JPH0332863Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、空気式自動制御系においてノズルフ
ラツパとして利用される圧電バイモルフに関す
る。

〈従来技術〉 金属製基板の両面に、表裏に電極層が形成され
た圧電素子板を貼着してなる圧電バイモルフを、
例えば片持ち形式により、その一端を保持すると
ともに、他端を可動部として空気ノズルの口端が
対向するように配設することによりノズルフラツ
パとして機能させるようにしたものは公知であ
る。

即ち、この種のノズルフラツパ用圧電バイモル
フは、圧電素子板の表裏面の電極層に電圧を印加
することにより、その可動部を屈曲変形させ、そ
の変形により可動部を空気ノズルの口端に接近さ
せ、該口端からの圧力空気の噴射を抑制して、ノ
ズル内に背圧を発生させ、背圧検出手段により該
背圧を圧力信号として取出し、これにより、前記
圧電バイモルフの入力電圧を調整するようになつ
ている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 この圧電バイモルフにあつて、空気ノズルの口
端に圧電素子板を対向して配設すると、圧電素子
板の外面側電極の破損を生じ易い。すなわち、前
記ノズルからの圧力空気には水分が含有され、そ
の吹付けに伴い、前記圧電素子板の銀電極に付着
して該電極を酸化させ、腐蝕を生じ、経時変化に
より亀裂する場合がある。この亀裂は、空気ノズ
ルの圧力空気により、成長拡開し、結局、電極全
体の剥離を生ずることとなる。

そこで、これを防止するために、実開昭58−
47712号に開示されているように、圧電バイモル
フの一端から金属製基板を突出し、該基板の端部
に空気ノズルの口端を対設する手段が講じられ
る。ところが、この手段にあつては、空気ノズル
からの圧力空気に対抗するために、金属製基板の
肉厚を増大しなければならない。すなわち、金属
製基板の両面に、表裏に電極層が形成された圧電
素子板を配設してなるものにあつては、該金属製
基板は通常、0.1mm程度の極薄状であるが、この
種ノズルフラツパ用にあつては、１mm程度の厚と
しないと金属製基板の屈撓を生じ、所望の背圧を
得ることができない。しかるに一方、このよう
に、金属製基板の厚が大きいと、圧電磁器板によ
る湾曲を阻害し、大きな変位を得ることができな
くなる。

そこで、同じく実開昭58−47712号にあつては、
金属製基板の厚を大きくするとともに、その中央
部を繰り抜き、該金属製基板による湾曲抵抗を減
少させている。

ところが金属製基板を、このような特殊な形状
とすると、くり抜き工程を要して製造工程数が増
える欠点がある。また、金属製基板は、本来、圧
電磁器板を担持して、その強度を高め、圧電磁器
板の屈曲変形による自己破懐を防止するためのも
のであるが、基板の中央部がくり抜かれることに
より強度が低下し、金属製基板の本来の目的が損
なわれることとなる。

本考案は、金属製基板の加工を要しないで圧電
素子板の電極の剥離を防止し得る構成を備えたノ
ズルフラツパ用圧電バイモルフの提供を目的とす
るものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、少なくとも、前記圧電素子板の、空
気ノズルの口端と対向する面に、前記電極層を覆
うようにして耐摩耗性セラミツク層を配設したこ
とを特徴とするものである。

このセラミツク層は、圧電素子板の空気ノズル
の口端と対向する側の面全体に形成してもよく、
またその対向する部分面のみでもよい。

前記耐摩耗性セラミツク層としては、アルミ
ナ，チツ化珪素，炭化珪素等の耐摩耗性材料が提
供される。

〈作用〉 空気ノズルの口端にはセラミツク層が対設する
こととなる。このため、空気ノズルからの圧力空
気は、直接圧電素子板の外面電極層に吹付けられ
ることはないから、酸化が防止されると共に空気
圧の影響が遮断され、該電極層の破壊を生じな
い。このときセラミツク層の耐摩耗性によりその
圧力空気の吹き付けによる損耗が小さい。またセ
ラミツク層は圧電素子板と熱膨張差が小さく、こ
のため該セラミツク層の剥離がない。

〈実施例〉 第１図について本考案の一実施例を説明する。

１は、本考案に係る圧電バイモルフであつて、
金属製基板２の両面に、表裏に銀等の導電性金属
による電極層４，５が形成された圧電素子板３，
３を配設してなり、その一端は保持部６により固
定され、他端は下方向に屈曲変形可能な可動部と
して利用される。前記圧電素子板３，３はあらか
じめ分極処理が施されている。前記圧電バイモル
フ１の可動部の下面側圧電素子板３の一部表面に
はアルミナ等の耐摩耗性セラミツク層７が、前記
電極層４を覆つて形成されている。この耐摩耗性
セラミツク層７は、圧電素子板３，３もセラミツ
クからなるから熱膨張率が近似しており、このた
め該熱膨張に伴う剥離を生じず、その接合状態を
良好に維持することができる。

かかる構成にあつて、前記圧電素子板３の外面
側電極層４，４には直流電源８が接続され、前記
内面側電極層５，５に電気的に接続されている金
属製基板２はアースされて、圧電素子板３，３は
夫々並列接続される。

前記圧電バイモルフ１の可動部の直下にはセラ
ミツク層７に対向するように、空気ノズル１０が
配設されている。

前記空気ノズル１０は、空気源ｓと、絞り弁１
２を設けられた管路１１により接続され、さらに
管路１１には該絞り弁１２と並列した迂回路１３
が接続される。前記迂回路１３には背圧検出手段
の一例であるパイロツト弁１４が介装され、該弁
により、後記する背圧が増幅されて出力圧ｐとし
て検出される。この出力圧ｐは、例えば電圧に変
換されて、圧電素子板３，３に印加される電圧を
調整するために利用される。

前記構成にあつて、圧電素子板３，３に、その
分極方向に沿つて電圧が印加されると、その可動
部の変位が最大となる屈曲変形歪を生じて、空気
ノズル１０の口端に接近し（第１図鎖線）、該口
端から噴出する圧力空気の噴射を抑制し、空気ノ
ズル１０内に背圧を生じる。この背圧は、前記し
たようにパイロツト弁１４で出力圧ｐとして取出
される。この出力圧ｐが大きい場合には圧電バイ
モルフ１の可動部が空気ノズル１０に接近してい
ることを示す。従つて、この出力圧ｐにより圧電
バイモルフ１の屈曲変形状態を検知することがで
き、その適正な制御に供され得る。

前記実施例にあつて、空気ノズル１０の圧力空
気は耐摩耗性セラミツク層７に作用する。このた
め、前記圧電素子板３の電極層４が、該セラミツ
ク層７に保護され、酸化が防止されると共に、空
気圧力の影響が阻止される。しかも、セラミツク
層７は耐摩耗性材料で形成されているために、比
較的薄い材料で形成しても、その損耗が小さいた
めに、電極層４を継続的に保護することができ
る。

尚、セラミツク層７は下面側圧電素子板３の電
極層４の全表面に形成してもよい。

また上記実施例は片持ち形式の圧電バイモルフ
を対象としているが、両端若しくは周辺を固定
し、中央を可動部とした保持形式の圧電バイモル
フにも本考案を適用し得るものである。

〈考案の効果〉 本考案は、上述したように、圧電バイモルフ１
の可動部側において圧電素子板３の、少なくとも
空気ノズル１０の口端に対向する面にセラミツク
層７を形成したものである。このため、該耐摩耗
性セラミツク層７により電極層４が被覆され、該
電極層４の酸化が防止され、かつ空気圧力による
影響を阻止される。しかも該セラミツク層７は、
その耐摩耗性によりその圧力空気の吹き付けによ
る表面の摩耗がなく、継続的な保護作用を営むこ
とができる。さらにはセラミツク層７は圧電素子
板３，３と熱膨張差が小さく、このため高温や温
度変化が伴う環境下で使用されたとしても、セラ
ミツク層が圧電素子板から剥離するようなことが
なく、保護層として最適である。

従つて、前記金属製基板２を特殊な形状とする
ことなく、しかも圧電バイモルフ１自体の強度を
低下させないで、電極層４を最適に保護すること
ができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案の実施例を示し、第１図は概
要側面図、第２図は圧電バイモルフ１の自由端部
の拡大底面図である。 １；圧電バイモルフ、２；金属製基板、３；圧
電素子板、４，５；電極層、７；セラミツク層、
１０；空気ノズル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属製基板の両面に、表裏に電極層が形成され
   た圧電素子板を貼着してなると共に、所定電圧の
   印加により屈曲変形する可動部を備え、該可動部
   により空気ノズルの口端を開閉するようにしたも
   のにおいて、前記可動部における空気ノズルの口
   端と対向する面に、前記電極層を覆うようにして
   耐摩耗性セラミツク層を配設したことを特徴とす
   るノズルフラツパ用圧電バイモルフ。