase, cracks 9 are generated therefrom and grow to reach the first layer 3a of the surface electrode in the thickness direction and both ends in the width direction. In this case, the first layer 3a of the iron surface electrode is.
圧電素子２のクラックがそのままクラックとして移って
しまう。Cracks in the piezoelectric element 2 are transferred as they are.
この状態で第１図の実線のように変位しているときには
９表面電極第１層３ａのクラック部は数μｍの隙間がで
きる。In this state, when the electrode is displaced as shown by the solid line in FIG. 1, a gap of several μm is formed in the cracked portion of the first layer 3a of the nine surface electrodes.
しかし２表面電極第２層３ｂは柔軟性があり、伸縮可能
なためクラックが発生しな（・。表面電極第２層３ｂに
クラックを発生しなければ圧電素子自身は、クラックが
あっても駆動電圧によって伸縮し第１図実線及び破線の
ように変位する。However, since the second surface electrode layer 3b is flexible and expandable, cracks do not occur (...If no cracks occur in the surface electrode second layer 3b, the piezoelectric element itself will not operate even if there is a crack. It expands and contracts depending on the voltage and is displaced as shown by the solid and broken lines in Figure 1.
実際のテストでは、クランク発生の前後で、変位、共振
周波数共変化が認められなかった。また寿命テスト結果
でもクラック発生より２０００時間後塗布したが、セラ
ミック製等の圧電素子上に直接有する柔軟な物質で構成
してもよい。In actual tests, no displacement or resonance frequency change was observed before and after cranking. Furthermore, although the life test results showed that the coating was applied 2000 hours after the occurrence of cracks, it may be made of a flexible material directly on the piezoelectric element, such as ceramic.
以上述べた如く本発明によれば２表面電極の材質を変え
るのみでクラックによる動作不良を防止でき、圧電バイ
セルフの信頼性向上と長寿命化とを実現できる。As described above, according to the present invention, malfunctions due to cracks can be prevented by simply changing the material of the two surface electrodes, and reliability and longevity of the piezoelectric bi-self can be improved.
第１図は本発明の一実施例の動作状態を示す側面図、第
２図は本発明の一実施例の平面図、第３図は従来例の動
作状態を示す側面図、第４図は従来例の平面図である。
１：中間電極、２．２’：圧電素子１３ａＨ３ａ’ ：
表面電極第１層、 ３ｂ、３ｂ’：表面電極第２層、
４：ベース、７：ビデオヘッド、８：微小空胴、９：ク
ラック。
つ
第 ２ 囚Fig. 1 is a side view showing the operating state of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view of the embodiment of the invention, Fig. 3 is a side view showing the operating state of a conventional example, and Fig. 4 is a side view showing the operating state of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view of a conventional example. 1: Intermediate electrode, 2.2': Piezoelectric element 13aH3a':
Surface electrode first layer, 3b, 3b': surface electrode second layer,
4: Base, 7: Video head, 8: Micro cavity, 9: Crack. 2nd prisoner
Claims (1)
枚の圧電素子と、該２枚の圧電素子の前記接合面とは逆
の両外側に表面電極とを有する圧電バイモルフにおいて
、該表面電極の少くとも一部が柔軟性を有する導電物質
で構成されていることを特徴とする圧電バイモルフ。 ２、前記柔軟性を有する導電物質が、金属粉含有の軟質
高分子材料であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の圧電バイモルフ。 ３、前記表面電極が、圧電素子に焼付けられた銀と、該
銀の上に結合されたエポキシ系導電性接着剤とで構成さ
れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電
バイモルフ。[Claims] 1. An intermediate electrode, and 2 which is joined by sandwiching the intermediate electrode.
In the piezoelectric bimorph, the piezoelectric bimorph has two piezoelectric elements and surface electrodes on both outer sides opposite to the bonding surfaces of the two piezoelectric elements, at least a part of which is made of a flexible conductive material. A piezoelectric bimorph characterized by: 2. Claim 1, wherein the flexible conductive material is a soft polymeric material containing metal powder.
Piezoelectric bimorph described in Section 1. 3. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the surface electrode is composed of silver baked onto a piezoelectric element and an epoxy conductive adhesive bonded onto the silver. bimorph.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071496A JPS63239879A (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Piezoelectric bimorph |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071496A JPS63239879A (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Piezoelectric bimorph |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239879A true JPS63239879A (en) | 1988-10-05 |
Family
ID=13462332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62071496A Pending JPS63239879A (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Piezoelectric bimorph |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63239879A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002091492A3 (en) * | 2001-05-04 | 2003-05-08 | New Transducers Ltd | Electrostrictive bending transducer |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62071496A patent/JPS63239879A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002091492A3 (en) * | 2001-05-04 | 2003-05-08 | New Transducers Ltd | Electrostrictive bending transducer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4780639A (en) | Electrostriction effect element | |
| US6951048B2 (en) | Method for producing a stacked piezoelectric element | |
| JPH05267742A (en) | Piezoelectric/electrostrictive film element | |
| JPS62250681A (en) | Laminate bimorph cell having magnetic head fitted on one end side and support member fitted on the other | |
| US6657364B1 (en) | Piezoelectric/electrostrictive device | |
| JPS63239879A (en) | Piezoelectric bimorph | |
| JPH05218519A (en) | Electrostrictive effect element | |
| JP2824116B2 (en) | Multilayer piezoelectric actuator | |
| JP2707782B2 (en) | Multilayer piezoelectric element | |
| JPH1174576A (en) | Laminated piezoelectric actuator | |
| JPH04167580A (en) | Laminated piezoelectric actuator element | |
| JP2000114610A (en) | Laminated piezoelectric actuator | |
| JP2516439B2 (en) | Multilayer piezoelectric actuator element | |
| JP2508234B2 (en) | Piezoelectric actuator and manufacturing method thereof | |
| JP2002261340A (en) | Laminated piezoelectric element and injection device | |
| JP2651824B2 (en) | Vertical effect bimorph device and driving method thereof | |
| JPH11238918A (en) | Laminated type piezoelectric actuator | |
| JPH056676Y2 (en) | ||
| JP3968408B2 (en) | Multilayer piezoelectric actuator | |
| JPH07272235A (en) | Electromechanical conversion device | |
| JPH0442947Y2 (en) | ||
| JP2536636B2 (en) | Electrostrictive effect element assembly | |
| JP3017784B2 (en) | Stacked displacement element | |
| JP2858877B2 (en) | Driving method of piezoelectric actuator | |
| JPH0364978A (en) | Electrostrictive effect element |