JPS59108378A - 圧電バイモルフの駆動方法 - Google Patents
圧電バイモルフの駆動方法Info
- Publication number
- JPS59108378A JPS59108378A JP57219568A JP21956882A JPS59108378A JP S59108378 A JPS59108378 A JP S59108378A JP 57219568 A JP57219568 A JP 57219568A JP 21956882 A JP21956882 A JP 21956882A JP S59108378 A JPS59108378 A JP S59108378A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- polarization axis
- piezoelectric
- piezoelectric element
- supplied
- 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
Links
Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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】
（イ）発明の分野
本発明は圧電バイモルフのたわみ動作による変位量が大
きく、シかも電圧を印加した状態の熱的変化に対して電
気−機械特性の経時変化が少なく、動作信頼性の高い圧
電バイモルフを得ることができる圧電バイモルフの駆動
方法に関するものである。
きく、シかも電圧を印加した状態の熱的変化に対して電
気−機械特性の経時変化が少なく、動作信頼性の高い圧
電バイモルフを得ることができる圧電バイモルフの駆動
方法に関するものである。
（ロ）従来技術とその問題点
圧電バイモルフは振動子やアクチュエータとして、ピッ
クアップのカートリッジやＶＴＲの磁気ヘッド制御及び
圧電リレー、ブザー等に使用されている。この種の圧電
バイモルフは、２枚の圧電素子に金属板等を中間電極や
機械的強度を補強するための補強板として介入させて貼
り合わせる方法と、単に接着剤のみで貼り合わせる方法
とがある。この圧電バイモルフに電圧を印加すると、圧
電素子の一方が伸び、他方が縮むため全体として機械的
コンプライアンスの大きなたわみ動作を行なう。
クアップのカートリッジやＶＴＲの磁気ヘッド制御及び
圧電リレー、ブザー等に使用されている。この種の圧電
バイモルフは、２枚の圧電素子に金属板等を中間電極や
機械的強度を補強するための補強板として介入させて貼
り合わせる方法と、単に接着剤のみで貼り合わせる方法
とがある。この圧電バイモルフに電圧を印加すると、圧
電素子の一方が伸び、他方が縮むため全体として機械的
コンプライアンスの大きなたわみ動作を行なう。
従来、この種の圧電バイモルフは分極軸方向と同一方向
に電圧を印加すると縮みを生じる圧電素子を２枚貼り合
わせている。この圧電バイモルフにたわみ動作を与える
には、一方には分極軸方向と同一方向に電圧を印加する
ことによりＷ３ませ、他方には分極軸方向と逆方向に同
電圧を印加することにより伸びを与えている。この場合
、分極軸方向と逆方向に同電圧を印加することは分極処
理によって、強制的に方向付けた自発分極の配列に基づ
く強誘電性特有の分１を軸を反転あるいは拡散させる要
素となり圧電性を減少することになりかねない。この現
象は高電圧を印加した場合及び高温雰囲気中において顕
著である。
に電圧を印加すると縮みを生じる圧電素子を２枚貼り合
わせている。この圧電バイモルフにたわみ動作を与える
には、一方には分極軸方向と同一方向に電圧を印加する
ことによりＷ３ませ、他方には分極軸方向と逆方向に同
電圧を印加することにより伸びを与えている。この場合
、分極軸方向と逆方向に同電圧を印加することは分極処
理によって、強制的に方向付けた自発分極の配列に基づ
く強誘電性特有の分１を軸を反転あるいは拡散させる要
素となり圧電性を減少することになりかねない。この現
象は高電圧を印加した場合及び高温雰囲気中において顕
著である。
つ４す、この場合、圧電バイモルフのたわみ動作による
変位量を大きくするために実用上、圧電バイモルフには
分極軸方向と逆方向に電圧が印加される圧電素子側１こ
は圧電素子が圧電性を減少させない範囲の許容電圧に近
い電圧が印加される。
変位量を大きくするために実用上、圧電バイモルフには
分極軸方向と逆方向に電圧が印加される圧電素子側１こ
は圧電素子が圧電性を減少させない範囲の許容電圧に近
い電圧が印加される。
よって分極軸方向と同一方向に電圧が印加される圧電素
子側には絶縁破壊が起こらない範囲まで電圧を印加する
ことが可能であり、電圧印加の大小により圧電性を減少
させることはないにもかかわらず圧電バイモルフ全体に
は、分極軸方向と逆方向に電圧が印加される素子側に依
存した電圧しか印加されていなかった。そのため、分極
軸方向と同一方向に電圧が印加される側の圧電素子の特
性を十分に発揮させることができず、十分な変位量が得
られないという欠点を育していた。
子側には絶縁破壊が起こらない範囲まで電圧を印加する
ことが可能であり、電圧印加の大小により圧電性を減少
させることはないにもかかわらず圧電バイモルフ全体に
は、分極軸方向と逆方向に電圧が印加される素子側に依
存した電圧しか印加されていなかった。そのため、分極
軸方向と同一方向に電圧が印加される側の圧電素子の特
性を十分に発揮させることができず、十分な変位量が得
られないという欠点を育していた。
ｅう 発明の目的
本発明は上記従来の圧電バイモルフの駆動方法の欠点を
除去するためＩこなされたもので、圧電バイモルフをキ
ュリ一温度以下の高温雰囲気中で長時間、電圧を印加さ
せた状態においても変位量が大きく、シかも変位１ｉ＋
の劣化の少ない高信頼性の圧電バイモルフを得ることが
できる圧電バイモルフの駆動方法を提供することを目的
とする。
除去するためＩこなされたもので、圧電バイモルフをキ
ュリ一温度以下の高温雰囲気中で長時間、電圧を印加さ
せた状態においても変位量が大きく、シかも変位１ｉ＋
の劣化の少ない高信頼性の圧電バイモルフを得ることが
できる圧電バイモルフの駆動方法を提供することを目的
とする。
に）発明の構成と効果
本発明は上記目的を達成するため番こ分極軸方向と同方
向に電圧が印加される素子側と分極軸方向と逆方向に電
圧が印加される素子側とに別々に異なった電圧を印加し
、かつ分極軸方向と逆方向に電圧が印加される素子側の
印加電圧を圧電性を失なわない範囲で制御するようにし
た。そのため、分極軸方向と同一方向に電圧が印加され
る素子側の電圧印加が大きくでき、変位計が大きくとれ
ると同時番こ、電圧印加時の熱的変化番こ対して変位量
の経時変化の少ない高信頼性をイエする圧電バイモルフ
の駆動方法を得ることができる。
向に電圧が印加される素子側と分極軸方向と逆方向に電
圧が印加される素子側とに別々に異なった電圧を印加し
、かつ分極軸方向と逆方向に電圧が印加される素子側の
印加電圧を圧電性を失なわない範囲で制御するようにし
た。そのため、分極軸方向と同一方向に電圧が印加され
る素子側の電圧印加が大きくでき、変位計が大きくとれ
ると同時番こ、電圧印加時の熱的変化番こ対して変位量
の経時変化の少ない高信頼性をイエする圧電バイモルフ
の駆動方法を得ることができる。
（ホ）実施例の説明
つぎに、本発明を実施例である図面にしたがって説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る圧電バイモルフの駆動方法を示し
たものである。図中の矢印は、分極軸方向を示したもの
であり、圧電素子ｌは分極軸方向と同一方向に電圧が印
加されるように構成され、他方、圧電素子ｌは分極軸方
向と逆方向に電圧が印加するように構成されている。そ
して、圧電素子ｌと１は中間電極板３を挾んで分極軸方
向がそろうように接着層２によって貼り合わされている
。
たものである。図中の矢印は、分極軸方向を示したもの
であり、圧電素子ｌは分極軸方向と同一方向に電圧が印
加されるように構成され、他方、圧電素子ｌは分極軸方
向と逆方向に電圧が印加するように構成されている。そ
して、圧電素子ｌと１は中間電極板３を挾んで分極軸方
向がそろうように接着層２によって貼り合わされている
。
電源５より供給された電圧を抵抗４．４において分圧し
、圧電素子ｌには圧電素子１よりも低い電圧が印加され
るように構成されている。この場合、分圧比は圧電素子
ｌが使用条件下で脱分極しない範囲内で選定することが
必要である。
、圧電素子ｌには圧電素子１よりも低い電圧が印加され
るように構成されている。この場合、分圧比は圧電素子
ｌが使用条件下で脱分極しない範囲内で選定することが
必要である。
第２図は他の実施例であるが、圧電素子１と圧電素子ｌ
に別個の電源６及び７によって電圧を印加できるように
構成したものである。
に別個の電源６及び７によって電圧を印加できるように
構成したものである。
実施例
圧電バイモルフとして、長さ３０１１ｔＭ１幅１０ｇｍ
厚さ０．１５ＭＭの圧電セラミック素子（Ｐｂ（ＺｒＴ
ｉ）Ｏａ系）２枚を０．９３ ｍ厚の中間金属電極板に
分極軸方向がそろうように変性アクリレート系接着剤で
貼り合わせたものを使用した。
厚さ０．１５ＭＭの圧電セラミック素子（Ｐｂ（ＺｒＴ
ｉ）Ｏａ系）２枚を０．９３ ｍ厚の中間金属電極板に
分極軸方向がそろうように変性アクリレート系接着剤で
貼り合わせたものを使用した。
この電圧セラミック素イは、分（Ｔ軸方向と逆方向に電
圧を印加した場合脱分極しない電界強度（抗電界）は常
温で２ （１０Ｖ／ｍｙ、又６０°Ｃ雰囲気中で１００
Ｖ／ｍ肩である。本発明の圧電バイモルフ駆動方法とし
て分極軸方向と同一方向及び逆方向に電圧が印加される
圧電セラミック素子に個々に別電圧が印加可能であるた
め前との同一方向側をこ電圧が印加される圧電セラミッ
ク素子に３０Ｖ（Ｅ＝ ２０ ＱＶ／＊＊）また後者の
逆方向側に電圧が印加サレル圧電セラミック素子Ｃコ１
５ｖ（Ｅ＝１００ＶＡＩＮ）を印加して６０°Ｃ恒温雰
囲気中で５００Ｈの劣化試験を実施した。比較量として
、従来の同一電圧を印加する駆動方法で圧電バイモルフ
全体に電圧を印加した比較量Ａ、Ｒを使用した。すなわ
ち、比較量ＡニＬｔ ３０ Ｖ （Ｅ ＝ ２００Ｖ／
Ｉｙ）ずつ両面ニ、比較量Ｂｌコは１５ Ｖ （Ｅ＝
１００Ｖ／ＩＩＦ＃Ｉ）ずツ両面ニ印加している。この
結果をｆＪＳ３図に示す。このグラフによれば、比較量
Ａは両面に３０Ｖづつ印加するので初期変位は大きいが
、経時変化量も大きく、劣化が厳しい。また、比較量Ｂ
は両面に１５ｖずつ印加するので経時変化量は小さいが
変位量も小さいことがわかる。これらに対して、本発明
品は分極方向と同一方向に３０■、逆方向に１５Ｖ印加
するよう番こしたので、経時変化も少なく、変位量も大
きいことが判明した。したがって、第３図から明らかな
ように、本発明の駆動方法の場合、圧電バイモルフの変
位量を大きく得ることが出来ると同時に動作信頼性の高
い圧電バイモルフの駆動が可能となった。捷た、初期変
位量を比較量Ａよりも大きくしたい場合には、分極軸方
向と同一方向に電圧を印加される圧電セラミック素子側
の電圧を増加することにより達成できその範囲は理論上
絶縁破壊電圧で可能である。これと同時に分極軸方向と
逆方向に電圧が印加される圧電セラミック素子側の電界
強度を１００Ｖ／−以下に保持しておけば、変位量増加
と劣化の少ない圧電バイモルフの使用が達成できる。
圧を印加した場合脱分極しない電界強度（抗電界）は常
温で２ （１０Ｖ／ｍｙ、又６０°Ｃ雰囲気中で１００
Ｖ／ｍ肩である。本発明の圧電バイモルフ駆動方法とし
て分極軸方向と同一方向及び逆方向に電圧が印加される
圧電セラミック素子に個々に別電圧が印加可能であるた
め前との同一方向側をこ電圧が印加される圧電セラミッ
ク素子に３０Ｖ（Ｅ＝ ２０ ＱＶ／＊＊）また後者の
逆方向側に電圧が印加サレル圧電セラミック素子Ｃコ１
５ｖ（Ｅ＝１００ＶＡＩＮ）を印加して６０°Ｃ恒温雰
囲気中で５００Ｈの劣化試験を実施した。比較量として
、従来の同一電圧を印加する駆動方法で圧電バイモルフ
全体に電圧を印加した比較量Ａ、Ｒを使用した。すなわ
ち、比較量ＡニＬｔ ３０ Ｖ （Ｅ ＝ ２００Ｖ／
Ｉｙ）ずつ両面ニ、比較量Ｂｌコは１５ Ｖ （Ｅ＝
１００Ｖ／ＩＩＦ＃Ｉ）ずツ両面ニ印加している。この
結果をｆＪＳ３図に示す。このグラフによれば、比較量
Ａは両面に３０Ｖづつ印加するので初期変位は大きいが
、経時変化量も大きく、劣化が厳しい。また、比較量Ｂ
は両面に１５ｖずつ印加するので経時変化量は小さいが
変位量も小さいことがわかる。これらに対して、本発明
品は分極方向と同一方向に３０■、逆方向に１５Ｖ印加
するよう番こしたので、経時変化も少なく、変位量も大
きいことが判明した。したがって、第３図から明らかな
ように、本発明の駆動方法の場合、圧電バイモルフの変
位量を大きく得ることが出来ると同時に動作信頼性の高
い圧電バイモルフの駆動が可能となった。捷た、初期変
位量を比較量Ａよりも大きくしたい場合には、分極軸方
向と同一方向に電圧を印加される圧電セラミック素子側
の電圧を増加することにより達成できその範囲は理論上
絶縁破壊電圧で可能である。これと同時に分極軸方向と
逆方向に電圧が印加される圧電セラミック素子側の電界
強度を１００Ｖ／−以下に保持しておけば、変位量増加
と劣化の少ない圧電バイモルフの使用が達成できる。
第１図、第２図は本発明に係る圧電バイモルフの駆動方
法の実施例を示す断面図で、第３図は本発明に係る駆動
方法と従来の駆動方法との変位量一時間特性図である。 ｉ、ｉ・・・圧電素子、 ２・・・接着層、 ３・
・・中間電極板、 ４．４・・・分圧Ｐ（杭、５．６．
７・・・直流電源。 特許出願人 立石軍機株式会社 代理 人弁理士 青１１１ 葆ほか２名ＷＡ
開 Ｆ−へ ＠ ＊ （職）ＩＴ＃″ｆｐ！２！ の 終
法の実施例を示す断面図で、第３図は本発明に係る駆動
方法と従来の駆動方法との変位量一時間特性図である。 ｉ、ｉ・・・圧電素子、 ２・・・接着層、 ３・
・・中間電極板、 ４．４・・・分圧Ｐ（杭、５．６．
７・・・直流電源。 特許出願人 立石軍機株式会社 代理 人弁理士 青１１１ 葆ほか２名ＷＡ
開 Ｆ−へ ＠ ＊ （職）ＩＴ＃″ｆｐ！２！ の 終
Claims (1)
- （１）圧電バイモルフにおいて、分極軸方向と同方向に
電圧が印加される素子側と分極軸方向と逆方向に電圧が
印加される素子側とに、異なる電圧を個々に印加するこ
とを特徴とする圧電バイモルフの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219568A JPS59108378A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 圧電バイモルフの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219568A JPS59108378A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 圧電バイモルフの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59108378A true JPS59108378A (ja) | 1984-06-22 |
Family
ID=16737545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57219568A Pending JPS59108378A (ja) | 1982-12-14 | 1982-12-14 | 圧電バイモルフの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59108378A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6379663U (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-26 | ||
| JPH03273870A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-05 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電アクチュエータ |
| WO2007112741A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Noliac A/S | A multilayer piezoelectric bender |
| WO2009021530A1 (de) * | 2007-08-11 | 2009-02-19 | Festo Ag & Co. Kg | Elektronische steuerungseinrichtung für einen als trimorph ausgebildeten piezokeramischen biegewandler |
| CN103321891A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-09-25 | 重庆中镭科技有限公司 | 一种压电泵振子及控制方法 |
| JP2014068225A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Kyocera Corp | 圧電振動素子ならびにそれを用いた圧電振動装置および携帯端末 |
| US9849273B2 (en) | 2009-07-03 | 2017-12-26 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US10182833B2 (en) | 2007-01-08 | 2019-01-22 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US10188410B2 (en) | 2007-01-08 | 2019-01-29 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US10656025B2 (en) | 2015-06-10 | 2020-05-19 | Ekos Corporation | Ultrasound catheter |
| US10926074B2 (en) | 2001-12-03 | 2021-02-23 | Ekos Corporation | Catheter with multiple ultrasound radiating members |
| US11672553B2 (en) | 2007-06-22 | 2023-06-13 | Ekos Corporation | Method and apparatus for treatment of intracranial hemorrhages |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336209A (en) * | 1976-09-13 | 1978-04-04 | Ampex | Structure for mounting position adjustable converter and device for driveng same |
| JPS5750433A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-24 | Fujitsu Ltd | Electron beam exposure method |
-
1982
- 1982-12-14 JP JP57219568A patent/JPS59108378A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336209A (en) * | 1976-09-13 | 1978-04-04 | Ampex | Structure for mounting position adjustable converter and device for driveng same |
| JPS5750433A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-24 | Fujitsu Ltd | Electron beam exposure method |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6379663U (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-26 | ||
| JPH03273870A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-05 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電アクチュエータ |
| US10926074B2 (en) | 2001-12-03 | 2021-02-23 | Ekos Corporation | Catheter with multiple ultrasound radiating members |
| WO2007112741A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Noliac A/S | A multilayer piezoelectric bender |
| US10182833B2 (en) | 2007-01-08 | 2019-01-22 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US11925367B2 (en) | 2007-01-08 | 2024-03-12 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US10188410B2 (en) | 2007-01-08 | 2019-01-29 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| US11672553B2 (en) | 2007-06-22 | 2023-06-13 | Ekos Corporation | Method and apparatus for treatment of intracranial hemorrhages |
| WO2009021530A1 (de) * | 2007-08-11 | 2009-02-19 | Festo Ag & Co. Kg | Elektronische steuerungseinrichtung für einen als trimorph ausgebildeten piezokeramischen biegewandler |
| US8053949B2 (en) | 2007-08-11 | 2011-11-08 | Festo Ag & Co. Kg | Electronic control device for a piezo-ceramic bending transducer designed as a trimorph |
| US9849273B2 (en) | 2009-07-03 | 2017-12-26 | Ekos Corporation | Power parameters for ultrasonic catheter |
| JP2014068225A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Kyocera Corp | 圧電振動素子ならびにそれを用いた圧電振動装置および携帯端末 |
| CN103321891A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-09-25 | 重庆中镭科技有限公司 | 一种压电泵振子及控制方法 |
| US10656025B2 (en) | 2015-06-10 | 2020-05-19 | Ekos Corporation | Ultrasound catheter |
| US11740138B2 (en) | 2015-06-10 | 2023-08-29 | Ekos Corporation | Ultrasound catheter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS59108378A (ja) | 圧電バイモルフの駆動方法 | |
| US5592042A (en) | Piezoelectric/electrostrictive actuator | |
| EP1970975A1 (en) | Reducing stress gradients within piezoelectric actuators | |
| JPH05267742A (ja) | 圧電／電歪膜型素子 | |
| DE4216050C2 (de) | Ultraschallwanderwellenmotor mit formschlüssiger Anregung von Wanderwellen | |
| CA1125343A (en) | Dielectric electro-mechanical transducer | |
| JPS5963783A (ja) | 圧電バイモルフ | |
| JPS61244079A (ja) | 圧電アクチユエ−タの駆動装置 | |
| JP3405618B2 (ja) | バイモルフ圧電アクチュエータ | |
| JP3428773B2 (ja) | バイモルフ圧電素子とその製造方法 | |
| JPS5931078A (ja) | 圧電バイモルフ | |
| JP2645832B2 (ja) | たて効果型モノモルフ素子及びその駆動方法 | |
| US4398229A (en) | Magnetic head with versatile gap | |
| JPH0470874B2 (ja) | ||
| JPS5919383A (ja) | 圧電バイモルフ | |
| EP0637089A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von PZT-Schichten | |
| KR200272347Y1 (ko) | 고주파수대역의변위제어용압전바이몰프액츄에이터 | |
| JPH03273870A (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JPS5961976A (ja) | 圧電バイモルフ | |
| JPH04340281A (ja) | 圧電バイモルフ変位素子 | |
| JPS61244080A (ja) | 圧電アクチユエ−タの駆動装置 | |
| JPH0828540B2 (ja) | 電歪セラミック材料体およびその分極操作方法 | |
| JPH06164009A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JPH03285374A (ja) | 圧電バイモルフ素子及びその駆動方法 | |
| JP6668836B2 (ja) | 圧電アクチュエータ |