JPH01120080A - モノモルフアクチュエーター - Google Patents
モノモルフアクチュエーターInfo
- Publication number
- JPH01120080A JPH01120080A JP62275732A JP27573287A JPH01120080A JP H01120080 A JPH01120080 A JP H01120080A JP 62275732 A JP62275732 A JP 62275732A JP 27573287 A JP27573287 A JP 27573287A JP H01120080 A JPH01120080 A JP H01120080A
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- JP
- Japan
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- porcelain
- actuator
- relative density
- pzt
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- Pending
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- Inorganic Insulating Materials (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】
［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、超音波振動子等の振動
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。
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、超音波振動子等の振動
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
、自からが動くだけの素子をも意味する総称として用い
る。
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
、自か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］
従来、ＰＺＴ系磁器が、添加物を含むことによって、単
板であってしかも分極処理を施さなくても電圧を印加す
ると屈曲するモノモルフ型圧電磁器になることは観ＡＰ
Ｊされている。
板であってしかも分極処理を施さなくても電圧を印加す
ると屈曲するモノモルフ型圧電磁器になることは観ＡＰ
Ｊされている。
この屈曲の原理は、従来の歪みの効果を利用したもので
あり、薄板磁器内部の厚み方向の自発分極の不均一性に
よって発現するものと考えられている。
あり、薄板磁器内部の厚み方向の自発分極の不均一性に
よって発現するものと考えられている。
［発明が解決しようとする問題点］
これらＰＺＴ磁器はアクチュエーター素子に応用して駆
動させるには、電圧に対する屈曲変位量が小さく、実用
化するには変位の拡大機構を必要とする。
動させるには、電圧に対する屈曲変位量が小さく、実用
化するには変位の拡大機構を必要とする。
［問題を解決するための手段］
本発明では、圧電磁器の相対密度を下げ、弾性率を低く
することによって屈曲変位量が従来に比べ大巾に増加し
た。
することによって屈曲変位量が従来に比べ大巾に増加し
た。
以下、その詳細について説明する。
ＰＺＴ系モノモルフ型磁器の製造に供するＰＺＴ粉末は
、鉛、ジルコニウム、及びチタニウムの酸化物から成る
磁器粉末であり、例えば、ＰｂＯ粉末と２「Ｏ粉末とＴ
１０２粉末とを混合し、仮焼粉砕する固相反応法によ
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
を加えて沈殿を生成させ、これを仮焼する共沈法によっ
て製造することができる。
、鉛、ジルコニウム、及びチタニウムの酸化物から成る
磁器粉末であり、例えば、ＰｂＯ粉末と２「Ｏ粉末とＴ
１０２粉末とを混合し、仮焼粉砕する固相反応法によ
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
を加えて沈殿を生成させ、これを仮焼する共沈法によっ
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、原料粉末の秤量及び混合、乾
燥、成形及び焼結等のプロセスを採用することができる
。
器一般の製造法と同じく、原料粉末の秤量及び混合、乾
燥、成形及び焼結等のプロセスを採用することができる
。
ＰＺＴ粉末に添加するＮｂ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３、Ｔａ２
Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｎｄ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３
の量は、ＰＺＴ粉末に対し、０〜２モル％が好ましい。
Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｎｄ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３
の量は、ＰＺＴ粉末に対し、０〜２モル％が好ましい。
これらの物質の混合法としては、ボールミル、振動ミル
等による方法を用いることができ、成形方法としては、
金型ブレス、ラバープレス、鋳込み成形、射出成形、テ
ープ成形等による方法を用いることができる。
等による方法を用いることができ、成形方法としては、
金型ブレス、ラバープレス、鋳込み成形、射出成形、テ
ープ成形等による方法を用いることができる。
焼結温度は、添加物によって異なるが、いずれにしても
焼結体の相対密度が７０〜９０％となる温度が好ましい
。又その際の雰囲気は空気でよい。
焼結体の相対密度が７０〜９０％となる温度が好ましい
。又その際の雰囲気は空気でよい。
［作用］
一般に、圧電磁器の特性を高めるためには、その相対密
度が可能な限り高められたものが求められる。
度が可能な限り高められたものが求められる。
それに対して、本発明のモノモルフアクチュエーターは
、磁器を焼結する際、低い焼結温度を適用することによ
って焼結の過程を中断させる。即ち、温度上昇にともな
って進む粒成長、ち密化を完了させる前に焼結を終了す
る。
、磁器を焼結する際、低い焼結温度を適用することによ
って焼結の過程を中断させる。即ち、温度上昇にともな
って進む粒成長、ち密化を完了させる前に焼結を終了す
る。
それによって、粒径が小さく空孔の多い、密度が低い焼
結体が得られる。
結体が得られる。
この結果、弾性コンプライアンスの高い、即ち、機械的
に柔かい材質となり、屈曲応力に対する変位は増加する
。
に柔かい材質となり、屈曲応力に対する変位は増加する
。
［発明の効果］
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来
と比べて、 １）屈曲変位量が大幅に増加したため、拡大機構を必要
としなくなった。
と比べて、 １）屈曲変位量が大幅に増加したため、拡大機構を必要
としなくなった。
２）変位量に対する電圧が低くなったため、省電力化が
期待できる。
期待できる。
［実施例］
以下、本発明を実施例により更に詳細に述べる。
実施例１
市販（７）ＰｂＯ、ＺｒＯ及びＴｌＯ２をＰＺＴ粉末３
００ｇ（Ｐｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝ｌ：０．５３：０．４７）
になるように秤量し、さらに、それに対して含有量が０
又は、１．０モルとなるようにＮｂ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３
、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｎｄ２Ｏ３、Ｂ
ｉ２Ｏ３を秤量し、各々をエタノール中で２４時間ボー
ルミルによって混合した。これを乾燥後、１．５ｔ／
ｃｊの圧力で長さ約５２１１Ｉ１１×約１８ｍｍ、厚さ
約１２ｍｍの板に成形した。
００ｇ（Ｐｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝ｌ：０．５３：０．４７）
になるように秤量し、さらに、それに対して含有量が０
又は、１．０モルとなるようにＮｂ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３
、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｎｄ２Ｏ３、Ｂ
ｉ２Ｏ３を秤量し、各々をエタノール中で２４時間ボー
ルミルによって混合した。これを乾燥後、１．５ｔ／
ｃｊの圧力で長さ約５２１１Ｉ１１×約１８ｍｍ、厚さ
約１２ｍｍの板に成形した。
次にこの板を空気中で９００℃から１３００℃の間の温
度で焼結し、前記約５２１１Ｉ１１×約１８ｍ１１に対
応する面と平行に切断して、長さ４７ｍｔｒ、幅１７ｍ
＋ａ、厚さ０．５ａ＋ｍの磁器からなる板を得た。
度で焼結し、前記約５２１１Ｉ１１×約１８ｍ１１に対
応する面と平行に切断して、長さ４７ｍｔｒ、幅１７ｍ
＋ａ、厚さ０．５ａ＋ｍの磁器からなる板を得た。
得られた磁器板の焼結温度に対する焼結体の密度を第１
図に示す。焼結温度が低いものほど、焼結密度は低い。
図に示す。焼結温度が低いものほど、焼結密度は低い。
実施例２
実施例１で得られた磁器板のうち、焼結体密度が６〜７
（ｇｌｃＩ１１３）、すなわち、相対密度が約７０〜９
０％の範囲にある磁器板を用いた。
（ｇｌｃＩ１１３）、すなわち、相対密度が約７０〜９
０％の範囲にある磁器板を用いた。
この磁器の両面に銀ペーストを塗布し、空気中で８００
℃の温度で３０分保持で加熱焼き付けし電極を取り付け
てアクチュエーターを得た。この長さ方向の一端１３ｍ
ｍの部分を固定し片持ちばりとし、厚み方向に６ＫＶ／
ｃｍの電界を印加し固定した箇所から３２ａｍの位置の
変位量を渦電流式非接触センサーで測定した。この結果
を第２図に示す。
℃の温度で３０分保持で加熱焼き付けし電極を取り付け
てアクチュエーターを得た。この長さ方向の一端１３ｍ
ｍの部分を固定し片持ちばりとし、厚み方向に６ＫＶ／
ｃｍの電界を印加し固定した箇所から３２ａｍの位置の
変位量を渦電流式非接触センサーで測定した。この結果
を第２図に示す。
比較例１
実施例１で得られた磁器板のうち、焼結体密度が７．２
ｇ／ｃｍ ３より大きい磁器板を用い、実施例２と同様
に変位量を測定した。この結果を第２図に示す。このと
きの変位量は実施例２に比べ大幅に小さく、１割以下の
値であった。
ｇ／ｃｍ ３より大きい磁器板を用い、実施例２と同様
に変位量を測定した。この結果を第２図に示す。このと
きの変位量は実施例２に比べ大幅に小さく、１割以下の
値であった。
図１．２は実施例１．２での測定結果を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）モノモルフ型圧電磁器からなるアクチュエーターに
おいて、圧電磁器が相対密度７０〜９０％のＰＺＴ系磁
器であるアクチュエーター。 ２）ＰＺＴ系磁器がＮｂ＿２Ｏ＿５、Ｓｂ＿２Ｏ＿３、
Ｔａ＿２Ｏ＿５、Ｌａ＿２Ｏ＿３、ＭｎＯ＿２、Ｎｄ＿
２Ｏ＿３、Ｂｉ＿２Ｏ＿３の群から選ばれる１種以上を
０〜２モル％含むものである特許請求の範囲１項記載の
アクチュエーター。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62275732A JPH01120080A (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | モノモルフアクチュエーター |
| US07/145,861 US4862029A (en) | 1987-02-11 | 1988-01-20 | Actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62275732A JPH01120080A (ja) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | モノモルフアクチュエーター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01120080A true JPH01120080A (ja) | 1989-05-12 |
Family
ID=17559615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62275732A Pending JPH01120080A (ja) | 1987-02-11 | 1987-11-02 | モノモルフアクチュエーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01120080A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03104179A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-05-01 | Mitsubishi Kasei Corp | アクチュエータ用圧電セラミック組成物 |
-
1987
- 1987-11-02 JP JP62275732A patent/JPH01120080A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03104179A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-05-01 | Mitsubishi Kasei Corp | アクチュエータ用圧電セラミック組成物 |
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