JPS5919384A - 圧電バイモルフ - Google Patents
圧電バイモルフInfo
- Publication number
- JPS5919384A JPS5919384A JP57129298A JP12929882A JPS5919384A JP S5919384 A JPS5919384 A JP S5919384A JP 57129298 A JP57129298 A JP 57129298A JP 12929882 A JP12929882 A JP 12929882A JP S5919384 A JPS5919384 A JP S5919384A
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- Japan
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- piezoelectric
- piezoelectric bimorph
- piezoelectric element
- displacement
- intermediate electrode
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- Pending
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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】
（ａ） 発明の関連する技術分野
この発明はピンクアップ、圧電リレー、ブザー等に振動
子やアクチュエータとして用いられる圧電バイモルフに
関する。
子やアクチュエータとして用いられる圧電バイモルフに
関する。
（ｂ） 従来技術とその欠点
一般に、圧電バイモルフには、２枚の圧電素子を中間電
極板あるいは機械的強度を補強するだめの金属板等を介
在させて貼り合わせたものと、単に接着剤のみで貼り合
わせたものとが実用に供されている。このような圧電バ
イモルフに電圧を印加すると一方の圧電素子が伸び、他
方の圧電素子が縮むために機械的コンプライアンスの太
きなたわみ運動を行う。
極板あるいは機械的強度を補強するだめの金属板等を介
在させて貼り合わせたものと、単に接着剤のみで貼り合
わせたものとが実用に供されている。このような圧電バ
イモルフに電圧を印加すると一方の圧電素子が伸び、他
方の圧電素子が縮むために機械的コンプライアンスの太
きなたわみ運動を行う。
ところが、上記のように金属板等を介して２枚の圧電素
子を接合してなる従来の圧電バイモルフでは、機械的強
度に優れている反曲、電気的信号をたわみ動作に基づく
変位量に比例した機械的信号に変換する場合に、金属板
等の影響で変位する量が減少する欠点があった。また、
接着剤のみで２枚の圧電素子を接合してなる従来の圧電
バイモルフでは、金属板等の介在物がないので変位量は
増えるが、圧電素子自体が脆いために機械的強度に劣る
欠点があった。特に、接着剤のみで２枚の圧電素子を接
合する場合、それらの接合面から電極を引き出すことが
難しいので、圧電バイモルフの両面のみから電極が引き
出されている。このだめ、そのような構造の圧電バイモ
ルフでは各圧電素子に印加される電圧が理論的には半分
になるため、変位量も同時に半減するという欠点を有し
ていた。
子を接合してなる従来の圧電バイモルフでは、機械的強
度に優れている反曲、電気的信号をたわみ動作に基づく
変位量に比例した機械的信号に変換する場合に、金属板
等の影響で変位する量が減少する欠点があった。また、
接着剤のみで２枚の圧電素子を接合してなる従来の圧電
バイモルフでは、金属板等の介在物がないので変位量は
増えるが、圧電素子自体が脆いために機械的強度に劣る
欠点があった。特に、接着剤のみで２枚の圧電素子を接
合する場合、それらの接合面から電極を引き出すことが
難しいので、圧電バイモルフの両面のみから電極が引き
出されている。このだめ、そのような構造の圧電バイモ
ルフでは各圧電素子に印加される電圧が理論的には半分
になるため、変位量も同時に半減するという欠点を有し
ていた。
（ｃ） 発明の目的
この発明の目的は、前記従来の欠点を解消し、機械的強
度に優れるとともにたわみによる変位量が大きい圧電バ
イモルフを提供することにある。
度に優れるとともにたわみによる変位量が大きい圧電バ
イモルフを提供することにある。
（ｄ） 発明の構成および効果
この発明は、可撓性絶縁体の両面に導電薄層を形成した
薄型中間電極体と、その薄型中間電極体の両面に接合し
た圧電素子とからなることを特徴とする。
薄型中間電極体と、その薄型中間電極体の両面に接合し
た圧電素子とからなることを特徴とする。
この発明によれば、変位を妨げる金層１板等の中間電極
体を用いず、可撓性絶縁体からなる薄型中間電極体によ
って優れた機械的強度を備え、かつ大きく変位する圧電
バイモルフが得られる。しかも、薄型中間電極体の両面
に形成した導電薄層によって各圧電素子に同じ電圧を印
加できるので、単に圧電バイモルフの両面のみから電極
を引き出した場合に比べ２倍の電圧を印加することがで
き、しだがって変位量も２倍になる利点も有する。
体を用いず、可撓性絶縁体からなる薄型中間電極体によ
って優れた機械的強度を備え、かつ大きく変位する圧電
バイモルフが得られる。しかも、薄型中間電極体の両面
に形成した導電薄層によって各圧電素子に同じ電圧を印
加できるので、単に圧電バイモルフの両面のみから電極
を引き出した場合に比べ２倍の電圧を印加することがで
き、しだがって変位量も２倍になる利点も有する。
（ｅ） 実施例の説明
第１図はこの発明の一実施例を示す圧電バイモルフの側
面図、第２図は第１図中点線で示した部分Ｅを拡大した
図である。
面図、第２図は第１図中点線で示した部分Ｅを拡大した
図である。
圧電素子１．２は分極軸方向と同一方向に電界が印加さ
れたとき分極軸方向と直角方向に縮み、また逆方向に電
界が印加されたとき分極軸方向と直角方向に伸びる圧電
素子である。圧電素子１と２は、分極軸か向かいあうよ
うに薄型中間電極体３に接合されている。矢印Ａ、Ｂは
それぞれ圧電素子１．２の分極軸方向を示す。薄型中間
電極体３はシート状可撓性絶縁体８の両面にＡ、ｇ等の
導電薄層９，１０を形成したものである。この導電薄層
９，１０に、それぞれ圧電素子１．２の片面に形成され
た導電層６，７が変性アクリレート接着剤などの接着剤
１１によって接着される。圧電素子１．２の各分極軸方
向は薄型中間電極体３に垂直な方向である。そして、圧
電素子１，２の各外側の面にも導電層４，５が形成され
、導電層４と導電薄層ｌＯは直流電源６の一方の電極端
子に接続され、捷だ導電＠５と導電薄層９は直流電源６
の他方の電極端子に接続される。
れたとき分極軸方向と直角方向に縮み、また逆方向に電
界が印加されたとき分極軸方向と直角方向に伸びる圧電
素子である。圧電素子１と２は、分極軸か向かいあうよ
うに薄型中間電極体３に接合されている。矢印Ａ、Ｂは
それぞれ圧電素子１．２の分極軸方向を示す。薄型中間
電極体３はシート状可撓性絶縁体８の両面にＡ、ｇ等の
導電薄層９，１０を形成したものである。この導電薄層
９，１０に、それぞれ圧電素子１．２の片面に形成され
た導電層６，７が変性アクリレート接着剤などの接着剤
１１によって接着される。圧電素子１．２の各分極軸方
向は薄型中間電極体３に垂直な方向である。そして、圧
電素子１，２の各外側の面にも導電層４，５が形成され
、導電層４と導電薄層ｌＯは直流電源６の一方の電極端
子に接続され、捷だ導電＠５と導電薄層９は直流電源６
の他方の電極端子に接続される。
上記のように構成された圧電バイモルフは、たわみ動作
時において、圧電素子１には分極軸方向に電界が印加さ
れ、かつ圧電素子２には分極軸方向と逆向きに電界が印
加される。このような電界印加によって、圧電素子１は
伸びるとともに圧電素子２は縮み、全体として下方に変
位する、たわみ運動を行う。
時において、圧電素子１には分極軸方向に電界が印加さ
れ、かつ圧電素子２には分極軸方向と逆向きに電界が印
加される。このような電界印加によって、圧電素子１は
伸びるとともに圧電素子２は縮み、全体として下方に変
位する、たわみ運動を行う。
この実施例に係る圧電バイモルフに対し、機械的強度の
試験を行った結果を下表に示す。
試験を行った結果を下表に示す。
この実験は、圧電バイモルフの一方の端を固定し、他端
を引張試験機で持ち上げたときのクラック発生状態を観
察したものである。この実施例に係る圧電バイモルフの
試料として、厚み０．２０ｍｍ、長さ２０ｍｍ、幅１０
ｍｍの圧電素子にＡｇ蒸着で両面に平均４μｍ厚の導電
層を付けたものを、両面にＡｇ導電薄層を形成した絶縁
シート（厚みｏ、ｉ。
を引張試験機で持ち上げたときのクラック発生状態を観
察したものである。この実施例に係る圧電バイモルフの
試料として、厚み０．２０ｍｍ、長さ２０ｍｍ、幅１０
ｍｍの圧電素子にＡｇ蒸着で両面に平均４μｍ厚の導電
層を付けたものを、両面にＡｇ導電薄層を形成した絶縁
シート（厚みｏ、ｉ。
ｍｍ ）を介して、上述のように分極軸方向が向い合う
ように貼り合わせたものを実験に供した。また、比較の
だめに、同形状、同寸法で、絶縁シートの代わりに０．
１０＋ｘｍ厚のリン青銅を用いた比較品Ｓ１、また、同
形状、同寸法で、圧電素子間に何も介在させないで接着
剤のみで接合した比較品Ｓ２ も実験に供した。
ように貼り合わせたものを実験に供した。また、比較の
だめに、同形状、同寸法で、絶縁シートの代わりに０．
１０＋ｘｍ厚のリン青銅を用いた比較品Ｓ１、また、同
形状、同寸法で、圧電素子間に何も介在させないで接着
剤のみで接合した比較品Ｓ２ も実験に供した。
上記の表から明らかなように、この実施例に係る圧電バ
イモルフは、単に接着剤のみで接合した比較品Ｓ２
よりはるかに機械的強度に優れ、しかも金属板を用いた
比較品Ｓ１ と同程度の機械的強度を備えていること
がわかる。
イモルフは、単に接着剤のみで接合した比較品Ｓ２
よりはるかに機械的強度に優れ、しかも金属板を用いた
比較品Ｓ１ と同程度の機械的強度を備えていること
がわかる。
捷だ、これらの試料に対し、電界を変化させたときの変
位量を測定した実験結果を第３図に示す。
位量を測定した実験結果を第３図に示す。
なお、同実験には３０ｍｍの長さの試料を用い、他の条
件は前記実験の場合と同じである。第３図は、圧電バイ
モルフに印加する印加電圧と変位量との関係を示す。同
図において、この実施例の圧電パイモルフ、比較品５Ｉ
ＸＳ２のそれぞれの印加電圧−変位量グラフを実線Ｆ、
、破線Ｇ、一点破線Ｈで示している。同図から明らかな
ように、この実施例の圧電バイモルフは変化量が能の比
較品Ｓ１、Ｓ２ に比べ大きいことがわかる。
件は前記実験の場合と同じである。第３図は、圧電バイ
モルフに印加する印加電圧と変位量との関係を示す。同
図において、この実施例の圧電パイモルフ、比較品５Ｉ
ＸＳ２のそれぞれの印加電圧−変位量グラフを実線Ｆ、
、破線Ｇ、一点破線Ｈで示している。同図から明らかな
ように、この実施例の圧電バイモルフは変化量が能の比
較品Ｓ１、Ｓ２ に比べ大きいことがわかる。
」−記実験結果からもわかるように、この実施例に係る
圧電バイモルフは、圧電素子を分極軸方向が対向するよ
うに貼り合わせたものであって、十分な機械的強度をも
ち、かつ金属板を用いないので大きく変位し得る利点を
有する。しかも、薄型中間電極体３によって、圧電素子
との接合部より電極の引出しが行えるので、各圧電素子
に個別に電界を与えることができる。したがって、単に
、圧電バイモルフ０両面のみから電極を引き出しだ場合
に比べ印加電界を２倍にすることが可能となり、変位量
が２倍になる利点も有する。
圧電バイモルフは、圧電素子を分極軸方向が対向するよ
うに貼り合わせたものであって、十分な機械的強度をも
ち、かつ金属板を用いないので大きく変位し得る利点を
有する。しかも、薄型中間電極体３によって、圧電素子
との接合部より電極の引出しが行えるので、各圧電素子
に個別に電界を与えることができる。したがって、単に
、圧電バイモルフ０両面のみから電極を引き出しだ場合
に比べ印加電界を２倍にすることが可能となり、変位量
が２倍になる利点も有する。
次に、この発ＩＥＩＪの他の実施例を第４図によって説
１す１する。
１す１する。
第４図の実施例が０１目［Ａ実施例と相述するところ１
Ｆ１゛、分極軸が互いに同じ方向に揃う」：うに圧電素
子が接合されている点である。なお、第４図（Ｃおいて
、前記実施例と同一部分については同じ番号を付して説
明を省略する。
Ｆ１゛、分極軸が互いに同じ方向に揃う」：うに圧電素
子が接合されている点である。なお、第４図（Ｃおいて
、前記実施例と同一部分については同じ番号を付して説
明を省略する。
圧電素子２１．２２は、前記の圧電素子１，２と同一の
ものであり、各分極軸方向を矢印Ｃ，Ｄで示している。
ものであり、各分極軸方向を矢印Ｃ，Ｄで示している。
そして、分極軸が揃うように、前記実施例と同様にして
圧電素子２１．２２は内ｆｌｔｌＪの各導電層にて薄型
中間電極体３の両面に形成した導電薄層９，１０に接着
剤１１によって接着されている。捷だ、圧電素子２１．
２２の外側の導電層２３．２４は直流電源６の一方の電
極端子に接続され、捷だ、導電薄層９．ｌＯは直流電源
６の他方の電極端子に接続される。これによって、圧電
素子２１には分極軸方向と同一方向に電界が印加され、
かつ、圧電素子２２には分極軸方向と逆方向に電界が印
加される。
圧電素子２１．２２は内ｆｌｔｌＪの各導電層にて薄型
中間電極体３の両面に形成した導電薄層９，１０に接着
剤１１によって接着されている。捷だ、圧電素子２１．
２２の外側の導電層２３．２４は直流電源６の一方の電
極端子に接続され、捷だ、導電薄層９．ｌＯは直流電源
６の他方の電極端子に接続される。これによって、圧電
素子２１には分極軸方向と同一方向に電界が印加され、
かつ、圧電素子２２には分極軸方向と逆方向に電界が印
加される。
このように、薄型中間電極体３を用いれば、２枚の圧電
素子を分極軸方向が揃うように貼り合わせた圧電バイモ
ルフであっても、その接合部より電極を引き出すことに
よって簡単に電圧印加用電極を形成することができる。
素子を分極軸方向が揃うように貼り合わせた圧電バイモ
ルフであっても、その接合部より電極を引き出すことに
よって簡単に電圧印加用電極を形成することができる。
捷だ、分極軸が揃っている点を除き、同じ構造であるか
らこの圧電バイモルフも前記実施例と同様に機械的強度
に優れ、かつ大きく変位し得る利点を有する。
らこの圧電バイモルフも前記実施例と同様に機械的強度
に優れ、かつ大きく変位し得る利点を有する。
第１図はこの発明の一実施例を示す圧電バイモルフの側
面図、第２図は第１図中点線で示した部分Ｅの拡大図、
第３図は同圧電バイモルフの印加電圧−変位量特性図、
第４図はこの発明の他の実施例を示す圧電バイモルフの
側面図である。 １．２・・・圧電素子、 ３・・・薄型中間電極体、
４．５，６．７・・・導電層、 ８・・・可撓性絶縁体、 ９．ＩＯ・・・導電薄層、
１１・・・接着剤。 出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 小森久夫 第１図 印ｔＩａｔ五（Ｖ） 第４烏 手続補正書（自発） 昭和５７年９月７θ日 特許庁長官 若杉和夫 殿 （１１ｉ１１ １、事件の表示 ′、＝（昭和５７年
特許 願第１２９２９８号２、発明の名称 圧電
バイモルフ ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ７、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ８、補正の内容 別紙の通り （Ｉ）明細書第３頁１５行目の［電圧を印７ＪＩ ｊを
「電界強度を有」に補正する。 （２）明細書箱５頁３行目の１１」を「２」に、寸だ同
第５頁４行目の「２」をＩｌｌに、かっ１−下」を「上
」に補正する。 （３）明細書箱７頁１５行目の「印加電界」を「電界強
度」に補正する。 （２）
面図、第２図は第１図中点線で示した部分Ｅの拡大図、
第３図は同圧電バイモルフの印加電圧−変位量特性図、
第４図はこの発明の他の実施例を示す圧電バイモルフの
側面図である。 １．２・・・圧電素子、 ３・・・薄型中間電極体、
４．５，６．７・・・導電層、 ８・・・可撓性絶縁体、 ９．ＩＯ・・・導電薄層、
１１・・・接着剤。 出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 小森久夫 第１図 印ｔＩａｔ五（Ｖ） 第４烏 手続補正書（自発） 昭和５７年９月７θ日 特許庁長官 若杉和夫 殿 （１１ｉ１１ １、事件の表示 ′、＝（昭和５７年
特許 願第１２９２９８号２、発明の名称 圧電
バイモルフ ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ７、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ８、補正の内容 別紙の通り （Ｉ）明細書第３頁１５行目の［電圧を印７ＪＩ ｊを
「電界強度を有」に補正する。 （２）明細書箱５頁３行目の１１」を「２」に、寸だ同
第５頁４行目の「２」をＩｌｌに、かっ１−下」を「上
」に補正する。 （３）明細書箱７頁１５行目の「印加電界」を「電界強
度」に補正する。 （２）
Claims (1)
- （１）可撓性絶縁体の両面に導電薄層を形成した薄型中
間電極体と、前記薄型中間電極体の両面に接合した圧電
素子とからなる圧電バイモルフ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57129298A JPS5919384A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 圧電バイモルフ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57129298A JPS5919384A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 圧電バイモルフ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919384A true JPS5919384A (ja) | 1984-01-31 |
Family
ID=15006106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57129298A Pending JPS5919384A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 圧電バイモルフ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919384A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3518055A1 (de) * | 1984-05-21 | 1985-11-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto | Piezoelektrische betaetigungseinrichtung mit zwei kristallplattenbereichen |
| JPS6175148U (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-21 | ||
| JP2008271559A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte Ltd | 環状コンタクト付き多層トランスデューサ |
| US8258678B2 (en) | 2010-02-23 | 2012-09-04 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Short range ultrasonic device with broadbeam ultrasonic transducers |
| US10129656B2 (en) | 2009-01-30 | 2018-11-13 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Active temperature control of piezoelectric membrane-based micro-electromechanical devices |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56144585A (en) * | 1980-04-11 | 1981-11-10 | Toshiba Corp | Bimorph piezoelectric element |
-
1982
- 1982-07-23 JP JP57129298A patent/JPS5919384A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56144585A (en) * | 1980-04-11 | 1981-11-10 | Toshiba Corp | Bimorph piezoelectric element |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6175148U (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-21 | ||
| JP2008271559A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte Ltd | 環状コンタクト付き多層トランスデューサ |
| US10129656B2 (en) | 2009-01-30 | 2018-11-13 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Active temperature control of piezoelectric membrane-based micro-electromechanical devices |
| US8258678B2 (en) | 2010-02-23 | 2012-09-04 | Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Short range ultrasonic device with broadbeam ultrasonic transducers |
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