JPS6017971A - 電気−機械変換素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は電気−機械変換素子、特に電気信号を附与され
ることによりその電歪作用によって機械的な変形を生ず
る様な電気−機械変換素子に関する。

（従来波Ｗｔ） 上に述べた様な電歪作用を利用する電気−機械変換素子
としては、圧電（ピエゾ）セラミック・プレートを用い
、そのＮ１歪作用を利用するものが良く知られている。

圧電セラミック・プレートは高誘電率の多結晶材料で形
成され、印加電圧の特性により分極された電歪特性を示
すもので、予め所定の分極方向を附与され、電圧を印加
されると特異な機械的特性を示すものである。例えば、
薄くて長い圧電セラミック・プレートを金属等の基板に
結合し、この圧電セラミックプレートに分極方向と同一
方向の電圧を印加すると、この時、圧電セラミック・プ
レートは長手方向に対して縮むことになるのに対し、基
板は何ら変化しないので、結局結合された圧電セラミッ
ク・プレートは基板と共に曲がり、機械的変形による変
移を生ずる様になる０この曲がりの効果を増大する手段
としては２板の圧電セラミック・プレートを結合し、各
プレートに電圧を印加すると共にこの電圧が一方のプレ
ートに対してはその分極方向となり、他方のプレートに
対してはその分極方向と逆になるようにすることである
。この様にして結合された一対の圧電セラミツク・プレ
ートを含む電気−機械変換素子はバイモルフ素子として
良く知られているが、斯かるバイモルフ素子は上述の単
一の圧電セラミック・プレートを含む電気−機械変換素
子よりも大きく曲がる様になる。即ち、所謂プッシュプ
ル効果が達成されるものである。又、上記印加電圧の極
性を反転することによりこの曲がりの方向を反転させる
ことが出来る。

この様な電気−機械変換素子、特に、上述のバイモルフ
素子の応用として大きな両方向の偏向を必要とするもの
、例えば、ビデオ・テープ・レコーダや静止画記録再生
装置（ビデオ・シート、又はディスク・レコーダ）等が
挙げられる。即ち、これらの装置にあってはテープ又は
シート若しくはディスク上の記録トラックに含まれる情
報の良好な再生のためには磁気ヘッドは、読み出される
べきトラックに対して正しく位置決めされなければなら
ない。この位置決め、つまり、磁気ヘッドとシート上の
再生すべきトラックとの整合のためのヘッド位置調整に
前記バイモルフ素子を使用することが出来る。

第１図はこの様な用途に使用される従来の磁気ヘッド・
アッセンブリの一例の概略構成を示すものである。図に
おいて２は情報の記録再生のための磁気ヘッド、ろはヘ
ッド・ベース、４は導体パターン４ａを有するプリント
基板、１は磁気ヘッド２のトラック調整を行うべくこれ
を図中、上下方向に変移させる電気−機械変換素子とし
てのバイモルフ素子、６はバイモルフ素子１をヘッド・
キャリア８に押えつけるための押え部材、７はこれらを
固定するためのねじである。

ここで、バイモルフ素子１はその尾端において押え部材
６及びねじ７によってヘッド・キャリア８の一部に固定
され、そして、プリント板４はこの様にしてその尾端に
おいてヘッド・キャリア８に固定されたバイモルフ素子
１の先端、即ち、自由端に固定されている。又、磁気ヘ
ッド２はヘッド・ベース６の先端に取り付けられ、そし
て、ヘッド・ベース６はプリント板４の一部に固定され
ている。そして、磁気ヘッド２の巻線のリード部２ａは
プリント板４上の導体パターン４ａの一端部に十［■付
は等の手段により接続され、これによりこの導体パター
ン４ａを介してこの導体パターン４ａの他端部に同様に
半田付は等の手段により接続されている電気リード線５
との電気的な接続が図られる。

第２図は第１図のバイモルフ素子１の断面構造の一例を
示すもので、その両生面に電極１０及び１１を夫々固着
して成る圧電セラミック・プレート９とその両生面に電
極１０′及び１１′を夫々固着して成る圧電セラミック
・プレート９Ｉとが絶縁性の中間プレート１２を介して
積層接着されている。

上記圧電セラミック・プレート９及び９′は夫々の分極
方向が揃う様に、即ち、並列に積層されている０ 斯かる構成において、電極１０．１０’及び電極１１゜
１１′が夫々同一極性となる様にして各電極に所定の偏
向電圧を印加すると、圧電セラミック・ブレー１−９．
９’は一方が伸長、他方が収縮し、そして、両者は中間
プレート１２を介して接合されているために結局、曲り
を生じ、従って、バイモルフ素子１の自由端に取り付け
られているヘッド２は第１図中の矢印で示す如く上下に
変移させられる様になる。

第３図は例えば磁気シート上の記録トラックの様子を示
したもので、１３は磁気シー）、ｉ４ａ。

１４ｂは記録トラック、１５は記録トラック１４ａ。

１４ｂ間のガートバンドである。今、トラック１４ａ。

１４′ｂに夫々テレビジョンの第１．第２フイムールド
分の情報が記録されていて、両トラックで１フレームが
構成されているとし、これをヘッド２で再生しようとす
ると、ヘッド２は１／６０Ｓ毎にトラック１４ａ、１４
ｂを交互に再生しなければならない。ヘッド２のトラッ
ク間の移動に１５Ｈ（Ｈは水平期間）程度かけ、又リン
ギングを防止しようとすると、ヘッド・アッセンブリの
可動部の共振周波数はＩ　ＫＨ２以上に設定しなければ
ならない。例えば、今、バイモルフ素子１の長さを１２
　（ｍｍ）。

幅を１５　（ｍｍ）、厚さを０．５２　（ｍｒｒＤ、ヘ
ッドの重さを０．１２（ωとしたとすると、共振周波数
ｆｏはほぼ１１（Ｊ■ｚとなり得られる変移も満足の行
くものとなるが、実際はヘッド２とシート１６との摩擦
及びプリント板に接続されたリード線５によるダンピン
グ効果によりｆｏが下がり、条件を満足できなくなるこ
とがある。特にダンピング効果に起因するものがｆｏの
低下に大きく影響してリンギングが発生し、所望の変移
が得られなくなる。

又、斯かる使用法に限らず、例えば磁気テープ又は磁気
シート若しくはディスク上の再生すべきトラックに対す
る磁気ヘッド２のトラック合わせを自動的に行おうとす
る場合（これは周知の様に例えば、ヘッド２からの再生
信号のエンベロープルベルを検出してこのレベルが高く
なる方向ニヘッド２を変移させるべくバイモルフ素子１
を駆動制御する等の手段によって可能である。）等にお
いても、第１図に示した様に、最大変移の得られるバイ
モルフ素子の自由端近傍においてリード線５が接続され
ていることはリード線５自体が成る程度の剛性を持って
いることを考えるとその負荷の増大によってバイモルフ
素子１によるヘッド２の位置制御に対し悪影響を及ぼす
ことは必定で、例えば、所望の変移が得られなかったり
、或いは、所望の変移を得るためにより大きな駆動電圧
を必要としたりし、又これと共に、リード線５にとって
も、バイモルフ素子１の最大変移が得られる筒部に接続
されていることは長年の使用によって接続不良等を起し
易くなるものである。

（目的） 本発明は斯かる事情に鑑みて為されたもので、特に電気
部品の機械的な変移を得るために該電気部品がその一部
に取り付けられて使用される様な冒頭に述べた如き電歪
作用を利用した電気−機械変換素子として、該電気部品
のための接続リード線による影響を殆んど皆無にして良
好な変移動作を得ることが出来ると共に、接続リード線
の接続不良等の事故も防止出来る新規な電気−機械変換
素子を提供することを目的とするものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について引き続き添附の図面を参
照して説明する。

第４図は本発明の一実施例を第１図に示した如キ磁気ヘ
ッド・アッセンブリに適用した場合を示すもので、図中
、第１図におけると同一符号のものは同じ要素を示す。

ここに示す例は、導体ツマターン１６が例えばプリント
形成された７レキシプル・プリント・フィルム１５を第
２図に示した如き構造を有し、且つ、ヘッド・キャリア
８にその尾端において固定されたバイモルフ素子１′の
一主面に接着剤により貼着する様にしたもので、その際
、導体パターン１６はその両端部がパイモＡ／フ素子１
の自由端及び固定端に近接した位置に来る様にしである
。ここでヘッド２の巻線のリード部２ａハ導体パターン
１６のバイモルフ素子１′の自由端（み 側の一端に、又、リード線５１）ぐイモルフ素子１１の
固定端側の一端に夫々半田付は等により接続される。

斯かる構成によればリード線５による影響が殆んどなく
なってバイモルフ素子１′、従ってヘッド２の所望の良
好な変移が得られ、且つ、リード線５の接続不良等の事
故も防げる様になる０次に第５図は同じく本発明の他の
実施例を第１図に示した如き磁気ヘッド・アッセンブリ
に適用した場合を示すもので、図中、第１．４図におけ
ると同一符号のものは同じ要素を示す。ここに示す例は
、バイモルフ素子１′の一主面上に絶縁層１７を形成し
、更にこの上にエツチング等の手段によリバイモルフ素
子１′の固定端側から自由端側に延びる様な導体パター
ン１８を形成する様にしだものである。６＆は導体パタ
ーン１８を避るべく押え部材６に形成した切欠き、１９
はバイモルフ素子１′のリード線の１つである。ここで
、ヘッド２の巻線のリード部２ａは導体パターン１８の
、バ又 イモルフ素子１′の自由端側の一端に、２ｓ％　リード
線５は図示の如く、押え部材６の裏側に延出した導体パ
ターン１８の他端に夫々半田付は等により接続される。

斯かる構成によれば、第４図の実施例に比べて、バイモ
ルフ素子１′の固定部を過ぎた筒部、即ち、実質上、全
く変移のない筒部でリード線５を接続しているため、リ
ード線５による影響並びにその接続不良等の事故をより
確実に防止出来る。

次に第６図は本発明の更に他の実施例をビーム・スキャ
ニング・ヘッド・アッセンブリに適用した場合を示すも
ので、図中、第１．４．５図におけると同一符号のもの
は同じ要素を示す。

図において、２０はスキャニング用ビームを発生する発
光素子で、これはバイモルフ素子１′の自由端に取り付
けられたペース部材２１に固定されている。ここで、バ
イモルフ素子１′にあっては、一方の圧電セラミック争
プレート９の表側主面に対して設けられるべき電極（第
２図の電極１ｏに相当）が、図示の如く、６条の互いに
分離した電極２３として夫々の間に間隔をおいて設けら
れており、そして、これら電極２６間に２条の導体部２
４が設けられている。導体部２４は電極２３と同様にバ
イモルフ素子１′の固定端側から自由端側に延びる様に
設けられており、そして、発光素子２０（７）リード部
２２は導体部２４の、バイモルフ素子１′の自由端側の
一端に、又、リード線５は押え部材６の裏側に延出した
導体部２４の尾端に夫夫牛田付けにより接続される。尚
、２５は電極２４に接続されたリード線である。

斯かる構成にあって４Ｊバイモルフ素子１′の反復変移
により発光素子２０からのビームが図中、矢印で示す如
く上下に振られてビーム・スキャニングが可能となるも
のであるが、この場合にも前述の実施例の場合と同様の
効果が得られる様になる。

以上、実施例としては本発明をバイモルフ素子型の電気
−機械変換素子に適用した場合の例を示したが、本発明
が斯かる実施例の構成のみに限定されるものではないこ
とは勿論のことで、例えば、最初に述べた様な、１つの
圧電セラミック・プレートと金属等の基板を組合せた様
な変換素子や、上述の様な曲り作用ではなく１つの圧電
セラミック・プレートの伸縮による直線的な変移を利用
する様な素子にも十分適用可能であり、更には圧電セラ
ミック・プレートの形状にしても短形に限られず、円弧
状等、目的に応じた種々の形状と為し得るものであり、
その場合にも同様の効果が期待出来るものである。

（効果） 以上詳述した様に本発明によれば、特に、電気部品の機
械的な変移を得るために該電気部品がその一部に取り付
けられて使用される様な電歪作用を利用した電気−機械
変換素子として、該電気部品のための接続リード線によ
る影響を殆んど皆無にして良好な変移動作を得ることが
出来ると共に、接続リード線の接続不良等の事故も防止
出来るもので、斯種電気−機械変換素子として極めて有
益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気−機械変換素子を用いた磁気ヘッド
・アッセンブリの一例を示す斜視図、第２図は第１図の
変換素子の構造を示す要部断面図、 第６図は磁気シート上の記録トラックの様子を示す要部
の模式図、 第４図は本発明の一実施例を第１図に示した如き磁気ヘ
ッド・アッセンブリに適用した場合を示す斜視図、 第５図は本発明の他の実施例を同じく第１図に示す如き
磁気ヘッド・アッセンブリに適用した場合を示す斜視図
、 第６図は本発明の更に他の実施例をビーム・スキャニン
グ・ヘッド・アッセンブリに適用した場合を示す斜視図
である。 １′０・電気−機械変換素子、２Ｉ２０・・・電気部品
、２１Ｌ　ｔ２Ｑａ・・・電気部品のリード部、１６１
１８！２４・・・電気的導体部、１５・書・フレキシブ
ル・プリント・フィルム、１７・・・絶縁層、５　・・
ψ　リ　−　ド糸喫　。 特開口ＨＧＯ−１７９７１（５） Ｉ４α

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気信号を附与されることによりその電歪作用によって
   機械的な変形を生ずる電気−機械変換素子であって、該
   機械的な変形を利用してその機械的な変移を得るべく該
   素子の一部に取り付けられる電気部品のための電気的線
   路を電気的導体部として該素子の一部に設けたことを特
   徴とする電気−機械変換素子。