JPS5867085A - 変位素子 - Google Patents
変位素子Info
- Publication number
- JPS5867085A JPS5867085A JP56166234A JP16623481A JPS5867085A JP S5867085 A JPS5867085 A JP S5867085A JP 56166234 A JP56166234 A JP 56166234A JP 16623481 A JP16623481 A JP 16623481A JP S5867085 A JPS5867085 A JP S5867085A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrates
- piezoelectric
- displacement
- displacement element
- electrostrictive
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
- H10N30/2041—Beam type
- H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end
- H10N30/2044—Cantilevers, i.e. having one fixed end having multiple segments mechanically connected in series, e.g. zig-zag type
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (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】
本発明は電圧印加によって長さ方向に変位する変位素子
に関するものである。
に関するものである。
従来、圧電型変位素子としては圧電基板の一端を支持台
に固定し、電界印加による圧電基板の伸縮による他端の
変位を用いるものである。この場合変位量は、圧電基板
の圧電定数をｄ、変位部の長きを！、印加電界をＸとし
たとき、 ｅＪＩＴＬ で表わされる。、５．！：Ｅ
は圧電基板の材料によっである値以下に限定されるので
、大きな変位量を得るにはｌを大きくする必要がある。
に固定し、電界印加による圧電基板の伸縮による他端の
変位を用いるものである。この場合変位量は、圧電基板
の圧電定数をｄ、変位部の長きを！、印加電界をＸとし
たとき、 ｅＪＩＴＬ で表わされる。、５．！：Ｅ
は圧電基板の材料によっである値以下に限定されるので
、大きな変位量を得るにはｌを大きくする必要がある。
しかしながら、ｌを大きくすると、変位素子全体の長さ
が著しく犬きくなるので、比較的小さい形状で大きな変
位量を得ることは従来不可能であった。
が著しく犬きくなるので、比較的小さい形状で大きな変
位量を得ることは従来不可能であった。
本発明は上記の欠点を除去し、比較的小さな形状で大き
な変位量の得られる変位素子を提供する。
な変位量の得られる変位素子を提供する。
すなわち、本発明は、長さ方向に変位する複数個の圧電
基板を長さ方向に平行で並列に配置し、かつ隣接する圧
電基板を長さ方向の一端で固定し。
基板を長さ方向に平行で並列に配置し、かつ隣接する圧
電基板を長さ方向の一端で固定し。
更に電圧印加時の隣接する圧電基板の長さ方向の変位を
逆方向としたことを特徴とする変位素子、ならびに、長
さ方向に変位する少なくとも３枚以上の電歪基板を長さ
方向と平行で並列に配置し。
逆方向としたことを特徴とする変位素子、ならびに、長
さ方向に変位する少なくとも３枚以上の電歪基板を長さ
方向と平行で並列に配置し。
かつ隣接する電歪基板を長さ方向の交互に逆の一端で固
定し、さらに並列に配置した電歪基板のうち一つおきの
電歪基板が電圧印加により変位するようにしたことを特
徴とする変位素子を提供する。
定し、さらに並列に配置した電歪基板のうち一つおきの
電歪基板が電圧印加により変位するようにしたことを特
徴とする変位素子を提供する。
以下に本発明を実施例により説明する。
実施例１
第１図は本発明の実施例を示す変位素子の構成図である
。長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さｏ、ｓｍｍの形状のチ
タン酸ジルコン酸鉛系磁器よりなる圧電基板１ａ、１ｂ
、１ｃ（電極はｃｒ−ムＵ蒸着電極で分極ハ厚み方向）
３枚を図に示すように平行に配置したのち、隣接する圧
電基板１ｉ、１ｂ。
。長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さｏ、ｓｍｍの形状のチ
タン酸ジルコン酸鉛系磁器よりなる圧電基板１ａ、１ｂ
、１ｃ（電極はｃｒ−ムＵ蒸着電極で分極ハ厚み方向）
３枚を図に示すように平行に配置したのち、隣接する圧
電基板１ｉ、１ｂ。
同１ｂ、１Ｃをその端部で長さ６ｍｍにエポキシ゛お、
その固定は図に示すように互いに逆の一端で固定した。
その固定は図に示すように互いに逆の一端で固定した。
また、固定部分の電極は接着前に除去した。その後、自
由端の一つを図のように支持台４に接着剤で固定し、変
位量を測定する際の基準とした。このようにして作製し
た変位素子７の３対の電極５ａ 、５ｂ 、同５０，５
６．同５ｅ、５ｆ間に５００Ｖの直流電圧を隣接する３
枚の圧電基板１ａ、１ｂ、１ａが交互に逆向きの変位を
する方向に、すなわち圧電基板１１Ｌ、１０が伸びると
き圧電基板１ｂが縮み、圧電基板１１Ｌ、１０が縮むと
き圧電基板１ｂが伸びる方向に印加した。その結果、変
位素子７における自由端６の変位量は長さ方向に±２８
μｍであった。一方、上記の変位素子における圧電基板
１枚だけで構成した従来の変位素子では、電圧印加時の
長さ方向の変位量は１９μｍであり１本発明の構成のも
のに比べて著しく小さからた。すなわち２本発明の変位
素子では、従来の変位素子に比べて、変位素子の長さが
同じ状態で、約３倍の変位量が得られた。また、を交互
に逆の端部ですることにより、変位量をより大きくする
ことができる。その変位量は圧電基板に印加する電圧の
増加に比例して、はぼ直線的に大きくなる。印加電圧が
交流であれば、その同波数の伸縮が得られる。なお、実
施例１で圧電基板１ｂに電圧を印加しない場合は変位量
が小さくなるが、それでも従来のものよシは大きい。
由端の一つを図のように支持台４に接着剤で固定し、変
位量を測定する際の基準とした。このようにして作製し
た変位素子７の３対の電極５ａ 、５ｂ 、同５０，５
６．同５ｅ、５ｆ間に５００Ｖの直流電圧を隣接する３
枚の圧電基板１ａ、１ｂ、１ａが交互に逆向きの変位を
する方向に、すなわち圧電基板１１Ｌ、１０が伸びると
き圧電基板１ｂが縮み、圧電基板１１Ｌ、１０が縮むと
き圧電基板１ｂが伸びる方向に印加した。その結果、変
位素子７における自由端６の変位量は長さ方向に±２８
μｍであった。一方、上記の変位素子における圧電基板
１枚だけで構成した従来の変位素子では、電圧印加時の
長さ方向の変位量は１９μｍであり１本発明の構成のも
のに比べて著しく小さからた。すなわち２本発明の変位
素子では、従来の変位素子に比べて、変位素子の長さが
同じ状態で、約３倍の変位量が得られた。また、を交互
に逆の端部ですることにより、変位量をより大きくする
ことができる。その変位量は圧電基板に印加する電圧の
増加に比例して、はぼ直線的に大きくなる。印加電圧が
交流であれば、その同波数の伸縮が得られる。なお、実
施例１で圧電基板１ｂに電圧を印加しない場合は変位量
が小さくなるが、それでも従来のものよシは大きい。
なお、実施例では圧電基板として圧電磁器を用いたが、
その池の圧電材料たとえば圧電単結晶。
その池の圧電材料たとえば圧電単結晶。
有機圧電材料でもよいことはもちろんである。また、圧
電基板として圧電板を複数枚貼り合わせたものでもよい
。実施例では厚み方向に分極処理した圧電基板を用いた
が、分極が長さ方向で長さ方向に電界を印加して用いて
もよい。
電基板として圧電板を複数枚貼り合わせたものでもよい
。実施例では厚み方向に分極処理した圧電基板を用いた
が、分極が長さ方向で長さ方向に電界を印加して用いて
もよい。
実施例２
第２図は本発明の変位素子の池の実施例を示すものであ
る。３枚の（ＰｂＯ，９”’０．１）（ＭｇＨＮｂ、Ｈ
）０．６９Ｔ ｉ Ｏ，３１０３なる一般式で示される
組成をもつ電歪磁器板８ａ 、８ｂ 、８ｃ（長さ５０
ｍｍ 、幅１０ｍｍ、厚さ０，５ｍ７７Ｌ）の両面の
中央部にそれツレ長さ４０ｍｍ（７）電ｔｉｉ９ａ、９
ｂ、同９ｃ。
る。３枚の（ＰｂＯ，９”’０．１）（ＭｇＨＮｂ、Ｈ
）０．６９Ｔ ｉ Ｏ，３１０３なる一般式で示される
組成をもつ電歪磁器板８ａ 、８ｂ 、８ｃ（長さ５０
ｍｍ 、幅１０ｍｍ、厚さ０，５ｍ７７Ｌ）の両面の
中央部にそれツレ長さ４０ｍｍ（７）電ｔｉｉ９ａ、９
ｂ、同９ｃ。
９ｄ、同９ｅ、９ｆ（Ｏｒ−ムＵ蒸着）をつけたのち、
第２図のように電歪磁器板ｓｌ、ｓｂ、ｓｃを配置し、
隣接する基板８ｍ、８ｂ、同８ｂ。
第２図のように電歪磁器板ｓｌ、ｓｂ、ｓｃを配置し、
隣接する基板８ｍ、８ｂ、同８ｂ。
８Ｃの端部６ｍｍをエポキシｊ！Ｒ脂板１０３．１０ｂ
（５×１０×２ｍｍ３）を介して接着剤でそれぞれ固定
した。固定は図に示すように逆の一端で行なった。その
後、自由端の一つを、支持台１１に幅５ｍｍで接着剤を
用いて固定した。このようにして作成した変位素子１２
の電歪磁器板８ａ、８ｃの電極９ｍ、９ｂ、同９ｅ、９
ｆ間に１ｋＶの直流電圧を印加した。その結果、変位素
子１２の自由端１２ａは支持台の方に３８μｍ移動した
。その後、電歪磁器板８ｂの電極９ｃ 、９６間に１ｋ
Ｖの直流電圧を印加した場合には（電歪磁器板Ｓａ。
（５×１０×２ｍｍ３）を介して接着剤でそれぞれ固定
した。固定は図に示すように逆の一端で行なった。その
後、自由端の一つを、支持台１１に幅５ｍｍで接着剤を
用いて固定した。このようにして作成した変位素子１２
の電歪磁器板８ａ、８ｃの電極９ｍ、９ｂ、同９ｅ、９
ｆ間に１ｋＶの直流電圧を印加した。その結果、変位素
子１２の自由端１２ａは支持台の方に３８μｍ移動した
。その後、電歪磁器板８ｂの電極９ｃ 、９６間に１ｋ
Ｖの直流電圧を印加した場合には（電歪磁器板Ｓａ。
８０には電界を印加しない）、自由端１２！Ｌが支持台
１１とは逆方向に２０μｍ移動した。したがって、自由
端１２＆の移動路Ｍは全体で６８μｍであり、大きな変
位量が得られた。さらに電歪磁くすることができる。捷
だ、印加電圧は交流でもよい。なお、この実施例では電
歪基板として室温付近で犬きｌ電歪効果（２次の効果）
が得られる（Ｐｂｏ、９Ｂａｏ、ｘ）（ＭｇＨＮｂＨ）
、６．Ｔｉｏ、３＋０３磁器を用いたが、 （Ｂａ、
Ｓｒ） ＴｉＯ系磁器。
１１とは逆方向に２０μｍ移動した。したがって、自由
端１２＆の移動路Ｍは全体で６８μｍであり、大きな変
位量が得られた。さらに電歪磁くすることができる。捷
だ、印加電圧は交流でもよい。なお、この実施例では電
歪基板として室温付近で犬きｌ電歪効果（２次の効果）
が得られる（Ｐｂｏ、９Ｂａｏ、ｘ）（ＭｇＨＮｂＨ）
、６．Ｔｉｏ、３＋０３磁器を用いたが、 （Ｂａ、
Ｓｒ） ＴｉＯ系磁器。
磁器などの池の電歪効果の矢きい材料を用いることもで
きる。これらの材料によって得られる変位は２次の効果
であるので、電界の２乗に比例し。
きる。これらの材料によって得られる変位は２次の効果
であるので、電界の２乗に比例し。
印加電圧の正負にはよらない。
なお、本発明で圧電基板あるいは電歪基板の固定部分は
変位に寄与しないので、その部分には電極がなくてよい
。捷だ、圧電基板の場合にはこの部分の分極処理は不必
要である。本発明で、圧電基板あるいは電歪基板は実施
例の矩形板に限られず、円筒状などでもよい。基板の幅
も長さより大きくてもよい。複数の圧電基板あるいは電
歪基板の固定は基板２枚を実施例１のように接着剤で直
接材なってもよいし、実施例２のように樹脂板あ８・−
−ミ゛ るいは金属板、磁器板などを介して行なってもよく、さ
らには金属などのバンドで締めつけたり、ボルト締めな
どでもよい。
変位に寄与しないので、その部分には電極がなくてよい
。捷だ、圧電基板の場合にはこの部分の分極処理は不必
要である。本発明で、圧電基板あるいは電歪基板は実施
例の矩形板に限られず、円筒状などでもよい。基板の幅
も長さより大きくてもよい。複数の圧電基板あるいは電
歪基板の固定は基板２枚を実施例１のように接着剤で直
接材なってもよいし、実施例２のように樹脂板あ８・−
−ミ゛ るいは金属板、磁器板などを介して行なってもよく、さ
らには金属などのバンドで締めつけたり、ボルト締めな
どでもよい。
以上のように１本発明の変位素子では比較的小さな形状
で大きな変位量を得ることができるだめ。
で大きな変位量を得ることができるだめ。
ＶＴＲのオートトラッキング用ヘッド駆動素子などに用
いることができる。まだ、本発明の変位素子は変位が直
線的であるとともに、基板の数を増すと、同程度の変位
素子の大きさで著しく変位量を大きくできるため応用範
囲が広い。
いることができる。まだ、本発明の変位素子は変位が直
線的であるとともに、基板の数を増すと、同程度の変位
素子の大きさで著しく変位量を大きくできるため応用範
囲が広い。
第１図と第２図はそれぞれ本発明の実施例の変ξ
位素子斜視図である。
１ａ、１ｂ、１ｃ・・・・・・圧電体、２ｔＬ、２ｂ。
１０＆、１ｏｂ・・・・・・エポキシ４１’：！’１４
１１１・・・・・・支持台、５ ａ 〜５ ｆ 、 ９
ａ 〜９ ｆ・−・−電極、７゜１２・・・・・・変
位素子、ｓａ 、ｓｂ 、ＢＯ・・・・・・電歪磁器板
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 赦 男 ほか１名調
１ 図 １２ 図 、Ｑｎ
１１１・・・・・・支持台、５ ａ 〜５ ｆ 、 ９
ａ 〜９ ｆ・−・−電極、７゜１２・・・・・・変
位素子、ｓａ 、ｓｂ 、ＢＯ・・・・・・電歪磁器板
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 赦 男 ほか１名調
１ 図 １２ 図 、Ｑｎ
Claims (3)
- （１）長さ方向に変位する複数枚の圧電基板を長さ方向
と平行で並列に配置し、かつこれらの圧電基板のうち隣
接する圧電基板同士を長さ方向の一端で固定し、さらに
電圧印加時の隣接する圧電基板の変位を逆方向としたこ
とを特徴とする変位素子。 - （２）圧電基板が少なくとも３枚であって、これらの圧
電基板のうち隣接する圧電基板同士の固定が交互に逆の
一端でなされたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の変位素子。 - （３）長さ方向に変位する少なくとも３枚以上の電歪基
板を長さ方向と平行で並列に配置し、かつこれら電歪基
板のうち隣接する電歪基板同士を長さ方向の交互に逆の
一端で固定し、さらに並列に配置しだ電歪基板のうち一
つおきの電歪基板が電圧印加により変位するようにした
ことを（４）隣接する電歪基板が電圧印加により交互に
変位するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
３項記載の変位素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166234A JPS5867085A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 変位素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166234A JPS5867085A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 変位素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5867085A true JPS5867085A (ja) | 1983-04-21 |
| JPH039633B2 JPH039633B2 (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=15827593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56166234A Granted JPS5867085A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 変位素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5867085A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147694U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56157649A (en) * | 1980-10-15 | 1981-12-04 | Takata Kk | Driver protecting device by utilization of air belt |
-
1981
- 1981-10-16 JP JP56166234A patent/JPS5867085A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56157649A (en) * | 1980-10-15 | 1981-12-04 | Takata Kk | Driver protecting device by utilization of air belt |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147694U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH039633B2 (ja) | 1991-02-08 |
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