JPH06164007A - 圧電アクチェーター - Google Patents

圧電アクチェーター

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JPH06164007A
JPH06164007A JP43A JP34153192A JPH06164007A JP H06164007 A JPH06164007 A JP H06164007A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34153192 A JP34153192 A JP 34153192A JP H06164007 A JPH06164007 A JP H06164007A
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湊介 三浦
Tsutomu Odagiri
努 小田切
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    • 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

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、圧電アクチェーターにおける伸縮
運動量を大巾に増幅する構造にしたことを特徴とする。 【構成】蛇行形にしたアクチェーター本体１に伸縮形圧
電素子片２を添着し、同圧電素子片２の伸縮駆動によっ
て各蛇行片３を接近、離間方向に変位し、蛇行構造体
（アクチェーター本体１）の全体を蛇行方向に伸縮させ
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電セラミック等の伸縮
形圧電素子片を使用した圧電アクチェーターに関する。
この圧電アクチェーターは例えば加振機等における振動
源として、或いは対称物体を上限位置と下限位置に制御
する場合等に使用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種圧電アクチェーターは伸縮
形の圧電セラミックを多層に積み重ねて積層体にし、各
圧電セラミックを電圧駆動して伸縮させ、この伸縮の累
積により積層体全体を積層方向へ伸縮する構造等を採っ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】然るに、上記圧電ア
クチェーターは各圧電セラミックが収縮した時の厚み寸
法の増加により、アクチェーター全体の伸び量を得るよ
うにしたものであるが、圧電セラミックの収縮に伴う厚
み寸法の増加は極めて微小であり、アクチェーター全体
の充分な伸び量が得られない欠点を有している。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】本発明は上記アクチェ
ーター全体の伸縮量を充分に増幅できるようにした圧電
アクチェーターを提供するものであり、その手段として
蛇行形を呈するアクチェーター本体を形成し、該アクチ
ェーター本体に伸縮形圧電素子片を添設し、該伸縮形圧
電素子片をその伸縮駆動により上記蛇行形アクチェータ
ー本体の蛇行片を接近方向と離間方向に変位させるよう
配置し、該蛇行片の変位により同アクチェーター本体を
伸縮させる構成とした。
【０００５】
【作用】この発明はアクチェーター本体の蛇行構造と、
これに添着した伸縮形圧電素子片の協働により、各蛇行
片の変位量を大巾に拡大でき、この変位量を累積して充
分に増幅されたアクチェーター全体の伸縮量を得ること
ができる。
【０００６】このアクチェーターの対を軸対称に配置す
ることによって、これに支持された対象物体を充分な運
動量を以って水平に平行シフトさせることができる。
【０００７】
【実施例】図１乃至図４は第１実施例を示し、図５乃至
図８は第２実施例を示し、先ず両実施例の共通構造につ
いて説明し、次で各実施例固有の実施例について説明す
る。
【０００８】第１、第２実施例において、１はアクチェ
ーター本体、２は伸縮形圧電素子片を示し、上記アクチ
ェーター本体１は蛇行形構造とする。この蛇行構造体は
横方向に延在する複数の蛇行片３を有し、各蛇行片３の
端部を交互に連結し、各蛇行片３が該連結部４を起点と
して接近、離間方向に変位し、よって全体を縦方向に伸
縮可能な弾性を有する。
【０００９】第１実施例においては、上記蛇行片３の連
結部４の外端面に伸縮形圧電素子片２を添着する。この
伸縮形圧電素子片２は圧電セラミック等から形成され、
その表裏面に形成した電極層に電圧を印加することによ
り伸縮する。
【００１０】この伸縮形圧電素子片２を上記の如く蛇行
片連結部４の外端面に添設することにより同所に一種の
圧電バイモルフ構造を形成する。これにより、図３に示
すように伸縮形圧電素子片２を電圧駆動により収縮させ
ると、連結部４がベンディングを惹起し、このベンディ
ングに伴ない各蛇行片３は互いに離間する方向に変位
し、この変位が各蛇行片３においてなされるため、図４
に示すようにその累積にて蛇行構造体、即ちアクチェー
ター本体１が蛇行方向（縦方向）へ増幅されて伸長す
る。
【００１１】又逆に伸縮形圧電素子片２が電圧駆動によ
り伸長すると、各蛇行片３が互いに接近する方向に変位
しアクチェーター本体１が蛇行方向（縦方向）に収縮す
る。
【００１２】又第２実施例においては、上記アクチェー
ター本体１を形成する蛇行構造体の隣接する蛇行片３の
対向面に、上記伸縮形圧電素子片２を一体に添設する。
【００１３】この伸縮形圧電素子片２は一端が上記連結
部４の側面に達し、他端が蛇行片３の略中央部に達する
ように添設する。又図示しないが、第１実施例に鑑み、
上記伸縮形圧電素子片２を連結部４の後端面と、蛇行片
３の対向面とに貼付することを妨げない。又は、伸縮形
圧電素子片２の各蛇行片３の対向面たる上面にその略全
長に亘って貼付する。
【００１４】この伸縮形圧電素子片２を上記の如く蛇行
片３の対向面に添設することにより同所に一種の圧電バ
イモルフ構造を形成する。これにより、図７に示すよう
に伸縮形圧電素子片２を電圧駆動により収縮させると、
蛇行片３が連結部４を起点としてベンディングを惹起
し、このベンディングに伴ない各蛇行片３は互いに離間
する方向に変位し、この変位が各蛇行片３においてなさ
れるため、図８に示すようにその累積にて蛇行構造体、
即ちアクチェーター本体１が蛇行方向（縦方向）へ増幅
されて伸長する。
【００１５】又逆に伸縮形圧電素子片２が電圧駆動によ
り伸長すると、各蛇行片３が互いに接近する方向に変位
しアクチェーター本体１が蛇行方向（縦方向）に収縮す
る。
【００１６】上記第１、第２実施例におけるアクチェー
ター本体１は一端を定位置（据付面７）に固定し、他端
に対象物を支持する。この結果、上記動作により対象物
を伸長位置と収縮位置に移動することができる。又上記
動作を連続的に行なうことにより振動を惹起させること
ができる。
【００１７】第１、第２実施例においては、上記アクチ
ェーターの単位を一対使用し、各アクチェーターを軸対
称となるように並設配置し、両アクチェーター本体１の
一端を連結部材５にて剛体結合すると共に、他端を連結
部材６にて剛体結合し、連結部材５を取付け手段として
据付面７に固定し、他端の連結部材６に対象物体を載置
するか一体に取付けて支持する。
【００１８】かくして前記した動作原理により、図４、
図８に示すように両アクチェーター本体１は剛体結合さ
れた連結部材６を水平に保持した状態でアクチェーター
の伸縮方向に移動し、これに支持された対象物体を伸縮
方向に移動する。
【００１９】又図示しないが、両アクチェーター本体１
を連結部材６により剛体結合せずにフリー状態にし、そ
の上に対象物体を支持しこの対象物体を他の案内機構に
沿い水平に移動させる構造とする場合を含む。同様に、
対象物体を一方のアクチェーター本体１の端部と他方の
アクチェーター本体１の端部に軸等により枢支すること
によって、水平シフトさせるようにする場合を含む。
【００２０】又他例として上記アクチェーターの単位を
４単位使用し、これらを方形又は多角形に配して圧電ア
クチェーターを構成することができる。
【００２１】
【発明の効果】この発明によれば、アクチェーター本体
の蛇行構造と、これに添着した伸縮形圧電素子片の協働
により、各蛇行片の変位量を大巾に拡大でき、この変位
量を累積して充分に増幅されたアクチェーター全体の伸
縮量を得ることができる。
【００２２】このアクチェーターの対を軸対称に配置す
ることによって、これに支持された対象物体を充分な運
動量を以って水平に平行シフトさせることができる。
【００２３】又対象物体が大型なものであっても、小型
のものであっても圧電アクチェーターを間隔を存して並
置し上記対象物を安定に支持し、所要の伸縮運動を与え
ることができるから、対象物体の大小に応じ随時対応で
き互換性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す圧電アクチェータ
ーの斜視図。
【図２】同圧電アクチェーターを軸対称に配置した状態
を示す斜視図。
【図３】同圧電アクチェーターにおける伸縮形圧電素子
片が収縮した時のアクチェーター動作状態を示す拡大側
面図。
【図４Ａ】軸対称に配置した一方の圧電アクチェーター
の外側面図であり、その伸長状態を示す図。
【図４Ｂ】同他方の圧電アクチェーターの内側面図であ
り、その伸長状態を示す図。
【図５】この発明の第２実施例を示す圧電アクチェータ
ーの斜視図。
【図６】同圧電アクチェーターを軸対称に配置した状態
を示す斜視図。
【図７】同圧電アクチェーターにおける伸縮形圧電素子
片が収縮した時のアクチェーター動作状態を示す拡大側
面図。
【図８Ａ】軸対称に配置した一方の圧電アクチェーター
の外側面図であり、その伸長状態を示す図。
【図８Ｂ】同他方の圧電アクチェーターの内側面図であ
り、その伸長状態を示す図。
【符号の説明】
１ アクチェーター本体（蛇行構造） ２ 伸縮形圧電素子片 ３ 蛇行片 ４ 連結部 ５、６ 連結部材 ７ 据付面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蛇行形を呈するアクチェーター本体を形成
    し、該アクチェーター本体に伸縮形圧電素子片を添設
    し、該伸縮形圧電素子片をその伸縮駆動により上記蛇行
    形アクチェーター本体の蛇行片を接近方向と離間方向に
    変位させるよう配置し、該蛇行片の変位により同アクチ
    ェーター本体を蛇行方向に伸縮させる構成としたことを
    特徴とする圧電アクチェーター。
  2. 【請求項２】上記隣接する蛇行片の連結部外端面に上記
    伸縮形圧電素子片を添着したことを特徴とする請求項１
    記載の圧電アクチェーター。
  3. 【請求項３】上記蛇行片の対向する面に上記伸縮形圧電
    素子片を添着したことを特徴とする請求項１記載の圧電
    アクチェーター。
  4. 【請求項４】上記圧電アクチェーターが軸対称に配置さ
    れ一端が互いに連結されていることを特徴とする請求項
    １記載の圧電アクチェーター。
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