JPH0132753Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0132753Y2 JPH0132753Y2 JP1983005019U JP501983U JPH0132753Y2 JP H0132753 Y2 JPH0132753 Y2 JP H0132753Y2 JP 1983005019 U JP1983005019 U JP 1983005019U JP 501983 U JP501983 U JP 501983U JP H0132753 Y2 JPH0132753 Y2 JP H0132753Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- voltage
- view
- hysteresis
- electrodes
- 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.)
- Expired
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- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、機械的強度及びヒステリシスを改善
した電圧印加により機械的変位を生ぜしめる圧電
バイモルフ素子に関する。
した電圧印加により機械的変位を生ぜしめる圧電
バイモルフ素子に関する。
従来から圧電素子を用いた機械的変位素子は微
小な位置制御をすることができるため、各種のア
クチユエータ又は位置制御装置に実用化されてい
る。
小な位置制御をすることができるため、各種のア
クチユエータ又は位置制御装置に実用化されてい
る。
この種の素子は、例えば第１図に示す如く、ス
テンレス鋼・黄銅又は燐青銅等の弾性を有する金
属板１を上下両面から挟むように同一厚みのジル
コンチタン酸鉛（PZT）等の圧電材で構成され
た圧電板２，３（分極は厚み方向）を貼合せて構
成され、端子４に直流電圧Ｖを印加することによ
り、印加電圧に比例した機械的変位が得られる。
尚、第１図中左端又は右端は固定された片持ち構
造にされ、機械的変位はΔξで表わしている。
テンレス鋼・黄銅又は燐青銅等の弾性を有する金
属板１を上下両面から挟むように同一厚みのジル
コンチタン酸鉛（PZT）等の圧電材で構成され
た圧電板２，３（分極は厚み方向）を貼合せて構
成され、端子４に直流電圧Ｖを印加することによ
り、印加電圧に比例した機械的変位が得られる。
尚、第１図中左端又は右端は固定された片持ち構
造にされ、機械的変位はΔξで表わしている。
ところが、かかる構成によると、一旦電圧を印
加した後電圧を解除して零にしても、素子の遊端
は元の位置に戻らず、所謂ヒステリシスを生ず
る。第２図はこの関係を示す線図である。例えば
機械的変位を大きくするため、圧電板の圧電定数
d31＝300のものを用いた場合は、ヒステリシスが
20％に達してしまう。一般的にも第１図例に示す
構造では少なくとも５％以上のヒステリシスdξ
が残留してしまう。
加した後電圧を解除して零にしても、素子の遊端
は元の位置に戻らず、所謂ヒステリシスを生ず
る。第２図はこの関係を示す線図である。例えば
機械的変位を大きくするため、圧電板の圧電定数
d31＝300のものを用いた場合は、ヒステリシスが
20％に達してしまう。一般的にも第１図例に示す
構造では少なくとも５％以上のヒステリシスdξ
が残留してしまう。
ところで、圧電素子を用いた機械的変位素子の
応用例としてビデオテープレコーダの回転磁気ヘ
ツドの微小位置調整に用いることができる（例え
ば特開昭55−150127号公報参照）。実際にはこの
種の圧電素子は、第３図及び第４図に示す如く、
円環状に形成した圧電素子７，８を用い、圧電素
子７の上面には円環状の電極７ａが、下面には半
円環状の電極７ｂ，７ｃがスパツタリング・メツ
キ・蒸着等にて施し、また圧電素子８も同様に上
面に半円環状電極が、下面に円環状の電極が施さ
れ、半円環状電極同士を接着剤にて貼合せた構造
になつている。そして最大変位位置に磁気ヘツド
９が取付けられる。この場合、半円環状電極の間
には絶縁が必要のため、圧電素子７，８の間にリ
ードを取出すための金属導体を直接設けることが
できない。そこで、圧電素子８の内径を小さく、
圧電素子７の内径を大きく形成し、リード端子１
０を設けることになる。
応用例としてビデオテープレコーダの回転磁気ヘ
ツドの微小位置調整に用いることができる（例え
ば特開昭55−150127号公報参照）。実際にはこの
種の圧電素子は、第３図及び第４図に示す如く、
円環状に形成した圧電素子７，８を用い、圧電素
子７の上面には円環状の電極７ａが、下面には半
円環状の電極７ｂ，７ｃがスパツタリング・メツ
キ・蒸着等にて施し、また圧電素子８も同様に上
面に半円環状電極が、下面に円環状の電極が施さ
れ、半円環状電極同士を接着剤にて貼合せた構造
になつている。そして最大変位位置に磁気ヘツド
９が取付けられる。この場合、半円環状電極の間
には絶縁が必要のため、圧電素子７，８の間にリ
ードを取出すための金属導体を直接設けることが
できない。そこで、圧電素子８の内径を小さく、
圧電素子７の内径を大きく形成し、リード端子１
０を設けることになる。
しかし、このような構造では、圧電素子７，８
自体の強度が充分でないため、補強材を挿入しな
い限り機械的強度が不充分である。また変位量を
大きくするためには圧電素子の厚みを薄くする必
要があるが、逆に圧電素子７，８間の絶縁性が不
充分となる欠点がある。
自体の強度が充分でないため、補強材を挿入しな
い限り機械的強度が不充分である。また変位量を
大きくするためには圧電素子の厚みを薄くする必
要があるが、逆に圧電素子７，８間の絶縁性が不
充分となる欠点がある。
本考案はかかる点に鑑み、この種圧電素子のヒ
ステリシスを解消又は実用上問題のない程度に抑
えることができると共に、機械的強度及び絶縁性
を考慮したバイモルフ素子を提供することを主た
る目的とする。
ステリシスを解消又は実用上問題のない程度に抑
えることができると共に、機械的強度及び絶縁性
を考慮したバイモルフ素子を提供することを主た
る目的とする。
以下本考案の一実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。
がら詳細に説明する。
第５図は本案素子の一例を示す分解斜視図であ
る。１１，１２は従来と同様の圧電板を示し、夫
夫両面に電極が形成されている。そして図中上下
方向に分極処理されている。１３は絶縁基板を示
し、これはアルミナ（Ａ2O3）、マグネシア
（MgO）、ジルコニア（ZrO2）又はステアタイト
等で形成される。絶縁基板１３の両面にはリード
引出し用の電極１４が三方の面に突出するように
スパツタリング等の従来手段によつて形成され
る。そして第６図に示す如く、絶縁基板１３の両
面の電極１４から引出したリード線１５に＋又は
−の電圧を印加し、上下の圧電板１１，１２の電
極から引出したリード線１６に反対の電圧を印加
駆動するようにする。
る。１１，１２は従来と同様の圧電板を示し、夫
夫両面に電極が形成されている。そして図中上下
方向に分極処理されている。１３は絶縁基板を示
し、これはアルミナ（Ａ2O3）、マグネシア
（MgO）、ジルコニア（ZrO2）又はステアタイト
等で形成される。絶縁基板１３の両面にはリード
引出し用の電極１４が三方の面に突出するように
スパツタリング等の従来手段によつて形成され
る。そして第６図に示す如く、絶縁基板１３の両
面の電極１４から引出したリード線１５に＋又は
−の電圧を印加し、上下の圧電板１１，１２の電
極から引出したリード線１６に反対の電圧を印加
駆動するようにする。
このように構成した圧電バイモルフ素子に所定
の電圧にて駆動した後解除したときのヒステリシ
スの関係を表わした線図が第７図である。従来の
素子の仕様として長さ33mm幅10mm厚さ0.2mmの
PZTを用い0.1mmのステンレス板を用いた場合は、
40Vの電圧印加することによつて0.6mmの変位が
得られるが、電圧を零にすると、元の位置に戻ら
ず、0.18mmもずれてしまう。しかし本案素子の上
記の構成にした場合は、ヒステリシスは0.03mm以
下に抑制せられる。尚、絶縁基板１３は金属板よ
り硬くヤング率が大であるため、従来素子に較べ
て復元力が大となる。
の電圧にて駆動した後解除したときのヒステリシ
スの関係を表わした線図が第７図である。従来の
素子の仕様として長さ33mm幅10mm厚さ0.2mmの
PZTを用い0.1mmのステンレス板を用いた場合は、
40Vの電圧印加することによつて0.6mmの変位が
得られるが、電圧を零にすると、元の位置に戻ら
ず、0.18mmもずれてしまう。しかし本案素子の上
記の構成にした場合は、ヒステリシスは0.03mm以
下に抑制せられる。尚、絶縁基板１３は金属板よ
り硬くヤング率が大であるため、従来素子に較べ
て復元力が大となる。
第８図は本案の他の例を示す斜視図、第９図は
同じく分解斜視図である。１８，１９は円環状に
形成した圧電板を示し、双方とも同じ外径・内径
とすることができる。圧電板１８，１９の間に介
在される絶縁板２０は中心側に突出形成した舌片
２０ａ，２０ｂを対称に形成されたものである。
圧電板１８，１９は双方共に厚さ方向に分極さ
れ、絶縁板２０に対応する面に分割された半円環
状電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂが設けら
れ、夫々反対の面には円環状電極１８ｃ，１９ｃ
が設けられることは従来通りである。
同じく分解斜視図である。１８，１９は円環状に
形成した圧電板を示し、双方とも同じ外径・内径
とすることができる。圧電板１８，１９の間に介
在される絶縁板２０は中心側に突出形成した舌片
２０ａ，２０ｂを対称に形成されたものである。
圧電板１８，１９は双方共に厚さ方向に分極さ
れ、絶縁板２０に対応する面に分割された半円環
状電極１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂが設けら
れ、夫々反対の面には円環状電極１８ｃ，１９ｃ
が設けられることは従来通りである。
そして夫々の部品を貼合せて第８図に示す如き
圧電バイモルフ素子が得られる。舌片２０ａ，２
０ｂの表裏面に付着せしめた電極にリード線を設
け、所定の電圧を印加した後電圧を解除すること
により、第６図例と同様の低いヒステリシスに留
まることになる。
圧電バイモルフ素子が得られる。舌片２０ａ，２
０ｂの表裏面に付着せしめた電極にリード線を設
け、所定の電圧を印加した後電圧を解除すること
により、第６図例と同様の低いヒステリシスに留
まることになる。
以上述べた如く本考案によれば、第１の圧電素
子と第２の圧電素子との間に、リード電極を形成
した薄いセラミツク絶縁体を挟着するように構成
したので、電圧印加の後零電圧にしたとき実用上
さしつかえない程度のヒステリシスに留まり、ま
たヤング率の大きいセラミツク絶縁体を用いたの
で、強度が増加し、復元力が従来より大きい。更
にVTRの回転磁気ヘツドの位置制御に用いた圧
電素子は通常薄く絶縁性に問題があるが、本案に
よれば、強度を増すために絶縁体を用いた構成と
しているので、このような絶縁性を確保すること
もできる。
子と第２の圧電素子との間に、リード電極を形成
した薄いセラミツク絶縁体を挟着するように構成
したので、電圧印加の後零電圧にしたとき実用上
さしつかえない程度のヒステリシスに留まり、ま
たヤング率の大きいセラミツク絶縁体を用いたの
で、強度が増加し、復元力が従来より大きい。更
にVTRの回転磁気ヘツドの位置制御に用いた圧
電素子は通常薄く絶縁性に問題があるが、本案に
よれば、強度を増すために絶縁体を用いた構成と
しているので、このような絶縁性を確保すること
もできる。
第１図は従来のこの種素子の例を示す側面図、
第２図は第１図例の特性の説明に供する線図、第
３図は同じく他の例を示す平面図、第４図は第３
図例の断面図、第５図及び第６図は本案の一例を
示す斜解斜視図及び側面図、第７図は本案の特性
の説明に供する線図、第８図及び第９図は本案の
他の例を示す斜視図及び分解斜視図である。 １１，１２，１８，１９……圧電板、１３，２
０……セラミツク絶縁体。
第２図は第１図例の特性の説明に供する線図、第
３図は同じく他の例を示す平面図、第４図は第３
図例の断面図、第５図及び第６図は本案の一例を
示す斜解斜視図及び側面図、第７図は本案の特性
の説明に供する線図、第８図及び第９図は本案の
他の例を示す斜視図及び分解斜視図である。 １１，１２，１８，１９……圧電板、１３，２
０……セラミツク絶縁体。
Claims (1)
- 第１の圧電素子と第２の圧電素子との間に、リ
ード電極を形成した薄いセラミツク絶縁体を挟着
したことを特徴とする圧電バイモルフ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983005019U JPS59111059U (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 圧電バイモルフ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983005019U JPS59111059U (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 圧電バイモルフ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59111059U JPS59111059U (ja) | 1984-07-26 |
| JPH0132753Y2 true JPH0132753Y2 (ja) | 1989-10-05 |
Family
ID=30136611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1983005019U Granted JPS59111059U (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 圧電バイモルフ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59111059U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008156166A1 (ja) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | 電気的伸縮機構及びその製造方法並びにアクチュエータ |
-
1983
- 1983-01-17 JP JP1983005019U patent/JPS59111059U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59111059U (ja) | 1984-07-26 |
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