TW451507B - Piezo-electric bending converter - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 /:51507 A7 _B7_ 五、發明說明（） 本發明偽關於一種壓電式彎曲轉換器，其固有之熱彎 曲性較小。 此種每曲轉換器例如在W0 96/41384中已為人所知p 該文件中所示之輋曲轉換器包括一锢承載體及一値至少 在一側上是安裝在承載體上之壓電式活性層（由壓電陶 瓷所構成）。為了補償固有之熱彎曲性，則建議使用一 些熱膨脹係數相同之材料作為壓電陶瓷和該承載體用之 材料。 * 一種壓電式彎曲轉換器（其具有一種施加於承載體上 之壓電層）特別是用來獲取此種間接或倒反的（r e c i p Γ 〇 c a 1) 壓電效應，即，使電能轉換成機械能。一種髦曲轉換器 可有許多技術上之應用。這些應用例如噴墨式印表機之 壓電式列印頭，麥克風或擴音器之拾音器或發音器，加 速度或壓力測量用之感測器，盲文掃瞄列，盲人用之讀 取機，纺織機，閥，寫入用之測星機或無接觴式表面測 量機中之調整元件。 持別是若由彎曲轉換器所測得之偏向很小時（10至200# Μ) ,則在溫度改變時所産生之熱彎曲性會使一種以此彎曲 轉換器來操作之条統發生故障。一種具有很小之熱彎曲 性之彎曲轉換器例如在使用一種閥（特別是氣動閥）時是 需要的。若此彎曲轉換器在溫度改變時造成一種不可忍 受之彎曲，則此閥之閉合功能即不能確保。 但以W0 96/41384 Α1中所建議之彎曲轉換器之缺點是 仍會存在數個A Β/ltfk之蠓曲度。此種彎曲度在應用於 閥技術中時不能容忍的。在目前為止之實際狀況中，彎 -3 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） --------I--1— I -人· — — — — — — — 訂·--I--- ί I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 0 1 5 0 7 A7 _B7_ 五、發明說明（2 ) 曲轉換器在各別之應用中是藉由製程裝料之選取來尋求 。但此種方式是很昂貴的且缺點是：製成之劣等品較多 是不可避免的ο彎曲度在容許範圍之外的此種彎曲轉換 器不可使用而成為劣等品。 本發明之目的是提供一種壓電式彎曲轉換器，其具有 一種較先前技藝更小之熱彎曲性，且不會産生很高之劣 等品比例即可製成。 依據本發明，在本文開頭所述技铥之壓電式彎曲轉換 器（其具有一艏承載體及一個至少在單倒施加於此承載體 上之壓電式活性層）中上述目的是以下述方式達成：在 壓電式活性層上（可以是在電極之中間位置下方）施加一 種具有預定體積之適應層。 本發明由以下之考慮開始：在暮求此種裝料式彎曲轉 換器（其具有所需之較小之熱彎曲性）時目前所用之選擇 方法中必須決定溫度葆數（即，彎曲度/kh本發明另外 又考慮：在決定此種彎曲度之溫度傜數之後，此弯曲度 可以下述方式補償或變小：在彎曲轉換器上另外施加一 種適當之適應層。在下一步驟中此臀曲度之變小或補償 是藉由所施加之適應層之體積來達成。 因此，最後此適應層是由何種材料構成對本發明而言 是不重要的。此種材料只須可輕易地操縱且可良好地與 該彎曲轉換器之材料相連接即可。換言之，此適應層應 可固定且持久地與該彎曲轉換器相連接。 此種彎曲性之補償不但可以熱膨脹像數較小之適應層 來達成，亦可以熱膨脹條數較大之適應層來達成。為了 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） — — — — — —— — — — — J— · I I ί I ^ I I^OJ—— — — — — —1— — i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) d5 1 507五、發明說明（3 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。曲時 性傜料易 可成 應於。。層 一置 面這應度 積 ir 曲 曲度，装輕 言製 適助出上應以配 切上適寬 體此彎 彎溫種可， 而許 之藉導侧適器層 横際此或 之在在 此之此傜 器允。加可式二此換性 之實在 \ 層加加 僂式於關 換亦性施像公之加轉活 層。償及 應施施 補形由之 轉明曲所關理器施曲式 應的補度 適可可 了器。述 曲發 性的物換上彎電。適利之長 種層亦 為換定上 彎本熱曲間之轉倒式壓的該有望之 此應， 種轉測則 一 。之 w 之用曲一電，利由是期料 之適上 此曲來，。每值定此數脹彎在壓即有藉上所材 少種固 ，彎式值出對許預償偽膨在只種，是是術性之 或此倒 中之方曲找則容意補度積加：此成亦性技曲加 多則之 料定驗彎而 ，之任了 溫體施是若構樣曲程奪施 或，輋 材預實之量積望有為之由可式。器這戀製此所 佈性内 知和以同測體期具種器而然方性換則之在：由 塗曲向 習積是不列之所其此換方當之曲轉，器則成藉 須彆時 。之體好示条層至 ，上轉立層多弯曲畤換 ，達是 ，熱曲上層層最顯一應僂器理曲之應很熱彎側轉時來時 用種彎面應應係器之適補換原彎數適易種式二曲整式同 作此在倒適適關換易種被轉在該條此簡此倒之弯調方相 償償之之種之的轉簡此值曲 -和脹上旦償二體種或述度 。 補補器彎此加間曲由由曲彎外積膨則利補諝載此償下厚成 種了換外在施之彎經藉鸞種此體積原有便所承若補以之達 此為轉向 所數式地 使一 層體 但以種於 來是層來 --------—-----政·-----1— 訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 451507 A7 B7_ 五、發明說明（） 此適應層在有利之方式中是藉由絲網印刷法施加而成 。當然此適應層亦可以其它方式施加於此彎曲轉換器上 。這例如可藉由黏合，蒸鍍，濺鍍或噴鍍法來達成。 若此適應層是一種可絲網印刷之塑枓，則這樣是待別 有利的。此種塑料在製造技術上可以較簡易之方式籍由 絲網印刷法而塗佈在彎曲轉換器上。藉由所施加之適應 層之長度和寬度可逹成此彎曲性之補償作用。持別是環 氣樹脂可輕易地以此種方式而被處理。已顯示之事實是： > 環氧樹脂具有一種有利之熱膨脹傜數，因此以較少之材 料即可輕易地補償此彎曲轉換器中所産生之一般彎曲性。 在本發明其它有利之構成中，此壓電層是一種壓電陶 瓷。適當之壓電陶瓷例如是一種所謂PZT陶瓷，即，鉛-锆酸鹽-鈦-氧化物陶瓷。此種壓電陶瓷允許籍由其成份 來適當各種不同之需求。藉由施加一種均勻之電場而在 E電式陶瓷中産生一種極（pole)軸，這對壓電效應之産 生是需要的。 承載體之承載材料對本發明而言只是一種次要之角色 。就此種彎曲轉換器之機械特性而言特別是一種纖雒結 合材料或金Μ已顯示是有利的。 本發明之實施例以下將依據匯式來詳逑。圖式簡單說 明： 第1圖 本發明之雙側式攣曲轉換器。 第1圓之雙側式彎曲轉換器1包括一個承載體2和一 個在二側施加於此承載體上之壓電式活性層3(由壓電陶 瓷所構成壓電陶瓷是一種鉛-锆酸鹽-鈦-氣化物陶瓷。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐) ----I--- ---- - ---I I - »illllllt I i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 451507 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ ) 承 載 體 2 曰 疋 ™- 種 以 玻 璃 煤或以芳族聚醯胺（Aran id) m 雒 來 強 化 之 環 氣 樹 脂 0 使 用 一 種 環 氣 樹 脂 -預浸片 (P r ε Ρ Γ e g )( 一 種 仍 未 硬 化 之 坯 件 )作為承載體2之原始 材 料 t 此 種 預 浸 片 曰 疋 藉 由 熱 處 理 而 與 壓 電 陶 瓷作熱 黏合 C 在 彎 曲 轉 換 器 1 之 — 側 配 置 一 種 適 應 層 4。 此適應層 4 因 此 是 由 環 氧 樹 脂 所 構 成 a 藉 由 絲 網 印 刷 法施加 而成0 此 種 彎 曲 轉 換 器 1 外 具 有 電 性 ίί» 牺 點 6， 其經由焊接接 觸 g 而 與 内 部 之 平 坦 式 塗 佈 而 成 之 電 極 7 和 8在電 > 性上 相 連 接 0 壓 電 式 活 性 層 3 同 樣 具 有 平 坦 式 之 夕卜（0 u t e r) 電 極 9 和 1 0 〇 内 電 極 7 和 8 延 伸 至 承 載 體 2 之空著 之部 份 以 便 使 彎 曲 轉 換 器 1 可 被 電 性 接 觸 〇 另 一 種 此 處 來 顯 示 者 是 可 在 此 内 電 極 7， 8和承 載體 2 之 間 在 這 位 置 (其上未塗佈壓電式活性層3}上嵌入 另 —> 導 電 層 (其是以織物形式構成或以平行條方式構成） 〇 這 樣 可 提 高 壓 電 式 轉 換 器 1 之 故 障 安 全 性 〇 彎 曲 轉 換 器 1 之 總 長 曰 疋 2 5 ffl Π1 1 寬 度 是 7 1Β 厚度是0 . 5ihe 〇 鉛 -牿酸鹽- 鈦 -氧化物陶瓷之厚度因此是0 .1 3 οι 1 〇 在 此 種 彎 曲 轉 換 器 1 中 9 彎 曲 度 之 波 動 值 是在1 和 5 nt /1 Λ之 間 0 土 \ μ η /1 0 k之 熱 m 曲 度 因 此 可藉由 施加 一 種 由 環 氣 樹 脂 所 構 成 之 適 應 層 4 (其 長 度 疋 15mm， 寬度 是 2 至 5 m 厚 度 是 10 至 3 0 Μ m ) 來 補 償 0 此 種 適應層 4因 此 是 依 據 已 製 成 之 彎 曲 轉 換 器 1 中 已 確 定 之 熱彎曲 度而 直 接 施 加 至 該 外 電 極 9 或 10 上 0 在 彎 曲 轉 換 器 1 中 > 在 溫 度 m Μ -3 0至+ 8 0°C之間 的熱 彎 曲 度 可 tfp- TQ 成 全 被 補 〇 在 此 種 溫 度 範 圍 中 該攣曲 度小 於 1 M ill /1 〇\ 0 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） ά 5 1 5 Ο Τ Α7 _Β7 五、發明說明（） 明 説 之 號 符 2 3 4 6 層 器 性 換活點 轉體式層端 極 曲載電應性極電 _ 承壓適電電外 --------------裝i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 4 5 1 5 0 7 广。年s月/靖修正/更正/補it 第89116844號“壓電式烤曲轉換器”專利案 （90年3月修正） 六、申請專利挑圍 1. 一種壓電式彎曲轉換器（1),其包括一個承載體（2)及 一個至少在一側是施加於此承載體（2 )上之壓電式活 性層（3 ),其待徵為： 為了減小此壓電式活性層（3)上（其可在電極（, 1 〇 ) 之中間位置下方）之熱彎曲度，則設有一種預定體橫 之適應層（4)。 2 .如申請專利範圍第1項之壓電式i|曲轉換器（1 ) t其 中該壓電式活性層（3)是在承載體（2)之二側上；適應 層（4 )則在單側上。 3 .如申請專利範圍第1或第2項之壓電式爾曲轉換器（1 ) ,其中此適應層（4 )是藉由絲網印刷法施加而成。 4 .如申請專利範圍第1或第2項之壓電式彎曲轉換器（1 ) ,其中此適應層（4 )是一種可絲網印刷之塑料，恃別 是一種環氧樹脂。 5.如申請專利範圍第1或第2項之壓電式彎曲轉換器(1)，其中此 壓電層是一種壓電陶瓷。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 n l I ϋ T^DJI n n ϋ I —L I _ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐）