JPS6369277A - アクチユエ−タ− - Google Patents
アクチユエ−タ−Info
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- JPS6369277A JPS6369277A JP61212644A JP21264486A JPS6369277A JP S6369277 A JPS6369277 A JP S6369277A JP 61212644 A JP61212644 A JP 61212644A JP 21264486 A JP21264486 A JP 21264486A JP S6369277 A JPS6369277 A JP S6369277A
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Landscapes
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、精密工作機械における位置決め、流体量制御
バルブ、そのファン、光学装置の光路長制御等の駆動源
や圧電ブザー、圧電スピーカー。
バルブ、そのファン、光学装置の光路長制御等の駆動源
や圧電ブザー、圧電スピーカー。
超音波撮動子等の振動子として使用することができるア
クチュエーターに関するものである。即ち、本明細書に
おいて、「アクチュエーター」は、接触している他の物
体を変位させるための素子だけでなく、自らが動くだけ
の素子をも意味する総称として用いる。
クチュエーターに関するものである。即ち、本明細書に
おいて、「アクチュエーター」は、接触している他の物
体を変位させるための素子だけでなく、自らが動くだけ
の素子をも意味する総称として用いる。
［従来の技術及びその問題点］
従来、圧電磁器のたわみを利用する素子として、分極処
理を論した１枚の圧電薄板磁器を固定した電極板（シム
）に貼り合わせたユニモルノ型ヤ）圧電薄板磁器をシム
の両面に貼り合わせたバイモルフ型のものが知られてい
る。しかしながら、これらの圧電素子は高い負電圧ある
いは長期にわたる負電圧の印加により、悦分（セを起こ
したり、Ｋｌ器と電極材料との接着部が剥離して繰返し
使用耐久性が低い等の問題があった。
理を論した１枚の圧電薄板磁器を固定した電極板（シム
）に貼り合わせたユニモルノ型ヤ）圧電薄板磁器をシム
の両面に貼り合わせたバイモルフ型のものが知られてい
る。しかしながら、これらの圧電素子は高い負電圧ある
いは長期にわたる負電圧の印加により、悦分（セを起こ
したり、Ｋｌ器と電極材料との接着部が剥離して繰返し
使用耐久性が低い等の問題があった。
そこで近年、フェロエレクトリクス
（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ）、５７゜２０３−２
２０ （１９８４）等にみられるように、ポリフッ化ビ
ニリデンを原料とした高分子圧電素子の研究が盛んであ
る。なぜならば、これらの集子は、バイモルフ型の如く
圧電素子を接着する必要がなく、単板のまま（モノモル
フ型）で圧電効果を示すので、圧電磁器素子の問題点を
克服する可能性を有するからである。しかしながら、こ
れらの高分子圧電素子は今だ変位置が圧電磁器素子のそ
れと比べて小さくまた、素子自身が軟かいために変位を
他へ伝達しにくい等の問題を抱えている。
２０ （１９８４）等にみられるように、ポリフッ化ビ
ニリデンを原料とした高分子圧電素子の研究が盛んであ
る。なぜならば、これらの集子は、バイモルフ型の如く
圧電素子を接着する必要がなく、単板のまま（モノモル
フ型）で圧電効果を示すので、圧電磁器素子の問題点を
克服する可能性を有するからである。しかしながら、こ
れらの高分子圧電素子は今だ変位置が圧電磁器素子のそ
れと比べて小さくまた、素子自身が軟かいために変位を
他へ伝達しにくい等の問題を抱えている。
［問題点を解決するための手段］
本発明者らは、以上のような観点から鋭意検討を重ねた
結果、ＰＺＴ粉末に五酸化ニオブ（Ｎｂ２０５）を添加
して調整した磁器がモノモルフ型圧電素子となることを
見出し、本発明を完成するに至った。以下本発明の詳細
な説明する。
結果、ＰＺＴ粉末に五酸化ニオブ（Ｎｂ２０５）を添加
して調整した磁器がモノモルフ型圧電素子となることを
見出し、本発明を完成するに至った。以下本発明の詳細
な説明する。
ＰＺＴ系磁器の製造に供するＰＺＴ粉末とは、鉛、ジル
コニウム及びチタニウムの酸化物からなる磁器粉末であ
り、例えば酸化鉛（ＰｂＯ）粉末と酸化ジルコニウム（
ｚｒＯ２）粉末と酸化チタン（Ｔｉ０２）粉末とを混合
し、仮焼粉砕するという固相反応法によって、又は、シ
ュウ酸のエタノール溶液に鉛、ジルコニウム及びチタニ
ウムの硝酸塩等の水溶性塩の混合水溶液を加えて沈澱を
生成させ、これを仮焼粉砕するという共沈法によって製
造することができる。
コニウム及びチタニウムの酸化物からなる磁器粉末であ
り、例えば酸化鉛（ＰｂＯ）粉末と酸化ジルコニウム（
ｚｒＯ２）粉末と酸化チタン（Ｔｉ０２）粉末とを混合
し、仮焼粉砕するという固相反応法によって、又は、シ
ュウ酸のエタノール溶液に鉛、ジルコニウム及びチタニ
ウムの硝酸塩等の水溶性塩の混合水溶液を加えて沈澱を
生成させ、これを仮焼粉砕するという共沈法によって製
造することができる。
本発明のアクチュエーター材料である磁器の製造は、磁
器一般の製造法と同じく、原料粉末の秤母及び混合、乾
燥、成型及び焼結等のプロセスを採用すればよい。ＰＺ
Ｔ粉末に添加する五酸化ニオブの量は、ＰＺＴ粉末に対
し、０．８〜２．０モル％が好ましい。これらの物質の
混合方法としては、ボールミル、振動ミル等による方法
を用いることができ、成型方法としては金型プレス、ラ
バープレス、鋳込み成型、射出成型、テープ成形等によ
る方法を用いることができる。焼結は、１２５０〜１３
５０℃で１〜５時間保持づれぽよく、その際の雰囲気は
空気でよい。
器一般の製造法と同じく、原料粉末の秤母及び混合、乾
燥、成型及び焼結等のプロセスを採用すればよい。ＰＺ
Ｔ粉末に添加する五酸化ニオブの量は、ＰＺＴ粉末に対
し、０．８〜２．０モル％が好ましい。これらの物質の
混合方法としては、ボールミル、振動ミル等による方法
を用いることができ、成型方法としては金型プレス、ラ
バープレス、鋳込み成型、射出成型、テープ成形等によ
る方法を用いることができる。焼結は、１２５０〜１３
５０℃で１〜５時間保持づれぽよく、その際の雰囲気は
空気でよい。
［作用］
本発明の７クチユエーターは、分極処理を施さない単板
であるにもかかわらずたわむ、モノモルフ型のものであ
る。そのたわむ理由は明らかではないが、たとえば、粒
界部に空間電荷が生成し、これが特異な現象を発現させ
ると考えられる。換言すれば、本発明のアクチュエータ
ーの両面に電極をはりつけて電界を印加するし、その一
方の接合面付近のバリアーが高くなり、強電界が局所的
にかかり、磁器の強誘電性と相まって負の歪が発生し、
そして電昇方向を逆転すると他方の接合面で同様の現象
が起こり、それらによって磁器のたわみが観察されるこ
ととなるものと考えられる。
であるにもかかわらずたわむ、モノモルフ型のものであ
る。そのたわむ理由は明らかではないが、たとえば、粒
界部に空間電荷が生成し、これが特異な現象を発現させ
ると考えられる。換言すれば、本発明のアクチュエータ
ーの両面に電極をはりつけて電界を印加するし、その一
方の接合面付近のバリアーが高くなり、強電界が局所的
にかかり、磁器の強誘電性と相まって負の歪が発生し、
そして電昇方向を逆転すると他方の接合面で同様の現象
が起こり、それらによって磁器のたわみが観察されるこ
ととなるものと考えられる。
［実施例］
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
市販のＰＺＴ粉末（Ｐｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１：０゜５３：
０．４７＞４００に対し、ｆｉ酸化ニオブの含有量がそ
れぞれ１．０モル％、１．２モル％となるように五酸化
ニオブを秤吊し、各をエタノール中で２４時間ボールミ
ルによって混合した。乾燥後、１．５ｔ／ｃｉの圧力で
長さ約４８顕０幅約１８ｍ＋、ＰＪさ約１０ＩＭＲの板
に成型した。
０．４７＞４００に対し、ｆｉ酸化ニオブの含有量がそ
れぞれ１．０モル％、１．２モル％となるように五酸化
ニオブを秤吊し、各をエタノール中で２４時間ボールミ
ルによって混合した。乾燥後、１．５ｔ／ｃｉの圧力で
長さ約４８顕０幅約１８ｍ＋、ＰＪさ約１０ＩＭＲの板
に成型した。
次にこの板を空気中で１３００℃の温度で１時間焼結し
、前記約４８ａｗＸ約１８層に対応する面と平行に切断
して、長さ４０Ｍ９幅１５＃、厚さ０．５ｍの磁器から
なるアクチュエーターを得た。
、前記約４８ａｗＸ約１８層に対応する面と平行に切断
して、長さ４０Ｍ９幅１５＃、厚さ０．５ｍの磁器から
なるアクチュエーターを得た。
続いてこの磁器の両面に銀ペーストを塗布し、空気中で
８００℃の温度にて１時間加熱焼付けし、電極を取付け
た。
８００℃の温度にて１時間加熱焼付けし、電極を取付け
た。
この電極を取付けたアクチュエーターの長さ方向の一端
９順の部分（図１におけるＤの部分）を固定し、４ＫＶ
／αの電界を印加し、固定した箇所から２８Ｍ（図１に
おけるＡの位置）、１９ｍ（図１におけるＢの位置）、
及び９ｍ（図１におけるＣの位置）の位置の変位置、さ
らに１〜４Ｋ Ｖ ／ ａｉの電界を印加した時のＡの
位２の変位ををうずＮ流式非接触センサーで測定した。
９順の部分（図１におけるＤの部分）を固定し、４ＫＶ
／αの電界を印加し、固定した箇所から２８Ｍ（図１に
おけるＡの位置）、１９ｍ（図１におけるＢの位置）、
及び９ｍ（図１におけるＣの位置）の位置の変位置、さ
らに１〜４Ｋ Ｖ ／ ａｉの電界を印加した時のＡの
位２の変位ををうずＮ流式非接触センサーで測定した。
この結果を表１及び図２に示す。但し、図２において、
電界と同方向への変位を正の変位とした。
電界と同方向への変位を正の変位とした。
又、前記のように固定したアクチュエーターに１００）
１ｚ 〜５ＫＨｚ、１０Ｖの交流を加えたところ、アク
チュエーターはこの交流と同一周波数で振動し、その周
波数の８波を発した。
１ｚ 〜５ＫＨｚ、１０Ｖの交流を加えたところ、アク
チュエーターはこの交流と同一周波数で振動し、その周
波数の８波を発した。
比較例１
実施例１の五酸化ニオブを用いながった以外は、全〈実
施例１と同様にＰＺＴ磁器を調整し、変位を測定した。
施例１と同様にＰＺＴ磁器を調整し、変位を測定した。
その結束を表１に示す。変位は全く観察されなかった。
図１は実施例におけるアクチュエーターの素子の長さ及
び幅の寸法、たわみの測定点及び固定部分を示す概念図
である。 Δ、Ｂ、Ｃ：たわみの測定点 Ｄ ：固定部分 図２は、実施例１におけるＰＺＴ系磁器をユニポーラ駆
動した際のｌ＼点（図１）の変位量を示す。 （ａ） ＋ １ ＫＶ／Ｃ：Ｒ（ｂ） −４−２ＫＶ／
ａＲ（Ｃ）→−３ＫＶ／ｃａ＋ （ｄ） ＋４ＫＶ
／ｃｍ特許出願人 束汗曹達工業株式会社 図面の浄書（内容に変更なしｊ 図２ 電界（にＶ／ｃｍ） 手続補正書坊式） 昭和６１年１２月１７日
び幅の寸法、たわみの測定点及び固定部分を示す概念図
である。 Δ、Ｂ、Ｃ：たわみの測定点 Ｄ ：固定部分 図２は、実施例１におけるＰＺＴ系磁器をユニポーラ駆
動した際のｌ＼点（図１）の変位量を示す。 （ａ） ＋ １ ＫＶ／Ｃ：Ｒ（ｂ） −４−２ＫＶ／
ａＲ（Ｃ）→−３ＫＶ／ｃａ＋ （ｄ） ＋４ＫＶ
／ｃｍ特許出願人 束汗曹達工業株式会社 図面の浄書（内容に変更なしｊ 図２ 電界（にＶ／ｃｍ） 手続補正書坊式） 昭和６１年１２月１７日
Claims (2)
- （１）モノモルフ型圧電素子からなるアクチュエーター
において、圧電素子が、五酸化ニオブを含有するＰＺＴ
系磁器であるアクチュエーター。 - （２）ＰＺＴ系磁器が五酸化ニオブを０．８〜２．０モ
ル％含有する特許請求の範囲第（１）項記載のアクチュ
エーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212644A JPS6369277A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | アクチユエ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212644A JPS6369277A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | アクチユエ−タ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6369277A true JPS6369277A (ja) | 1988-03-29 |
Family
ID=16626048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61212644A Pending JPS6369277A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | アクチユエ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6369277A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007056487A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Hitachi Ltd | 重力式引戸および車両 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177123A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Canon Inc | ヘツド駆動用アクチユエ−タ |
| JPS61185983A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | Japan Storage Battery Co Ltd | 圧電体材料 |
-
1986
- 1986-09-11 JP JP61212644A patent/JPS6369277A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177123A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Canon Inc | ヘツド駆動用アクチユエ−タ |
| JPS61185983A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | Japan Storage Battery Co Ltd | 圧電体材料 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007056487A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Hitachi Ltd | 重力式引戸および車両 |
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