JPH07308086A - 圧電アクチュエータ - Google Patents

圧電アクチュエータ

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Publication number
JPH07308086A
JPH07308086A JP6130744A JP13074494A JPH07308086A JP H07308086 A JPH07308086 A JP H07308086A JP 6130744 A JP6130744 A JP 6130744A JP 13074494 A JP13074494 A JP 13074494A JP H07308086 A JPH07308086 A JP H07308086A
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JP
Japan
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elastic body
contact
piezoelectric
piezoelectric actuator
objects
Prior art date
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Pending
Application number
JP6130744A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Matsunaga
和男 松永
Takehiro Hashimoto
武浩 橋本
Shuji Fukuda
修二 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceratec Co Ltd
Original Assignee
Ceratec Co Ltd
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Publication date
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  • Jigging Conveyors (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】軟質のもの、厚さのきわめて薄いもの等その形
状及び物性に対する制限を大幅に緩和した搬送物であっ
ても、駆動搬送可能な圧電アクチュエータを提供するこ
と。 【構成】角柱状又は角板状の弾性体に圧電素子3を貼着
した圧電駆動モータ1を用いる構成と前記弾性体2の屈
曲振動における腹部と節部の中間部所に弾性体2に接触
させて又は接触させずして一又は二以上の回転駆動子4
を配設する構成と前記回転駆動子4に加圧接触させて又
は加圧接触させずして加圧部材を配設する構成からなる
圧電アクチュエータ。 【効果】第一の効果は搬送物として硬質物はもとより軟
質の長尺薄物をも搬送し得ることにより、搬送物の種類
及び形状に対する制限を大幅に緩和した圧電アクチュエ
ータを提供できることである。第二の効果は小型軟量に
してかつその構成がきわめて簡易な圧電アクチュエータ
を提供できることである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧電効果を利用した圧電
アクチュエータに係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術を図5を用いて以下説明す
る。従来圧電効果を利用した圧電アクチュエータ10は
圧電素子11を貼着した基体21(以下、駆動体とい
う)と当該駆動体から突出する一又は二以上の駆動子3
1と当該駆動子31に加圧接触するスライダ41と当該
スライダ41に加圧を付与する加圧機構から構成され
る。
【0003】前記構成でなる圧電アクチュエータ10に
おいて基体21に貼着された圧電素子11の両面に形成
された電極に交番圧電が印加されれば圧電横効果によつ
て圧電素子11から電界と直交する方向に伸縮歪が発生
し、その結果圧電素子11を貼着した基体21に屈曲モ
ードでなる振動が生じる。
【0004】前記振動を受けて基体21から突出してい
る駆動子31は、スライダ41に直進駆動力又は回転駆
動力を付与する。
【0005】
【従来技術の問題点】前記構成でなる従来の圧電アクチ
ュエータにおいて、その構成要素の一つとされるスライ
ダは一定の厚さを有する剛性体であることを要し、加え
て駆動子との組合せにおいて、より高い摩擦係数と、よ
り高い耐摩耗性を有するものでなければならない。しか
るに駆動搬送させたいスライダである搬送物の中には前
記条件を全く具備しないものもあり、かかる搬送物にあ
っては駆動搬送は事実上不可能である。例えば紙類、プ
ラスチックフィルム、アルミニウム箔の如きものであ
る。
【0006】前記したように駆動搬送させたいスライダ
である搬送物はきわめて多種多様であり、そのすべてを
駆動搬送し得ないこと、即ち駆動搬送し得る搬送物の種
類が限られる上にその形状及び物性に制限が付加されて
いることである。
【0007】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従
来の圧電アクチュエータが具有していた問題点を解決し
た新規な構成でなる圧電アクチュエータを提供するもの
である。即ちスライダである搬送物の種類を問わず、軟
質のもの、厚さがきわめて薄いもの、その表面に凸凹が
あるもの等その形状及び物性に対する制限を有するもの
であっても、それを大幅に緩和した搬送物を駆動搬送可
能ならしめる圧電アクチュエータを提供するものであ
る。
【0008】
【課題を解消するための手段】以下、本発明を図1を用
いて説明する。本発明は前記課題解決の手段として角柱
状又は角板状の弾性体2に圧電素子3を貼着した圧電駆
動モータ1を用いる構成と前記弾性体2の屈曲振動にお
ける腹部と節部の中間部所に弾性体2に接触させて又は
接触させずして一又は二以上の回転駆動子4を配設する
構成と前記回転駆動子4に加圧接触させて又は加圧接触
させずして加圧部材5を配設する構成からなるものであ
る。
【0009】ところで前記弾性体2は当該弾性体2に貼
着される圧電素子3のヤング率との関係で、それより大
なるヤング率を有するものでなければならない。即ちこ
の条件が充足されないときは圧電素子3への交流電圧印
加によって生じた屈曲振動が弾性体2に吸収されてしま
い、弾性体2に屈曲振動が生じ得ず圧電駆動モータとし
て機能しないからである。
【0010】通常PZTと称されるチタン酸ジルコン酸
鉛でなる圧電素子のヤング率は6.7×1010N/m
2である。よって弾性体に求められるヤング率はこれよ
り大なるものでなければならない。ヤング率20.1×
1010N/m2を有するステンレス鋼、14.5×1
010N/m2を有する42Ni合金はその好適なもの
の一例である。
【0011】前記弾性体2に貼着される圧電素子3には
チタン酸ジルコン酸鉛等のきわめて圧電性の高いものが
選定される。当該圧電素子3は適宜の大きさの薄板状で
なり、その表裏両面には銀焼付、真空蒸着等の手段によ
り電極が形成され、次いで電気双極子を揃えるべく分極
処理が施される。
【0012】前記圧電素子3は前記弾性体2の一面又は
両面に一又は二以上貼着される。しかして当該貼着部所
は圧電素子3に外部から交流電圧を印加して弾性体2に
屈曲振動を生じさせたとき、節部と節部の中間部所であ
る。ここで圧電素子3の貼着部所を前記の如き中間部所
に限定したのはそれ以外の部所を貼着部所としたのでは
弾性体の屈曲振動が効率よく生じ得ないからである。
【0013】前記圧電素子3を貼着した弾性体2の面と
反対の面には弾性体2に接触して又は接触させずして回
転駆動子4が一又は二以上配設される。ここで回転駆動
子4が弾性体2と接触しているときは回転駆動子4に弾
性体から一方向のみにけり出す駆動力が付与され、当該
駆動力を受けて回転駆動子4は回転する。
【0014】これに対し回転駆動子4が弾性体2と接触
していないときは弾性体2からけり出しによる駆動力が
付与されないため回転するに至らない。しかし回転駆動
子4と加圧部材5との間に搬送物6が挿入されたとき、
回転駆動子4が弾性体2と接触する構成にしておけば回
転駆動子4は弾性体2からけり出しによる駆動力を付与
されて回転するに至り、その結果、回転駆動子4からの
回転駆動力を受けて搬送物6は搬送される。
【0015】回転駆動子4の外方には回転駆動子4と接
触して又は接触させずして加圧部材5が一又は二以上配
設される。当該加圧部材5は搬送せんとする搬送物6が
回転駆動子4と加圧部材5との間に挿入されたとき搬送
物6に加圧接触をさせるために配設されるものである。
搬送物6が加圧部材5から加圧接触を受けると搬送物6
は同時に回転駆動子4からも加圧接触を受け、その結
果、回転駆動子4からの回転駆動力を受けて搬送物6は
駆動搬送される。
【0016】本発明の別の構成として図2に示す如く角
柱状又は角板状の弾性体2に圧電素子3を貼着した圧電
駆動モータ1を用いる構成と前記弾性体2の屈曲振動に
おける腹部と節部の中間部所に弾性体に接触させて一又
は二以上の回転駆動子4を配設する構成と、弾性体2又
は弾性体以外の適宜の部所に遊車7を配設する構成と回
転駆動子4と遊車7との間にベルト8を懸架する構成か
らなる圧電アクチュエータがある。
【0017】かかる構成でなる圧電アクチュエータは回
転駆動子4とベルト8とは常に接触していることからベ
ルト8は回転駆動子4からの駆動力を受けてベルト8は
回転するに至る。本構成でなる圧電アクチュエータでは
搬送物6はベルト8上に載置するのみで搬送可能である
ことから搬送物6と加圧接触するための加圧部材は不可
欠の構成要素ではない。
【0018】更に本発明の別の構成として図3に示す如
く角柱状又は角板状の弾性体2に圧電素子3を貼着した
圧電駆動モータ1を用いる構成と前記弾性体2の屈曲振
動における腹部と節部の中間部所に弾性体2に接触させ
て又は接触させずして少なくとも搬送物の挿入側に一又
は二以上の回転駆動子4を配設する構成と前記回転駆動
子4を配設する側の弾性体2の面の垂線上に回転駆動子
4と加圧部材5の中心を一致させて前記回転駆動子4の
外方に加圧部材5を配設する構成からなるものでなる。
【0019】本構成になる圧電アクチュエータは軽量の
長尺物の搬送に好適である。即ち長尺物の搬送をするに
は搬送の駆動力を付与する回転駆動子4が一のみでは搬
送速度一定にしての高速搬送は容易でない。しかし本構
成の如く加圧部材5と対面させて回転駆動子4を二以上
配設し回転駆動子4と加圧部材5との間に搬送物6を挿
入すれば搬送物6はそれぞれの回転駆動子4から搬送駆
動力を付与されるため搬送速度一定にして高速搬送が可
能となる。
【0020】本構成になる圧電アクチュエータにおいて
加圧部材5は搬送物6が回転駆動子4との間に挿入され
たとき搬送物6に加圧を付加し、搬送の駆動力を付与す
るために不可欠の構成要素であり、その配設は固定して
の配設又は上下動可能にしての配設のいずれでもよい。
【0021】次に本発明の具体的実施例を示す。弾性体
として長さ60mm、幅10mm、厚さ4mmのステン
レス鋼板の一面に長さ15mm、幅9mm、厚さ0.6
mmの圧電素子を貼着する。前記弾性体の側面から回転
駆動子支持体を突出させ、当該回転駆動子支持体の先端
に弾性体に接触して外径3mmの回転駆動子を二個配設
した圧電アクチュエータにおいて弾性体に貼着した圧電
素子に周波数28KHzの交流電圧5〜20Vを印加し
たとき厚さ0.2mmのプラスチックフィルムの搬送に
おいて搬送速度100〜150mm/secを得てい
る。
【0022】
【作用】次に本発明に係る圧電アクチュエータの作用を
図4を用いて説明する。図4は回転駆動子4が弾性体2
と接触する部所の屈曲振動による時間的変化を示す状態
図である。図4において回転駆動子4の弾性体2との接
触点Pが屈曲振動により上方に△Z、下方に△Zの振動
振幅をもつて移動するとき、それにつれて横方向には△
Xだけの振動振幅が生じる。
【0023】しかるに回転駆動子4が弾性体2と接触
し、前記振動振幅の運動に完全に追随するとき、回転駆
動子4は一方向のみに回転する駆動力を付与されない。
しかし前記屈曲振動が超音波領域の周波数の場合には回
転駆動子4は弾性体2の屈曲振動の運動に追随して接触
し得なくなる。即ち前記P点が上方に持ち上がるときに
のみ、回転駆動子4は弾性体2と接触して斜め上方にけ
り出す駆動力を付与され、P点が下方に沈下するときは
非接触となって何らの駆動力も付与されない。即ちP点
が下方に沈下する過程では回転駆動子4は弾性体2から
接触解除され、瞬間的ながら空中に浮上しているため下
方にけり出す駆動力は付与されないのである。よって弾
性体2の屈曲振動が続く限りは回転駆動子4は一方向の
みの回転をし、当該回転は回転駆動子4と加圧接触する
搬送物6に駆動搬送力を付与するのである。
【0024】
【発明の効果】前記した本発明に係る圧電アクチュエー
タが発揮する第一の効果は搬送物として硬質物はもとよ
り軟質の長尺薄物をも搬送し得ることである。従来の圧
電アクチュエータでは軟質薄物の高分子フィルム等の搬
送が困難であったのに対し、本発明に係る圧電アクチュ
エータではかかるものの搬送をも可能ならしめたことで
ある。かかる効果を受けて搬送物の種類の制限は大きく
緩和される。
【0025】第二の効果は前記実施例でも示したように
小型軽量化を可能ならしめたことであり、またその構成
がきわめて簡易であることである。近時、軟質薄物の搬
送において小型軽量化された圧電アクチュエータが強く
求められている要請に合致するものとして本発明の効果
はきわめて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明に係る圧電アクチュエータの正面図で
ある。
【図2】は本発明に係る圧電アクチュエータの正面図で
ある。
【図3】は本発明に係る圧電アクチュエータの正面図で
ある。
【図4】は本発明に係る圧電アクチュエータの作用を説
明する説明図である。
【図5】は従来の圧電アクチュエータの正面図である。
【符号の説明】
1.圧電駆動モータ 2.弾性体 3.圧電素子 4.回転駆動子 5.加圧部材 6.搬送物 10.圧電アクチュエータ 11.圧電素子 21.基体 31.駆動子 41.スライダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】角柱状又は角板状の弾性体に圧電素子を貼
    着した圧電駆動モータを用いる構成と前記弾性体の屈曲
    振動における腹部と節部の中間部所に弾性体に接触させ
    て又は接触させずして一又は二以上の回転駆動子を配設
    する構成と前記回転駆動子に加圧接触させて又は加圧接
    触させずして加圧部材を配設する構成からなる圧電アク
    チュエータ。
  2. 【請求項2】角柱状又は角板状の弾性体に圧電素子を貼
    着した圧電駆動モータを用いる構成と前記弾性体の屈曲
    振動における腹部と節部の中間部所に弾性体に接触させ
    て一又は二以上の回転駆動子を配設する構成と弾性体又
    は弾性体以外の適宜の部所に遊車を配設する構成と回転
    駆動子と遊車との間にベルトを懸架する構成からなる圧
    電アクチュエータ。
  3. 【請求項3】角柱状又は角板状の弾性体に圧電素子を貼
    着した圧電駆動モータを用いる構成と前記弾性体の屈曲
    振動における腹部と節部の中間部所に弾性体に接触させ
    て又は接触させずして少なくとも搬入物の挿入側に一又
    は二以上の回転駆動子を配設する構成と前記回転駆動子
    を配設する側の弾性体の面の垂線上に回転駆動子と加圧
    部材の中心を一致させて前記回転駆動子の外方に加圧部
    材を配設する構成からなる圧電アクチュエータ。
JP6130744A 1994-05-10 1994-05-10 圧電アクチュエータ Pending JPH07308086A (ja)

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JP6130744A JPH07308086A (ja) 1994-05-10 1994-05-10 圧電アクチュエータ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104118695A (zh) * 2014-07-16 2014-10-29 江苏金沃机械有限公司 棉类长纤维原料递进喂料式喂料装置
JP2018186501A (ja) * 2017-04-26 2018-11-22 キヤノン株式会社 振動子、振動型アクチュエータ及び電子機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104118695A (zh) * 2014-07-16 2014-10-29 江苏金沃机械有限公司 棉类长纤维原料递进喂料式喂料装置
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