JPS5937873B2 - 微動変位制御体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＮＣ工作機械のテーブルおよび刃物の微動送り
を初めとして電子顕微鏡の試料微動送り、その他各種の
微調整作業に用いられる圧電逆効果を利用した微動変位
制御体に関する。

この種、微動変位制御体として複数個の圧電素 ユ子を
積層すると共に電気的並列に構成したもの２５゛知られ
ている。

この制御体に直流電圧を印加すると、個々の圧電素子の
累積歪みに相当する大きさの変位（伸び）を生ずる。

また印加電圧を解除すると前記変位が 。復元（収縮）
する。この伸縮変位量は圧電素子の使用個数および印加
電圧に比例するが、構造の大型化、機械的強度の劣化お
よび圧電素子の耐電圧などの点からそれぞれ使用個数に
おいて１００個、印加電圧において１６００Ｖ／闘まで
が限度とさ 。れている。本発明は上記圧電素子の使用
個数および印加電圧の許容下にて、制御体の変位量を一
層増大させることを目的としてなされた一もので、その
特徴とする点は電圧−歪曲線が非対称バタフライルーブ
を描くところの圧電素子を用いたことにある。

一般にチタン酸ジルコン酸鉛よりなり、比較的低い直流
電圧で分極した圧電素子に電圧−歪特性を測定した場合
、第２図中イで示したような対称バタフラィループを描
く。一方、破壊電界強度付近の充分高い直流電圧で分極
した圧電素子の場合は同図中口で示したような非対称バ
タフライループを描く。この両バタフライループを対比
すれば明らかなように正電場＋Ｅ側における非対称の圧
電素子の歪み５１が対称圧電素子の歪み５２よりも大き
い。本発明は上記知見に基づくもので、以下図面につき
説明する。

第１図において、１はチタン酸ジルコン酸鉛等よりなり
、破壊電界強度を越えない充分高い直流電圧で厚み方向
に分極された複数個の圧電素子で、電気的並列になるよ
う分極軸を互いに逆向きにして積層される。

２はその積層面に介在した複数個の端子板で、これらは
接着剤もしくはボルトによつて一体に結合される。

３は直流電源である。

チタン酸ジルコン酸鉛を以つて外形状が３２ｍ７Ｉｌφ
×１．０ｍ７ｎｔの円板に成形し、表裏面に銀電極（図
示しない）を施した後、その圧電材料の破界電界強度（
４０ＫＶ／ｃｍ）付近の３２ＫＶ／ｃｍで１０分間分極
し、その後エージング処理（油中、２０分浸漬）して得
た圧電素子１について、＋Ｅ＝１６００ボルトにして電
圧−歪特性を測定した処、第２図口のような非対称バタ
フラィループを呈した。この圧電素子１００個を、３２
ｍｍφ×Ｏ、０６ｍｍをの銅−ベリリウム製端子板２と
共に交互に積層し、エポキシ接着剤によつて一体に固着
した本発明に係る微動変位制御体は、直流電圧１６００
Ｖの印加で約１００μの軸方向変位を生じた。一方、電
圧−歪曲線が第２図イのような対称バタフライルーブを
呈する圧電素子（１６００／Ｍｍで５分間分極処理）を
用いた以外は上記と同一条件で積層、組付けた微動変位
制御体の軸方向変位は僅か７４μであり、この点からも
本発明の作用効果が明示される。な卦、制御体に予め負
の直流バイアスを与えた状態で正の直流電圧を重畳せし
めることによつて軸方向変位を一層増大し得ることがで
きる。

以上の通り本発明によれば、電圧一歪特性に卦いて非対
称バタフラィループを呈する圧電素子を使用することに
より変位量を大巾に増大し得、かつ実用性の高い微動変
位制御体を供する優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る微動変位制御体を示す四半分断面
図、第２図は圧電素子の電圧一歪特性図である。 １・・・複数個の圧電素子、２・・・複数個の端子板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電圧−歪特性において非対称バタフライループを呈
   する圧電素子を複数個、積層すると共に電気的並列に構
   成してなる微動変位制御体。