JPH06121552A - 圧電アクチュエータ - Google Patents
圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH06121552A JPH06121552A JP4078856A JP7885692A JPH06121552A JP H06121552 A JPH06121552 A JP H06121552A JP 4078856 A JP4078856 A JP 4078856A JP 7885692 A JP7885692 A JP 7885692A JP H06121552 A JPH06121552 A JP H06121552A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramic
- ceramic plate
- electrodes
- piezoelectric
- 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.)
- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 低電圧駆動が可能で、リニア駆動が可能な圧
電アクチュエータを得る。 【構成】 圧電セラミック板１０の表裏面に２分割さ
れ、対向して配置された電極１１，１２を形成し、この
電極に交流電圧を印加する。圧電セラミック板１０に生
じる縦振動と屈曲振動の合成による楕円運動が圧電セラ
ミック板１０の端面に生じ、これに物体を当接させて相
対的な位置を変えることができる。
電アクチュエータを得る。 【構成】 圧電セラミック板１０の表裏面に２分割さ
れ、対向して配置された電極１１，１２を形成し、この
電極に交流電圧を印加する。圧電セラミック板１０に生
じる縦振動と屈曲振動の合成による楕円運動が圧電セラ
ミック板１０の端面に生じ、これに物体を当接させて相
対的な位置を変えることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電アクチュエータに
係るもので、特に低電圧リニア駆動が可能な圧電アクチ
ュエータに関するものである。
係るもので、特に低電圧リニア駆動が可能な圧電アクチ
ュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電モータ、圧電アクチュエータの各方
面での利用が考えられ、またそのための各種の構造の圧
電モータ、圧電アクチュエータが提案されている。少電
力駆動が可能であり、電磁波の影響がないといった利点
があるためである。しかし、大きなトルクを得たり、大
きな変位量を得るためには、複雑な構造が必要となった
り、製造も難しくなるなどの問題もある。
面での利用が考えられ、またそのための各種の構造の圧
電モータ、圧電アクチュエータが提案されている。少電
力駆動が可能であり、電磁波の影響がないといった利点
があるためである。しかし、大きなトルクを得たり、大
きな変位量を得るためには、複雑な構造が必要となった
り、製造も難しくなるなどの問題もある。
【０００３】また、駆動電圧を高くしなければならず、
そのための電源装置が大型化するといった問題もあっ
た。
そのための電源装置が大型化するといった問題もあっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡単な構造
で、比較的大きな出力の得られる圧電アクチュエータを
得ようとするものである。
で、比較的大きな出力の得られる圧電アクチュエータを
得ようとするものである。
【０００５】また、低電圧駆動が可能で電源回路の小型
化が容易な、リニア駆動（運動）を得ることができ、精
密装置の位置決めなどに適した圧電アクチュエータを得
ようとするものである。
化が容易な、リニア駆動（運動）を得ることができ、精
密装置の位置決めなどに適した圧電アクチュエータを得
ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電セラミッ
ク板に縦振動と屈曲振動を生じさせ、それによって生じ
る楕円運動を利用することによって、上記の課題を解決
するものである。
ク板に縦振動と屈曲振動を生じさせ、それによって生じ
る楕円運動を利用することによって、上記の課題を解決
するものである。
【０００７】すなわち、長方形の圧電セラミック板、そ
の一表面に形成された２つの電極、もう一方の表面に前
記２つの電極と対向して形成された２つの電極を具え、
それぞれの電極は駆動電源に接続され、圧電セラミック
板に生じる縦振動と屈曲振動により圧電セラミック板の
端面に生じる楕円運動を利用し、その端面に当接する物
体との相対的な位置を移動させることに特徴を有するも
のである。
の一表面に形成された２つの電極、もう一方の表面に前
記２つの電極と対向して形成された２つの電極を具え、
それぞれの電極は駆動電源に接続され、圧電セラミック
板に生じる縦振動と屈曲振動により圧電セラミック板の
端面に生じる楕円運動を利用し、その端面に当接する物
体との相対的な位置を移動させることに特徴を有するも
のである。
【０００８】
【作用】圧電セラミック板に生じる縦振動と屈曲振動の
共振周波数が一致する寸法に圧電セラミック板の縦横の
長さを決め、その表面にそれぞれ２つの電極を対向させ
て形成する。この電極に、同一電源によって電圧を印加
し、それぞれの振動モードを発生させる。２つの振動モ
ードによって圧電セラミック板の端面に楕円運動を生じ
させる。その端面に当接する物体を移動させるか、ある
いはこの圧電セラミック板自体を移動させることが可能
となる。
共振周波数が一致する寸法に圧電セラミック板の縦横の
長さを決め、その表面にそれぞれ２つの電極を対向させ
て形成する。この電極に、同一電源によって電圧を印加
し、それぞれの振動モードを発生させる。２つの振動モ
ードによって圧電セラミック板の端面に楕円運動を生じ
させる。その端面に当接する物体を移動させるか、ある
いはこの圧電セラミック板自体を移動させることが可能
となる。
【０００９】また、圧電セラミック自体の振動を利用す
るので、弾性体を振動させる圧電モータ、圧電アクチュ
エータに比較すると低電圧駆動が可能となる。圧電セラ
ミック板を薄くしたり、あるいは積層することによって
数Ｖの電圧でも駆動が可能となる。
るので、弾性体を振動させる圧電モータ、圧電アクチュ
エータに比較すると低電圧駆動が可能となる。圧電セラ
ミック板を薄くしたり、あるいは積層することによって
数Ｖの電圧でも駆動が可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１１】図１は、本発明に用いる振動片となる圧電
セラミック板の形状を示す斜視図である。圧電セラミッ
ク板10の位置表面には、銀等の導体材料が塗布、焼付さ
れて電極11、12が形成されている。この例では、２つの
電極の大きさは同じとしてある。
セラミック板の形状を示す斜視図である。圧電セラミッ
ク板10の位置表面には、銀等の導体材料が塗布、焼付さ
れて電極11、12が形成されている。この例では、２つの
電極の大きさは同じとしてある。
【００１２】実際の製造にあたっては、19mm×20mmの厚
さ0.5mm の圧電セラミック基板に、20mmの辺に平行な方
向に２分割した構造の電極を形成した圧電セラミック板
の19mmの辺を削って、縦振動と屈曲振動の共振周波数が
一致する寸法に合わせ込んだ。図１のｂが19mmのとき、
ａを13.3mmとしたとき、屈曲１次共振周波数が113.50kH
z 、縦１次共振周波数が113.20kHz となって、二つの共
振周波数がほぼ一致した。
さ0.5mm の圧電セラミック基板に、20mmの辺に平行な方
向に２分割した構造の電極を形成した圧電セラミック板
の19mmの辺を削って、縦振動と屈曲振動の共振周波数が
一致する寸法に合わせ込んだ。図１のｂが19mmのとき、
ａを13.3mmとしたとき、屈曲１次共振周波数が113.50kH
z 、縦１次共振周波数が113.20kHz となって、二つの共
振周波数がほぼ一致した。
【００１３】また、ｂを14mmとしたとき、ａを9.8mとし
たとき、屈曲１次共振周波数が154.00kHz 、縦１次共振
周波数が153.70kHz となり、二つの共振周波数がほぼ一
致した。更に、ｂを９mm、ａを6.3mm としたとき、屈曲
１次共振周波数が241.04kHz、縦１次共振周波数が241.0
0kHz となって二つの共振周波数が一致した。これらの
共振周波数が一致するときの圧電セラミック板のサイズ
はｂ／ａがいずれも1.43となっていた。
たとき、屈曲１次共振周波数が154.00kHz 、縦１次共振
周波数が153.70kHz となり、二つの共振周波数がほぼ一
致した。更に、ｂを９mm、ａを6.3mm としたとき、屈曲
１次共振周波数が241.04kHz、縦１次共振周波数が241.0
0kHz となって二つの共振周波数が一致した。これらの
共振周波数が一致するときの圧電セラミック板のサイズ
はｂ／ａがいずれも1.43となっていた。
【００１４】上記のような各サイズの圧電セラミック板
に、図２に示したような配線をして電極を電源に接続し
た。(1) は、表の左側の電極と裏の右側の電極を＋側
に、表の右側と裏の左側の電極をグラウンド側に接続し
たものであり、(2) は、その逆の接続である。
に、図２に示したような配線をして電極を電源に接続し
た。(1) は、表の左側の電極と裏の右側の電極を＋側
に、表の右側と裏の左側の電極をグラウンド側に接続し
たものであり、(2) は、その逆の接続である。
【００１５】このように接続した圧電セラミック板の電
極に20Vp-pで、所定の周波数の電圧を印加した。そし
て、図３に示した８の測定ポイントで直径９mmの回転計
の回転回数を測定した。その結果を表１に示す。なお、
−で示したのは、逆方向であることを示す。
極に20Vp-pで、所定の周波数の電圧を印加した。そし
て、図３に示した８の測定ポイントで直径９mmの回転計
の回転回数を測定した。その結果を表１に示す。なお、
−で示したのは、逆方向であることを示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記のように、測定ポイントの〜の範
囲ではどの点でも同じ方向に楕円運動が生じていること
が確認された。ただし、〜の範囲では回転方向が逆
転していた。実際にアクチュエータとして用いる場合に
は、金属が端面に当接して表裏の電極がショートしない
ように、電極の端部を下げるか、絶縁することが必要と
なる。
囲ではどの点でも同じ方向に楕円運動が生じていること
が確認された。ただし、〜の範囲では回転方向が逆
転していた。実際にアクチュエータとして用いる場合に
は、金属が端面に当接して表裏の電極がショートしない
ように、電極の端部を下げるか、絶縁することが必要と
なる。
【００１８】
【発明の効果】本発明よれば、部品点数も少なく、配線
も容易で、簡単な構造、結線によって大きな運動量を有
する圧電アクチュエータが得られる。この運動を生じる
部分に移動物体を載せて、所望のスピードで所望の距離
だけ移動させることができる。
も容易で、簡単な構造、結線によって大きな運動量を有
する圧電アクチュエータが得られる。この運動を生じる
部分に移動物体を載せて、所望のスピードで所望の距離
だけ移動させることができる。
【００１９】また、印加する電圧も低くすることが可能
となり、従来問題となっていた電源回路を小型化するこ
とも容易となる。
となり、従来問題となっていた電源回路を小型化するこ
とも容易となる。
【図１】 本発明に用いる圧電セラミック板の斜視図
【図２】 配線の説明図
【図３】 測定方法の説明図
10：圧電セラミック板 11、 12：電極
Claims (1)
- 【請求項１】 長方形の圧電セラミック板、その一表面
に形成された２つの電極、もう一方の表面に前記２つの
電極と対向して形成された２つの電極を具え、それぞれ
の電極は駆動電源に接続され、圧電セラミック板に生じ
る縦振動と屈曲振動により圧電セラミック板の端面に生
じる楕円運動を利用し、その端面に当接する物体との相
対的な位置を移動させることを特徴とする圧電アクチュ
エータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4078856A JPH06121552A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4078856A JPH06121552A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 圧電アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06121552A true JPH06121552A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=13673474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4078856A Pending JPH06121552A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06121552A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009240148A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-10-15 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
| JP2009240149A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-10-15 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
| JP2010104193A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
| JP2010104162A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
| JP2011072132A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4078856A patent/JPH06121552A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009240148A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-10-15 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
| JP2009240149A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-10-15 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
| JP2010104162A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
| JP2010104193A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
| JP2011072132A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Taiheiyo Cement Corp | 超音波モータ |
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