JPH01189181A - 圧電アクチユエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は圧電部材を振動体の脚部間に挾持して前記圧電
部材の伸縮運動を該振動体の脚開閉運動に変換して駆動
力を得る脚移動式の圧電アクチュエータに関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、変位発生力が大きく、低電圧駆動で効率的に所望
の変位特性が得られる積層圧電体を使用した脚移動式の
圧電アクチュエータが提案されている。

この圧電アクチュエータの例を第５図（Ａ）。

（Ｂ）に示す。　第５図（Ａ）は正面図、第５図（Ｂ）
は側面図を表わしている。

図中１は金属等の弾性体で形成された振動体、２は振動
体１の脚部間に固着された積層型セラミック圧電体、３
ａ、３ｂは接着層、４は振動体１が圧接された固定子で
ある。なお、この振動体１を固定子とし、符号４の部材
を可動子とした構造であっても同じである。

そして積層型セラミック圧電体２に所定電圧を印加する
と該圧電体２が伸縮運動を起こす。この圧電体２の両端
部は接着層３ａ、３ｂを介して振動体１の脚部に固着さ
れており、圧電体２の伸縮運動に従い振動体１の脚部が
開閉運動を生じ、基部を支点として揺動運動を生ずる。

振動体１の脚部はその開閉運動方向の前後面で長さに若
干の差があり、第５図（Ａ）、（Ｂ）に示す如く固定子
４に対し一部のみ接触する構成となっている。このため
、振動体を固定子４に所定圧力で圧接させることにより
固定子４とこの脚部との接触部の摩擦効果で尺取虫運動
を生じ、振動体１は図の矢印へ方向又はＢ方向に移動す
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の圧電アクチュエータにおいて最も重要なことは、
積層圧電体に生じた伸縮歪を、効率よく振動体の脚部に
伝達することである。

通常は接着剤のみによって固着されるため、組立加工が
面倒で固着位置の位置決めも難しく、また、圧電体２に
よる脚部への押圧値も均一化するのが困難であり、安定
性に乏しいという欠点があった。

又、金属製である振動体と比べて接着層３ａ。

３ｂの剛性が弱いため、振動体を金属とした時、伝達効
率が低下してしまう。

［課題を解決するための手段］ 本発明の圧電アクチュエータは上述の課題を解決するこ
とを目的として成されたもので、上述の課題を解決する
一段として以下の構成を備える。

即ち、圧電部材を振動体の脚部間に挾持して前記圧電部
材の伸縮運動を該振動体の脚開閉運動に変換して駆動力
を得る圧電アクチュエータにおいて、振動体の少なくと
も一方の膨面に前記圧電部材を押圧し、該押圧力を調整
変更可能な押圧部を備える。

［作用］ 以上の構成において、振動体の加工処理が終了した後、
任意の圧接力で圧電体を振動体脚部間に挟持することが
でき、圧電部材の伸縮運動を効率よく振動体に伝達する
ことができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

［第１実施例］ 第１図は本発明に係る一実施例の正面図であり、図中１
１は「コ」字型の振動体、１２は積層型のセラミック圧
電体、１３ｂは圧電体１２を振動体１１の一方の脚の内
側に固着する接着層、１３ａは圧電体１２と螺子１５と
を固着する接着層、１４は固定子、１５は圧電体１２を
所定圧力で圧接し、振動体の脚部間に挟持するための振
動体脚部の一方端部に配設された螺子孔に螺嵌された螺
子、２１は螺子１５を固定するための接着剤である。螺
子１５と圧電体１２とを固着する接着層１３ａは剛性の
高いものとなっている。

このように、接着層１３ａにより圧電体１２の収縮時の
変位が確実に振動体に伝達される。また、接着剤２１に
より螺子１５のガタが完全に吸収される。

以上の構成により、圧電体１２と螺子１５の接着時、螺
子１５により必要な押圧力を圧電体１２に加えることが
でき、必要最小限の接着層で固着することができる。

又、接着層の厚さを薄くすることができるため、接触部
の剛性を高くすることができる。即ち、厚さの管理がで
き、変位の伝速も効率よく行なうことができる。

さらに、圧電体１２の厚さや振動体１１脚部寸法を限定
する必要がなく、部品製作等も極めて容易となる。

更に、主変位伝達を金属等で形成された螺子が負担する
ことにより変位減衰を少なくすることができる。

［第２実施例］ 以上の説明は螺子１５を振動体１１の一方の脚部に螺嵌
させ、螺子１５と脚部外側とを接着剤２１で固着する例
を説明したが、本発明は以上の例に限るものではなく、
振動体１１の両脚部に螺子穴を配設し、両側から圧電体
に圧力を加えてもよい。

この螺子も圧電体抑圧面を大径の円柱形状とし、卵内側
より脚部の螺子穴に螺嵌させ、脚外側より螺子を回転さ
せて圧電体圧接力を調整してもよい。この様に構成した
例を第２図に示す。

第２図図示の如く、圧電体１２は螺子１６及び１７によ
り両側から押圧されており、螺子１６゜１７と圧電体１
２との間に接着層１３ａ、１３ｂで接着されている。そ
して螺子１６ａ、１６ｂは振動体１１の両脚部と接着剤
１８ａ、１８ｂおよび１９ａ、１９ｂで固着されている
。　以上の構成により、圧電体１２と螺子１６．１７と
の圧接面の面積を広く取ることができ、効率の良い変位
の伝達が可能となる。

なお、螺子１６．１７と脚部との接着は両方より行なう
のではなく、どちらか一方でもよい。

［第３実施例］ 以上の説明は螺子と振動体１１とは接着材で固着されて
いたが、振動体１１と螺子とのガタの無い場合にはこの
接着材を省略することができる。

即ち、振動体の脚部に螺子穴を配設するのではなく、螺
子より所定径小径の下孔加工をしておき、この孔にタッ
ピング螺子をネジ込み、圧電体１２を圧接する構成とす
ることもできる。このように構成した例を第３図に示す
。

これにより、接着材が不要となり、組み立て工程も簡略
化され、接着剤も不要となる。

［第４実施例］ 圧電体１２は高価な部材であり、これを脚部間に多量に
使用するとコストアップが避けられない。

このため、この高価な圧電体の量を減らし、かつ十分な
変位を得るために一部に変位伝達部材を配してもよい。

このように構成した例を第４図の示す。

ここで、２２が変位伝達部材であり、これにより更に脚
部の間隔を広げることができる。なお、変位伝達部材は
金属等の剛性のたかいものが好ましい。

以上説明した様に上記の実施例によれば、圧電体を螺子
により必要な押圧力を加えることができ、必要最小限の
接着層で圧電体の変位を振動体に伝達できる。

又１．接着層の厚さを薄くすることができるため、接触
部の剛性を高くすることができる。即ち、厚さの管理が
でき、変位の伝達も効率よく行なうことができる。

さらに、圧電体の厚さや振動体脚部開部寸法を限定する
必要がなく、部品製作等も極めて容易となる。

更に、主変位伝達を一般に金属で作られる螺子が負担す
ることにより変位減衰を少なくすることができる。

更にまた構造の簡単な脚移動方式の圧電アクチュエータ
を効率良く揺動させることができる。この方式の圧電ア
クチュエータは組み立ても容易であり、進行波型と比し
、製造コストも軽減することができる。

［発明の効果〕 以上説明した様に本発明によれば、簡単な構造で効率よ
く変位を伝達できる圧電アクチュエータが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の正面図、第２図は本
発明に係る第２実施例の正面図、第３図は本発明に係る
第３実施例の正面図、第４図は本発明に係る第４実施例
の正面図、第５図（Ａ）は従来の脚移動方式の圧電アク
チュエータの正面図、 第５図（Ｂ）は従来の脚移動方式の圧電アクチュエータ
の側面図である。 図中、１．１１・・・振動体、２．１２・・・圧電体、
３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ、１８ａ、１８ｂ。 １９ａ、１９ｂ・・・接着層、４．１４・・・固定子、
１５．１６，１７．２５・・・螺子、２２・・・変位伝
達部材である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電部材を振動体の脚部間に挾持して前記圧電部
   材の伸縮運動を該振動体の脚開閉運動に変換して駆動力
   を得る脚移動式の圧電アクチュエータにおいて、前記振
   動体の少なくとも一方の脚に前記圧電部材を押圧し、該
   押圧力を調整変更可能な押圧部を備えることを特徴とす
   る圧電アクチュエータ。
2. （２）振動体押圧部は振動体脚部に配設させた螺子穴と
   該螺子穴に螺合された螺子より構成され、該螺子による
   締付け量により圧電部材の押圧力を調整可能であること
   を特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエータ。
3. （３）螺子はタッピング構造であり振動体のネジ穴加工
   を不要としたことを特徴とする請求項２記載の圧電アク
   チュエータ。
4. （４）圧電体はその一部が変位伝達部材で構成されるこ
   とを特徴とする請求項２又は３記載の圧電アクチュエー
   タ。