JPS59115580A - Bimorph supporting structure - Google Patents
Bimorph supporting structureInfo
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- JPS59115580A JPS59115580A JP57223987A JP22398782A JPS59115580A JP S59115580 A JPS59115580 A JP S59115580A JP 57223987 A JP57223987 A JP 57223987A JP 22398782 A JP22398782 A JP 22398782A JP S59115580 A JPS59115580 A JP S59115580A
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- support
- nonoimorph
- film
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高分子圧電膜からなるバイモルフの支持構造に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bimorph support structure comprising a piezoelectric polymer film.
近年、マイクロホン、ピックアップ、ブザー、スピーカ
ー、光スィッチ、ファン等の振動体として、高分子圧電
膜からなる機械電気変換素子としてのノ々イモルフが注
目されている。このような高分子圧電膜からなるノζイ
モルアは、その最も広い意味において、第1図(a)〜
(i)に示すような一連の積層構造体を包含するもので
ある。これら図面において、類似部分には同一または類
似の符号を用いてあり、1は/々イモルア:2.2 ”
% 2 b、2c。BACKGROUND ART In recent years, Nonoimorph has been attracting attention as a mechanoelectric transducer made of a piezoelectric polymer film and used as a vibrating body for microphones, pickups, buzzers, speakers, optical switches, fans, and the like. In its broadest sense, the ζimolar made of such a polymeric piezoelectric film is shown in Figures 1(a) to 1(a).
It includes a series of laminated structures as shown in (i). In these drawings, the same or similar symbols are used for similar parts, and 1 is / imorua: 2.2 ”
% 2b, 2c.
2dは高分子圧電膜;加は薄膜体;3.3a、3b。2d is a polymer piezoelectric film; addition is a thin film body; 3.3a, 3b.
3cは接着剤層;4.4a、4bは表面電極(膜):5
.5a)5bs 5(4% 5d、5e、5fは中間な
いし内面電極(膜)()々イモルフ積層構造の内部層を
々す電極)をそれぞれ示す。どの/々イモルフにおいて
も、電極4 a % 4 b 15’a s 5 b等
に通電して、圧電膜2a、2b等に電圧を印加すると、
その方向と圧電体を発現させる分極の方向(以下、単に
「分極方向」と称する)とが同方向であるか異方向であ
るかによって圧電膜2a、2b等が伸長又は収縮し、そ
の合力の結果としてバイモルフ1が上または下に曲がる
。また、逆にノ々イモルフ1を上または下に曲げると、
電極4a、4b・・・等に一定の電圧が発生する。3c is adhesive layer; 4.4a, 4b are surface electrodes (film): 5
.. 5a) 5bs 5 (4%) 5d, 5e, and 5f represent intermediate or inner electrodes (membranes) (electrodes that serve as internal layers of the immorph laminated structure), respectively. In any morph, when the electrodes 4a, 4b, 15'a, s5b, etc. are energized and voltage is applied to the piezoelectric films 2a, 2b, etc.,
The piezoelectric films 2a, 2b, etc. expand or contract depending on whether the direction and the direction of polarization that causes the piezoelectric material to develop (hereinafter simply referred to as the "polarization direction") are the same or different directions, and the resultant force is As a result, bimorph 1 bends upward or downward. Also, if you bend Nonoimorph 1 upward or downward,
A constant voltage is generated across the electrodes 4a, 4b, etc.
第1図(、)〜(C)は、それぞれ最も代表的なノ々イ
モルフ積層構造を示すもので、第1図(、)の・2dモ
ルフは一対の高分子圧電膜2a、2bを非導電性接着剤
層3を介して接合し、その両側に電極膜4a。Figures 1(,) to (C) each show the most typical Nonoimorph stacked structure. The adhesive layer 3 is bonded to the adhesive layer 3, and the electrode films 4a are formed on both sides of the adhesive layer 3.
4bを配してなる。製造に際しては、表面電極膜4a、
4bをそれぞれ設けた一対の圧電膜2a。4b is arranged. During manufacturing, the surface electrode film 4a,
A pair of piezoelectric films 2a each provided with 4b.
2bを接着剤3により接合すればよい。第1図(b)の
ノζイモルフは、それぞれ両面に電極膜4aおよび5a
あるいは電極膜4bおよび5bを非導電性接着剤3によ
り接合した構造を有する。第1図(c)は、第1図(、
)における非導電性接着剤3の代わりに低融点金属を用
いたものであり、とれを介して一対の圧電膜2a、2b
を接合したノ々イモルフを示す。第1図(a)の構造に
おいては圧電膜2a、2bに対して電極膜4a、4bか
ら一定方向の電1圧を印加したときに、これら圧電膜が
伸長または収縮する特性(即ち分極方向)は互いに逆で
あり、第1図(C)の構造においては、圧電膜2aと2
bの分極特性は同一である。これに対し、第1図(b)
の構造においては、圧電膜2&と2bの分極方向は通常
は異方向であるが、非導電性の接着剤層3を設けること
により、分極方向を同一とすることもできる。なお、第
1図(b)の構造において接着剤3として低融点金属を
用いる場合は、実質的に第1図(c)の構造と同じとな
る。2b may be bonded with adhesive 3. The zeta morph shown in FIG. 1(b) has electrode films 4a and 5a on both sides, respectively.
Alternatively, it has a structure in which the electrode films 4b and 5b are bonded with a non-conductive adhesive 3. Figure 1(c) is
), a low melting point metal is used instead of the non-conductive adhesive 3, and the pair of piezoelectric films 2a, 2b are
It shows a Nonoimorph that has been joined with. In the structure shown in FIG. 1(a), when a single voltage is applied to the piezoelectric films 2a and 2b in a certain direction from the electrode films 4a and 4b, the piezoelectric films expand or contract (i.e., in the polarization direction). are opposite to each other, and in the structure of FIG. 1(C), the piezoelectric films 2a and 2
The polarization characteristics of b are the same. On the other hand, Fig. 1(b)
In this structure, the polarization directions of the piezoelectric films 2& and 2b are usually different directions, but by providing a non-conductive adhesive layer 3, the polarization directions can be made the same. Note that when a low melting point metal is used as the adhesive 3 in the structure of FIG. 1(b), the structure is substantially the same as that of FIG. 1(c).
・々イモルフを構成する圧電膜の数は、2以上であれば
よい。ただし、良好な変換効率を得るためには、通常n
は4以上の偶数の圧電膜が用いられる(第1図(d)お
よび(e))。また一対の圧電膜の一方は、高分子圧電
膜でなく、布、紙あるいは圧電性を有しない高分子薄膜
等の薄膜体筒であってもよい(第1図(f))。この場
合も薄膜体筒が、圧電膜2aの伸長あるいは収縮をその
一面において抑制するため、電圧印加によりノ々イモル
フの曲げ変形が生ずる。またこの場合、非圧電性の薄膜
体筒に電圧印加を行う必要はないので、薄膜体(イ)は
電極5の外に貼付けることもできる(第1図(g))。- The number of piezoelectric films constituting the immorph may be two or more. However, in order to obtain good conversion efficiency, usually n
An even number of piezoelectric films of 4 or more is used (FIGS. 1(d) and (e)). Furthermore, one of the pair of piezoelectric films may not be a polymer piezoelectric film, but may be a thin film cylinder such as cloth, paper, or a polymer thin film that does not have piezoelectricity (FIG. 1(f)). In this case as well, since the thin film cylinder suppresses the expansion or contraction of the piezoelectric film 2a on one side, the application of voltage causes bending deformation of the Nonoimorph. In this case, since it is not necessary to apply a voltage to the non-piezoelectric thin film cylinder, the thin film (a) can also be attached outside the electrode 5 (FIG. 1(g)).
また第1図(h)、(i)に示すように、薄膜体20(
高分子圧電膜であってもよい)は高分子圧電膜の大部分
に設けられていればよく、たとえば第1図(i)の場合
には、内部電極5の露出部を電極端子として利用しても
よい(特開昭55−125687号参照)。Furthermore, as shown in FIGS. 1(h) and (i), the thin film body 20 (
It is sufficient that the polymer piezoelectric film (which may be a polymer piezoelectric film) is provided on most of the polymer piezoelectric film. For example, in the case of FIG. 1(i), the exposed portion of the internal electrode 5 is used as an electrode terminal. (See Japanese Patent Laid-Open No. 125687/1987).
上記したような構造のものを包含して、本明細書でいう
ノマイモルフは、少なくとも1層が高分子圧電膜である
少なくとも2層の薄膜体を接着剤により接合し、且つ前
記の少なくとも1層の高分子圧電膜を挾持しこれに電圧
を印加する形態で電極膜を配置してなる可撓性積層構造
体ということができよう。Including those with the above-mentioned structure, the nomaimorph referred to in this specification has at least two thin film layers, at least one of which is a polymeric piezoelectric film, bonded together with an adhesive, and at least one of the at least one layer is a piezoelectric polymer film. It can be said to be a flexible laminated structure in which electrode films are arranged in such a manner that a polymer piezoelectric film is sandwiched and a voltage is applied thereto.
このようなノ々イモルフを、マイクロホン等の振動体と
して用いるに際しては、その支持構造としては、たとえ
ば第1図(b)のバイモルフを用いるものとして示し7
たバイモルフ支持部付近の一部切欠部分拡大斜視図であ
る第2図および第2図の■−■線に沿って取った断面図
である第3図に示すような構造が、従来より採用されて
いる。すなわち、ノ々イモルフ1はその支持固定部位A
において、支持体6により、導電性接着剤7m、7bお
よびリード端子8aおよび8bを介して接着固定される
。When such a Nonoimorph is used as a vibrating body for a microphone or the like, the supporting structure is, for example, the bimorph shown in FIG. 1(b).
A structure as shown in FIG. 2, which is an enlarged perspective view of a partially cutaway part near the bimorph support part, and FIG. 3, which is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 2, has been conventionally adopted. ing. That is, Nonoimorph 1 has its supporting and fixing part A.
At this time, the support body 6 is adhesively fixed via the conductive adhesives 7m and 7b and the lead terminals 8a and 8b.
またバイモルフの内面電極5a、5bにはリード線端子
8cが接続されている。このように、支持体6あるいは
その支持体6と接着剤3a、3b。Further, a lead wire terminal 8c is connected to the inner surface electrodes 5a and 5b of the bimorph. In this way, the support 6 or the support 6 and the adhesives 3a, 3b.
7a、7bとによって支持固定されている部位Aにリー
ド線端子88〜8Cが設けられるのは、部位Aがノ々イ
モルフ1の振動に対する固定部であるため、リード線端
子8a〜8cがノ々イモルフの振動により容易に離脱し
ないと考えられたためである。The reason why the lead wire terminals 88 to 8C are provided at the part A that is supported and fixed by the parts 7a and 7b is because the part A is a fixed part against the vibrations of the nonimorph 1. This is because it was thought that the immorph's vibrations would prevent it from separating easily.
しかしながら、本発明者等の研究によれば支持体6及び
その近傍の部位Aはり−r線端子8cの存在の故にノ々
イモルフ1の構造中著しく不均一な応力を受けることが
見出された。ノ々イモルフを外側から挾持するリード線
端子8a、8bについては、これらを平板状とし、支持
体6a、6bのノ々イモルフ1を挾持する部位と同じ形
状、大きさとすれば不均一な応力を受けないが、内面電
極5a。However, according to the research conducted by the present inventors, it was found that due to the existence of the support 6 and the region A beam-r wire terminal 8c in the vicinity thereof, the structure of Nonoimorph 1 is subjected to significantly non-uniform stress. . The lead wire terminals 8a and 8b that hold the Nonoimorph from the outside are shaped like flat plates, and if they have the same shape and size as the parts of the supports 6a and 6b that hold the Nonoimorph 1, uneven stress can be avoided. Although it does not receive, the inner surface electrode 5a.
5bに挾まれるリード線端子8Cは第2図に示す様な線
状であっても或いは図示はしていないがフィルム状であ
ってもバイモルフ1の接着剤3aの厚さよりも厚い限り
、ノ々イモルフ1はリード線端子8Cを設けた部位で厚
く々ちざるを得ない。したがって、この部位でノ々イモ
ルア1を構成する高分子圧電膜2aと薄膜体2bとは不
均一な応力を受ける。不均一な応力を受けない様に・々
イモルフ1の接着剤3aの厚さと同程度の厚さのリード
線端子8cを設けるためには接着剤3aの厚さをある程
度厚くさざるを得ないが、その様な厚さにした・々イモ
ルフ1は、全体として剛性が増加し、一定の電気入力に
対する変形が小さくなり、実用的でない。したがってか
かる不均一応力はこのような構造をとる限り不可避であ
るが、このような不均一応力が存在すると、1方の内面
電極5aと他の内面電極5bを接着する接着剤3a、3
bによるリードfpJBc付近における接着部が剥離し
やすくなる。しかも第3図のリード798 c配設部の
拡大図である第4図から知られる様に支持体の付近には
接着剤3a、3bがあるべきにも拘らず、・ζイモルフ
の製造工程及び使用の過程で接着剤がない空隙部9を生
じやすいため一層接着部の剥離が進行しやすくなる。こ
の様な接着部の剥離は単に・々イモルフ1が徐々に保持
できなくなるという結果をもたらすばかシでなく、その
過程で撮動の低下や不均一振動を招き、電極の破断、リ
ード線の脱離にも繋がるものである。The lead wire terminal 8C held between the terminals 5b may be wire-like as shown in FIG. 2 or film-like (not shown) as long as it is thicker than the adhesive 3a of the bimorph 1. The immorph 1 has to be thick at the portion where the lead wire terminal 8C is provided. Therefore, the polymer piezoelectric film 2a and the thin film body 2b that constitute the nanoimolar 1 are subjected to non-uniform stress at this location. In order to provide the lead wire terminal 8c with a thickness comparable to the thickness of the adhesive 3a of the immorph 1 so as not to receive uneven stress, the thickness of the adhesive 3a must be increased to a certain extent. The imamorph 1 having such a thickness increases its overall rigidity and deforms less with respect to a constant electrical input, making it impractical. Therefore, such non-uniform stress is unavoidable as long as such a structure is adopted, but if such non-uniform stress exists, the adhesive 3a, 3 that bonds one inner surface electrode 5a and the other inner surface electrode 5b
The adhesive portion near the lead fpJBc caused by b is likely to peel off. Moreover, as can be seen from FIG. 4, which is an enlarged view of the lead 798c arrangement part in FIG. 3, although there should be adhesives 3a and 3b near the support, During the process of use, voids 9 are likely to be created where no adhesive is present, making it even more likely that the adhesive will peel off. Such peeling of the adhesive part does not simply result in the Immorph 1 becoming unable to hold it, but in the process it also causes poor imaging and non-uniform vibration, causing the electrode to break and the lead wire to come off. It also leads to separation.
本発明はかかる従来の高分子圧電体からなるノ々イモル
フの支持構造の耐久性を改良することを目的とするもの
である。The object of the present invention is to improve the durability of the conventional Nonoimorph support structure made of a piezoelectric polymer.
本発明者らは、上記した従来技術についての考察に基づ
き、更に研究した結果、!J−)’線端子をバイモルフ
の固定部付近に配置するべきであるという従来の常識を
覆えし、却って別の位置に設けることが上述の目的の達
成のために有効であることを見出した。ただし、固定部
とは別の位置にリード線端子を配置すると、ノ々イモル
フの振動によりリード線端子が電極より外れやすくなる
という別の問題が生ずるが、この問題は、ノζイモルフ
ならびにIJ bS線端子を、導電性弾性体を介して
支持体により支持固定して振動を抑制すれば解決される
ことも見出された。As a result of further research based on the above-mentioned consideration of the prior art, the present inventors found! J-)' It has been found that contrary to the conventional common sense that the wire terminal should be placed near the fixed part of the bimorph, it is effective to place it at a different position in order to achieve the above-mentioned object. However, if the lead wire terminal is placed in a different position from the fixing part, another problem will occur in that the lead wire terminal will easily come off from the electrode due to the vibration of Nonoimorph. It has also been found that the problem can be solved by suppressing vibration by supporting and fixing the wire terminal with a support via a conductive elastic body.
本発明のノ々イモルフ支持構造体は、上述の知見に基づ
くものであり、更に詳しくは、下記の構成要素(、)〜
(c)からなることを特徴とするものである。The Nonoimorph support structure of the present invention is based on the above-mentioned findings, and more specifically, the following components (,) to
(c).
(a) 少なくとも1層が高分子圧電膜である少なく
とも2層の薄膜体を接着剤により接合し、且つ前記少な
くとも1層の高分子圧電膜を挾持しこれに電圧を印加す
る形態で電極膜を配置してなるバイモルフ、
(b) 前記ノ々イモルフを、その主可動部位と隣接
する部位で挾持する支持体、および
(c)前記バイモルフの主可動部位に隣接する部位とは
別の部位で、導電性体を介してノ々イモルフノ電極と導
通し、且つバイモルフおよび導電性体とともに支持体に
より保持されるリード線端子。(a) At least two thin film layers, at least one of which is a polymeric piezoelectric film, are joined together with an adhesive, and an electrode film is formed by sandwiching the at least one layer of the polymeric piezoelectric film and applying a voltage thereto. (b) a support that clamps the Nonoimorph at a part adjacent to its main movable part, and (c) a part different from the part adjacent to the main movable part of the bimorph, A lead wire terminal that is electrically connected to a bimorph electrode via a conductive body and held by a support together with the bimorph and the conductive body.
以下、本発明を、実施例について更に詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
本発明で対象とするバイモルフは、上記で定義する通り
第1図(a)〜(i)に示すものを含む最も広義の意味
を有するが、ここでは第1図(b)に示すS 4モルフ
を含む実施例を第5図および第6図に、第1図(、)の
・々イモルフを含む実施例を第7図および第8図に示す
。The bimorph targeted by the present invention has the broadest meaning including those shown in FIGS. 1(a) to (i) as defined above, but here, the bimorph as shown in FIG. 1(b) 5 and 6, and FIGS. 7 and 8 show examples including the immorphs of FIG. 1 (,).
これら2つの実施例のいずれておいても、第1図に示す
従来例と同様に、ノ々イモルフ1をその固定部位Aにお
いて支持体6により挾持して支持固定する。本発明の支
持構造体が従来のそれと異なルーツノ点は、バイモルフ
1のこの固定部位Aとは別の部位である接続部位Bに、
バイモルフ1の電極4a、4bと電源(図示せず)とを
導通するリード線10の端子8aおよび8bならびにノ
々イモルフ1の内面電極5as5bと電源とを導通する
IJ p線10の端子8c(第5図および第6図に示
す例の→を配設することである。その際、リード線端子
8a、8bは、それぞれ電極4&、4bと直接接触せず
、それぞれ導電性弾性体Lla、llbを介して電極4
a、4bと導通する。また端子8cは導電性弾性体li
eを介して内面電極5aおよび5bと導通する。またこ
れらの導電性弾性体11a、 llb (lie )お
よびリード線端子13a、8b。In either of these two embodiments, the Nonoimorph 1 is supported and fixed by being held between the supports 6 at the fixing site A, similar to the conventional example shown in FIG. The point where the support structure of the present invention is different from that of the conventional one is that the support structure of the present invention has a connection part B, which is a part different from the fixation part A of the bimorph 1.
Terminals 8a and 8b of the lead wire 10 that conducts between the electrodes 4a and 4b of the bimorph 1 and a power source (not shown), and terminal 8c (the first 5 and 6. In this case, the lead wire terminals 8a and 8b do not come into direct contact with the electrodes 4& and 4b, respectively, but are connected to the conductive elastic bodies Lla and llb, respectively. through electrode 4
Conducts with a and 4b. Moreover, the terminal 8c is a conductive elastic body li
It is electrically connected to the inner surface electrodes 5a and 5b via e. Also, these conductive elastic bodies 11a, llb (lie) and lead wire terminals 13a, 8b.
8Cは支持体6により保持される。8C is held by support body 6.
バイモルフ1の構成について若干触れると、高分子圧電
膜2a、2bとしては、成極により又は成極によること
なく圧電性を有する高分子フィルム、ある込はそれ自体
は圧電性を有しない高分子中に圧電体、たとえばセラミ
ック強誘電体を分散させてフィルム化した圧電体のいず
れを用いることもできる。高分子圧電膜2a、2bの厚
さは、特に限定されないが、通常2〜500μmの範囲
のものが用いられる。圧電膜2a、2bの厚さは同じで
ある必要はない。また、圧電膜2a、2bの一方の代り
に非圧電性薄膜体を用いる場合のその薄膜体の厚さも上
記と同様に2〜500μmの範囲のものが好適である。To briefly touch on the structure of the bimorph 1, the polymer piezoelectric films 2a and 2b are polymer films that have piezoelectricity with or without polarization, and are polymer films that do not themselves have piezoelectricity. Any piezoelectric material such as a piezoelectric material formed by dispersing a ceramic ferroelectric material into a film can be used. The thickness of the polymeric piezoelectric films 2a, 2b is not particularly limited, but a thickness in the range of 2 to 500 μm is usually used. The thicknesses of the piezoelectric films 2a and 2b do not need to be the same. Further, when a non-piezoelectric thin film body is used in place of one of the piezoelectric films 2a and 2b, the thickness of the thin film body is preferably in the range of 2 to 500 μm as described above.
圧電膜2aおよび2bを接着させる接着剤3aとしては
、両者を接着あるいは接合させる能力がある限り、任意
のものが用いられる。具体的には例えば、熱可塑性樹脂
接着剤、熱硬化性樹脂接着剤、天然高分子接着剤、低融
点合金等が用いられる。As the adhesive 3a for bonding the piezoelectric films 2a and 2b, any adhesive can be used as long as it has the ability to bond or bond them together. Specifically, for example, a thermoplastic resin adhesive, a thermosetting resin adhesive, a natural polymer adhesive, a low melting point alloy, etc. are used.
支持体6としては、ノ々イモルフの少なくとも1部位を
挾持し、リード線端子8a、8bを介して導電性弾性体
11a、Llbを支持できる限り任意のものが用いられ
る。また第5図〜第8図においては、固定部位Aでノ々
イモルフ1を挾持している支持体と、接続部位Bで導電
性弾性体11a、llb等を支持している支持体とが一
体である場合を示しているが、これらは別体であっても
よい。As the support 6, any support can be used as long as it can hold at least one part of the Nonoimorph and support the conductive elastic bodies 11a and Llb via the lead wire terminals 8a and 8b. In addition, in FIGS. 5 to 8, the support body that holds the Nonoimorph 1 at the fixed part A and the support body that supports the conductive elastic bodies 11a, llb, etc. at the connection part B are integrated. Although the case where they are shown is shown, these may be separate bodies.
支持体6の材料としては、たとえば金属、硬質プラスチ
ック、ガラス或いはこれらを主体とした複合材等が用い
られるが、バイモルフの固定部位Aと接する支持体6は
、バイモルフ1に過大な不均一応力を及ぼさないように
するため、少なくともそのノζイモルフとの接触部はゴ
ム弾性体で構成することが好ましい。また、支持体6に
より、固定部位Aにおいて/々イモルフ1を、また接続
部位Bにおいて導電性弾性体11a、llb等を、それ
ぞれ挾持させるためには、図示したノ々イモルフの延長
方向において、支持体を分割して得た2つの半休(全く
対照である必俄はない)で、上記のバイモルフ1等を挾
み込み、その後、2つの半体を互いに支持固定する方法
が好ましく採用される。このような支持体60分割構造
は、電気用差し込みプラグの分割構造と類似するもので
ある。2つに分割した支持体の半休を互いに支持固定す
るためには、たとえば接着剤、ビス止め、スプリングに
よる抑圧等の公知の固定手段が用いられる。いずれの固
定方法をとるにせよ、固定部位Aにおけるバイモルフ1
と支持体6との間、ならびに接続部位Bにおける・々イ
モルフ1と導電性弾性体11a111b、’lieとの
間およびこれら導電性弾性体と支持体6との間などには
、必要に応じて接着剤を塗布して、支持固定を強化する
ことができるが、バイモルフ1の主可動部位(すなわち
第5図〜第8図の左方延長部)ならびにこの主可動部位
とこれに隣接する固定部位Aとの境界付近(境界より約
2mm以内)には接着剤を塗布しない方がよい。The material of the support 6 may be, for example, metal, hard plastic, glass, or a composite material mainly made of these materials. In order to prevent this from occurring, it is preferable that at least the contact portion with the ζimorph is made of a rubber elastic body. In addition, in order to hold the immorph 1 at the fixed part A and the conductive elastic bodies 11a, llb, etc. at the connection part B by the support body 6, it is necessary to A method is preferably adopted in which the bimorph 1, etc. is sandwiched between the two halves obtained by dividing the body (they do not necessarily have to be completely symmetrical), and then the two halves are supported and fixed to each other. This divided structure of the support body 60 is similar to the divided structure of an electrical plug. In order to support and fix the two halves of the support body to each other, known fixing means such as adhesives, screws, compression with springs, etc. are used. Regardless of the fixation method used, bimorph 1 at fixation site A
and the support body 6, between the Imorph 1 and the conductive elastic bodies 11a111b and 'lie at the connection site B, and between these conductive elastic bodies and the support body 6, as necessary. Adhesive can be applied to strengthen the support and fixation, but the main movable region of bimorph 1 (i.e. the left extension in FIGS. 5 to 8) and the fixed region adjacent to this main movable region It is better not to apply adhesive near the boundary with A (within about 2 mm from the boundary).
なぜならば、接着剤を均一の厚さに塗布し且つ塗布部と
非塗布部の境界線が直線になるように塗布することは難
かしいが、このような塗布条件が満されないと、ノ々イ
モルフ1の振動が同一位相になり得す、不均一な振動と
なり、電気機械変換効率が低下するためである。This is because it is difficult to apply the adhesive to a uniform thickness and to make the boundary line between the applied area and the non-applied area a straight line, but if these application conditions are not met, the Nonoimorph This is because vibrations of 1 may be in the same phase, resulting in non-uniform vibrations, resulting in a decrease in electromechanical conversion efficiency.
リード線端子−8a、8bとしては第5図〜第8図に示
す様な薄膜導体に限られず第2図に示した導電性接着剤
層7a、7bや同じく第2図に示すリード線の線状端子
8cそのものであってもよく、一般にリード線の端子と
導通しているリード線端部付近の導電体を云い、形状は
フィルム状、線状のものに限らない。リード線の端子は
ノ々イモルフ1の電極の数の増加に伴ない増加するがい
ずれのリード線端子もバイモルフ1の接続部位Bに設け
られる。部位Bは部位Aとは、・々イモルフにおける別
の部位であれば隣接してもよいが、好ましくは離れた部
位として構成される。The lead wire terminals 8a, 8b are not limited to thin film conductors as shown in FIGS. 5 to 8, but may also include the conductive adhesive layers 7a, 7b shown in FIG. 2 or the lead wires shown in FIG. It may be the shaped terminal 8c itself, and generally refers to a conductor near the end of the lead wire that is electrically connected to the terminal of the lead wire, and the shape is not limited to a film shape or a wire shape. The number of lead wire terminals increases as the number of electrodes of the bimorph 1 increases, and all lead wire terminals are provided at the connection site B of the bimorph 1. Site B may be adjacent to site A as long as it is a separate site in the immorph, but is preferably configured as a separate site.
本発明の支持構造体においては、支持体6が、・々イモ
ルフ1を挾持する部位は、固定部位Aと接続部位Bとの
2個所がある。このうち、固定部位Aおよび主可動部位
においては、バイモルフの構成j偵、たとえば接着剤層
3a中には、IJ−)、4線端子、支持体の部分等は挿
入されることはない。しかしながら接続部位Bの接着剤
層3a中には、たとえば第7図および第8図に示すよう
に支持体の1部60などが挿入されていてもよい。この
ような挿入構造の場合、また第5図および第6図に示す
ように内面電極5a、5bを有する場合には、固定部位
Aと接続部位Bの間には空隙部9が形成され、両部位は
必然的に分離する。ただし、内面電極が無く、また支持
体の1部等が接続部Bにおいてノ々イモルフ中に挿入さ
れない場合には、空隙部9が形成されることもなく、固
定部位Aと接続部位を隣接して設けることもできる。し
かしながら、これら部位を離間して設ければ、接続部位
Bにおいてバイモルフ1にかかることのある不均一な応
力が固定部位Aに直接及ぶことがなく、部位Aにおける
接着剤層3a等の剥離のおそれをよυ一層少なくするこ
とができるので好ましい。In the support structure of the present invention, the support body 6 has two parts, a fixed part A and a connecting part B, for holding the immorph 1. Of these, in the fixed part A and the main movable part, the structure of the bimorph, for example, the IJ-), 4-wire terminal, support part, etc., are not inserted into the adhesive layer 3a. However, in the adhesive layer 3a of the connection part B, a part 60 of the support body or the like may be inserted, for example, as shown in FIGS. 7 and 8. In the case of such an insertion structure, and in the case of having inner surface electrodes 5a and 5b as shown in FIGS. 5 and 6, a gap 9 is formed between the fixed part A and the connecting part B, and both The parts inevitably separate. However, if there is no inner surface electrode and if part of the support is not inserted into the Nonoimorph at the connection part B, the gap 9 will not be formed and the fixed part A and the connection part will be adjacent to each other. It can also be provided. However, if these parts are spaced apart, the uneven stress that may be applied to the bimorph 1 at the connection part B will not be directly applied to the fixed part A, and there is a risk of peeling of the adhesive layer 3a, etc. at the part A. This is preferable because it can further reduce υ.
リード線端子8a、8b、8cは、バイモルフ1の電極
4a、4b、5a、5bと直接接触セス、導電性弾性体
11 a 、 Ll b % 11 cを介して、これ
ら電極と導通する。導電性弾性体11 a 、 11
b 、 11 cの各々は、電極4a、4b、5a、5
bのいずれかとそれぞれその一面によって接触している
が、リード線端子8a、8b、8cとの接触に関しては
、第7図および第8図のように電極との接触面とは別の
面で接触してもよいし、また第5図および第6図に示す
ように導電性弾性体11a・・・等の中にリード線端子
8a等を挿入ないし埋め込む形態で両者の接触をはかる
こともできる。The lead wire terminals 8a, 8b, 8c are in direct contact with the electrodes 4a, 4b, 5a, 5b of the bimorph 1, and are electrically connected to these electrodes via the conductive elastic bodies 11a, Llb%11c. Conductive elastic bodies 11a, 11
b, 11c are electrodes 4a, 4b, 5a, 5
b, respectively, but when contacting with lead wire terminals 8a, 8b, and 8c, as shown in FIGS. 7 and 8, contact is made with a surface different from the contact surface with the electrode. Alternatively, as shown in FIGS. 5 and 6, the lead wire terminals 8a, etc. can be inserted or embedded in the conductive elastic bodies 11a, etc., so that the contact between the two can be achieved.
導電性弾性体としては高分子圧電膜2aおよび2bより
もヤング率が小さく、体積固有抵抗が1o−1〜to5
−5Ωcm 以下であり前述のリード線端子との関係
を満たし、電極上に設けられ、支持体6により保持され
得るものであれば任意のものが用いられる。好ましく用
いられる例としては例えば銅、銀、アルミニウム、鉄、
錫、カーボン等の導電性微粉末がゴム中に分散された云
わゆる導電性ゴムが挙げられる。As a conductive elastic body, the Young's modulus is smaller than that of the polymer piezoelectric films 2a and 2b, and the volume resistivity is 1o-1 to to5.
Any material can be used as long as it is -5 Ωcm or less, satisfies the relationship with the lead wire terminal described above, can be provided on the electrode, and can be held by the support 6. Preferably used examples include copper, silver, aluminum, iron,
Examples include so-called conductive rubber in which conductive fine powder of tin, carbon, etc. is dispersed in rubber.
導電性弾性体11 a、 11 b S11 cの各々
の厚さは通常0.05〜3mmのものが用いられるが支
持構造を小型化できる点で薄い方が良い。The thickness of each of the conductive elastic bodies 11a, 11b and S11c is usually 0.05 to 3 mm, but the thinner the better since the support structure can be made smaller.
本発明におけるて々イモルフ1の支持構造は上記に示し
た様な構造である故、バイモルフ1が挾持される部位で
あって、バイモルフ1の主体的に可動する部位に隣接す
る固定部位Aにおいては不均一な応力を受けることがな
く、接着面3aで剥離が起りにくい。またバイモルフ1
が固定部位Aを支点として振動する故、接続部位Bは本
来は振動するが、導電性弾性体を介し、支持体6により
保持されているため、その振動は僅かである。しかもり
−r線端子とバイモルフの電極とは直接接触せず導電性
弾性体を介している。そのためす++ )、S線端子が
バイモルフ1の振動によ!ll電極に応力を及ぼしても
間接的であり、電極を傷つけることがなく、長期にわた
り電気的接続も維持され有用である。Since the supporting structure of the telemorph 1 in the present invention is as shown above, the fixed part A, which is the part where the bimorph 1 is held and is adjacent to the part where the bimorph 1 can independently move, has the structure shown above. There is no uneven stress, and peeling is less likely to occur on the adhesive surface 3a. Also bimorph 1
Since the connection part B vibrates with the fixed part A as a fulcrum, the connection part B originally vibrates, but since it is held by the support body 6 via the conductive elastic body, the vibration is slight. In addition, the -R line terminal and the bimorph electrode do not come into direct contact with each other, but through a conductive elastic body. Therefore, the S wire terminal is caused by the vibration of Bimorph 1! Even if stress is applied to the ll electrode, it is indirect, does not damage the electrode, and the electrical connection is maintained over a long period of time, making it useful.
第1図(、)〜(i)は、それぞれ本発明の構造体に使
用され得るバイモルフの積層構造の例を示す厚さ方向断
面図である。第2図〜第4図は、従来のバイモルフ支持
構造体の一例を示すものであり、第2図は、?イモルア
支持部付近の一部切欠部分拡大斜視図、第3図は第2図
のN−I線に沿って取った断面図、第4図は第3図の接
合固定部の拡大図である。第5図と第6図の組および第
7図と第8図の組は、それぞれ本発明のノ々イモルフ支
持構造体の一例を示し、第5図および第7図は、それぞ
れ、ノ々イモルフ支持部付近の一部切欠部分拡大斜視図
、第6図および第8図は、それぞれ第5図:■−X線お
よび第7図の■−彊線に沿って取った断面図である。
1・・す々イモルア、2.2a〜2C・・・高分子圧電
膜、加・・・薄膜体、3.3a〜3c・・・接着剤層、
4.4 a、 4 b・・・表面電極、5.5a〜5C
・・・内面電極、6・・・支持体、7a、7b・・・導
電性接着剤、8a〜8C・・・IJ −F%S線端子1
0・・・リード線、Lla−1ie・・・導電性弾性体
、A・・リセイモル7の固定部位、B・・・/々イモル
フの接続部位。
出願人代理人 猪 股 清
第1図
第2図
第3図
第4図
第 5 図
J′
■
第6図
ln
第7図FIGS. 1(a) to 1(i) are cross-sectional views in the thickness direction showing examples of bimorph laminated structures that can be used in the structure of the present invention, respectively. 2 to 4 show an example of a conventional bimorph support structure. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line NI in FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged view of the joint and fixing portion in FIG. 3. The set of FIGS. 5 and 6 and the set of FIGS. 7 and 8 each show an example of the Nonoimorph support structure of the present invention. The partially cutaway enlarged perspective view of the vicinity of the support portion, FIGS. 6 and 8 are sectional views taken along the -X line in FIG. 5 and the -X line in FIG. 7, respectively. 1. Sumo imora, 2.2a to 2C... Polymer piezoelectric film, additive... Thin film body, 3.3a to 3c... Adhesive layer,
4.4 a, 4 b... surface electrode, 5.5a to 5C
...Inner surface electrode, 6...Support, 7a, 7b...Conductive adhesive, 8a-8C...IJ-F%S wire terminal 1
0...Lead wire, Lla-1ie...Electroconductive elastic body, A...Fixing site of Reiseimor 7, B.../Connecting site of Imorph. Applicant's agent Kiyoshi Inomata Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure J' ■ Figure 6 ln Figure 7
Claims (1)
少なくとも2層の薄膜体を接着剤により接合し、且つ前
記少なくとも1層の高分子圧電膜を挾持しこれに電圧を
印加する形態で電極膜を配置してなるノ々イモルフと、 (b) 前記・々イモルフを、その主可動部位と隣接
する部位で挾持する支持体と、 (c)前記バイモルフの主可動部位に隣接する部位とは
別の部位で、導電性弾性体を介して・々イモルフのiE
6’Aと導通し、且つノ々イモルフおよび導電性弾性
体とともに支持体により保持されるリード線端子と からなることを特徴とするノ々イモルフ支持構造体。 2、前記バイモルフを構成する少なくとも2層の薄膜体
がそれらの外側に設けた一対の電極膜により挾持されて
いる特許請求の範囲第1項の構造体。 3、前記少なくとも2層の薄膜体が、いずれも高分子圧
電膜からなり、一定方向の電圧印加により伸長または収
縮する特性が、隣接する2層の高分子圧電膜で同じであ
る場合には当該2層を中間電極膜を介して接合し、隣接
する2層の高分子圧電膜で逆である場合は当該中間2層
を中間電極膜を介さずに接合してなるバイモルフを使用
する特許請求の範囲第2項の構造体。 4、ノ々イモルフが2層又は4層以上の偶数層の高分子
圧電膜からなり、一定方向の電圧印加により圧電膜が伸
長または収縮する方向が任意の隣接する2層の高分子圧
電膜について全て互いに逆である特許請求の範囲第4項
の構造体。 5、バイモルフが、電圧印加により伸長または収縮する
特性が互いに逆である高分子圧電膜の対の2対以上から
なり、隣接する2つの高分子圧電膜対の内側の一対の単
位高分子圧電膜は一定方向の電圧印加により伸長又は収
縮する特性が同一であり、したがって中間電極膜を介し
て接合されている特許請求の範囲第3項の構造体。 6、前詰支持体が2つの分割半休からなり、これら分割
半休によりパイ−モルフが挾持される特許請求の範囲第
1項ないし第5項のいずれかの構造体。 7、前記2つの分割半休が、前記ノ々イモルフの主可動
部位とこれと隣接する部位との境界付近との非接触部位
に塗布された接着剤により互いに固定される特許請求の
範囲第6項の構造体。[Scope of Claims] 1. (a) At least two thin film layers, at least one of which is a polymeric piezoelectric film, are bonded together with an adhesive, and the at least one layer of the polymeric piezoelectric film is sandwiched and a voltage is applied thereto. (b) a support that holds the bimorph at a portion adjacent to its main movable region; and (c) a main movable region of the bimorph. iE of the immorph via a conductive elastic body at a site different from the site adjacent to the
A Nonoimorph support structure comprising a lead wire terminal electrically connected to Nonoimorph 6'A and held by a support together with Nonoimorph and a conductive elastic body. 2. The structure according to claim 1, wherein at least two thin film layers constituting the bimorph are sandwiched between a pair of electrode films provided on the outside thereof. 3. If the at least two thin film layers are both made of polymer piezoelectric films, and the two adjacent layers of polymer piezoelectric films have the same properties of expanding or contracting when a voltage is applied in a certain direction, A patent claim that uses a bimorph in which two layers are joined via an intermediate electrode film, and if the opposite is true for two adjacent polymer piezoelectric films, the two intermediate layers are joined without an intermediate electrode film. Structure of the second term of the range. 4. Regarding two adjacent polymer piezoelectric films in which Nonoimorph is composed of two or four or more even-numbered polymer piezoelectric films, and the direction in which the piezoelectric film expands or contracts when a voltage is applied in a certain direction is arbitrary. 5. A structure according to claim 4, all of which are opposites of each other. 5. The bimorph consists of two or more pairs of polymer piezoelectric films whose properties of expanding or contracting are opposite to each other when a voltage is applied, and a pair of unit polymer piezoelectric films inside two adjacent polymer piezoelectric film pairs. 4. The structure according to claim 3, which has the same characteristic of expanding or contracting when a voltage is applied in a certain direction, and is therefore joined through an intermediate electrode film. 6. The structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the front packing support is composed of two divided half-holes, and the pi-morph is held between the divided half-holes. 7. Claim 6, wherein the two divided halves are fixed to each other by an adhesive applied to a non-contact area between the main movable part of the Nonoimorph and the vicinity of the boundary between the main movable part and the adjacent part. structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57223987A JPS59115580A (en) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | Bimorph supporting structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57223987A JPS59115580A (en) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | Bimorph supporting structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59115580A true JPS59115580A (en) | 1984-07-04 |
Family
ID=16806801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57223987A Pending JPS59115580A (en) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | Bimorph supporting structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59115580A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6703766B2 (en) * | 2000-06-23 | 2004-03-09 | Dornier Gmbh | Fiber composite with a piezoelectric sensor or actuator integrated therein |
KR20160094405A (en) | 2013-12-03 | 2016-08-09 | 데이진 가부시키가이샤 | Stretched laminated film for use in piezoelectric polymer material, and manufacturing method thereof |
US10613632B2 (en) | 2014-08-21 | 2020-04-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electric machine converting element and tactile sense presenting device |
-
1982
- 1982-12-22 JP JP57223987A patent/JPS59115580A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6703766B2 (en) * | 2000-06-23 | 2004-03-09 | Dornier Gmbh | Fiber composite with a piezoelectric sensor or actuator integrated therein |
KR20160094405A (en) | 2013-12-03 | 2016-08-09 | 데이진 가부시키가이샤 | Stretched laminated film for use in piezoelectric polymer material, and manufacturing method thereof |
US9937688B2 (en) | 2013-12-03 | 2018-04-10 | Teijin Limited | Stretched laminated film for use in piezoelectric polymer material, and manufacturing method thereof |
US10613632B2 (en) | 2014-08-21 | 2020-04-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electric machine converting element and tactile sense presenting device |
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