JP4139434B2 - パッケージ化歪みアクチュエータ - Google Patents
パッケージ化歪みアクチュエータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4139434B2 JP4139434B2 JP52019195A JP52019195A JP4139434B2 JP 4139434 B2 JP4139434 B2 JP 4139434B2 JP 52019195 A JP52019195 A JP 52019195A JP 52019195 A JP52019195 A JP 52019195A JP 4139434 B2 JP4139434 B2 JP 4139434B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramic
- sheet
- layer
- piezoelectric
- actuator
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 30
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 6
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 11
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013016 damping Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011263 electroactive material Substances 0.000 abstract 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 65
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 37
- 239000010408 film Substances 0.000 description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 description 29
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 25
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002520 smart material Substances 0.000 description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 6
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011104 metalized film Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000000073 Achillea millefolium Species 0.000 description 1
- 235000007754 Achillea millefolium Nutrition 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 235000012773 waffles Nutrition 0.000 description 1
Images
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
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/02—Forming enclosures or casings
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
- G03F7/70725—Stages control
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/709—Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H10N30/208—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using shear or torsion displacement, e.g. d15 type devices
-
- 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
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
-
- 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
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/04—Gramophone pick-ups using a stylus; Recorders using a stylus
- H04R17/08—Gramophone pick-ups using a stylus; Recorders using a stylus signals being recorded or played back by vibration of a stylus in two orthogonal directions simultaneously
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/42—Piezoelectric device making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49126—Assembling bases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/49128—Assembling formed circuit to base
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
- Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
- Y10T29/49146—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with encapsulating, e.g., potting, etc.
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Pens And Brushes (AREA)
- Impact Printers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Finger-Pressure Massage (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Actuator (AREA)
Description
本発明は、能動的振動減少、構造的制御、動的試験、精密位置ぎめ、運動制御、撹拌、振盪付与、及び受動又は能動的減衰のために用いることができるようなアクチュエータ素子に関し、特に、振動を能動的に抑制し、構造体を作動させ、あるいは、デバイスの機械的状態を減衰するために電子的に制御可能な、別個に使用することができるパッケージ化(パッケージされた)アクチュエータ組立体に関する。以下の節に説明するように、この組立体は、構造体又はシステムに接合又は取付けることができ、作動、制御又は減衰すべきシステムと一体に統合することができる。
圧電、電気歪み又は磁気歪み材のようなスマート材は、構造的ノイズ又は音響ノイズの作動又は減衰のような高帯域幅タスクに使用することができ、精密位置ぎめ用途にも使用することができる。そのような応用例においては、スマート材をそれが制御すべき構造体に接合又は取付けることを必要とすることが多い。しかしながら、この種の材料から成る汎用アクチュエータは、一般には入手できないので、そのような制御タスクを実行するには、生の、おそらく無電極のスマート材の原材料を必要な電極、接着剤及び絶縁部材と一緒に入手し、それを対象物品に固着するか、あるいは組込まなければならないのが普通である。
そのような応用例においては、スマート材に対する機械的電気的接続部が頑丈で、スマート部材内に歪みを創生するか、あるいは、そのシステムを変位又は押圧することができるような態様に上記各材料を結合し、取付けることが必要であり、その歪み、運動又は力を制御すべき物体に結合させることが必要になる。スマート材は、温和でない環境下で使用しなければならないことが多く、従って、スマート材が機械的又は電気的損傷を受けるおそれが高くなる。
例えば、構造体の振動を抑制し、構造体を作動させるような応用例の場合、1個又は多数の圧電素子(以下、単に「素子」とも称する)を構造体に付設しなければならない。圧電素子が作動されると、圧電素子に印加された電気的エネルギーが圧電効果によって機械的エネルギーに変換され、その機械的エネルギーが圧電素子全体に亙って分配される。圧電材内に機械的インパルスを選択的に創生するか、あるいは、圧電材内の歪みを変化させることによって、その下の構造体特異的形状制御を達成することができる。固有振動を抑制するために、あるいは、制御された振動又は変位を付与するために急激な作動を用いることができる。圧電材及びその他のインテリジェント材のこのような応用例は、近年益々普及してきている。
典型的な振動抑制及び作動付与の応用例においては、圧電素子を複雑な工程順序で構造体に接合する。即ち、まず構造体の表面を機械加工し、圧電素子に接続する必要のあるリードを担持するための1つ又は複数のチャンネルを形成する。あるいは機械加工によってチャンネルを形成する方法に代わる別法として、機械的接続部と電気的接点の両方を形成するために2種類の異なるエポキシを用いることができる。この別法においては、導電性エポキシを点状に、即ち局部的にと付して導電体を形成し、構造体の残りの部分(導電性エポキシが塗布されていない部分)に構造的エポキシ(機械的な接合力を有する、即ち、構造的強度を提供するエポキシ)を塗布して、素子を構造体に接合する。次いで、全体を防護コーチングで被覆する。
この組立て方法は、労働集約的であり、しかも、エポキシによる加工に問題があるために加工のやり直しを必要とすることがしばしばある。又、この方法は特に圧電素子の心合及び接合の面でむらがあるので、個々の圧電素子間の機械的均一性を得ることが困難である。この方法で形成された電気的接続部も機械的接続部も信頼性に欠けることが多い。導電性エポキシは、望ましくない態様に流動することが多く、圧電素子の両端間に短絡を起す。更に、圧電素子は、非常に脆弱であるから、接合中又は取扱い中支持体によって支持されていないと、破損することがある。
このような在来の製造方法のもう1つの欠点は、圧電素子が構造体に接合された後、破断が生じると、圧電素子のうち導体と接触していない部分がディスエーブルされることである。それによって、素子の完全作動が阻害される。通常、作業員並びに他の回路部品を、高電圧を帯びることがあるこれらのデバイスの電極から遮蔽しておかなければならないので、遮蔽も、難点の1つとなることがある。
薄い圧電プレート、円筒体、又はディスク又は環状体の積重体のような圧電素子を制御可能な構造体に組込むための1つの方法が、米国特許第4,849,668号に開示されている。この方法は、各要素を一体の構造体として手作業で組入れる細かい作業を伴うものであり、圧電素子は、強い支持体として機能する積層複合体である構造体の内部に絶縁されて収容される。この支持体は、電極に亀裂が生じるという問題を解消し、少くとも同特許に記載されているところによれば、構造的強度を機械的作動効率の点で最大限に活用するように計算された態様で具現化することができる。更に、円筒体や、積重された環状体の圧電素子の場合は、そのような既製の圧電素子に存在する自然の通路が、配線を設置するという、さもなくば(そのような通路がなければ)困難な作業をある程度簡略化する。しかしながら、設計が簡単ではなく、製造工程に時間がかかり、組立中及び作動中、いろいろな支障を生じ易い。
動的試験の分野では、構造体のレスポンスを測定又は制御することができるように構造体を振動又は揺動させるための融通性のあるアクチュエータを必要とする。しかしながら、この分野において被試験デバイスを振動させるための一般に是認されている方法は、直線外乱を起すために電気−機械的モータを用いることから成る。そのようなモータは、一般に、モータをデカップリング(脱結合)したい信号からデカップリングするためにスティンガー設計によって適用される。それでもなお、そのような外部モータは、構造体を励振するために用いられた場合、動的カップリング(結合)に遭遇することが多いという欠点を有する。更に、このタイプのアクチュエータ(モータ)は、構造体に慣性を加えるので、望ましくない動力学的現象を惹起する。励振器(モータ)が構造体の一体部分でない場合は、構造体が接地される場合がある。これらの要因は、デバイスの挙動を著しく複雑にするとともに、対象とする状態のモデリング又は数学的分析を複雑にする。圧電アクチュエータの使用は、これらの欠点の多くを克服することができるが、上述したように、構造が複雑であること、作動特性にむらがあること、耐久性が劣ることなどの固有の問題を有する。検出の目的に圧電又は電気歪み素子を使用する場合にも同様な問題がある。
従って、素子が高帯域幅の作動能力を有し、容易にセットアップすることができ、しかも、機械的並びに電気的に頑丈であり、制御又は作動させるべき構造体全体としての機械的特性をほとんど変更させることがないように、素子を制御又は作動させるべき構造体に接合する態様を改善することが望ましい。又、圧電素子から対象構造体への高い歪み移動を達成することも、望まれる。
発明の概要
本発明によるアクチュエータ組立体は、圧電又は電気歪みプレート又はシェルのような1つ又は複数の歪み素子と、該素子の周りに防護体を形成するハウジングと、該ハウジング内に取付けられており、前記歪み素子に接続する電気接点から成り、それらの部品が組合わされて可撓性カードを構成するようになされている。この組立体の少くとも1側面は、前記歪み素子の1つの大面(例えば直方体であれば、大きい面と小さい面があるが、大きい面のこと)に付設された薄いシートを有し、そのシートの外面を物体に接合することによって、その物体と前記ハウジング内の歪み素子との間に剪断作用を受けない堅いカップリング(結合)が得られる。
好ましい実施形態においては、歪み素子(以下、単に「素子」とも称する)は、非常に薄く、好ましくは8分の1mmより僅かに薄い厚さから数mmまでの厚さであり、表面積が比較的大きく、幅と長さの一方又は両方の寸法が厚さ寸法の数十倍又は数百倍である圧電セラミックプレートとする。金属化フィルムが電極接点を構成し、構造的エポキシと絶縁材が、デバイスの剥離、亀裂及び周囲環境への露出を防止するためにデバイスを気密密封するように構成する。好ましい実施形態では、この金属化フィルムと絶縁材は、いずれも、強靱なポリマー材製の可撓性回路内に設け、それによって、内部に囲包された素子に頑丈な機械的及び電気的カップリングを与えるようにする。
一例として、厚さ4分の1mm、長さ及び幅が各々1〜3cmである複数の長方形のPZTプレート(圧電セラミックプレートの商品名であり、以下、「PZT素子」又は単に「プレート」又は「素子」とも称する)を用いた構成について以下に説明する。これらのPZTプレートを片面又は両面に銅をクラッド(被覆)した強靱なポリマー、例えば厚さ2分の1ミル、1ミル又は2ミルのポリイミドのシート上に、又はそれらのシートの間に装着する。ポリマーシートの銅層(銅クラッド)には、PZTプレートに接触するための適当な導電性電極パターン(導体パターン)が形成されている。いろいろなスペーサをプレートの周りに囲繞し、全体の構造体(PZTプレートとポリマーシートの組立体)を構造的ポリマーで接合し、プレートの厚さとほぼ同じ厚さ、例えば30〜50mmの厚さを有する、耐水性の、絶縁された密閉パッケージとする。このパッケージは、このように囲包されているので、湾曲させたり、屈伸させたり、鋭い衝撃を受けたりしても、その中に収納されている脆弱なPZT素子が破断することがない。更に、導体パターンがポリイミドのシートに取付けられているので、たとえPZT素子に亀裂が生じたとしても、電極を切断したり、素子の全面に亙って作動を阻止したりすることがなく、あるいは、素子の性能を著しく劣化させることがない。
この薄いパッケージは、電極を完備した小さい「カード」の形の完全なモジュールユニットを構成する。従って、このパッケージは、その1つの面を構造体に接合することによって好便に取付けることができ、囲包された歪み素子と構造体との間に歪みをカップリングすることができる。この接合は、例えば、単にパッケージを接着剤で取付けることによって行うことができ、構造体とPZTプレートの間にパッケージの1つの面を介して薄い、高剪断強度のカップリングを設定し、しかも、システム全体(パッケージと構造体との組合せ体)に加える質量を最少限にすることができる。これらのプレートは、エネルギーを取付け構造体内にカップリングするアクチュエータであってもよく、あるいは、取付け構造体からカップリングされた歪みに応答するセンサーであってもよい。
別の実施形態においては、PZTプレートを一平面内又は交差平面において分極化するために特定の電極パターンを選択的に上記ポリマーシート上に形成し、PZT素子の多数層を単一のカード内に配列又は積重し、曲げ、剪断、又は特別のねじれ作動を惹起するように構成することができる。
本発明の別の側面によれば、PZT素子によって発せられた信号を濾波、分路又は処理するために、又は、機械的環境を検出するために、あるいは、アクチュエータ素子を駆動するための電源を局部的に切り入り又は増幅するために、回路素子をモジュラーパッケージ内に、又はモジュラーパッケージと一体的に形成することができる。このアクチュエータパッケージには、パイプ、ロッド又はシャフトの周りに取付けるのに適するように例えば半円筒形の、予備成形されたPZT素子をモジュラー表面実装シェルとして形成することができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記及びその他の目的並びに特徴、及びそれらを達成する態様は、以下に添付図を参照して述べる本発明の実施形態の説明から一層明かになろう。
図1Aは、代表的な従来技術のシステムの概略図である。
図1B及び1Cは、本発明による2つのシステムのそれぞれ概略図である。
図2A及び2Bは、それぞれ、本発明による基本的なアクチュエータ又はセンサーカードの上面図及び断面図である。
図2Cは、回路素子を備えたアクチュエータ又はセンサーカードの上面図である。
図3は、別の実施形態によるカードの概略説明図である。
図4A及び4Bは、図3のカードの断面図である。
図5及び5Aは、図3のカードの層構造の詳細図である。
図6は、平面内作動のためのアクチュエータパッケージの櫛形電極を示す。
図7は、図6のカードを用いたねじれアクチュエータパッケージの平面図である。
図8A及び8Bは、それぞれ、表面又はロッドに表面実装アクチュエータとして実装されたアクチュエータの透視図である。
図9A〜9Qは、それぞれ、機械的素子として実装されたアクチュエータの概略図である。
好ましい実施形態の説明
図1Aは、従来技術の表面実相圧電アクチュエータ組立体(以下、単に「アクチュエータ」とも称する)10の製造工程と全体像を概略的に示す。構造体20は、例えば、構造部材又は機械要素、プレート、エアフォイル又はその他の相互作用シート、又はデバイス又はその一部分であり、PZT(圧電)素子のようなスマート材のシート又はプレート12(以下、「PZT素子」、「スマート材」、「圧電素子」、「アクチュエータ」又は「アクチュエータ素子」とも称する)は、導電性ポリマー14と構造的ポリマー16の組合せ体によって構造体20に接合されている。絶縁体18は、その全部又は一部を構造的ポリマー16で形成することができ、スマート材のシート12を囲包して防護している。導電性リード又は表面電極は、導電性ポリマー14によって形成され、取付けられている。
外部の制御装置30は、駆動信号を導線32a,32bを通してスマート材12へ供給し、歪みゲージ35のような表面実相機器から測定信号を受けとり、その測定信号から適正な駆動信号を引出す。いろいろな形態の制御が可能である。例えば、歪みゲージ即ちセンサー35は、固有共振の励起を検出するように配置することができ、制御装置30は、構造体20を補剛するようにセンサー35の出力に応答してにPZT素子12を作動させることができ、それによって構造体20の固有共振を偏移させることができる。あるいは別法として、発生しようとする動的状態を減殺するために、センサー35によって検出された振動を処理された位相遅れの駆動信号としてフィードバックすることもできる。あるいは、アクチュエータ12は、運動制御のために駆動することもできる。
よく知られている機械的システムにおいては、制御装置30の制御器は、経験的状態、即ち空気力学的状態又は事象を認識し、所望の変化を実行するために各アクチュエータ12のための駆動信号の利得と位相を特定する特別の制御法則を選択するようにプログラムしておくことができる。
このような応用例においては、一般に、裸のPZTプレートをその制御回路と工作物に取付けるということが重要な作業になる。その組立て工程の多くが失敗し易い困難な作業であり、定量的制御が求められる場合は、製造工程において得られた特定の厚さ及び機械的剛性に対して適正な作動モードのための制御パラメータを設定するためには、デバイスが組立てられた後そのデバイスの広範なモデリングを行う必要がある。
図1Bは、本発明の一実施形態によるアクチュエータを示す。図に示されるように、このアクチュエータは、5分硬化エポキシ13のような速硬性接着剤で構造体20に簡単に取付けられるモジュラーパック、パッケージ又はカード40である。図には示されていないが、カード40を構造体又は外部物体又は物品20に取付ける接着剤は、例えば0.002〜0.01mm程度の非常に薄い層であってよく、一般に、アクチュエータとそれが取付けられた物体との間に歪みを有効にカップリング(結合)するように選択される。他の形態として、アクチュエータを点又は線で取付けることもできる。
従って、検出及び制御作動が、より簡単に設置することができ、より均一にモデリング設計されたアクチュエータ構造から得られるという利点がある。詳述すれば、モジュラーパック40は、剛性であるが、湾曲可能なプレート、即ち、カードの形とされており、従来の制御装置30に比べて簡略化された制御装置50に接続することができるように、多重ピンソケットに差込むための、カードの側縁に配置された好ましくはパッドの形の1つ又は複数の電気コネクタを有している。
図2Cを参照して後に詳述するように、モジュラーパッケージ40には、平面状の、即ち薄型の回路素子を組込むこともできる。そのような回路素子は、加重又は分路抵抗器、インピーダンス整合器、フィルタ及び信号調整プリアンプ等の信号処理素子を含むものとすることができ、更に、直接デジタル制御によって作動させることができるようにスイッチングトランジスタ及びその他の素子を含むものとすることができ、それによって、必要な外部の電気接続部は、マイクロプロセッサ又は論理制御器と、電源の接続部だけとすることができる。
比較的低い電源での制御に特に適する別の実施形態においては、図1Cに示されるようなモジュラーパッケージ60を提供することができる。パッケージ60は、バッテリ又は電源セルのような自前の電源を自蔵したものとすることができ、オンボードドライバー及び分路をさせるためにマイクロプロセッサチップ又はプログラムかのうなロジックアレーのような制御器を含むものとすることができ、それによって、外部回路接続部を設ける必要なしに、1組の検出及び制御作動全部を実施することができる。
本発明は、特に、圧電ポリマーに関し、剛性ではあるが、偶発的に非常に脆くなることがあるジルコニウム酸又はニオブ酸金属の焼結結晶又はそれに類する圧電セラミック材のような材料に関する。本発明は又、電気歪み材にも関する。ここでは、圧電素子及び電気歪み素子(それらの素子の素材は、ある特定の電気機械的特性を有する)は、総称的に「電気的能動素子」と称することとする。そのような素子は、その素子の表面を横切って外部の構造体又は工作物(通常、金属又は構造的ポリマー製)に有効に歪みを移送するには、高い剛性を有することが肝要であり、本発明は、そのアクチュエータの側面においては、通常は、柔軟なポリマーの圧電材は企図していない。ここで用いられる「剛性」及び「柔軟」という用語は、相対的な表現であるが、アクチュエータに適用された場合の剛性とは、金属、硬化即ち高架橋エポキシ、ハイテク複合材、又は、ヤング率が0.1×106以上、好ましくは0.2×106より高いその他の剛性材料のそれにほぼ匹敵する剛性であると理解されたい。アクチュエータではなく、センサーを製造する場合は、本発明は、ポリビニリデンジフルオライド(PVDF)フィルムのような低剛性の圧電材の使用をも企図し、又、より硬化温度の低い結合剤又は接着剤の使用をも企図する。いずれの場合でも、本発明は、圧電材のシートを防護材のシート又はフィルムの広い表面域に結合してなるシート構造体を形成することを企図するものであり、この防護材シート又はフィルム自体を物品の表面に接合するか、物品内に埋設し、圧電材が物品に直接作用するようにする。この構成の要部は、上述した第1クラスの圧電材にあり、それらについて以下に説明する。
総じて、本発明は、アクチュエータとアクチュエータの製造方法に関する。ここでいう「アクチュエータ」とは、駆動されたとき、歪み、力、運動等を物体又は構造体にカップリングする完成有用デバイスのことをいう。本発明のアクチュエータの製造方法は、広い形態では、電気的能動素子を機械的に有用なものとするために生の電気的能動素子を「パッケージする」ことを含む。例として述べれば、生の電気的能動圧電材即ち「素子」は、シート、リング、ワッシャー、円筒体、プレート等の基本的な形状の生の圧電材を含むいろいろな半加工のバルク材の形でも市販されているし、積重体のようなより複雑な又は複合材的な形でも入手することができ、更には、バルク材とレバーのような機械的要素とを含むハイブリッドの形でも入手することができる。これらの原材料即ち生の素子の1つ又は複数の表面に、電気接点として機能する金属を被覆することができ、そうすることが好ましいが、素子の表面を非金属化することもできる。以下に、セラミックの圧電材料を例として説明する。これらのあらゆる形態の原材料は、より総称的には、「素子」、「材料」、又は「電気的能動素子」と称される。先に述べたように、本発明は、更に、作動するのではなく、歪み、振動、位置又はその他の物理的特性を検出するためのトランスジューサとして機能する、本発明の方法で製造された構造体又はデバイスをも含む。従って、以下の説明では、「アクチュエータ」という用語は、検出用トランスジューサを意味する場合もある。
本発明の各実施形態は、これらの剛性の電気的に作動される材料を厚さ数mm以下、例えば、約5分の1から4分の1mmの薄いシート即ちフィルム(又はディスク、環状体、プレート、円筒体又はシェル)の形で用いる。このプレート(フィルム)の厚さ寸法は、比較的低い全体的電位差でプレートの厚さ寸法に匹敵する距離に亙って高い電界強度を得ることを可能にし、従って、10ないし50V又はそれ以下の駆動電圧で全面的な圧電作動が得られる。そのような薄いプレートは又、それが取付けられる物体の構造的又は物理的レスポンス特性を大きく変更することなく、素子を物体に取付けるのを可能にする。従来技術の構成では、そのような薄い素子は、脆弱であるから、輸送又は搬送等の取扱い中、組立て中又は硬化工程中に不規則な応力のために破断することがある。僅か2、3cm程度下に落しただけでもそのインパクトによって圧電プレートが破断することがあり、圧電プレートが破断しないようにするには、ごく僅かな曲げ撓みしか許容されない。
これに対して、本発明によれば、薄い電気的に作動される素子(圧電素子)を複数の絶縁材層によって囲包する。それらの絶縁材層のうちの少くとも1層は、一表面にパターン化された導電体を有しており、素子自体よりは薄い、例えば圧電素子の10分の1ないし2分の1の厚さの強靱フィルムを含むものとする。1つ又は複数の圧電素子と、絶縁材層と、いろいろなスペーサ又は構造的填材からパッケージを組立て、電極と、圧電素子と、それを囲包するフィルム又は層とが、裸の作動素子(圧電素子)よりそれほど厚くない厚さの密封カードを構成するようにする。後述するように複数の素子を幾つかの層をなして配置する場合でも、パッケージの厚さは、積重された複数の作動素子の厚さの合計よりそれほど厚くない。
図2Aは、本発明の基本的実施形態によるアクチュエータ組立体(「アクチュエータパッケージ」又は単に「パッケージ」又は「デバイス」とも称する)100を示す。ポリイミドのような高絶縁材の薄いフィルム又はシート110は、少くともその一表面を金属化(通常、銅クラッドによる)され、完成時のアクチュエータパッケージと同じ大きさか、それより僅かに大きい長方形である。多層回路板を製造するのに好適な材料は、米国アリゾナ州チャンドラーのロジャース・コーポレーシヨンからFlex−I−Mid300という商品名で販売されている無接着材の回路材である。この回路材は、圧延銅箔の上に形成されたポリイミドフィルムから成るものである。いろいろなサイズのものが市販されており、金属箔(「金属層」、「箔層」又は単に「箔」とも称する)は、18〜70μmの厚さであり、厚さ13〜50μmのポリイミドフィルムで一体的に被覆されている。その他の厚さのものも製造することができる。この市販の材料の場合、金属箔とポリマーフィルムとを接着剤なしで互いに直接接合し、その金属層を慣用のマスキング及びエッチング法によってパターン化する(パターンを付与する)ことができる。このような多数のパターン化層を後に詳述するような態様で多層板の形に積層することができる。接着剤を用いないので、組立体を弱めたり、離層(層剥離)を惹起する原因となる残留接着剤が存在しない。圧延された銅箔は、高い平面内引張強度を発揮し、一方、ポリイミドフィルムは、強靱な、無瑕疵の電気絶縁バリヤーを構成する。
以下に説明する構成では、ポリイミドフィルム(以下、単に「フィルム」とも称する)は、電極を覆う絶縁体を構成するばかりでなく、デバイスの外表面をも構成する。従って、このフィルムは、高い絶縁耐力と、高い剪断強さと、耐水性と、他の物体の表面に接合する能力を有することが要求される。又、好ましい製造方法において用いられる硬化温度や、ある種の使用環境を考慮すれば、高い耐熱性も必要とされる。一般的に、ポリアミド/ポリイミドがこの目的に有用であると認められたが、それと同様の特性を有するポリエステルのような他の材料を用いることもできる。
本発明の構成においては、フィルムの箔層を慣用のマスキング及びエッチング法によって(例えば、フォトレジストによるマスキングとパターン形成を行った後、塩化第2鉄でエッチングすることによって)パターン化し、圧電プレート素子の表面に接触させるための電極を形成する。電極111は、長方形のフィルムの内側の1つ又は複数の小区域に延在し、デバイスの縁に突設された補強されたパッド又はランド111a,111bにつながっている。これらの電極111は、圧電素子の全長及び全幅を横切る幅広の屈曲経路に沿って圧電素子に接触するようにパターンとして配列され、それによって、電極又は圧電素子に2、3の亀裂や局部的破断が生じても、圧電素子が電極に接触した状態に保持されるようにする。
シート110の周縁にフレーム部材120を配置し、少くとも1つの圧電プレート素子(「アクチュエータ素子」、「圧電素子」又は「圧電プレート」又は単に「プレート」又は「素子」とも称する)112を、電極111によって接触されるように中央領域内に配置する。フレーム部材120は、縁取りとして機能するので、各薄い単層は縁にまでは延長しない(図2B参照)。フレーム部材120は、又、後述する熱間プレス組立て工程の際、厚さ規定スペーサとしても機能し、更に、この積層パッケージ100を組立てる工程の初期段階において挿入される圧電プレート112の位置を規定する位置マーカーとしても機能する。
図2Aは、デバイス100を一体に結合する、半透明の上被層114(図2B)を含む層構造を示していないという点で概略的な図である。上被層114は、プレート112の上面を被い、スペーサ120及びシート110と協同して組立体100を閉鎖する。同様な層114が、圧電素子112の下面を被っており、電極111が素子112に接触することができるように適当な切抜き開口を有している。層114は、硬化性エポキシシート材で形成することが好ましく、硬化時の厚さは金属製電極層の厚さと同じとし、それらに接触する両側の材料を結合する接着層として機能する。このエポキシは、硬化すると、デバイス100の構造的本体を構成し、組立体を補剛し、圧電素子の表面の大部分に亙って延在して圧電素子を補強するとともに、亀裂の伝播を防止し、それによって、素子の寿命を延長する。更に、この層からのエポキシは、実際、極薄であるが、電極111を被って不連続性の高いフィルム116(厚さ約0.0025mm)として延展し、電極を広い領域に亙って圧電プレートに堅く接合し、しかも、このエポキシは、電極と圧電素子との間に直接の電気的接触が相当大きな、分布された接触区域に亙って設定されるのに十分な数の空隙及びピンホールを有するすることが認められた。。
図2Bは、図2Aの実施形態の断面図を示す(ただし、各構成部品の寸法は正確な比例関係で示されていない)。おおよその寸法比率として述べると、圧電プレート112の厚さを0.2〜0.25mmとすると、絶縁フィルム110は、それよりはるかに薄く、せいぜい圧電プレートの厚さの10分の1から5分の1程度であり、導電性の銅から成る電極層111は、10〜50μmの厚さとすることができる。電極層111のこの厚さ範囲は、厳密な限定範囲ではないが、電気的作動特性が良好で、製造するのに便利であり、圧電素子からフィルム110を通しての歪み伝達の効率を阻害したり、離層の問題を起こすほど厚くない電極厚さの有用範囲を示す。
構造的エポキシ114は、各層の電極111間の空間を埋め、それらの電極とほぼ同じ厚さを有するので、組立体100全体が充実ブロックとなる。
スペーサ120は、例えば比較的架橋度の低いポリマーのような、比較的圧縮性が低く、弾性率の低い材料で形成され、後述する加圧硬化エポキシと一緒に用いられる場合は、フィルム110の頂面層と底面層との間の他の構成部品の周りの縁取りを構成するように、圧電プレート又はそれらの積重体の厚さにほぼ匹敵する厚さであることが好ましい。
本発明の好ましい製造方法は、層114を硬化させる際パッケージ100全体に圧力を加える操作を伴う。その際、スペーサ120は、図3〜5を参照して後に説明するように、圧電プレートを、及び回路素子が設けられる場合は回路素子をも心合させる働きをするとともに、硬化工程において僅かに圧縮されたフレームを構成する。即ち、硬化工程の際、フレーム120は、変形して縁を密封し、縁に応力を与えたり、ゆがめたりすることがない。硬化工程の際のフレーム120の僅かな圧縮は、空隙を排除し、稠密な亀裂のない充実体を形成し、硬化熱は、高度の架橋をもたらし、高い強度及び剛性を実現する。
図2A、2Bの実施形態によるアクチュエータ組立体100のための組立て方法(製造方法)は、以下の通りである。
各々約0.025〜0.050mmの厚さの1枚又は複数枚の銅クラッド(被覆)ポリイミドフィルムを最終のアクチュエータパッケージ100の寸法より僅かに大きいサイズに切断する。フィルムの銅側にマスクをしてパターン化し、導電性リード及び任意所望のランド又はアクセス端子と共に、圧電素子に接触させるための所望形状の電極を形成する。図示の例では、電極パターンは、圧電素子の一方の面の中央と両側に接触するように位置づけされた3つの鍬状歯を有する熊手形パターンであるが、他の実施形態としてH形又は櫛形のパターンを用いることができる。パターンの形成は、回路板又は半導体の製造法において周知のように、クラッドフィルム(金属箔を被覆されたフィルム)をマスキングし、エッチングし、洗浄することによって行うことができる。マスキングは、フォトレジストパターン化法、スクリーニング法、テープマスキング法又はその他の適当な方法によって行われる。ポリイミドフィルムの電極化された各層は、慣用の印刷回路板と同様に、回路素子又はアクチュエータシートの位置を画定するので、以下の説明では単に「フレックス回路」と称することとする。
次に、電極薄層とほぼ同じ厚さか、それより僅かに厚い未硬化シート状エポキシ材を切断し(その際所望ならば、電極との電気的接触を良好にするために電極パターンに整合する通し孔をエポキシ材に形成し)、各フレックス回路に被せてフレックス回路に接着し、各電極部分の周り及び電極間の空間に平面化層を形成する。次いで、フレックス回路に取付けられた各エポキシ層からパッキング(裏当材)を剥ぎ取り、予め切断されているスペーサ120をフレックス回路の4隅及び側縁の所定位置に位置づけする。これらのスペーサは、電極の平面より高く突出するフレームを画定し、以後の組立体工程において圧電素子を嵌め込むための1つ又は複数の凹所を画定する。次いで、それらのスペーサによって画定された1つ又は複数の凹所内に1つ又は複数の圧電素子を挿入し、独自の平面化兼接合層114を有する第2の電極化フィルム111を該圧電素子の上に重ねて圧電素子の頂面のための電極接点を形成する。
ある種の曲げアクチュエータ構造体に使用するためのデバイスのように、数層の圧電素子を有するデバイスを組立てる場合には、上記の組立体工程を繰り返して、任意の数の追加の電極化フィルム及び圧電プレートを積層すればよい。その際、上面と下面の両面においてアクチュエータ素子(圧電素子)に接触させるための中間電極層を形成する場合は、両面に電極パターン化された金属クラッドを有するポリイミドフィルムを用いることができる。
すべての要素が組立てられたならば、パターン化フレックス回路、圧電シート、スペーサ及びパターン化エポキシ層の積層組立体全体をプレスに装填して加熱プラテンの間に挟み、高い温度と圧力で硬化させ、該組立体を剛性の、亀裂のないアクチュエータカードとする。代表的な実施形態においては、350°Fの温度と50〜100psiの圧力下での30分間の硬化サイクルを用いる。エポキシとしては、圧電素子の脱極性温度より低い硬化温度を有し、しかも、高度の剛性を有するものが選択される。
上述した構成は、圧電プレートが剪断歪みを薄いフィルムを通してアクチュエータカードの表面に効率的に伝達するように2層の電極化フィルムの間に挟まれた単一の圧電プレートを有する簡単なアクチュエータカードを例示している。歪みの伝達効率の尺度は、剪断弾性率/層の厚さの自乗で表され、ガンマ(γ)と称されるが、エポキシ114、圧延箔電極111及びポリイミドフィルム110の弾性率と厚さによって決まる。エポキシと銅電極層の厚さ合計が1.4ミルであり、エポキシの弾性率が0.5×106であるような代表的な実施形態においては、9×1010lb/in4のγが得られる。より薄いエポキシ層と0.8ミルの箔を有するフィルムを用いれば、相当に高いγが得られる。一般には、電極/エポキシ層のγは5×1010lb/in4であり、ポリイミドフィルムのγは、2×1010lb/in4である。
厚さ10ミルのPZTアクチュエータプレートを2層と、3層のフレックス回路電極化フィルム層(中間層のフィルムは両方のPZTプレートに接触するように両面クラッド付きである)とを重ねてなるカードの場合、その合計厚さは28ミルであり、PZTプレートだけの厚さの僅か45%厚いだけである。質量荷重の点でいえば、アクチュエータ素子の重量は、アクチュエータ組立体全体の総重量の90%を占める。別の構成では、一般に、アクチュエータプレートは、パッケージの総厚さの50〜70%を占め、パッケージの総質量の70〜90%を占める。従って、アクチュエータ自体だけで、近理論的性能モデリングを可能にする。この構成は、又、単一シートの重ね合わせる態様に関しても、上述したベンダー(曲げが可能なもの)を具現化することに関しても、高度の融通性を提供する。
本発明に従って構成されたアクチュエータ組立体のもう1つの有用な性能指標は、アクチュエータ歪みε対自由状態の圧電素子歪みの比率Λが高いことである。その比率は、ここに例示した2層形実施形態の場合で約0.8であり、一般的には0.5より高い。同様に、パッケージ全体の湾曲対自由状態の圧電素子の湾曲の比率Kも高く、上述した構成の場合で約0.85〜0.90であり、一般的には0.7より高い。
従って、全体として、圧電素子をフレックス回路内に埋設させた構造とするパッケージ態様は、その重量及び電気機械的作動特性を犠牲にする度合が50%より十分に低く、僅か10%程度にあるのに対して、その強度及びその他の重要な点での機械的作動範囲を大幅に高める。例えば、ベース素子にシート状パッケージ構造体を追加することは、得られるKの値を低くするようにみえるが、実際の使用においては、このフレックス回路構造は、はるかに大きい総撓み度を達成することができる圧電ベンダー構造をもたらす。なぜなら、大きなプレート構造体を製造することができ、亀裂破断やその他の機械的破断モードを起すことなく、高い曲率の曲げ運動を反復して作動させることができるからである。ここに添付した幾つかの図に、本発明によるこのような優れた物理的特性が得られるいろいろな構成を例示する。
まず第1に、積層されたフレックス回路の間に埋設された電気的能動素子の構造は、予測可能な低質量の一体化された機械的構造体を提供するのみならず、回路素子をアクチュエータカード内又は上に組込むことを可能にする。図2Cは、このタイプの1つのデバイス70の上面図(上からみた平面図)を示す。この実施形態では、各領域71,73は、幅広の電気的能動シートを包含し、中央領域72は、バッテリ75を含む回路又は電源素子と、平面状の電源増幅器又は1組の電源増幅器77と、マイクロプロセッサ79と複数の歪みゲージ78を包含している。他の回路素子82a,82bは、デバイスの周縁の周りに回路導体81の経路に沿って配置することができる。他の実施形態の場合と同様に、スペーサ120(図2Cには示されていない)は、デバイスのレイアウトを画定して周縁を密封し、電極111は、電気的能動素子を内蔵の処理又は制御回路に取付ける。平面状の即ち他の回路素子82a,82bは、デバイスがセンサーとして作動されるものである場合は加重抵抗器で構成することができ、あるいは、受動的減衰制御を実行するための分路抵抗器で構成してもよい。更に別法として、回路素子82a,82bは、キャパシター、増幅器等の濾波、増幅、インピーダンス整合又は記憶素子としてもよい。いずれにしても、これらの素子も、電気的能動プレート84から離れたところに配置される。デバイスを構成する各素子は、集合して、歪みを検出することができ、検出された条件に応答していろいろなパターンの作動を実行することができる。あるいは、このデバイスは、他の検出又は制御タスクを遂行することができ、あるいは、例えば減衰操作のための固定フィードバックを実行することができる。
本発明のアクチュエータの側面に戻って説明すると、図3は、各々4枚の圧電プレート216を含む2層の圧電プレート層と組合わされた約1.25×9.00×0.030inの寸法を有するアクチュエータパッケージ200の上面図を示す。端部突片210aを備えた長方形のポリイミドシート210は、相互に連結されたH字形の細い銅線の格子のか性とした電極211と、突片210aにまで導出された単一のランナ211aを担持しており、圧電プレートを保持する4つの長方形領域の各々に対して直接低インピーダンスの接続を設定する。これらの圧電プレート216自体は、各々、その両面に、連続した(途切れのない)金属コーチング又はクラッドによって形成された電極を有している。
H字形のスペーサ素子220a,220b又はL字形のスペーサ素子220cが、コーナーを画定(線引き)し、圧電プレート216を配置するための長方形のスペースの外輪郭を画定する。この実施形態では、隣接するH字形又はL字形のスペーサ素子の間に、後に詳述する複数のギャップ230が存在する。以下の説明から分かるように、これらの小さい個別スペーサ素子の使用は、組立て位置を区画し、圧電素子のための受け入れ凹部を形成するために、デバイスの組立て中に粘着性の接合エポキシ層114(図2B参照)上に容易に載せることができるので、一層容易にされる。ただし、スペーサ構造体は、そのような個別スペーサ素子の集まりに限定されるものではなく、すべての、又は1つ又は複数の方向決め用及び、又は密封用縁を形成するために、又は、各回路素子の作動を受けとめるための凹部を形成するために、パンチで打抜き加工されたシート又は成形フレームとして形成された単一の又は対のフレーム部材とすることもできる。
図5は、層1のポリイミド(絶縁材)フィルム層と、層2の導体(電極)層と、層3のスペーサ/圧電素子層の3つのシートの各々を別個に示す上面図であり、図5Aは、フィルム層と、導体層と、スペーサ/圧電素子層の通常の積層順序を示す。図に示されるように、スペーサ220と圧電プレート216とは、各1対の電極層211の間に単一層を構成する。
図4A及び4B(各構成部品の寸法は正確な比例関係で示されていない)は、図3に4A及び4Bで示された垂直断面に沿ってみた組立てずみアクチュエータの層構造を示す。図4Aに明瞭に示されているように、エポキシシート214のパターン化された接合層は、各対応する電極層211と共面関係をなし(同一平面に位置し)て各電極間を充填し、一方、スペーサ220cは、圧電プレート216と共面関係をなし、該プレートとほぼ同一の厚さを有するか、それより僅かに厚い。例として述べれば、圧電プレート216は、5ないし20ミルの厚さで市販されているPZT−5Aセラミックプレートであり、電極に接触させるための各面を覆う連続した導電層(電極化フィルム)216aを有する。各スペーサ220は、軟化温度約250℃の多少圧縮性のプラスチックで形成されており、従って、組立て工程中スペーサ材が僅かな空隙214a(図4A)を充填することができるように硬化温度ではかなりの度合の圧縮性を示す。
図4Bに示されるように、スペーサ間のギャップ230が設けられている場合は、それらのギャップは、硬化性接合層214からの余剰のエポキシを逃がす開口214bを形成し、それらの開口214bは、硬化工程中エポキシで充填される。その際、若干量のエポキシが電極211と圧電プレート216の間にも滲出し、それらの間に図4Bに示されるようにエポキシフィルム215の断片を形成する。電極211は大きく連続した拡がりを有しているので、このように滲出して生じた断片状のエポキシは、電極211と圧電素子216との電気的接触を阻害することはなく、かえって、断片状のエポキシが与える追加の構造的な結合力が、電極の離層を防止する働きをする。かくして、圧電素子216は、電気的にも、機械的にも広い面積に亙って電極化フィルム216aにカップリング(結合)される。
図3〜4Bに例示された電極配置によれば、曲げを誘起させるために上下に積重された各対の圧電プレートを互いに対向させて作動させることができ、あるいは、より多数の個別の電極を設けておき、異なる対の圧電プレートをそれぞれ異なる態様で作動させるようにすることもできる。一般的には、上述したように、本発明は、それぞれ異なる態様で作動される多数の個別素子を含み、検出、制御及び電源又は減衰素子のすべてが同じカード上に実装された非常に複雑なシステムをも提供することを企図している。この点に関連していえば、本発明のカードの可撓性は、カードを実用タスクに適応する上での大きな融通性を更に高める。一般に、本発明のカードは、30ミル圧のエポキシストリップのそれに匹敵する柔軟な(順応性のある)可撓性を有するので、損傷することなく、曲げたり、叩いたり、振動させたりすることができる。又、このカードは、それを取付けようとする表面やコーナーの形状に合致するように、圧電素子が囲包されていない中心線CL(図3)の領域において鋭く曲げたり、湾曲させたりすることができる。圧電素子を、一平面内に又は交差平面において寸法変化を起こすように分極化することができ、従って、それによって得られたアクチュエータを、上述した各制御動作のいずれでも実行するのに、又は、撓み波、剪断波又は圧縮波のような音響エネルギーを隣接表面に与えるのに効果的な態様で隣接表面に歪みを伝達するように取付けることができる。
図6は、本発明の別の実施形態によるアクチュエータ300を示す。この実施形態のアクチュエータは、図6では概略的にに示されているので、接合エポキシ層、絶縁材フィルム層及びスペーサ素子は示されておらず、作動機構を伝えるための電極と圧電シート(圧電セラミックプレート)だけが示されている。圧電シートの一方の面の側には、第1組の電極340と第2組の電極342が同一層内に設けられており、各組の電極は、1つの櫛形電極(以下、「電極櫛」又は単に「櫛」とも称する)の歯とそれに隣接する他の櫛の歯との間に作動電界が設定されるように2つの櫛を互いに噛合させた櫛形を有する。圧電シートの他方の面の側には、第1組の櫛形電極340及び第2組の櫛形電極342と平行な対をなす櫛形電極340a及び342aが設けられている。異なる櫛からの各対の歯と歯の間に電位勾配を有する電界を設定するように、櫛形電極340及び342は、それぞれ圧電シートを貫通する等電位線eで櫛形電極340a及び342aに連結されている。この実施形態では、各櫛と圧電セラミックプレートとの間に直接電気的接触が設定されるように、圧電セラミックプレートは、金属化処理を施されていないものであることが好ましい。金属化処理を施された圧電セラミックプレートが用いられる場合は、圧電セラミックプレートに電極櫛と整合する同様な櫛パターンをエッチングする。電極を付設した後、まず、平面に沿う方向に向けられた隣接する歯と歯の間に1in当り1000又は2000ボルト以上の強度の電界を創生するように2つの櫛の間に高電圧を印加することによって圧電セラミックプレートを平面内で分極化する。それによって、爾後に2つの櫛形電極の間に電位差が設定されたとき平面内(剪断)作動が生じるように圧電構造が配向される。
このような2つのアクチュエータ300は、それらの櫛形電極に信号が印加されたときねじれ作動を起すように、図7に示されるように交差させせて配置することができる。
上記各実施形態において、歪みエネルギーを電極/ポリイミド層を通して直接所望の隣接構造体に伝達する場合に明白な、新規な利点が得られることが認められた。そのような操作は、作動タスクに使用するのに有用であり、エアフォイル形状の制御作動や、ノイズ又は振動減殺又は制御等の多種多様の用途に適用することができる。
図8A及び8Bは、それぞれ、平坦な、又は僅かに湾曲した表面に適用される平坦なアクチュエータ60、及び、シャフトに適用される半円筒形のアクチュエータ60の実施形態を示す。このようなアクチュエータが取付けられる物品が金型成形又は積層によって製造される場合は、そのアクチュエータを物品に沈み込ませて組込むか、物品内に埋設するか、あるいは、物品内に積層することができ、アクチュエータの大面積歪みカップリングをその下の物品の表面に当接させるように構成することができる。
ただし、これらのアクチュエータの各電気機械的材料は、歪みエネルギーの変換によって作動するものであるが、本発明の応用範囲は、アクチュエータの表面を介しての歪みカップリングに限定されるものではなく、アクチュエータ全体によって与えられる運動、トルク又は力を利用した他の多数の特殊な機械的構造をも含む。各構成素子を圧電プレートと組合せて積層することにより、圧電プレートが弾性限度又は破壊限度を越えて動くことがなく、しかも、ほとんど完全な作動効率を保持することができ、自由状態にあるときよりもむしろ大きい総変位量を安全に受けることができるようになされた充実構造体を製造することができる。その結果として、驚くほど融通性の高い機械的デバイスが得られる。
これらの実施形態のいずれにおいても、基本的なストリップ又はシェル型密封アクチュエータは、その長手方向に沿って1点又は複数の点においてピン留め又は連結された頑丈なばね弾性を有する素子として使用される。
図9に示されるように、ストリップは、電気的に作動されると、単独で、又は他の素子と一緒に、自己運動レバー、フラップ、板ばね、積重体又はベローとして機能する。即ち、図9A〜9Qにおいて、A,A’及びA”・・・は、それらの図に示されるようなストリップ又はシート型アクチュエータであり、小三角形は、例えば構造体に対する剛性の取付点に相当する固定又はピン留めされた位置を示す。矢印は、運動即ち作動の方向又はそのような作動のための接触点を示し、Lは、アクチュエータに取付けられたレバー示し、Sは、積重素子即ちアクチュエータを示す。
図9Aの積重体型構成、図9Bの片持ちベンンダー型構成又は図9Cの両端をピン留めされたベンダー型構成は、多くの在来のアクチュエータの代わりに用いることができる。例えば、図9Bに示されるような片持ちビームに針(スタイラス)を担持させることにより、高度に制御された単軸線変位を起させて、ペン式プロッターの直線大変位位置ぎめ機構を構成するようにすることができる。シートの拡がりを有し、機械的に環状なアクチュエータを利用する図9D以下の多素子構成からは、特に興味深い機械的特性及び作動特性が期待される。即ち、図9D及びEに示されるように、ピン−ピンベローズ(両端をピン留めされたベローズ)型構成は、カメラの焦点合わせ等の用途のために、単純な面接触運動によって、延長された正確な単軸線Z運動による位置ぎめを行うのに用いることができ、あるいは、流体に圧接する前面の運動を利用する蠕動ポンプを構成するのに用いることができる。
図3に関連して先に述べたように、フレックス回路は、高い柔軟性を有するので、ヒンジ付け、又は折返し縁は、図3に示される中心線のような部位に沿って単に折曲げることによって形成することができ、従って、少数の大型多素子アクチュエータユニットで密閉ベローズを製造することができる。本発明のフレックス回路の構成は、各対のアクチュエータ素子の間に折り線を有し、チェッカー盤状(碁盤の眼状)に配列されたアクチュエータ素子配列体を形成することができる。その場合、折り線は、硬化工程中、例えばワッフル焼き型のような特定輪郭のプレス定盤を用いて印圧し薄肉とすることによって形成することができる。このような構成によれば、単一のフレックス回路組立体からシームレスのベローズ又はその他の折れ目付きアクチュエータを製造することができる。
本発明者は、更に、例えば劇場アニメのための顔マスクや指人形の各部に与えられる曲げ、ねじれ又は揺動等の単純な機械的運動を行わせるのに本発明のこのようなアクチュエータを用いたところ、それらのアクチュエータは、この種の小荷重、中庸変位作動タスクに対して優れた作動特性を有し、取付態様に高い融通性を有することが認められた。
一般に、小ないし中庸変位の空気圧式作動器で実行できるタスクは、本発明のフレックス回路型アクチュエータカードを個別の機械的素子として用いることによって対処することができ、数十ボルトの電気信号によって駆動することができる。そのタスクが、シート、フラップ又は壁のような構造体を含むものである場合は、そのフレックス回路自体が構造用部品を構成するものとすることができる。このように、本発明は、自動運動撹拌ベーン(羽根)、ベローズ又はポンプ壁、ミラー等のような機能に適している。更に、先に述べたように、小変位量の音響又は超音波帯域周波数の表面カプリングを伴うタスクも、低質量の高度にカプリングされたフレックス回路型アクチュエータで容易に実行することができる。
先に述べたように、圧電素子は必ずしも剛性のセラミック素子でなくてもよく、フレックス回路がセンサーとしてのみ用いられる場合は、セラミック素子か、あるいはPVDFのような柔軟な材料を用いてもよい。圧電ポリマーの場合は、その素子をカプリングするのに、固い硬化性エポキシ接合層ではなく比較的薄く、柔軟性のある低温接着剤を使用し、より可撓性が高く、より剛性が低い、又はより薄いフィルムを用いることができる。
本発明の製造方法及び実施形態の以上の説明は、本発明が適用される構成の範囲を示すために記載された。本発明は、歪みアクチュエータ、歪み作動組立体、ダンパー(制振器)及びセンサーの脆弱性、回路構成及び全般的な効用における多数の欠点を克服したが、本発明のモジュラーフレックス回路型アクチュエータ及びセンサーの物理的構造及び実用的応用におけるその他のいろいろな変更及び改変は、当業者には明らかであり、そのような変更及び改変は、本発明の範囲内に属することを理解されたい。
Claims (15)
- 圧電セラミック材料のシートと、その上下に積層された複数の層から成る圧電セラミックパッケージであって、
前記圧電セラミック材料のシートは、第1表面と、第1表面の反対側の第2表面を有し、
該第1表面及び第2表面から選択される能動表面の全面が、非導電性ポリマーフィルム層と導電性リード層を含む可撓性回路によって覆われており、
該ポリマーフィルム層は、前記導電性リード層がその上に配置される第1表面と、該第1表面の反対側の第2表面を有し、該ポリマーフィルム層の第1表面は前記能動表面に対して接合し、
該導電性リード層は、該ポリマーフィルム層上に延長する複数リードセグメントのパターンを有しており、
前記可撓性回路は、硬化性材料の接合層によって前記圧電セラミック材料のシートの前記能動表面に接合されており、それによって、該シートが該接合層によって強化、防護され、該接合層と該可撓性回路とが協同して該シートの能動表面を覆う防護スキンを構成しており、
前記リード層のリードセグメントは、該接合層内に生じた微小空隙を通じて前記圧電セラミック材料の能動表面に接触して該能動表面との電気接触を確立しており、
前記接合層の硬化性材料は、前記リード層の前記各リードセグメント間を充填して前記ポリマーフィルム層の第1表面を前記圧電セラミック材料のシートの能動表面に接合しており、
それによって、該圧電セラミック材料のシートの平面内歪みが、前記ポリマーフィルム層の第2表面に伝達されるように構成されていることを特徴とする圧電セラミックパッケージ。 - 前記硬化性材料は、高架橋性ポリマーであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 前記圧電セラミック材料のシートの第1及び第2横寸法は、1cmより大きいことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 前記接合層は、前記リードセグメントが圧電セラミック材料の能動表面と接触するように該リードセグメントのパターンに対して補完関係をなすパターンを有する硬化性シート材料の平面化層であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 前記圧電セラミックシートは、シート平面を有し、該シート平面内に電界を印加するために可撓性回路が該シートにパターンとして接合されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 前記圧電セラミックシートは、シート平面を有し、該平面に対して垂直方向に変化する電界を印加するために可撓性回路が該シートに接触していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 前記リード層は、櫛形パターンを有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 互いに分かれて配置され、該パッケージのねじれ作動を創生するように異なる方向に作動される少なくとも2つの異なる圧電セラミックシートを含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 該パッケージ内に配設された回路素子を含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 前記回路素子は、分路、フィルタ、インピーダンス整合器、記憶素子、電源、増幅器及びスイッチのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求の範囲第9項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 前記回路素子は、制御器を含むことを特徴とする請求の範囲第9項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 圧電セラミック材料の別のシートを更に備え、これら前記シート及び該別のシートは、該パッケージを湾曲させるために互いに異なる方向に運動するように該パッケージの異なる層内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- ベーン、エアフォイル、シェーカー(振盪篩)、ステップモータ、攪拌機、ダンパー及び超音波分解機の中から選択されたデバイスを構成することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 該パッケージは、積重体、湾曲撓み部材、シェル、プレート及びベンダーの中から選択された機械的物品を構成することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
- 押し器、フラップ、レバー、ベンダー、ベローズ及びそれらの組合せ体のうちの一つとして構成されたことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の圧電セラミックパッケージ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/188,145 | 1994-01-27 | ||
US08/188,145 US6420819B1 (en) | 1994-01-27 | 1994-01-27 | Packaged strain actuator |
PCT/US1995/001111 WO1995020827A1 (en) | 1994-01-27 | 1995-01-27 | Packaged strain actuator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09511100A JPH09511100A (ja) | 1997-11-04 |
JP4139434B2 true JP4139434B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=22691931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52019195A Expired - Fee Related JP4139434B2 (ja) | 1994-01-27 | 1995-01-27 | パッケージ化歪みアクチュエータ |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (5) | US6420819B1 (ja) |
EP (1) | EP0741914B1 (ja) |
JP (1) | JP4139434B2 (ja) |
KR (1) | KR100329671B1 (ja) |
AT (1) | ATE300788T1 (ja) |
AU (1) | AU697494B2 (ja) |
BR (1) | BR9506656A (ja) |
CA (1) | CA2181598C (ja) |
DE (1) | DE69534337T2 (ja) |
WO (1) | WO1995020827A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021515231A (ja) * | 2018-03-08 | 2021-06-17 | エルテック・ソチエタ・ペル・アツィオーニEltek S.P.A. | 機械応力センサ及び製造方法 |
Families Citing this family (165)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6791098B2 (en) | 1994-01-27 | 2004-09-14 | Cymer, Inc. | Multi-input, multi-output motion control for lithography system |
US6404107B1 (en) * | 1994-01-27 | 2002-06-11 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
US6781285B1 (en) * | 1994-01-27 | 2004-08-24 | Cymer, Inc. | Packaged strain actuator |
US6959484B1 (en) * | 1994-01-27 | 2005-11-01 | Cymer, Inc. | System for vibration control |
US6420819B1 (en) * | 1994-01-27 | 2002-07-16 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
US5869189A (en) * | 1994-04-19 | 1999-02-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Composites for structural control |
US5632841A (en) * | 1995-04-04 | 1997-05-27 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Thin layer composite unimorph ferroelectric driver and sensor |
US5590908A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-07 | Carr; Donald W. | Sports board having a pressure sensitive panel responsive to contact between the sports board and a surface being ridden |
US6095547A (en) * | 1995-08-01 | 2000-08-01 | K-2 Corporation | Active piezoelectric damper for a snow ski or snowboard |
US5775715A (en) * | 1995-08-01 | 1998-07-07 | K-2 Corporation | Piezoelectric damper for a board such as a snow ski or snowboard |
US6196935B1 (en) | 1995-09-29 | 2001-03-06 | Active Control Experts, Inc. | Golf club |
US5857694A (en) | 1995-09-29 | 1999-01-12 | Active Control Experts, Inc. | Adaptive sports implement |
US6345834B1 (en) * | 1995-09-29 | 2002-02-12 | Active Control Experts, Inc. | Recreational snowboard |
US6086490A (en) | 1995-09-29 | 2000-07-11 | Active Control Experts, Inc. | Baseball hat |
US5911158A (en) * | 1996-02-29 | 1999-06-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Piezoelectric strain sensor array |
US5920145A (en) * | 1996-09-09 | 1999-07-06 | Mcdonnell Douglas Corporation | Method and structure for embedding piezoelectric transducers in thermoplastic composites |
US6024340A (en) * | 1996-12-04 | 2000-02-15 | Active Control Experts, Inc. | Valve assembly |
US6102426A (en) | 1997-02-07 | 2000-08-15 | Active Control Experts, Inc. | Adaptive sports implement with tuned damping |
US6193029B1 (en) | 1997-07-08 | 2001-02-27 | Active Control Experts, Inc. | Damper and valve |
WO1999004182A1 (en) | 1997-07-14 | 1999-01-28 | Active Control Experts, Inc. | Adaptive damper |
US6757316B2 (en) | 1999-12-27 | 2004-06-29 | Cymer, Inc. | Four KHz gas discharge laser |
DE19735649C2 (de) * | 1997-08-16 | 2000-08-31 | Fraunhofer Ges Forschung | Anordnung zur Dämpfung |
EP0908961B1 (fr) * | 1997-10-13 | 2003-06-04 | Sagem S.A. | Actionneur amplifié à matériaux actifs |
US6198206B1 (en) * | 1998-03-20 | 2001-03-06 | Active Control Experts, Inc. | Inertial/audio unit and construction |
DE19820049C2 (de) * | 1998-05-05 | 2001-04-12 | Epcos Ag | Thermomechanisches Verfahren zum Planarisieren einer fototechnisch strukturierbaren Schicht, insbesondere Verkapselung für elektronische Bauelemente |
GB9811399D0 (en) * | 1998-05-27 | 1998-07-22 | Pbt Limited | Piezo electric arrangements |
US6078126A (en) * | 1998-05-29 | 2000-06-20 | Motorola, Inc. | Resonant piezoelectric alerting device |
US5945772A (en) * | 1998-05-29 | 1999-08-31 | Motorla, Inc. | Damped resonant piezoelectric alerting device |
JP4354549B2 (ja) * | 1998-08-28 | 2009-10-28 | 株式会社産機 | 搬送装置の駆動素子 |
US6259188B1 (en) | 1998-08-31 | 2001-07-10 | Projects Unlimited, Inc. | Piezoelectric vibrational and acoustic alert for a personal communication device |
SE514525E (sv) * | 1998-10-22 | 2006-02-22 | Staffansboda Cie Ab | Anordning och metod för styrning av vibrationer samt verktygshållare |
WO2000051190A1 (en) * | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
US6337465B1 (en) * | 1999-03-09 | 2002-01-08 | Mide Technology Corp. | Laser machining of electroactive ceramics |
US6590922B2 (en) | 1999-09-27 | 2003-07-08 | Cymer, Inc. | Injection seeded F2 laser with line selection and discrimination |
US6795474B2 (en) * | 2000-11-17 | 2004-09-21 | Cymer, Inc. | Gas discharge laser with improved beam path |
US6556600B2 (en) | 1999-09-27 | 2003-04-29 | Cymer, Inc. | Injection seeded F2 laser with centerline wavelength control |
US6580177B1 (en) | 1999-06-01 | 2003-06-17 | Continuum Control Corporation | Electrical power extraction from mechanical disturbances |
JP2003502000A (ja) | 1999-06-01 | 2003-01-14 | コンティニューム コントロール コーポレイション | 機械的変動から電力を取出す方法及びシステム |
FI107193B (fi) * | 1999-06-03 | 2001-06-15 | Rouvari Oy R | Mittausanturi |
US6629341B2 (en) * | 1999-10-29 | 2003-10-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method of fabricating a piezoelectric composite apparatus |
AU2005200740B2 (en) * | 1999-10-29 | 2007-02-01 | The Government Of The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration (Nasa) | Method of fabricating a piezoelectric composite apparatus |
WO2001044681A2 (en) * | 1999-11-17 | 2001-06-21 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Hybrid digital-analog controller |
FI116874B (fi) | 1999-12-02 | 2006-03-15 | Nokia Corp | Äänenmuuntimet |
US6532247B2 (en) | 2000-02-09 | 2003-03-11 | Cymer, Inc. | Laser wavelength control unit with piezoelectric driver |
US6650666B2 (en) * | 2000-02-09 | 2003-11-18 | Cymer, Inc. | Laser wavelength control unit with piezoelectric driver |
US6704157B2 (en) | 2000-04-14 | 2004-03-09 | Seagate Technology Llc | Passive damping method and circuit for data storage device actuator |
US6359372B1 (en) * | 2000-05-03 | 2002-03-19 | Intel Corporation | Circuit card assembly having controlled expansion properties |
US6486589B1 (en) | 2000-05-03 | 2002-11-26 | Intel Corporation | Circuit card assembly having controlled vibrational properties |
DE10023556A1 (de) * | 2000-05-15 | 2001-11-29 | Festo Ag & Co | Piezo-Biegewandler sowie Verwendung desselben |
US20020092699A1 (en) | 2000-06-09 | 2002-07-18 | Worrell Barry Christian | Damped steering assembly |
FR2810686B1 (fr) * | 2000-06-23 | 2002-10-11 | Thomson Marconi Sonar Sas | Dispositif antivibratoire pour paroi |
DE10031793C1 (de) * | 2000-07-04 | 2002-02-07 | Peter Apel | Piezoelektrischer Sensor |
EP1177816B1 (en) * | 2000-08-01 | 2004-11-03 | Head Technology GmbH | Racket for ball sports and method for manufacturing thereof |
WO2002017407A2 (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | The Government Of The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration (Nasa) | Piezoelectric composite device and method for making same |
US6639988B2 (en) | 2000-08-31 | 2003-10-28 | Delphi Technologies, Inc. | Piezo integrated flat speakers for automotive interior panels |
JP3465675B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2003-11-10 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪膜型素子 |
US6459550B1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-10-01 | International Business Machines Corporation | Active damping control for a disk drive |
DE10051784C1 (de) * | 2000-10-19 | 2002-08-14 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Elektromechanisches Funktionsmodul |
US6655035B2 (en) * | 2000-10-20 | 2003-12-02 | Continuum Photonics, Inc. | Piezoelectric generator |
US6839372B2 (en) * | 2000-11-17 | 2005-01-04 | Cymer, Inc. | Gas discharge ultraviolet laser with enclosed beam path with added oxidizer |
US6689288B2 (en) | 2000-11-28 | 2004-02-10 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Polymeric blends for sensor and actuation dual functionality |
DE10059785A1 (de) * | 2000-12-01 | 2002-06-13 | Volkswagen Ag | Anordnung von interdigitalen Elektroden |
US7435613B2 (en) * | 2001-02-12 | 2008-10-14 | Agere Systems Inc. | Methods of fabricating a membrane with improved mechanical integrity |
US6520678B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-02-18 | Spicer Driveshaft, Inc. | Vehicle center bearing assembly including piezo-based device for vibration damping |
JP3724432B2 (ja) | 2001-04-19 | 2005-12-07 | 株式会社ニコン | 薄膜弾性構造体及びその製造方法並びにこれを用いたミラーデバイス及び光スイッチ |
US6707230B2 (en) * | 2001-05-29 | 2004-03-16 | University Of North Carolina At Charlotte | Closed loop control systems employing relaxor ferroelectric actuators |
DE10129456A1 (de) * | 2001-06-19 | 2003-01-09 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung und Analyse von Schallsignalen |
US7451966B1 (en) * | 2001-07-02 | 2008-11-18 | Knowles Gareth J | Isolator mount for shock and vibration |
US20030222540A1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-12-04 | Chih-Kung Lee | Piezoelectric transducer apparatus having independent gain and phase characteristics functions |
US20030047395A1 (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-13 | Patton Mark E. | Control system for vibration employing piezoelectric strain actuators |
US6609985B2 (en) * | 2001-11-07 | 2003-08-26 | Borgwarner Inc. | Tensioner with vibrational damping |
ATE337835T1 (de) | 2002-01-14 | 2006-09-15 | Head Technology Gmbh | Verbesserter ski, verfahren zum versteifen des skis und verfahren zum herstellen des skis |
US6919669B2 (en) * | 2002-03-15 | 2005-07-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Electro-active device using radial electric field piezo-diaphragm for sonic applications |
WO2003079409A2 (en) | 2002-03-15 | 2003-09-25 | United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Electro-active device using radial electric field piezo-diaphragm for control of fluid movement |
DE10216460B4 (de) * | 2002-04-12 | 2004-06-09 | Ops Automation Ag | Selbstüberwachender piezoelektrischer Sensor |
DE10226477A1 (de) * | 2002-06-14 | 2004-02-12 | Audi Ag | Lenksäule mit einem Lenkrad für ein Kraftfahrzeug |
JP4048886B2 (ja) * | 2002-09-10 | 2008-02-20 | 株式会社村田製作所 | 超音波センサ |
US7218481B1 (en) | 2002-10-07 | 2007-05-15 | Hutchinson Technology Incorporated | Apparatus for insulating and electrically connecting piezoelectric motor in dual stage actuator suspension |
AU2003283543A1 (en) * | 2002-11-19 | 2004-06-15 | 1... Limited | Electro-active actuator |
DE10301818A1 (de) * | 2003-01-20 | 2004-07-29 | Carl Zeiss Smt Ag | Piezo-Linearantrieb mit einer Gruppe von Piezostapelaktuatoren |
US20050012434A1 (en) * | 2003-03-26 | 2005-01-20 | Continuum Photonics, Inc. | Robust piezoelectric power generation module |
US7049153B2 (en) * | 2003-04-23 | 2006-05-23 | Micron Technology, Inc. | Polymer-based ferroelectric memory |
US7105988B2 (en) | 2003-04-30 | 2006-09-12 | Vibration-X Di Bianchini Emanulee E C. Sas | Piezoelectric device and method to manufacture a piezoelectric device |
WO2005056346A2 (de) * | 2003-12-10 | 2005-06-23 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben eines sensors in einem sicherheitssystem |
CN1910810B (zh) * | 2004-02-05 | 2010-04-21 | 松下电器产业株式会社 | 促动器及促动器用平板状电极支撑体的制造方法 |
JP2007534172A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ | 微小電気機械装置 |
US20050286599A1 (en) * | 2004-06-29 | 2005-12-29 | Rafac Robert J | Method and apparatus for gas discharge laser output light coherency reduction |
DE102004033230B4 (de) * | 2004-07-08 | 2008-09-04 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Lenksäule |
DE102004046150A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-03-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Schwingungsbeeinflussung eines Flächenelementes |
US7259499B2 (en) * | 2004-12-23 | 2007-08-21 | Askew Andy R | Piezoelectric bimorph actuator and method of manufacturing thereof |
US7127948B2 (en) * | 2005-02-17 | 2006-10-31 | The Boeing Company | Piezoelectric sensor, sensor array, and associated method for measuring pressure |
EP1875525A2 (en) * | 2005-04-13 | 2008-01-09 | Par Technologies, LLC. | Piezoelectric diaphragm assembly with conductors on flexible film |
EP1717500B1 (de) * | 2005-04-28 | 2007-08-08 | FESTO AG & Co | Piezo-Biegewandler |
US8379687B2 (en) | 2005-06-30 | 2013-02-19 | Cymer, Inc. | Gas discharge laser line narrowing module |
CN100526992C (zh) | 2005-07-01 | 2009-08-12 | 株式会社尼康 | 曝光装置、曝光方法及设备制造方法 |
DE102005050159A1 (de) * | 2005-10-19 | 2007-04-26 | Siemens Ag | Schwingungssensor |
US7321607B2 (en) * | 2005-11-01 | 2008-01-22 | Cymer, Inc. | External optics and chamber support system |
US20070163865A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-07-19 | Huo-Lu Tsai | Thin film circuit board of keyboard |
US7443082B2 (en) * | 2006-03-03 | 2008-10-28 | Basf Corporation | Piezoelectric polymer composite article and system |
US7508119B2 (en) * | 2006-06-22 | 2009-03-24 | General Electric Company | Multifunction sensor system for electrical machines |
US7987728B2 (en) * | 2006-07-07 | 2011-08-02 | The University Of Houston System | Piezoceramic-based smart aggregate for unified performance monitoring of concrete structures |
DE102006040316B4 (de) | 2006-08-29 | 2012-07-05 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Piezokeramischer Flächenaktuator und Verfahren zur Herstellung eines solchen |
US7726174B2 (en) * | 2006-10-24 | 2010-06-01 | Zevex, Inc. | Universal air bubble detector |
US20080246367A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-10-09 | Adaptivenergy, Llc | Tuned laminated piezoelectric elements and methods of tuning same |
US7878069B2 (en) | 2009-05-04 | 2011-02-01 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Torque insensitive header assembly |
US7559248B2 (en) * | 2007-07-03 | 2009-07-14 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | High pressure transducer having an H shaped cross-section |
KR20090018470A (ko) * | 2007-08-17 | 2009-02-20 | 한국전자통신연구원 | 마이크로 에너지 발전-저장 소자 |
EP2183564B1 (en) * | 2007-08-24 | 2019-01-02 | Moog Inc. | Ultrasonic air and fluid detector |
JP5111071B2 (ja) * | 2007-09-05 | 2012-12-26 | エルメック電子工業株式会社 | 圧電センサ |
WO2009031590A1 (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-12 | Kureha Corporation | 圧電センサ |
EP2219533A4 (en) * | 2007-12-07 | 2013-12-18 | Zevex Inc | METHOD FOR INDUCING TRANSVERSAL DISPLACEMENT IN LANGEVIN-TYPE TRANSDUCERS BY ELECTRODES DIVIDED FROM CERAMIC ELEMENTS |
NL1036222A1 (nl) | 2007-12-13 | 2009-06-16 | Asml Netherlands Bv | Pulse Modifier, Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method. |
JP2009198317A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Denso Corp | 荷重検出装置 |
DE102008000816A1 (de) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung |
WO2009149676A1 (de) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Centa-Antriebe Kirschey Gmbh | Elastische wellenkupplung mit adaptiver charakteristik |
DE102008047562B4 (de) * | 2008-09-16 | 2012-11-08 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie |
JP5469344B2 (ja) * | 2009-01-14 | 2014-04-16 | 株式会社竹中工務店 | 膜型アクチュエータ、複層膜型アクチュエータ、及び空気バネ構造 |
WO2010091314A2 (en) | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Zevex, Inc. | Air bubble detector |
US7948147B2 (en) * | 2009-02-19 | 2011-05-24 | The Boeing Company | Sensor network incorporating stretchable silicon |
US8487759B2 (en) | 2009-09-30 | 2013-07-16 | Apple Inc. | Self adapting haptic device |
US10013058B2 (en) | 2010-09-21 | 2018-07-03 | Apple Inc. | Touch-based user interface with haptic feedback |
EP2528125B1 (en) * | 2010-09-24 | 2014-11-26 | BlackBerry Limited | Piezoelectric actuator assembly |
US10429929B2 (en) | 2010-09-24 | 2019-10-01 | Blackberry Limited | Piezoelectric actuator apparatus and methods |
US10120446B2 (en) | 2010-11-19 | 2018-11-06 | Apple Inc. | Haptic input device |
KR101153686B1 (ko) * | 2010-12-21 | 2012-06-18 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 전자부품 제조방법 및 그 제조방법에 의한 적층 세라믹 전자부품 |
US9305120B2 (en) | 2011-04-29 | 2016-04-05 | Bryan Marc Failing | Sports board configuration |
TW201308865A (zh) * | 2011-08-04 | 2013-02-16 | Chief Land Electronic Co Ltd | 能量轉換模組 |
TW201308866A (zh) * | 2011-08-04 | 2013-02-16 | Chief Land Electronic Co Ltd | 能量轉換模組 |
CN102931868A (zh) * | 2011-08-08 | 2013-02-13 | 庆良电子股份有限公司 | 能量转换模块 |
CN102932717A (zh) * | 2011-08-08 | 2013-02-13 | 庆良电子股份有限公司 | 能量转换模块 |
US9762150B2 (en) | 2011-09-13 | 2017-09-12 | Mide Technology Corporation | Self-powered sensor system |
US20130080932A1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-03-28 | Sanjiv Sirpal | Secondary single screen mode activation through user interface toggle |
US9024462B2 (en) * | 2012-09-19 | 2015-05-05 | Jeff Thramann | Generation of electrical energy in a ski or snowboard |
US9178509B2 (en) | 2012-09-28 | 2015-11-03 | Apple Inc. | Ultra low travel keyboard |
US9798902B2 (en) | 2012-10-25 | 2017-10-24 | Mide Technology Corporation | Self-powered anti-tamper sensors |
TW201416140A (zh) * | 2012-10-31 | 2014-05-01 | Ind Tech Res Inst | 可撓式超音波致動裝置 |
WO2015047360A1 (en) * | 2013-09-29 | 2015-04-02 | Rinand Solutions Llc | Force sensing compliant enclosure |
WO2015047364A1 (en) | 2013-09-29 | 2015-04-02 | Pearl Capital Developments Llc | Devices and methods for creating haptic effects |
CN105683865B (zh) | 2013-09-30 | 2018-11-09 | 苹果公司 | 用于触觉响应的磁性致动器 |
US9317118B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-04-19 | Apple Inc. | Touch surface for simulating materials |
WO2015088491A1 (en) | 2013-12-10 | 2015-06-18 | Bodhi Technology Ventures Llc | Band attachment mechanism with haptic response |
US9741922B2 (en) | 2013-12-16 | 2017-08-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Self-latching piezocomposite actuator |
US9836123B2 (en) | 2014-02-13 | 2017-12-05 | Mide Technology Corporation | Bussed haptic actuator system and method |
WO2015163842A1 (en) | 2014-04-21 | 2015-10-29 | Yknots Industries Llc | Apportionment of forces for multi-touch input devices of electronic devices |
DE102015209639A1 (de) | 2014-06-03 | 2015-12-03 | Apple Inc. | Linearer Aktuator |
KR102019505B1 (ko) | 2014-09-02 | 2019-09-06 | 애플 인크. | 햅틱 통지 |
US10353467B2 (en) | 2015-03-06 | 2019-07-16 | Apple Inc. | Calibration of haptic devices |
KR102480632B1 (ko) * | 2015-03-23 | 2022-12-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 압전 소자 및 이를 이용한 압전 센서 |
AU2016100399B4 (en) | 2015-04-17 | 2017-02-02 | Apple Inc. | Contracting and elongating materials for providing input and output for an electronic device |
WO2017044618A1 (en) | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Apple Inc. | Linear actuators for use in electronic devices |
US10039080B2 (en) | 2016-03-04 | 2018-07-31 | Apple Inc. | Situationally-aware alerts |
US10268272B2 (en) | 2016-03-31 | 2019-04-23 | Apple Inc. | Dampening mechanical modes of a haptic actuator using a delay |
JPWO2017188130A1 (ja) * | 2016-04-28 | 2019-03-07 | 株式会社バルカー | 感圧検出方法、感圧センサー、感圧検出装置および感圧検出システム |
US20170364158A1 (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-21 | Apple Inc. | Localized and/or Encapsulated Haptic Actuators and Elements |
GB201617171D0 (en) | 2016-10-10 | 2016-11-23 | Universitetet I Troms� - Norges Arktiske Universitet | Piezoelectric films |
US10622538B2 (en) | 2017-07-18 | 2020-04-14 | Apple Inc. | Techniques for providing a haptic output and sensing a haptic input using a piezoelectric body |
US10691211B2 (en) | 2018-09-28 | 2020-06-23 | Apple Inc. | Button providing force sensing and/or haptic output |
US10599223B1 (en) | 2018-09-28 | 2020-03-24 | Apple Inc. | Button providing force sensing and/or haptic output |
CN109860384B (zh) * | 2019-01-17 | 2022-07-01 | 业成科技(成都)有限公司 | 应变规驱动压电装置 |
US11711892B2 (en) | 2019-07-15 | 2023-07-25 | Velvetwire Llc | Method of manufacture and use of a flexible computerized sensing device |
US11380470B2 (en) | 2019-09-24 | 2022-07-05 | Apple Inc. | Methods to control force in reluctance actuators based on flux related parameters |
CN112781781B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-04-22 | 浙江启尔机电技术有限公司 | 一种浸没控制单元的扰动力测量装置 |
US11977683B2 (en) | 2021-03-12 | 2024-05-07 | Apple Inc. | Modular systems configured to provide localized haptic feedback using inertial actuators |
US11809631B2 (en) | 2021-09-21 | 2023-11-07 | Apple Inc. | Reluctance haptic engine for an electronic device |
DE102021129229B9 (de) * | 2021-11-10 | 2022-11-03 | Tdk Electronics Ag | Piezoelektrischer Wandler |
Family Cites Families (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2877363A (en) | 1954-10-29 | 1959-03-10 | Tibbetts Lab Inc | Transducer leads |
NL261168A (ja) | 1960-03-07 | |||
US3481014A (en) | 1968-01-04 | 1969-12-02 | Litton Precision Prod Inc | Method of making a high temperature,high vacuum piezoelectric motor mechanism |
CH476990A (de) * | 1968-07-30 | 1969-08-15 | Kistler Instrumente Ag | Kraftaufnehmer mit mindestens einem zwischen zwei Kraftübertragungslagern angeordneten Piezoelement |
US3872332A (en) | 1971-04-19 | 1975-03-18 | Honeywell Inc | Composite bond for acoustic transducers |
GB1370164A (en) | 1972-01-30 | 1974-10-16 | Mullard Ltd | Piezoelectric transducer |
CA1006969A (en) | 1973-07-26 | 1977-03-15 | Lyle E. Shoot | Piezoelectric transducer |
US4054808A (en) * | 1974-08-19 | 1977-10-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Vibration detecting device having a piezoelectric ceramic plate and a method for adapting the same for use in musical instruments |
US4194194A (en) | 1978-01-30 | 1980-03-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Piezoelectric vibration detector for sensing a nearby intruder |
DE2858153C2 (de) * | 1978-05-10 | 1984-10-18 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum Ankleben eines elektrischen Bauteils mit einer flächenförmigen Elektrode an eine Trägerplatte |
US4240002A (en) | 1979-04-02 | 1980-12-16 | Motorola, Inc. | Piezoelectric transducer arrangement with integral terminals and housing |
JPS6048112B2 (ja) | 1979-05-02 | 1985-10-25 | ソニー株式会社 | 電気・機械変換素子 |
US4404489A (en) * | 1980-11-03 | 1983-09-13 | Hewlett-Packard Company | Acoustic transducer with flexible circuit board terminals |
US4363991A (en) * | 1980-12-24 | 1982-12-14 | Seymour Edelman | Drag modification piezoelectric panels |
DE3267853D1 (en) * | 1981-02-06 | 1986-01-23 | Emi Ltd | Device sensitive to pressure waves |
US4400642A (en) | 1982-07-12 | 1983-08-23 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Piezoelectric composite materials |
US4458173A (en) * | 1983-02-04 | 1984-07-03 | Essex-Tec Corporation | Pressure sensitive electric signal generator |
JPS60143358U (ja) | 1984-03-05 | 1985-09-24 | 呉羽化学工業株式会社 | アレイ型超音波探触子 |
GB2155732B (en) * | 1984-03-14 | 1987-05-28 | Rolls Royce | Stress wave transducer |
JPS612376A (ja) | 1984-06-14 | 1986-01-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | シ−ト状圧電体 |
EP0176030B1 (en) * | 1984-09-26 | 1992-04-29 | TERUMO KABUSHIKI KAISHA trading as TERUMO CORPORATION | Ultrasonic transducer and method of manufacturing same |
JPS61144565A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-02 | Toshiba Corp | 高分子圧電型超音波探触子 |
JPS61205100A (ja) | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電発音体 |
US4732351A (en) * | 1985-03-21 | 1988-03-22 | Larry Bird | Anti-icing and deicing device |
CH667763A5 (de) * | 1985-07-23 | 1988-10-31 | Schenk & Co | Folientastatur. |
US4680595A (en) * | 1985-11-06 | 1987-07-14 | Pitney Bowes Inc. | Impulse ink jet print head and method of making same |
JPS6372171A (ja) | 1986-09-12 | 1988-04-01 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 電歪駆動体の製造方法 |
US4864179A (en) * | 1986-10-10 | 1989-09-05 | Edo Corporation, Western Division | Two-dimensional piezoelectric transducer assembly |
JPS6372172A (ja) | 1987-03-11 | 1988-04-01 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 薄板状電歪積層体 |
US4761582A (en) * | 1987-03-19 | 1988-08-02 | Motorola, Inc. | Dual mode transducer |
US4849668A (en) | 1987-05-19 | 1989-07-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Embedded piezoelectric structure and control |
US4914565A (en) * | 1987-05-22 | 1990-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Piezo-electric transducer having electrodes that adhere well both to ceramic as well as to plastics |
US5448232A (en) | 1989-05-03 | 1995-09-05 | Mitron Systems Corporation | Roadway sensors and method of installing same |
DE69026765T2 (de) | 1989-07-11 | 1996-10-24 | Ngk Insulators Ltd | Einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Film enthaltende piezoelektrischer/elektrostriktiver Antrieb |
EP0527135A4 (en) * | 1990-02-27 | 1993-11-03 | University Of Maryland At College Park | Method and apparatus for structural actuation and sensing in a desired direction |
JPH07108102B2 (ja) | 1990-05-01 | 1995-11-15 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪膜型アクチュエータの製造方法 |
US5404067A (en) | 1990-08-10 | 1995-04-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Bonded piezoelectric bending transducer and process for producing the same |
US5305507A (en) * | 1990-10-29 | 1994-04-26 | Trw Inc. | Method for encapsulating a ceramic device for embedding in composite structures |
US5315205A (en) | 1991-09-25 | 1994-05-24 | Tokin Corporation | Piezoelectric vibrator capable of reliably preventing dielectric breakdown and a method of manufacturing the same |
US5315203A (en) * | 1992-04-07 | 1994-05-24 | Mcdonnell Douglas Corporation | Apparatus for passive damping of a structure |
US5302880A (en) | 1992-05-20 | 1994-04-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric tuning fork resonator and method of manufacturing the same |
US5424596A (en) | 1992-10-05 | 1995-06-13 | Trw Inc. | Activated structure |
JP3222220B2 (ja) | 1992-10-19 | 2001-10-22 | 株式会社村田製作所 | チップ型圧電共振子の製造方法 |
JP3140223B2 (ja) * | 1992-11-11 | 2001-03-05 | キヤノン株式会社 | マイクロアクチュエータおよびその作製方法 |
US5410789A (en) * | 1992-11-13 | 1995-05-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing piezoelectric-resonator having vibrating spaces formed therein |
US5525853A (en) | 1993-01-21 | 1996-06-11 | Trw Inc. | Smart structures for vibration suppression |
US5473214A (en) | 1993-05-07 | 1995-12-05 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Low voltage bender piezo-actuators |
US5438998A (en) * | 1993-09-07 | 1995-08-08 | Acuson Corporation | Broadband phased array transducer design with frequency controlled two dimension capability and methods for manufacture thereof |
US5415175A (en) * | 1993-09-07 | 1995-05-16 | Acuson Corporation | Broadband phased array transducer design with frequency controlled two dimension capability and methods for manufacture thereof |
US6420819B1 (en) * | 1994-01-27 | 2002-07-16 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
US5493541A (en) * | 1994-12-30 | 1996-02-20 | General Electric Company | Ultrasonic transducer array having laser-drilled vias for electrical connection of electrodes |
US5632841A (en) * | 1995-04-04 | 1997-05-27 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Thin layer composite unimorph ferroelectric driver and sensor |
-
1994
- 1994-01-27 US US08/188,145 patent/US6420819B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-18 US US08/342,370 patent/US5687462A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-01-27 BR BR9506656A patent/BR9506656A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-01-27 JP JP52019195A patent/JP4139434B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-01-27 DE DE69534337T patent/DE69534337T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-27 WO PCT/US1995/001111 patent/WO1995020827A1/en active IP Right Grant
- 1995-01-27 CA CA002181598A patent/CA2181598C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-01-27 AT AT95910131T patent/ATE300788T1/de active
- 1995-01-27 AU AU18348/95A patent/AU697494B2/en not_active Ceased
- 1995-01-27 KR KR1019960704047A patent/KR100329671B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-01-27 EP EP95910131A patent/EP0741914B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-09-10 US US08/711,249 patent/US5656882A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-10-03 US US08/943,645 patent/US6069433A/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-04-18 US US09/837,773 patent/US20020047499A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021515231A (ja) * | 2018-03-08 | 2021-06-17 | エルテック・ソチエタ・ペル・アツィオーニEltek S.P.A. | 機械応力センサ及び製造方法 |
JP7273051B2 (ja) | 2018-03-08 | 2023-05-12 | エルテック・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 機械応力センサ及び製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1995020827A1 (en) | 1995-08-03 |
US20020047499A1 (en) | 2002-04-25 |
KR100329671B1 (ko) | 2002-08-13 |
AU697494B2 (en) | 1998-10-08 |
EP0741914A1 (en) | 1996-11-13 |
US6069433A (en) | 2000-05-30 |
KR970700944A (ko) | 1997-02-12 |
EP0741914B1 (en) | 2005-07-27 |
JPH09511100A (ja) | 1997-11-04 |
EP0741914A4 (en) | 1998-04-29 |
US5656882A (en) | 1997-08-12 |
US5687462A (en) | 1997-11-18 |
AU1834895A (en) | 1995-08-15 |
US6420819B1 (en) | 2002-07-16 |
ATE300788T1 (de) | 2005-08-15 |
CA2181598C (en) | 2001-03-27 |
DE69534337D1 (de) | 2005-09-01 |
CA2181598A1 (en) | 1995-08-03 |
BR9506656A (pt) | 1997-09-16 |
DE69534337T2 (de) | 2006-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4139434B2 (ja) | パッケージ化歪みアクチュエータ | |
US6404107B1 (en) | Packaged strain actuator | |
US6781285B1 (en) | Packaged strain actuator | |
JP2003527046A (ja) | パッケージングされたひずみアクチュエータ | |
KR100648158B1 (ko) | 진동 제어를 위한 방법 및 그 장치 | |
WO2000045067A9 (en) | Method and device for vibration control | |
US6791098B2 (en) | Multi-input, multi-output motion control for lithography system | |
US20050012434A1 (en) | Robust piezoelectric power generation module | |
US11316093B2 (en) | Electricity generator comprising a magneto-electric converter and method of production | |
US6114798A (en) | Stacked element and vibration drive device | |
US6614143B2 (en) | Class V flextensional transducer with directional beam patterns | |
York et al. | Meso scale flextensional piezoelectric actuators | |
KR20010108276A (ko) | 패키지화된 스트레인 액츄에이터 | |
EP1246267A1 (en) | Method for shaping laminar piezoelectric actuators and sensors and related device | |
JPH07227090A (ja) | 棒状超音波振動子及び棒状超音波モータ並びに装置 | |
Fiore et al. | 1-3 piezocomposite SmartPanels | |
JPS61152086A (ja) | 積層型圧電駆動装置の使用方法 | |
Koopmann et al. | Embeddable induced strain actuator using a framed 3-3 piezoceramic stack: modeling and characterization | |
JPS59211291A (ja) | 電気−機械変換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20060927 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20061113 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070227 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070523 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070709 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070827 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080401 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080410 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080410 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080527 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080609 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |