JPH09162453A - アクチュエーター素子 - Google Patents
アクチュエーター素子Info
- Publication number
- JPH09162453A JPH09162453A JP7320131A JP32013195A JPH09162453A JP H09162453 A JPH09162453 A JP H09162453A JP 7320131 A JP7320131 A JP 7320131A JP 32013195 A JP32013195 A JP 32013195A JP H09162453 A JPH09162453 A JP H09162453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fiber
- actuator element
- fiber sheet
- main surfaces
- predetermined shape
- 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.)
- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一方向性カーボン繊維シートをシム材とした
アクチュエーター素子の生産性を向上させることを目的
とする。 【解決手段】 カーボン繊維シートの両主面に金属箔８
を貼り合わせた後、所定の形状に打ち抜き切断したもの
をシム材９とし、シム材９と略合同の形状に切断した圧
電板１１を貼り合わせて構成している。
アクチュエーター素子の生産性を向上させることを目的
とする。 【解決手段】 カーボン繊維シートの両主面に金属箔８
を貼り合わせた後、所定の形状に打ち抜き切断したもの
をシム材９とし、シム材９と略合同の形状に切断した圧
電板１１を貼り合わせて構成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号を機械的
変位に変換するアクチュエーター素子に関する。
変位に変換するアクチュエーター素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、ＶＴＲにおいては、アクチュエー
ター素子に磁気ヘッドを連結し、アクチュエーター素子
を電気的に駆動することで、磁気ヘッドと記録トラック
の相対位置関係を制御し、さまざまな特殊再生が行われ
ているが、このアクチュエーター素子は低い電圧で大き
な変位量が得られる必要がある。このようなアクチュエ
ーター素子として、図５のような構造のものが提案され
ている（特開昭５６−８３９８３号公報）。図５で１は
チタンジルコン酸鉛系の圧電磁器よりなる圧電板、２は
カーボン繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸さ
せたカーボン繊維シートからなる、シム材と呼ばれる板
状部材である。図６は図５のアクチュエーター素子のＡ
−Ａ断面を示したもので、板状部材２のカーボン繊維２
１は一方向、すなわち図５のｙ軸の方向にのみ並べられ
ている。また、３は圧電板１の両主面に蒸着等の方法で
構成した電極である。この構成において、２つの圧電板
１に、互いに逆向きの電界を与えるように各々の対向電
極３間に電圧を印加すると、一方の圧電板１が伸び、他
方が収縮するため、図５で一端Ｂ部を固定すると、他端
Ｃ部がｚ方向に変位する。ここで、上記のような構成の
板状部材２はｙ方向のそりに対しては大きな弾性率を持
つが、ｘ方向のそりに対してはきわめて小さな弾性率を
持つ。そのため、圧電板１に電圧が与えられた時、ｘ方
向のそりが抑制されるが、ｙ方向ではシム材自体がほと
んど歪まないため、ｙ方向のそりが抑制されず、ｙ方向
に大きな変位を示すことになる。
ター素子に磁気ヘッドを連結し、アクチュエーター素子
を電気的に駆動することで、磁気ヘッドと記録トラック
の相対位置関係を制御し、さまざまな特殊再生が行われ
ているが、このアクチュエーター素子は低い電圧で大き
な変位量が得られる必要がある。このようなアクチュエ
ーター素子として、図５のような構造のものが提案され
ている（特開昭５６−８３９８３号公報）。図５で１は
チタンジルコン酸鉛系の圧電磁器よりなる圧電板、２は
カーボン繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸さ
せたカーボン繊維シートからなる、シム材と呼ばれる板
状部材である。図６は図５のアクチュエーター素子のＡ
−Ａ断面を示したもので、板状部材２のカーボン繊維２
１は一方向、すなわち図５のｙ軸の方向にのみ並べられ
ている。また、３は圧電板１の両主面に蒸着等の方法で
構成した電極である。この構成において、２つの圧電板
１に、互いに逆向きの電界を与えるように各々の対向電
極３間に電圧を印加すると、一方の圧電板１が伸び、他
方が収縮するため、図５で一端Ｂ部を固定すると、他端
Ｃ部がｚ方向に変位する。ここで、上記のような構成の
板状部材２はｙ方向のそりに対しては大きな弾性率を持
つが、ｘ方向のそりに対してはきわめて小さな弾性率を
持つ。そのため、圧電板１に電圧が与えられた時、ｘ方
向のそりが抑制されるが、ｙ方向ではシム材自体がほと
んど歪まないため、ｙ方向のそりが抑制されず、ｙ方向
に大きな変位を示すことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記板状部材２は
（１）未硬化状態で圧電板１に加圧し貼り合わせると、
カーボン繊維が外周にはみ出る（２）硬化状態ではカー
ボン繊維に平行な方向で破断しやすい（３）レーザーで
の切断が困難であるといった性質があるため、従来、本
構成のアクチュエーター素子を作成するには生産性の低
い手段しかとれず、したがってコスト的にも不利であっ
た。すなわち、所定の形状（図５では台形状）に打ち抜
き切断した未硬化状態の板状部材２の両主面に、レーザ
切断した、シム材と略合同の形状の圧電板１を加圧、接
着すると外周部にカーボン繊維がはみ出てしまい、これ
らを除去する必要が生ずる。また、一旦、加熱硬化した
カーボン繊維シートを所定の形状に打ち抜き切断したも
のはカーボン繊維に平行な方向で破断しやすいため、板
状部材２として使用が困難である。さらに、最終製品の
形状より大きな圧電板１とカーボン繊維シートを貼り合
わせた後、所定の形状にレーザー切断することも困難で
ある。それ故、従来は、図７に示すように最終製品の形
状より大きな圧電板４とカーボン繊維シート５を貼り合
わせた後、所定の形状に１つずつダイシングマシーン６
にて切り出すといった、きわめて生産性の悪い方法しか
とれない、という課題があった。本発明の目的はカーボ
ン繊維シートをシム材とするアクチュエーター素子の生
産性を向上させることにある。
（１）未硬化状態で圧電板１に加圧し貼り合わせると、
カーボン繊維が外周にはみ出る（２）硬化状態ではカー
ボン繊維に平行な方向で破断しやすい（３）レーザーで
の切断が困難であるといった性質があるため、従来、本
構成のアクチュエーター素子を作成するには生産性の低
い手段しかとれず、したがってコスト的にも不利であっ
た。すなわち、所定の形状（図５では台形状）に打ち抜
き切断した未硬化状態の板状部材２の両主面に、レーザ
切断した、シム材と略合同の形状の圧電板１を加圧、接
着すると外周部にカーボン繊維がはみ出てしまい、これ
らを除去する必要が生ずる。また、一旦、加熱硬化した
カーボン繊維シートを所定の形状に打ち抜き切断したも
のはカーボン繊維に平行な方向で破断しやすいため、板
状部材２として使用が困難である。さらに、最終製品の
形状より大きな圧電板１とカーボン繊維シートを貼り合
わせた後、所定の形状にレーザー切断することも困難で
ある。それ故、従来は、図７に示すように最終製品の形
状より大きな圧電板４とカーボン繊維シート５を貼り合
わせた後、所定の形状に１つずつダイシングマシーン６
にて切り出すといった、きわめて生産性の悪い方法しか
とれない、という課題があった。本発明の目的はカーボ
ン繊維シートをシム材とするアクチュエーター素子の生
産性を向上させることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は熱硬化性樹脂を含浸させたカーボン繊維シ
ートの両主面に金属箔を貼り合わせた後、所定の形状に
打ち抜き切断したものを２枚の圧電板間に介在させる構
成とした。
め、本発明は熱硬化性樹脂を含浸させたカーボン繊維シ
ートの両主面に金属箔を貼り合わせた後、所定の形状に
打ち抜き切断したものを２枚の圧電板間に介在させる構
成とした。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明では、カーボン繊維シート
の両主面に金属箔を貼り合わせているため、加熱硬化
し、所定の形状に打ち抜き加工した後も破断せず、ま
た、所定の形状にレーザー加工した圧電板と貼り合わせ
ても、外周部に樹脂、カーボン繊維がはみでることもな
いため、生産性が向上する。
の両主面に金属箔を貼り合わせているため、加熱硬化
し、所定の形状に打ち抜き加工した後も破断せず、ま
た、所定の形状にレーザー加工した圧電板と貼り合わせ
ても、外周部に樹脂、カーボン繊維がはみでることもな
いため、生産性が向上する。
【０００６】以下に本発明の一実施形態を図を用いて説
明する。図２において、７は図７と同様な、最終製品の
形状より大きな厚さ１００μｍのエポキシ樹脂を含浸し
たカーボン繊維シートであり、カーボン繊維はｙ方向に
並べられている。８は金属箔であり、これをカーボン繊
維シート７の両主面に加圧、密着させ、１２０〜１３０
℃で２〜３時間熱硬化させると、金属箔８は含浸したエ
ポキシ樹脂によりカーボン繊維シート７に強固に接着さ
れる。このシートから図３に示すように打ち抜き型を用
いて、所定の形状に打ち抜いてシム材９とする。ここで
金属箔８の材質と厚さは、硬化後のカーボン繊維シート
７の取り扱い時の破断を防ぐために必要な強度を与える
と同時にアクチュエーター素子としての機械共振周波数
を大きく低下させないよう選ばれており、本実施形態で
は厚さ１０〜２０μｍのアルミ箔とした。図４におい
て、１０は図７と同様な最終製品より大きな厚さ２００
μｍの圧電磁器板であり、両主面には焼きつけまたは蒸
着等の手段で電極が構成されており、厚さ方向に分極操
作がなされている。この圧電磁器板１０から所定の形状
をレーザーで切り出し圧電板１１とする。こうして作成
した圧電板１１とシム材９を図１に示すように接着剤を
用いて貼り合わせればアクチュエーター素子が形成で
き、従来工法で作成したアクチュエーター素子と変位、
共振周波数ともほぼ同等な特性が得られた。
明する。図２において、７は図７と同様な、最終製品の
形状より大きな厚さ１００μｍのエポキシ樹脂を含浸し
たカーボン繊維シートであり、カーボン繊維はｙ方向に
並べられている。８は金属箔であり、これをカーボン繊
維シート７の両主面に加圧、密着させ、１２０〜１３０
℃で２〜３時間熱硬化させると、金属箔８は含浸したエ
ポキシ樹脂によりカーボン繊維シート７に強固に接着さ
れる。このシートから図３に示すように打ち抜き型を用
いて、所定の形状に打ち抜いてシム材９とする。ここで
金属箔８の材質と厚さは、硬化後のカーボン繊維シート
７の取り扱い時の破断を防ぐために必要な強度を与える
と同時にアクチュエーター素子としての機械共振周波数
を大きく低下させないよう選ばれており、本実施形態で
は厚さ１０〜２０μｍのアルミ箔とした。図４におい
て、１０は図７と同様な最終製品より大きな厚さ２００
μｍの圧電磁器板であり、両主面には焼きつけまたは蒸
着等の手段で電極が構成されており、厚さ方向に分極操
作がなされている。この圧電磁器板１０から所定の形状
をレーザーで切り出し圧電板１１とする。こうして作成
した圧電板１１とシム材９を図１に示すように接着剤を
用いて貼り合わせればアクチュエーター素子が形成で
き、従来工法で作成したアクチュエーター素子と変位、
共振周波数ともほぼ同等な特性が得られた。
【０００７】
【発明の効果】以上のように本発明によるときには、カ
ーボン繊維シートの両主面に金属箔が貼り合わせて硬化
してあるため、所定の形状への打ち抜き加工したシムは
破断せず、取り扱いが容易であり、シム材と略合同な圧
電体板と貼り合わせたときにも、シム材は硬化が終了し
ているため圧電板の外周部にカーボン繊維がはみ出るこ
とがないため、生産性高くアクチュエーター素子を作成
することができる。
ーボン繊維シートの両主面に金属箔が貼り合わせて硬化
してあるため、所定の形状への打ち抜き加工したシムは
破断せず、取り扱いが容易であり、シム材と略合同な圧
電体板と貼り合わせたときにも、シム材は硬化が終了し
ているため圧電板の外周部にカーボン繊維がはみ出るこ
とがないため、生産性高くアクチュエーター素子を作成
することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示すアクチュエーター素
子の分解斜視図
子の分解斜視図
【図２】同素子の製造工程を示す斜視図
【図３】同素子の製造工程を示す斜視図
【図４】同素子の製造工程を示す斜視図
【図５】従来のアクチュエーター素子の構成を示す斜視
図
図
【図６】従来のアクチュエーター素子の断面図
【図７】従来のアクチュエーター素子の製造工程を示す
斜視図
斜視図
８ 金属箔 ９ シム材（第２の部材） １１ 圧電板（第１の部材）
Claims (1)
- 【請求項１】 両主面に電極が被着され、所定の形状に
切り出された圧電板よりなる２枚の第１の部材と、これ
ら２枚の第１の部材間に介在させた第２の部材とを備
え、前記第２の部材は、熱硬化性樹脂を含浸させたカー
ボン繊維シートの両主面に金属箔を接着、硬化後、上記
第１の部材と略合同な形状に打抜いて構成されたアクチ
ュエーター素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7320131A JPH09162453A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | アクチュエーター素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7320131A JPH09162453A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | アクチュエーター素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162453A true JPH09162453A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18118056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7320131A Pending JPH09162453A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | アクチュエーター素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09162453A (ja) |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP7320131A patent/JPH09162453A/ja active Pending
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