JPH11204848A - 圧電アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡大効率が良く・低コストかつ簡単な構成・
組立が容易・安定した動作等が可能な圧電アクチュエー
タ装置を提供すること。 【解決手段】 本発明の圧電アクチュエータ装置は、積
層方向の長さが当該積層方向と直交する横方向よりも長
く形成され、電位の印加により積層方向に変位する積層
型圧電素子１と、該積層方向の全長と同等の長さを有
し、積層型圧電素子１に当該積層方向に撓ませて取り付
けられ、積層型圧電素子１の変位を横方向の変位に拡大
変換する第１の弾性部材２と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧電アクチュエ
ータ装置に関し、詳細には、積層型の圧電素子を用い、
その変位を拡大してカメラ装置の焦点合わせなどに利用
される圧電アクチュエータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電アクチュエータ装置は、シンプルな
構造・省スペース・省電力・良好な応答性などの特徴を
有しているが、変位量が少ないので用途によっては拡大
機構などを必要とする場合がある。従来より種々の圧電
アクチュエータ装置が提案されており、以下その説明を
行う。

【０００３】例えば、特開平６−３３８６４０号公報に
記載された「圧電アクチュエータ装置」においては、積
層型圧電素子の変位を拡大する構成が開示されている。
より具体的には、かかる圧電アクチュエータ装置は、積
層型圧電素子の両主面に正四角錐台状の歪み変換素子を
接合させ、この歪み変換素子に発生する内部応力を緩和
させることにより、縦方向変量を拡大させている。

【０００４】また、圧電アクチュエータ装置を用いた具
体的な応用例としては、例えば、特開平８−２１９４７
号公報に記載されたレンズ駆動装置がある。かかるレン
ズ駆動装置は、レンズの焦点距離に応じてレンズ群の一
部をフローティング移動させるために、駆動軸と摩擦結
合する部材を駆動パルスの立ち上がり、立ち下がり時間
を変えることで連続的に移動させている。

【０００５】さらに、特開平８−１１４７３６号公報で
は、バイモルフ型圧電素子を用いたレンズ移動手段を備
えた固定焦点カメラが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では以下の如き問題を有している。先ず、特開平
６−３３８６４０号公報に記載された「圧電アクチュエ
ータ装置」にあっては、積層型圧電素子の両主面の平面
的な位置を利用しているため、変位を大きくとるために
は、平面の大きさを大きくしなければならず、積層方向
の変位を拡大する場合に比して、拡大効率が悪いという
問題がある。また、前述の歪み変換素子は、均一な肉厚
の複雑な立体形状を呈した弾性部材であるため、加工上
かなり困難を伴うと共にコスト的にも高くなるという問
題がある。さらに、当該歪み変換素子を用いて前記圧電
素子の両主面に接合するのは相当高い技術レベルが要求
されるという問題がある。

【０００７】つぎに、特開平８−２１９４７号公報に記
載されたレンズ駆動装置においては、駆動軸と摩擦結合
する部材を駆動パルスの立ち上がり・立ち下がり時間を
変えることで連続的に移動させているため常に安定した
摩擦力が必要とされるが、そのため、関連部品の高精度
が要求され、また、カメラの姿勢や温度などの環境条件
により摩擦力がばらつくという問題がある。また、所定
量移動させるために、多パルス駆動が必要となり制御性
やシーケンス時間にも問題を有している。

【０００８】そして、特願平８−１１４７３６号公報に
記載された固定焦点カメラでは、バイモルフ型圧電素子
を使用しているので、変位の安定性やヒステリシスの点
で問題を有している。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、拡大効率が良く・低コストかつ簡単な構成・組
立が容易・安定した動作等が可能な圧電アクチュエータ
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る圧電アクチュエータ装置は、積層方
向の長さが当該積層方向と直交する横方向よりも長く形
成され、電位の印加により積層方向に変位する積層型圧
電素子と、前記積層方向の全長と同等の長さを有し、当
該積層型圧電素子に当該積層方向に撓ませて取りとけら
れ、当該積層型圧電素子の変位を前記横方向の変位に拡
大変換する第１の弾性部材と、を備えたものである。

【００１１】また、請求項２に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項１記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、前記積層型圧電素子の積層方向の少なくとも一方の
端面に前記第１の弾性部材の移動を阻止するストッパー
部材を設けたものである。

【００１２】また、請求項３に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項１記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、前記積層型圧電素子の積層方向の両端面を除く各面
のうち、少なくとも２面以上の面に前記第１の弾性部材
を設けたものである。

【００１３】また、請求項４に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項１記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、前記第１の弾性部材の撓みによる曲率を変更可能な
調整機構を設けたものである。

【００１４】また、請求項５に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の圧電アク
チュエータ装置において、前記第１の弾性部材の付勢力
を打ち消す方向に作用し、かつ前記第１の弾性部材の付
勢力と同等またはそれ以上の付勢力を有する第２の弾性
部材を、前記積層型圧電素子の積層方向の両端面に設け
たものである。

【００１５】また、請求項６に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項５記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、前記第２の弾性部材の付勢力を増減可能な調整手段
を設けたものである。

【００１６】また、請求項７に係る圧電アクチュエータ
装置は、積層方向の長さが当該積層方向と直交する横方
向よりも長く形成され、電位の印加により積層方向に変
位する積層型圧電素子と、前記積層方向の全長と同等の
長さを有し、当該積層型圧電素子の積層方向に、前記積
層型圧電素子の変位方向とは逆方向に当該積層型圧電素
子を付勢するように湾曲させて取り付けられ、当該積層
型圧電素子の変位を前記横方向の変位に拡大変換する第
３の弾性部材と、を備えたものである。

【００１７】また、請求項８に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項７記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、前記第３の弾性部材は、環状の線対象形状を呈し、
かつ前記積層型圧電素子の変位前後の全長よりも短いス
パンの一対の対向面を有し、当該積層型圧電素子の積層
方向の内側に付勢力を作用させるべく、当該対向面間に
前記積層型圧電素子を保持させたものである。

【００１８】また、請求項９に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項７記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、前記第３の弾性部材の積層型圧電素子を保持する対
向面の少なくとも片面に前記積層型圧電素子の積層方向
の内側に作用する付勢力を増減可能な調整機構を設けた
ものである。

【００１９】また、請求項１０に係る圧電アクチュエー
タ装置は、請求項１〜９のいずれか１つに記載の圧電ア
クチュエータ装置において、前記第１の弾性部材，第２
の弾性部材または第３の弾性部材の変位を拡大すべく、
前記積層型圧電素子の積層方向の端面近傍に支点を有す
るレバーを設けたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は、実施の形態１に
係る圧電アクチュエータ装置の斜示図を示す。図１に示
す圧電アクチュエータ装置において、１は積層型圧電素
子を示しており、この積層型圧電素子１は、積層方向の
長さが当該積層方向と直交する横方向よりも長く形成さ
れている。また、積層型圧電素子１は、正負のリード線
１ａ、１ｂを介して図示しない制御回路により電位が印
加されることにより矢印Ａ方向に変位（伸長）する。

【００２２】２は第１の弾性部材を示しており、この第
１の弾性部材２は、撓みを与えた状態でその両端が、積
層型圧電素子１の両端に接着剤３などにより固着されて
いる。すなわち、第１の弾性部材２は、当該積層圧電素
子の積層方向（変位方向）に撓ませて取り付けられてい
る。

【００２３】上記構造の圧電アクチュエータ装置におい
て、積層型圧電素子１に電圧を印加すると、この積層型
圧電素子１が矢印Ａ方向に伸長し、第１の弾性部材２矢
印Ｂ方向に変位する。すなわち、第１の弾性部材２は、
積層型圧電素子の変位方向（積層方向）に対して直角方
向にその変位を拡大変換する。これにより、積層型圧電
素子１の積層方向の変位を拡大することができ、平面方
向を拡大する場合に比して拡大効率が良く、また、第１
の弾性部材２を撓ませて取り付けるだけで簡便・容易に
積層型圧電素子１の変位を拡大することが可能となる。

【００２４】図２は、第１の弾性部材２の拡大率特性を
示しており、図２（ａ）は第１の弾性部材２の曲率Ｒに
対する第１の弾性部材２の拡大率、図２（ｂ）は積層型
圧電素子１の変位量に対する第１の弾性部材２の拡大率
を示す。

【００２５】図２に示すように、第１の弾性部材２の拡
大率は、第１の弾性部材２の撓みに応じた曲げ曲率Ｒと
積層型圧電素子１の変位量とに依存し、拡大率を高くす
るためには、第１の弾性部材の曲げ曲率Ｒをできるだけ
大きくし、また第１の弾性部材２の変位量の少ない方が
拡大率の高い傾向があり、これらを考慮した上での実用
上の拡大率は略５〜１０倍である。

【００２６】（実施の形態２）図３は、実施の形態２に
係る圧電アクチュエータ装置の斜視図を示す。図３に示
す圧電アクチュエータ装置においては、図１に示した圧
電アクチュエータ装置と同等部分は同一符号を付して、
共通する部分の説明は省略し特徴的な部分についてのみ
説明する。

【００２７】図３に示す圧電アクチュエータ装置におい
ては、前記第１の弾性部材２を積層型圧電素子１に固着
する代わりに、積層型圧電素子１の両端側にストッパー
部材４を固着させ、さらに、このストッパー部材４に第
１の弾性部材２を閉じこめるように配設したものであ
る。尚、４ａはリード線の逃げ溝である。これにより、
第１の弾性部材２の移動を阻止することができ、第１の
弾性部材を容易・確実に配設可能となる。

【００２８】かかる構造では、第１の弾性部材２の両端
をストッパー部材４が抑えており、実際の使用状態では
該第１の弾性部材２の湾曲した頂点に不図示の被駆動部
材が当接するので、第１の弾性部材２の外れ防止対策は
不要であるが、ストッパー部材４の顎部に外れ防止用曲
げを入れたり、第１の弾性部材２の両端部をストッパー
部材４に接着固定した構成としても良い。

【００２９】（実施の形態３）図４は、実施の形態３に
係る圧電アクチュエータ装置の斜示図を示す。図４に示
す圧電アクチュエータ装置においては、図３に示す圧電
アクチュエータ装置と同等部分は同一符号を付して、共
通する部分の説明は省略し特徴的な部分についてのみ説
明する。

【００３０】図４に示す圧電アクチュエータ装置は、図
３に示した圧電アクチュエータ装置に、更に、第１の弾
性部材２が配された積層型圧電素子１の面の反対側の面
にも、第１の弾性部材２を配設させたものである。これ
により、２つの第１の弾性部材２の両頂点をストローク
として、１の弾性部材を用いた場合（図３参照）に比し
て、２倍のストロークを得ることが可能となる。

【００３１】（実施の形態４）図５は、実施の形態４に
係る圧電アクチュエータ装置の構成を示しており、図５
（ａ）はその斜視図、図５（ｂ）はその上面図を示す。
図５に示す圧電アクチュエータ装置においては、図３に
示す圧電アクチュエータ装置と同等部分は同一符号を付
して、共通する部分の説明は省略し特徴的な部分につい
てのみ説明する。

【００３２】図５に示す圧電アクチュエータ装置は、図
３に示した圧電アクチュエータ装置に、更に、第１の弾
性部材２の撓みによる曲率を変更可能とする調整ネジ
（調整手段）５を設けたものであり、図に示す如く、ス
トッパー部材４にネジ穴を設け、調整ネジ５の先端に第
１の弾性部材２の一端を固着させたものである。かかる
構成においては、調整ネジ５により第１の弾性部材２の
撓みによる曲率を変更することができ、第１の弾性部材
２の変位量を調整することが可能となる。これにより、
目的とする変位量への合わせ込み調整が可能となる。

【００３３】（実施の形態５）図６は、実施の形態５に
係る圧電アクチュエータ装置の斜視図を示す。図６に示
す圧電アクチュエータ装置においては、図４に示す圧電
アクチュエータ装置と同等部分は同一符号を付して、共
通する部分の説明は省略し特徴的な部分についてのみ説
明する。

【００３４】図６に示す圧電アクチュエータ装置は、図
４に示した圧電アクチュエータ装置に、更に、第２の弾
性部材６を設けたものであり、この第２の弾性部材６
は、一対のストッパー部材４にそれぞれ固着され積層型
圧電素子１を挟む位置に配置される。この第２の弾性部
材６は、第１の弾性部材２の外側に開こうとする撓み量
に応じた力量を打ち消すものであり、すなわち、積層型
圧電素子１の積層方向両端面に第１の弾性部材の付勢力
を打ち消す方向に作用する。また、第２の弾性部材６の
付勢力は、第１の弾性部材２の付勢力と同等またはそれ
以上の付勢力を有している。より好ましくは、第２の弾
性部材６の付勢力が、第１の弾性部材２の付勢力に比し
て高い力量を有している方が良い。上記構成によれば、
第１の弾性部材が常に積層型圧電素子を外側に付勢して
いるために生じる弊害である、積層型圧電素子の積層部
のクリープ現象や疲労破壊を防止することができる。

【００３５】（実施の形態６）図７は、実施の形態６に
係る圧電アクチュエータ装置の斜視図を示す。図７に示
す圧電アクチュエータ装置においては、図６に示す圧電
アクチュエータ装置と同等部分は同一符号を付して、共
通する部分の説明は省略し特徴的な部分についてのみ説
明する。

【００３６】図７に示す圧電アクチュエータ装置は、図
６に示した圧電アクチュエータ装置に、更に、第２の弾
性部材６の付勢力を増減可能とする調整ネジ（調整手
段）７を設けたものである。これにより、積層型圧電素
子１が変位した時のダンピング現象などを発生させない
ように力量調節することが可能となる。尚、第２の弾性
部材６の付勢力を調整する調整手段としては、前述の如
く、ネジに限られるものではなく、カム等の他の手段を
用いても良い。

【００３７】（実施の形態７）図８及び図９は、実施の
形態７に係る圧電アクチュエータ装置の構成を示してお
り、図８はその斜示図、図９は図８の第３の弾性部材の
初期状態を示す。図８に示す圧電アクチュエータ装置に
おいては、図１に示す圧電アクチュエータ装置と同等部
分は同一符号を付して、共通する部分の説明は省略し特
徴的な部分についてのみ説明する。

【００３８】本実施の形態の第３の弾性部材８は、図９
に示すように、初期状態において、図１で示した第１の
弾性部材２とは反対方向に略円弧形状に塑性加工されて
いる。本実施の形態の圧電アクチュエータ装置は、図８
に示すように、この第３の弾性部材８を両端を広げた状
態で、積層型圧電素子１の両端に接着剤３ａ等で固着し
たものである。かかる構造においては、積層型圧電素子
１は第３の弾性部材８により内側に向かう付勢力を受け
る。これにより、積層型圧電素子１を圧縮する付勢力が
作用することになり、初期状態での寸法安定性の向上、
積層面を引き剥がす方向で発生する可能性のあるクリー
プ現象や疲労破壊を防止することができる。

【００３９】（実施の形態８）図１０及び図１１は、実
施の形態８に係る圧電アクチュエータ装置の構成を示し
ており、図１０はその斜示図、図１１は図１０の第３の
弾性部材の初期状態を示す。図１０に示す圧電アクチュ
エータ装置においては、図８に示す圧電アクチュエータ
装置と同等部分は同一符号を付して、共通する部分の説
明は省略し特徴的な部分についてのみ説明する。

【００４０】図１１は、図８に示した第３の弾性部材８
を線対象に一体化した環状の第３の弾性部材８’の初期
状態を示しており、挿入される積層型圧電素子１の変位
前後のどちらの全長よりも短いスパンの一対の対応面
８’ａを有している。

【００４１】図１０に示す圧電アクチュエータ装置は、
図１１に示した第３の弾性部材８’の一対の対向面８’
ａを互いに広げた状態で積層型圧電素子１を挿入し、一
対の対応面８’ａが常に積層型圧電素子１の内側に向か
う付勢力を与える。これにより、力量バランス良く積層
型圧電素子１を保持可能であり、また変位量を積層型圧
電素子１の片側だけに弾性部材を設けた場合に比して２
倍とすることができる。

【００４２】また、第３の弾性部材８’の付勢力を増減
可能とする調整ネジ（調整手段）９が設けられている。
これにより、第３の弾性部材８’の曲率と該第３の弾性
部材８’の積層型圧電素子を内側に付勢する付勢力を同
時にしかも両サイドとも一緒に調整が可能となる。尚、
第３の弾性部材８’の付勢力を調整する調整手段として
は、ネジに限られるものではなく、カム等の他の手段を
用いても良い。

【００４３】（実施の形態９）図１２及び図１３は、実
施の形態９に係る圧電アクチュエータ装置の構成を示し
ており、図１２はその分解斜視図、図１３はその斜視図
を示す。図１２及び図１３に示す圧電アクチュエータ装
置においては、図１０に示す圧電アクチュエータ装置と
同等部分は同一符号を付して、共通する部分の説明は省
略し特徴的な部分についてのみ説明する。

【００４４】図１０で示した圧電アクチュエータ装置に
おいては、弾性部材を環状としていたが、図１２及び図
１３に示す圧電アクチュエータ装置においては、一対の
第３の弾性部材８’（板バネ）と、一対の第３の弾性部
材８’を引っかけて引張る一対の引張部材１０を用いて
圧電アクチュエータ装置を構成する。この一対の第３の
弾性部材８’には、それぞれ両端近傍に一対の穴８ｂ’
が形成されており、また、一対の引張部材１０には両端
に一対の凸部１０ａが形成されており、引張部材１０の
一方には更にネジ穴１０ｃが形成されている。

【００４５】こらら第３の弾性部材８’および引張部材
１０を、積層型圧電素子１に取り付ける場合には、図１
３に示すように、まず、第３の弾性部材８’の穴８’ｂ
に引張部材１０の凸部１０ａを通し、図１２及び図１３
に示すように、調整ネジ９でネジ穴１０ｃを有する引張
部材１０を締め上げ、弾性部材１０の外側が凹むように
取り付ける。これにより、弾性部材を交換可能とし複雑
な曲げ加工をなくすことができる。尚、強度の関係など
により弾性部材に穴を設けることができない場合には、
例えば、図１４に示す如く、第３の弾性部材８’の端に
一対の凸部８’ｃを設け、また、引張部材１０に切りか
き部１０ｂを設けて組み立てることにしても良い。

【００４６】（実施の形態１０）図１５及び図１６は、
実施の形態１０に係る圧電アクチュエータ装置の構成を
示しており、図１５はその分解斜視図、図１６はその斜
視図を示す。図１５及び図１６に示す圧電アクチュエー
タ装置においては、図１２及び図１３に示す圧電アクチ
ュエータ装置と同等部分は同一符号を付して、共通する
部分の説明は省略し特徴的な部分についてのみ説明す
る。

【００４７】図１５及び図１６に示す圧電アクチュエー
タ装置においては、図１２及び図１３で示した圧電アク
チュエータ装置と異なり、第３の弾性部材８’（板バ
ネ）が内側に凹むように取り付けられる。積層型圧電素
子１に電圧が印加されて積層型圧電素子１が伸長する
と、図１６に示すように、第３の弾性部材８’は矢印方
向に変位する。すなわち、第３の弾性部材８’の中央付
近の変位の向きを、図１２及び図１３で示した第３の弾
性部材８’と逆にすることができる。

【００４８】（実施の形態１１）図１７は、実施の形態
１１に係る圧電アクチュエータ装置の上面図を示す。図
１７に示す圧電アクチュエータ装置においては、図１５
及び図１６で示した圧電アクチュエータ装置と同等部分
は同一符号を付して、共通する部分の説明は省略し特徴
的な部分についてのみ説明する。

【００４９】図１７に示す圧電アクチュエータ装置にお
いては、図１５及び図１６に示す圧電アクチュエータ装
置に、更に、レバー１１を設けたものであり、レバー１
１をその支点１１ａが引張部材１０に、その力点１１ｂ
が第３の弾性部材８’（板バネ）の中央付近にくるよう
に、引張部材１０に取り付ける。かかる構造において
は、積層型圧電素子１の伸縮によるレバー１１の自由端
１１ｃの変位は、第３の弾性部材８’中央の変位が拡大
されたものとなる。通常、この自由端１１ｃに被駆動体
が当接する。これにより、わずかなスペース増加で、変
位量をさらに拡大することが可能となる。尚、上記した
第１及び第２の弾性部材２，６の変位を拡大するため
に、上記レバーを使用する構成としても良い。

【００５０】（実施の形態１２）図１８は、実施の形態
１２に係る圧電アクチュエータ装置の上面図を示す。図
１８に示す圧電アクチュエータ装置においては、図１７
で示した圧電アクチュエータ装置と同等部分は同一符号
を付して、共通する部分の説明は省略し特徴的な部分に
ついてのみ説明する。

【００５１】図１８に示す圧電アクチュエータ装置の第
３の弾性部材８’（板バネ）は、図１７で示した第３の
弾性部材８’のそり方向が変更されている。かかる構造
においては、積層型圧電素子１の電圧印加時の第３の弾
性部材８’変位方向を図１７の第３の弾性部材８’と逆
にすることができる。

【００５２】尚、本発明は、上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適
宜変形して実施可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る圧
電アクチュエータ装置は、積層方向の長さが当該積層方
向と直交する横方向よりも長く形成され、電位の印加に
より積層方向に変位する積層型圧電素子と、積層方向の
全長と同等の長さを有し、当該積層型圧電素子に当該積
層方向に撓ませて取りとけられ、当該積層型圧電素子の
変位を横方向の変位に拡大変換する第１の弾性部材と、
を備えたこととしたので、積層型圧電素子の積層方向の
変位を拡大することができ、平面方向を拡大する場合に
比して拡大効率が良く、また、第１の弾性部材を撓ませ
て取り付けるだけで簡便・容易に積層型圧電素子の変位
を拡大することが可能となる。これにより、拡大効率が
良く・低コストかつ簡単な構成・組立が容易・安定した
動作等が可能な圧電アクチュエータ装置を提供すること
ができる。

【００５４】また、請求項２に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項１記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、積層型圧電素子の積層方向の少なくとも一方の端面
に第１の弾性部材の移動を阻止するストッパー部材を設
けたこととしたので、第１の弾性部材の移動を阻止する
ことができ、第１の弾性部材を容易・確実に配設可能と
なる。

【００５５】また、請求項３に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項１記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、積層型圧電素子の積層方向の両端面を除く各面のう
ち、少なくとも２面以上の面に第１の弾性部材を設けた
こととしたので、変位量を２倍にする事が可能であり、
例えば、多角柱状の積層型圧電素子であれば各方向への
変位の展開が可能である。

【００５６】また、請求項４に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項１記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、第１の弾性部材の撓みによる曲率を変更可能な調整
機構を設けたこととしたので、第１の弾性部材の横方向
の変位を調整することができ、目的とする変位量への合
わせ込み調整が可能となる。

【００５７】また、請求項５に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の圧電アク
チュエータ装置において、第１の弾性部材の付勢力を打
ち消す方向に作用し、かつ前記第１の弾性部材の付勢力
と同等またはそれ以上の付勢力を有する第２の弾性部材
を、積層型圧電素子の積層方向の両端面に設けたことと
したので、第１の弾性部材が常に積層型圧電素子を外側
に付勢しているために生じる弊害である、積層型圧電素
子の積層部のクリープ現象や疲労破壊を防止することが
できる。

【００５８】また、請求項６に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項５記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、第２の弾性部材の付勢力を増減可能な調整手段を設
けたこととしたので、積層型圧電素子が変位した時のダ
ンピング現象などを発生させないように力量調節するこ
とが可能となる。

【００５９】また、請求項７に係る圧電アクチュエータ
装置は、積層方向の長さが当該積層方向と直交する横方
向よりも長く形成され、電位の印加により積層方向に変
位する積層型圧電素子と、積層方向の全長と同等の長さ
を有し、当該積層型圧電素子の積層方向に、積層型圧電
素子の変位方向とは逆方向に当該積層型圧電素子を付勢
するように湾曲させて取り付けられ、当該積層型圧電素
子の変位を横方向の変位に拡大変換する第３の弾性部材
と、を備えたこととしたので、積層型圧電素子を圧縮す
る付勢力が作用することになり、初期状態での寸法安定
性の向上、積層面を引き剥がす方向で発生する可能性の
あるクリープ現象や疲労破壊を防止することができる。

【００６０】また、請求項８に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項７記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、第３の弾性部材は、環状の線対象形状を呈し、かつ
積層型圧電素子の変位前後の全長よりも短いスパンの一
対の対向面を有し、当該積層型圧電素子の積層方向の内
側に付勢力を作用させるべく、当該対向面間に前記積層
型圧電素子を保持させたこととしたので、力量バランス
良く積層型圧電素子を保持可能であり、また変位量を積
層型圧電素子の片側だけに弾性部材を設けた場合に比し
て２倍とすることができる。

【００６１】また、請求項９に係る圧電アクチュエータ
装置は、請求項７記載の圧電アクチュエータ装置におい
て、第３の弾性部材の積層型圧電素子を保持する対向面
の少なくとも片面に前記積層型圧電素子の積層方向の内
側に作用する付勢力を増減可能な調整機構を設けたこと
としたので、弾性部材の曲率と該弾性部材の積層型圧電
素子を内側に付勢する付勢力を同時にしかも両サイドと
も一緒に調整が可能となる。

【００６２】また、請求項１０に係る圧電アクチュエー
タ装置は、請求項１〜９のいずれか１つに記載の圧電ア
クチュエータ装置において、第１の弾性部材，第２の弾
性部材または第３の弾性部材の変位を拡大すべく、積層
型圧電素子の積層方向の端面近傍に支点を有するレバー
を設けたこととしたので、わずかなスペース増加で、変
位量をさらに拡大することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る圧電アクチュエータ装置の
斜示図である。

【図２】図１の第１の弾性部材２の拡大率特性を示す図
である。

【図３】実施の形態２に係る圧電アクチュエータ装置の
斜視図である。

【図４】実施の形態３に係る圧電アクチュエータ装置の
斜示図である。

【図５】実施の形態４に係る圧電アクチュエータ装置の
斜視図である。

【図６】実施の形態５に係る圧電アクチュエータ装置の
上面図である。

【図７】実施の形態６に係る圧電アクチュエータ装置の
斜視図である。

【図８】実施の形態７に係る圧電アクチュエータ装置の
斜示図である。

【図９】図８の第３の弾性部材の初期状態を示す図であ
る。

【図１０】実施の形態８に係る圧電アクチュエータ装置
の斜示図である。

【図１１】図１０の第３の弾性部材の初期状態を示す図
である。

【図１２】実施の形態９に係る圧電アクチュエータ装置
の分解斜視図である。

【図１３】実施の形態９に係る圧電アクチュエータ装置
の斜視図である。

【図１４】図１３の圧電アクチュエータ装置の弾性部材
と引張部材の他の構成例を示す図である。

【図１５】実施の形態１０に係る圧電アクチュエータ装
置の分解斜視図である。

【図１６】実施の形態１０に係る圧電アクチュエータ装
置の斜視図である。

【図１７】実施の形態１１に係る圧電アクチュエータ装
置の上面図である。

【図１８】実施の形態１２に係る圧電アクチュエータ装
置の上面図である。

【符号の説明】

１ 積層型圧電素子 ２ 第１の弾性部材 ３ 接着剤 ４ ストッパー部材 ５、７、９ 調整ネジ（調整手段） ６ 第２の弾性部材 ８、８’ 第３の弾性部材 １０ 引張部材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層方向の長さが当該積層方向と直交す
   る横方向よりも長く形成され、電位の印加により積層方
   向に変位する積層型圧電素子と、 前記積層方向の全長と同等の長さを有し、当該積層型圧
   電素子に当該積層方向に撓ませて取り付けられ、当該積
   層型圧電素子の変位を前記横方向の変位に拡大変換する
   第１の弾性部材と、 を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータ装置。
2. 【請求項２】 前記積層型圧電素子の積層方向の少なく
   とも一方の端面に前記第１の弾性部材の移動を阻止する
   ストッパー部材を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の圧電アクチュエータ装置。
3. 【請求項３】 前記積層型圧電素子の積層方向の両端面
   を除く各面のうち、少なくとも２面以上の面に前記第１
   の弾性部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の圧
   電アクチュエータ装置。
4. 【請求項４】 前記第１の弾性部材の撓みによる曲率を
   変更可能な調整機構を設けた事を特徴とする請求項１記
   載の圧電アクチュエータ装置。
5. 【請求項５】 前記第１の弾性部材の付勢力を打ち消す
   方向に作用し、かつ前記第１の弾性部材の付勢力と同等
   またはそれ以上の付勢力を有する第２の弾性部材を、前
   記積層型圧電素子の積層方向の両端面に設けたことを特
   徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の圧電アク
   チュエータ装置。
6. 【請求項６】 前記第２の弾性部材の付勢力を増減可能
   な調整手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の圧
   電アクチュエータ装置。
7. 【請求項７】 積層方向の長さが当該積層方向と直交す
   る横方向よりも長く形成され、電位の印加により積層方
   向に変位する積層型圧電素子と、 前記積層方向の全長と同等の長さを有し、当該積層型圧
   電素子の積層方向に、前記積層型圧電素子の変位方向と
   は逆方向に当該積層型圧電素子を付勢するように湾曲さ
   せて取り付けられ、当該積層型圧電素子の変位を前記横
   方向の変位に拡大変換する第３の弾性部材と、 を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータ装置。
8. 【請求項８】 前記第３の弾性部材は、環状の線対象形
   状を呈し、かつ前記積層型圧電素子の変位前後の全長よ
   りも短いスパンの一対の対向面を有し、当該積層型圧電
   素子の積層方向の内側に付勢力を作用させるべく、当該
   対向面間に前記積層型圧電素子を保持させたことを特徴
   とする請求項７記載の圧電アクチュエータ装置。
9. 【請求項９】 前記第３の弾性部材の積層型圧電素子を
   保持する対向面の少なくとも片面に前記積層型圧電素子
   の積層方向の内側に作用する付勢力を増減可能な調整機
   構を設けたことを特徴とする請求項８記載の圧電アクチ
   ュエータ装置。
10. 【請求項１０】 前記第１の弾性部材，第２の弾性部材
    または第３の弾性部材の変位を拡大すべく、前記積層型
    圧電素子の積層方向の端面近傍に支点を有するレバーを
    設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに
    記載の圧電アクチュエータ装置。