KR200272347Y1 - Piezoelectric bimorph actuator for displacement control in high frequency band - Google Patents

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Abstract

본 고안은 고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터(Piezoelectric Bimorph Actuator)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중간 전극판의 양면에 압전 세라믹 소자 두 장을 접합하여 외팔보(Cantilever)의 형태로 구동되는 기존의 압전 바이몰프 액츄에이터에 있어서, 압전 세라믹 소자의 양쪽 외측면에 압전 세라믹 소자보다 영률(Young's Moduli)이 높은 외부 금속판을 덧붙여서 구성함으로써, 동일한 인가전압에서 변위량이 큼과 동시에 공진주파수가 높아 실용성이 높은 효과가 있다.The present invention relates to a piezoelectric bimorph actuator (Piezoelectric Bimorph Actuator) for the displacement control of the high frequency band, and more specifically, the conventional two-piece piezoelectric ceramic elements are bonded to both sides of the intermediate electrode plate to drive in the form of cantilever. In piezoelectric bimorph actuators, an outer metal plate having a higher Young's Moduli than a piezoelectric ceramic element is formed on both outer surfaces of the piezoelectric ceramic element, so that the displacement amount and the resonant frequency are high at the same applied voltage. There is.

Description

고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터Piezoelectric Bimorph Actuators for Displacement Control in High Frequency Bands

본 고안은 고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터(Piezoelectric Bimorph Actuator)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중간 전극판의 양면에 압전 세라믹 소자 두 장을 접합하여 외팔보(Cantilever)의 형태로 구동되는 기존의 압전 바이몰프 액츄에이터에 있어서, 압전 세라믹 소자의 양쪽 외측면에 압전 세라믹 소자보다 영률(Young's Modulus)이 높은 외부 금속판을 덧붙여서 동일한 인가전압에서 변위량이 큼과 동시에 공진주파수가 높아 실용성이 높은 고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric bimorph actuator (Piezoelectric Bimorph Actuator) for the displacement control of the high frequency band, and more specifically, the conventional two-piece piezoelectric ceramic elements are bonded to both sides of the intermediate electrode plate to drive in the form of cantilever. In piezoelectric bimorph actuators, an external metal plate having a higher Young's Modulus than a piezoelectric ceramic element is attached to both outer surfaces of the piezoelectric ceramic element, so that the displacement amount is high at the same applied voltage and the resonance frequency is high, thereby providing high practicality. A control piezoelectric bimorph actuator.

일반적으로 압전 세라믹스의 응용분야 중에서 압전 액츄에이터는 전기에너지에 의하여 기계적 변위를 일으키는 특성을 이용한 제품으로, 구성방식에 따라서 유니몰프(Unimorph) 액츄에이터, 바이몰프 액츄에이터, 적층형 액츄에이터로 나눌 수 있다.In general, piezoelectric actuators are products that use mechanical properties due to electrical energy in the application fields of piezoelectric ceramics. The piezoelectric actuators may be divided into unimorph actuators, bimorph actuators, and laminated actuators according to configuration methods.

이와 같은 압전 액츄에이터 중에서 바이몰프 액츄에이터는 도 1에 나타낸 바와 같이, 중간 전극판(11)의 양면에 압전 세라믹 소자(12) 두 장을 접합한 구조를 이루고 있고, 양쪽의 압전 세라믹 소자(12)의 외부 전극을 하나로 연결한 것과 중간 전극판(11)에 각각 +, - 전원을 공급하여 한쪽 선단부를 고정시킨 외팔보(Cantilever)의 형태로 구동시키게 된다.Among these piezoelectric actuators, as shown in FIG. 1, the bimorph actuator has a structure in which two piezoelectric ceramic elements 12 are bonded to both surfaces of the intermediate electrode plate 11, and both piezoelectric ceramic elements 12 are formed. The external electrodes are connected to one and the intermediate electrode plate 11 is supplied with + and − power, respectively, to drive in the form of a cantilever fixed to one end portion.

즉, 분극방향과 동일한 방향의 전압이 인가된 쪽은 수축되고 역방향의 전압이 인가된 쪽은 팽창되는 원리를 이용한 것으로, 수축과 팽창의 동작은 압전 세라믹 소자(12)의 접합부에서 서로 구속되기 때문에 기계적 탄성이 큰 굴곡 동작으로 나타나게 된다.That is, the principle is applied to the side in which the voltage applied in the same direction as the polarization direction is contracted and the side in which the voltage in the reverse direction is applied is expanded, since the operation of contraction and expansion is constrained to each other at the junction of the piezoelectric ceramic element 12 Mechanical elasticity is manifested in large bending motions.

이와 같은 압전 바이몰프 액츄에이터는 구조가 간단하여 소형경량화가 가능하고, 전자파 노이즈가 없으며, 소비전력이 적다는 장점을 가지고 있기 때문에, 각종의 미소변위 제어소자 및 압전 팬, 압전 릴레이, VTR의 가변헤드 등에 널리 이용되어 왔으며, 최근에는 서보 밸브 등의 고주파수 대역의 변위 제어용 소자로도 활용되고 있다.These piezoelectric bimorph actuators have a simple structure and can be miniaturized and light in weight, have no electromagnetic noise, and consume less power. Therefore, various microdisplacement control elements, piezoelectric fans, piezoelectric relays, and variable heads of VTRs are available. It has been widely used and the like, and recently, it has also been utilized as an element for displacement control of a high frequency band such as a servo valve.

종래 사용되고 있는 압전 바이몰프 액츄에이터에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The piezoelectric bimorph actuator conventionally used will now be described in detail.

일반적으로 압전 바이몰프 액츄에이터의 선단부의 변위(δ) 및 공진주파수(fr)는 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In general, the displacement δ and the resonant frequency f r of the tip portion of the piezoelectric bimorph actuator may be expressed by Equations 1 and 2 below.

상기 수학식 1 및 수학식 2에서, k는 바이몰프 변위상수, l은 바이몰프 유효길이, t는 바이몰프 두께, V는 인가전압, d31는 압전상수, E는 바이몰프 영률(Young's Modulus), ρ는 밀도이다.In Equations 1 and 2, k is a bimorph displacement constant,, is a bimorph effective length, δ is a bimorph thickness, V is an applied voltage, d 31 is a piezoelectric constant, and E is a bimorph Young's modulus. is the density.

상기 수학식 1 및 수학식 2에서 나타낸 바와 같이, 압전 바이몰프 액츄에이터의 변위(δ) 및 공진주파수(fr)는 바이몰프의 유효길이(l) 및 두께(t)와 밀접한 관련이 있으며, 이 두가지 변수의 측면에서 살펴보면, 변위(δ)와 공진주파수(fr)는 서로 반비례하는 관계에 있다.As shown in Equations 1 and 2, the displacement (δ) and the resonant frequency (f r ) of the piezoelectric bimorph actuator are closely related to the effective length (l) and thickness (t) of the bimorph. In terms of the two variables, the displacement δ and the resonant frequency f r are in inverse proportion to each other.

종래에는 주로 압전 바이몰프 액츄에이터에 직류전압을 인가하여 발생되는 변위를 이용한 위치제어용 소자로서 응용되었으므로, 동일 인가전압에서 변위를 증가시키기 위하여 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 바이몰프의 유효길이를(l)를증가시키거나 두께(t)를 감소시키는 방법을 사용하여 왔다.Conventionally, since it was mainly applied as a position control element using a displacement generated by applying a DC voltage to a piezoelectric bimorph actuator, in order to increase the displacement at the same applied voltage, as shown in Equation 1, the effective length of the bimorph ( It has been used to increase l) or to decrease the thickness t.

그러나, 이러한 방법은 상기 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 압전 바이몰프 액츄에이터의 공진주파수(fr)를 감소시키는 결과를 초래하게 된다. 압전체는 공진주파수(fr)와 동일 주파수의 교류전압을 인가하면 공진현상에 의하여 변위가 비공진시의 10배 이상으로 급격하게 증가하여 변위제어가 불가능해지는 것으로 알려져 있으므로, 서보 밸브 등의 고주파수 대역의 변위 제어용 소자로 사용하기 위해서는 압전 바이몰프 액츄에이터의 공진주파수를 높게 할 필요가 있다.However, this method results in reducing the resonance frequency f r of the piezoelectric bimorph actuator, as shown in Equation 2 above. When the piezoelectric body is applied with an AC voltage having the same frequency as the resonance frequency f r , the displacement rapidly increases to 10 times or more than non-resonance due to the resonance phenomenon, so that displacement control is impossible. In order to use it as a displacement control element, it is necessary to raise the resonance frequency of a piezoelectric bimorph actuator.

한편, 공진주파수(fr)를 증가시키기 위해서 바이몰프의 두께(t)를 증가시키거나, 유효길이(l)를 감소시키면, 급격한 변위(δ)의 감소를 가져와 대변위 제어용 액츄에이터로서의 응용에 실효성이 떨어지는 문제가 있다.On the other hand, increasing the thickness t of the bimorphs or decreasing the effective length l in order to increase the resonance frequency f r results in a drastic decrease of the displacement δ, which is effective for application as a large displacement control actuator. There is a problem with this falling.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 고안된 것으로, 동일 인가전압에서 변위량이 큼과 동시에 공진주파수가 높기 때문에 실용성이 높은 고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned conventional problems, and has an object of providing a piezoelectric bimorph actuator for displacement control in a high frequency band having high practicality since the displacement amount is high and the resonance frequency is high at the same applied voltage.

도 1은 종래의 압전 바이몰프 액츄에이터의 구성을 나타낸 개략적 구조도,1 is a schematic structural diagram showing the configuration of a conventional piezoelectric bimorph actuator;

도 2는 본 고안에 따른 고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터의 구성을 나타낸 개략적 구조도.2 is a schematic structural diagram showing a configuration of a piezoelectric bimorph actuator for displacement control in a high frequency band according to the present invention;

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

11 : 중간 전극판 12 : 압전 세라믹 소자11: intermediate electrode plate 12: piezoelectric ceramic element

13 : 외부 금속판13: outer metal plate

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 중간 전극판(11)의 양면에 동일한 너비와 길이로 형성된 압전 세라믹 소자(12) 두 장을 접합하여 외팔보 형태로 구동되는 압전 바이몰프 액츄에이터에 있어서, 상기 압전 세라믹 소자(12)의 양쪽 외측면에 상기 압전 세라믹 소자(12)보다 영률이 높은 외부 금속판(21)을 동일한 너비로 형성하여 부착하되, 상기 외부 금속판(21)은 압전 세라믹 소자(12)의 길이에 대해 27-53%의 길이 범위를 갖도록 한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the piezoelectric bimorph actuator which is driven in a cantilever form by joining two sheets of piezoelectric ceramic elements 12 having the same width and length on both sides of the intermediate electrode plate 11, An outer metal plate 21 having a higher Young's modulus than the piezoelectric ceramic element 12 is formed to have the same width and attached to both outer surfaces of the piezoelectric ceramic element 12, and the outer metal plate 21 is formed of the piezoelectric ceramic element 12. Characterized by having a length range of 27-53% of the length.

영률(Young's Modulus)은 일반적으로 알려진 바와 같이, 재료에 가해진 응력과 변형사이의 관계에서 얻어지는 비례상수에서, 영률이 높을수록 동일한 응력하에서 소재의 변형이 작아지는 특성을 갖는다. 본 고안에서는 상기의 수학식 2에서 쉽게 알 수 있듯이 영률이 높을수록 바이몰프 액츄에이터의 공진주파수(fr)가 커지는 관계를 이용하여, 공진주파수(fr)를 높이기 위해 압전 세라믹 소자(12)보다 영률이 높은 외부 금속판(21)을 압전 세라믹 소자(12)의 외부에 부착하였다.Young's Modulus, as is generally known, has a property that the higher the Young's modulus, the smaller the deformation of the material under the same stress is. The more the subject innovation as can be readily appreciated from the equation (2) Young's modulus than the resonant frequency (f r) is by using a larger relationship, the resonant frequency (f r), the piezoelectric ceramic element 12 to increase the bi-morph actuator An external metal plate 21 having a high Young's modulus was attached to the outside of the piezoelectric ceramic element 12.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 2는 본 고안에 따른 고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터의 구성을 나타낸 개략적 구조도이다.2 is a schematic structural diagram showing a configuration of a piezoelectric bimorph actuator for displacement control in a high frequency band according to the present invention.

먼저, 중간 전극판(11)의 양면에 동일한 너비와 길이로 형성된 압전 세라믹 소자(12) 두 장을 접합하여 외팔보 형태로 구동되는 통상의 압전 바이몰프 액츄에이터에 있어서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 압전 세라믹 소자(12)의 양쪽 외측면에 상기 압전 세라믹 소자(12)보다 영률(Young's Modulus)이 높되, 동일한 너비를 갖는 외부 금속판(21)을 압전 세라믹 소자(12)의 길이에 대해 27,40,53%의 길이를 각각 갖도록 형성하여 부착시킨 고안예 1 내지 고안예 3을 설계하였다.First, in a conventional piezoelectric bimorph actuator which is driven in a cantilever form by joining two piezoelectric ceramic elements 12 formed of the same width and length on both surfaces of the intermediate electrode plate 11, as shown in FIG. On the outer side surfaces of the ceramic element 12, the Young's Modulus is higher than the piezoelectric ceramic element 12, but the outer metal plate 21 having the same width is 27,40, for the length of the piezoelectric ceramic element 12, Inventive Examples 1 to 3 were designed to have a length of 53% and attached.

고안예 1 내지 고안예 3의 압전 바이몰프 액츄에이터를 제작하기 위하여 압전 세라믹 소자(12)는 영률이 6.7 × 1010N/㎡인 PZT(Lead Zirconate Titanate) 조성을 사용하였고, 중간 전극판(11) 및 외부 금속판(21)은 영률이 11.4 × 1010N/㎡인 인청동 재질을 사용하였다.In order to fabricate the piezoelectric bimorph actuators of the embodiments 1 to 3, the piezoelectric ceramic element 12 used a lead zirconate titanate (PZT) composition having a Young's modulus of 6.7 × 10 10 N / m 2, and the intermediate electrode plate 11 and The outer metal plate 21 used a phosphor bronze material having a Young's modulus of 11.4 × 10 10 N / m 2.

압전 바이몰프 액츄에이터의 크기는 유효길이 30㎜, 너비 4㎜로 제작하였으며, 압전 세라믹 소자(12)의 두께를 0.25㎜, 중간 전극판(11) 및 외부 금속판(21)의 두께를 각각 0.1㎜로 하여, 최종 제작된 압전 바이몰프 액츄에이터의 전체 두께는 0.8㎜가 되도록 하였다. 통상적으로 압전 바이몰프 액츄에이터의 중간 전극판(11)과 압전 세라믹 소자(12)의 길이는 동일한 값을 갖도록 제작되므로, 상기의 유효길이는 중간 전극판(11)의 길이를 의미함과 동시에, 압전 세라믹 소자(12)의 길이를 의미한다.The piezoelectric bimorph actuators were manufactured in an effective length of 30 mm and a width of 4 mm. The piezoelectric bimorph actuators had a thickness of 0.25 mm, a thickness of the middle electrode plate 11 and an outer metal plate 21 of 0.1 mm, respectively. The total thickness of the final piezoelectric bimorph actuator was 0.8 mm. Typically, since the lengths of the intermediate electrode plate 11 and the piezoelectric ceramic element 12 of the piezoelectric bimorph actuator are made to have the same value, the effective length means the length of the intermediate electrode plate 11 and at the same time, the piezoelectric It means the length of the ceramic element 12.

이때 압전 세라믹 소자(12)와 중간 전극판(11) 및 외부 금속판(21)은 전기전도도가 좋은 에폭시계 본드를 얇게 도포하여 접착하였다.At this time, the piezoelectric ceramic element 12, the intermediate electrode plate 11, and the outer metal plate 21 were applied by thinly applying an epoxy bond having good electrical conductivity.

고안예 1은 외부 금속판(21)의 길이를 8mm, 너비를 4mm로 하여 압전 세라믹 소자(12)의 길이에 대해 오차범위 내에서 반올림한 값으로 27%의 길이(참고로, 길이/너비의 비는 2)를 갖도록 설계하였다.Inventive Example 1 is a value rounded within the error range with respect to the length of the piezoelectric ceramic element 12 with the length of the outer metal plate 21 to 8mm, the width to 4mm (27, the reference length / width ratio Was designed to have 2).

고안예 2는 외부 금속판(21)의 길이를 12mm, 너비를 4mm로 하여 압전 세라믹 소자(12)의 길이에 대해 40%의 길이(참고로, 길이/너비의 비는 3)를 갖도록 설계하였다.Inventive Example 2 was designed to have a length of 40% to the length of the piezoelectric ceramic element 12 (reference, the ratio of length / width 3) to 12 mm in length and 4 mm in width of the outer metal plate 21.

고안예 3은 외부 금속판(21)의 길이를 16mm, 너비를 4mm로 하여 압전 세라믹소자(12)의 길이에 대해 53%의 길이(참고로, 길이/너비의 비는 4)를 갖도록 설계하였다.Inventive Example 3 was designed to have a length of 53% with respect to the length of the piezoelectric ceramic element 12 (reference, the ratio of length / width 4) to 16 mm in length and 4 mm in width of the outer metal plate 21.

상기 고안예 1 내지 고안예 3에 대하여 동일 인가전압에 대한 변위량 및 공진주파수를 측정하여 그 결과를 종래예와 비교하기 위하여 다음의 표 1에 나타내었다.In order to measure the displacement amount and the resonant frequency for the same applied voltage with respect to the first embodiment to the third embodiment is shown in Table 1 to compare the results with the conventional example.

종래예Conventional example 고안예Design 1One 22 33 변위량(㎛)Displacement (μm) 200200 292292 224224 205205 공진주파수(㎐)Resonant frequency 360360 365365 430430 450450

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 고안예 1 내지 고안예 3의 경우 동일 인가전압에서 변위량 및 공진주파수 특성이 종래예보다 우수함을 알 수 있다. 특히 고안예 3의 경우 종래예보다 변위량의 감소없이 공진주파수가 25% 향상된 물성치를 얻을 수 있었다.As can be seen in Table 1, in the case of Inventive Examples 1 to 3 it can be seen that the displacement and resonance frequency characteristics are superior to the conventional example at the same applied voltage. Particularly, in the case of Design Example 3, the resonance frequency was improved by 25% without decreasing the displacement amount compared with the conventional example.

한편, 상기의 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 고안예 1에서 고안예 3으로 갈수록, 즉 외부 금속판(21)의 길이가 길어질수록 변위량이 작아지므로, 종래예의 변위량보다 큰 값을 유지하기 위하여는 외부 금속판(21)이 상기한 고안예 3보다 큰 길이를 가지면 안된다는 점을 알 수 있으며, 그 반대로 고안예 3에서 고안예 1로 갈수록, 즉 외부 금속판(21)의 길이가 짧아질수록 공진주파수가 작아지므로, 종래예의 공진주파수보다 큰 값을 유지하기 위하여는 외부 금속판(21)이 상기한 고안예 1보다 작은 길이를 가지면 안된다는 점을 쉽게 알 수 있다.On the other hand, as can be seen in Table 1 above, since the displacement amount decreases from the design example 1 to the design example 3, that is, the longer the length of the outer metal plate 21, so as to maintain a value larger than the conventional displacement amount It can be seen that the outer metal plate 21 should not have a length greater than the above-described embodiment 3, on the contrary, from the design 3 to the design 1, that is, the shorter the length of the outer metal plate 21, the resonant frequency Since it becomes small, it can be easily seen that the outer metal plate 21 should not have a length smaller than the above-described first embodiment in order to maintain a value larger than the resonance frequency of the conventional example.

그러므로, 본 고안에서는 외부 금속판(21)의 길이 범위를 압전 세라믹소자(21)의 길이에 대해 27~53%의 길이 범위를 갖도록 하는 것이다.Therefore, in the present invention, the length range of the outer metal plate 21 is set to have a length range of 27 to 53% with respect to the length of the piezoelectric ceramic element 21.

외부 금속판(21)의 길이 변화에 따른 이러한 특성의 변화는 비록 선형적인 관계로 제시되는 것은 아니지만, 상기한 표 1의 데이터의 변화 추이에서 뿐만이 아니라, 상기의 수학식 1과 수학식 2로부터 그 변화의 추이가 용이하게 도출될 수 있는 것이다.The change of the characteristics according to the change in the length of the outer metal plate 21 is not presented in the linear relationship, but not only in the change of the data of Table 1 above, but also from the above Equations 1 and 2 The trend of can be easily derived.

즉, 수학식 1 및 수학식 2에서 알 수 있듯이, 동일한 조건(동일한 전체두께 및 인가전압)에서 변위량(δ)은 바이몰프의 유효길이(I)에 비례하고, 공진주파수(fr)는 바이몰프의 유효길이(I)에 반비례하는 관계를 갖는다. 그러데, 외부 금속판(21)은 전압의 인가에 따라 변위를 일으키지는 않으므로, 전압의 인가에 따른 압전 세라믹 소자(12)의 변형을 방해하는 작용을 하게 된다. 따라서, 외부 금속판(21)의 길이가 증가할수록 바이몰프의 유효길이(I)는 역으로 감소하는 것과 동일한 효과를 갖게 되므로, 본 발명의 고안예1에서 고안예3으로 갈수록 공진주파수는 증가하게 되고, 상대적으로 변위량(δ)은 감소하는 경향을 나타내는 것이다.That is, as shown in Equations 1 and 2, under the same conditions (same overall thickness and applied voltage), the displacement amount δ is proportional to the effective length I of the bimorph, and the resonance frequency f r is It has a relationship inversely proportional to the effective length I of the morph. However, since the external metal plate 21 does not cause displacement in response to the application of the voltage, the external metal plate 21 serves to prevent deformation of the piezoelectric ceramic element 12 according to the application of the voltage. Therefore, as the length of the outer metal plate 21 increases, the effective length I of the bimorph has the same effect as decreasing inversely. , The displacement amount δ shows a tendency to decrease.

한편, 본 실시예에서는 종래예와 고안예에 대하여 동일한 조건(동일한 전체 두께 및 인가전압)을 적용하였으므로, 외부 금속판(21)의 부착되는 두께만큼 압전 세라믹 소자(12)의 두께가 감소되어 실질적으로 두께(t)의 감소 효과가 발생하므로, 고안예의 변위량(δ)특성도 종래예보다 개선된 결과를 보이게 되며, 이는 상기 수학식 1로부터 도출되는 결과와도 일치하는 것이다.On the other hand, in this embodiment, since the same conditions (same overall thickness and applied voltage) are applied to the conventional example and the invention, the thickness of the piezoelectric ceramic element 12 is substantially reduced by the thickness of the external metal plate 21 attached thereto. Since the effect of reducing the thickness t occurs, the displacement amount δ characteristic of the present invention is also improved compared to the conventional example, which is consistent with the result derived from Equation 1 above.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안 고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터를 사용하면, 종래의 압전 바이몰프 액츄에이터보다 동일 인가전압에서 변위량이 크고, 동시에 공진주파수가 향상되어 실용성이 높은 효과가 있다.As described above, when the piezoelectric bimorph actuator for displacement control in the high frequency band of the present invention is used, the displacement amount is larger at the same applied voltage than the conventional piezoelectric bimorph actuator, and the resonant frequency is improved at the same time, thereby increasing the practicality.

Claims (1)

중간 전극판(11)의 양면에 동일한 너비와 길이로 형성된 압전 세라믹 소자(12) 두 장을 접합하여 외팔보 형태로 구동되는 통상의 압전 바이몰프 액츄에이터에 있어서, 상기 압전 세라믹 소자(12)의 양쪽 외측면에 상기 압전 세라믹 소자(12)보다 영률이 높은 외부 금속판(21)을 동일한 너비로 형성하여 부착하되, 상기 외부 금속판(21)은 압전 세라믹 소자(12)의 길이에 대해 27~53%의 길이 범위를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 고주파수 대역의 변위 제어용 압전 바이몰프 액츄에이터.In a conventional piezoelectric bimorph actuator which is driven in a cantilever form by joining two sheets of piezoelectric ceramic elements 12 having the same width and length to both surfaces of the intermediate electrode plate 11, both outer and outer sides of the piezoelectric ceramic elements 12 are formed. An outer metal plate 21 having a Young's modulus higher than that of the piezoelectric ceramic element 12 is formed on the side thereof and attached to the same, but the outer metal plate 21 has a length of 27 to 53% with respect to the length of the piezoelectric ceramic element 12. A piezoelectric bimorph actuator for displacement control in a high frequency band characterized by having a range.
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