JPS62154679A - 積層圧電変位素子 - Google Patents
積層圧電変位素子Info
- Publication number
- JPS62154679A JPS62154679A JP60293779A JP29377985A JPS62154679A JP S62154679 A JPS62154679 A JP S62154679A JP 60293779 A JP60293779 A JP 60293779A JP 29377985 A JP29377985 A JP 29377985A JP S62154679 A JPS62154679 A JP S62154679A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laminated piezoelectric
- displacement element
- piezoelectric displacement
- voltage
- electrode
- 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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は精密機械の位置決め機構などに使用される積層
圧電変位素子に関するものである。
圧電変位素子に関するものである。
従来の技術
近年、圧電セラミックの両端に電圧を加えると電圧方向
に圧電セラミックが伸長する圧電効果を応用した積層圧
電変位素子が精密機械の位置決めに使われることが多い
。この積層圧電変位素子は加える電圧により伸縮量が制
御でき、しかも数ミクロン−数十ミクロンといった微細
な制御が可能であり、その用途は大いに拡がりつつある
。
に圧電セラミックが伸長する圧電効果を応用した積層圧
電変位素子が精密機械の位置決めに使われることが多い
。この積層圧電変位素子は加える電圧により伸縮量が制
御でき、しかも数ミクロン−数十ミクロンといった微細
な制御が可能であり、その用途は大いに拡がりつつある
。
従来のこの種の積層圧電変位素子は第３図に示すような
構造のもので、圧電セラミック２と内部電極３を交互に
重ね合せて焼成し、２個の外部電極４，５により内部電
極を１Ｒ置きに、電気的に導通させたものである。６は
電極同士を絶縁するだめの絶縁体であり、７は積層圧電
変位素子１の両端を形成する保護層である。
構造のもので、圧電セラミック２と内部電極３を交互に
重ね合せて焼成し、２個の外部電極４，５により内部電
極を１Ｒ置きに、電気的に導通させたものである。６は
電極同士を絶縁するだめの絶縁体であり、７は積層圧電
変位素子１の両端を形成する保護層である。
今、この積層圧電変位素子１の外部電極４，５にＤＣ電
源８、電圧制御用ボリューム９により電圧を与えると、
積層圧電変位素子１は矢印Ａ 、 Ａ’の方向に伸長す
る。第４図は第３図に示す従来の積層圧電変位素子、１
に加える電圧Ｖと積層圧電変位素子１の伸長量δとの関
係を示したもので、電圧Ｖを徐々に高めていくと伸長量
δは曲線Ｂに沿って増加し、点Ｐに至る。逆に点Ｐより
電圧Ｖを徐々に下げると曲線Ｃに沿って伸長量δは減少
する。ここに曲線ＢとＣで囲まれる部分はヒステリシス
である。
源８、電圧制御用ボリューム９により電圧を与えると、
積層圧電変位素子１は矢印Ａ 、 Ａ’の方向に伸長す
る。第４図は第３図に示す従来の積層圧電変位素子、１
に加える電圧Ｖと積層圧電変位素子１の伸長量δとの関
係を示したもので、電圧Ｖを徐々に高めていくと伸長量
δは曲線Ｂに沿って増加し、点Ｐに至る。逆に点Ｐより
電圧Ｖを徐々に下げると曲線Ｃに沿って伸長量δは減少
する。ここに曲線ＢとＣで囲まれる部分はヒステリシス
である。
発明が解決しようとする問題点
上記従来の積層圧電変位素子はこのヒステリシスが大き
く、位置決め機構に使用するには、このヒステリシスを
補償するための複雑な制御系が必要となるという問題点
があった。
く、位置決め機構に使用するには、このヒステリシスを
補償するための複雑な制御系が必要となるという問題点
があった。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために、圧電セラミック
と電極を交互に積層し、この電極のうち１層置きにある
ものを共通電極として導通をとり、共通電極以外の電極
は複数個の印荷電極グループに分け、この印荷電極グル
ープ内の電極は互いに導通させ、前記分けられた印荷電
極グループ単位ごとに前記共通電極との間で適宜電圧を
印荷可能としたことを特徴としている。
と電極を交互に積層し、この電極のうち１層置きにある
ものを共通電極として導通をとり、共通電極以外の電極
は複数個の印荷電極グループに分け、この印荷電極グル
ープ内の電極は互いに導通させ、前記分けられた印荷電
極グループ単位ごとに前記共通電極との間で適宜電圧を
印荷可能としたことを特徴としている。
作 用
本発明は上記した構成上、分けられた印荷電極グループ
単位ごとに前記共通電極との間で適宜電圧を印荷するこ
とによって、１つの積層圧電変位素子を複数個の部分に
分割して駆動することができ、電圧と変位のヒステリシ
スを小さく押えることができる。
単位ごとに前記共通電極との間で適宜電圧を印荷するこ
とによって、１つの積層圧電変位素子を複数個の部分に
分割して駆動することができ、電圧と変位のヒステリシ
スを小さく押えることができる。
実施例
以下本発明の一実施例の積層圧電変位素子及びその駆動
回路について、図面を参照しながら説明する。
回路について、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の実施例における積層圧電変位素子及び
その駆動回路を示すものである。第１図において、１１
は積層圧電変位素子であり、圧電セラミック１２と内部
電極１３とが交互に積み重ねられ焼成されている。内部
電極１３のうち１つ置きにあるものは外部共通電極１４
で互いに導通がとられている。内部電極１３のうち外部
共通電極１４と導通されていないものは４つのグループ
に分けられ第１図において右側にある外部印荷電極１５
ａ 、１５ｂ 、１５ｃ 、１５ｄにそれぞれ導通され
ている。１６は内部電極と外部電極を隔てる絶縁体であ
る。１７．１８は積層圧電変位素子１１の両端部を形成
する保護層である。１９はＤＣ電源であり、その第１極
である○端子は外部共通電極１４に接続されている。一
方策２極である■端子は電圧制御用ボリューム２０、ス
イッチ２１．２２．２３を介して外部印荷電極１５ａ。
その駆動回路を示すものである。第１図において、１１
は積層圧電変位素子であり、圧電セラミック１２と内部
電極１３とが交互に積み重ねられ焼成されている。内部
電極１３のうち１つ置きにあるものは外部共通電極１４
で互いに導通がとられている。内部電極１３のうち外部
共通電極１４と導通されていないものは４つのグループ
に分けられ第１図において右側にある外部印荷電極１５
ａ 、１５ｂ 、１５ｃ 、１５ｄにそれぞれ導通され
ている。１６は内部電極と外部電極を隔てる絶縁体であ
る。１７．１８は積層圧電変位素子１１の両端部を形成
する保護層である。１９はＤＣ電源であり、その第１極
である○端子は外部共通電極１４に接続されている。一
方策２極である■端子は電圧制御用ボリューム２０、ス
イッチ２１．２２．２３を介して外部印荷電極１５ａ。
１５ｂ、１ｅａ、１ｓｄ に接続されている。
第２図は第１図に示す本発明の提供する積層圧電変位素
子１１における電圧Ｖと変位量δの関係を示すものであ
る。
子１１における電圧Ｖと変位量δの関係を示すものであ
る。
第１図及び第２図において、まずスイッチ２１゜２２．
２３を開き、ポリー−ム２ｏにより外部印荷電極１５ａ
に電圧をＶ。まで徐々に加えていけば、積層圧電変位素
子１１は矢印Ｄ−Ｕの方向に伸長し、第４図では点ａか
ら曲線Ｂ′に沿って点すに達する。また逆に徐々に電圧
を下げれば曲線Ｃ′に沿って点ａにもどる。ここに曲線
ゴ、σに囲まれる部分はヒステリシスである。外部印荷
電極１５ａ、１５ｂ、１６ｃ、１６ｄにそれぞれ電圧■
。
２３を開き、ポリー−ム２ｏにより外部印荷電極１５ａ
に電圧をＶ。まで徐々に加えていけば、積層圧電変位素
子１１は矢印Ｄ−Ｕの方向に伸長し、第４図では点ａか
ら曲線Ｂ′に沿って点すに達する。また逆に徐々に電圧
を下げれば曲線Ｃ′に沿って点ａにもどる。ここに曲線
ゴ、σに囲まれる部分はヒステリシスである。外部印荷
電極１５ａ、１５ｂ、１６ｃ、１６ｄにそれぞれ電圧■
。
を加えたときの積層圧電変位素子１１の伸長量をδ８．
δｂ、δ。、δｄとすれば、スイッチ２１，２２゜２３
を閉じることにより第４図における変位を示す点はｌ）
−＋ ｃ −＋ ｄ −） ｅと移動する。積層圧電
変位素子１１は δ２＝δ、−δ。＝δ６ となるように圧電セラミックの数を揃えであるので、ボ
リューム２０の調整とスイッチ２１，２２゜２３の選定
により、積層圧電変位素子の伸長量は第４図における点
ａから点ｅまでの間で自由にとることができる。このと
き本発明の提供する積層圧電変位素子１１のヒステリシ
スは、第４図に示す１３／ 、 ＣＩの曲線によって定
まり従来のＢ、Ｃで示すものに比べ小さくすることがで
きる。
δｂ、δ。、δｄとすれば、スイッチ２１，２２゜２３
を閉じることにより第４図における変位を示す点はｌ）
−＋ ｃ −＋ ｄ −） ｅと移動する。積層圧電
変位素子１１は δ２＝δ、−δ。＝δ６ となるように圧電セラミックの数を揃えであるので、ボ
リューム２０の調整とスイッチ２１，２２゜２３の選定
により、積層圧電変位素子の伸長量は第４図における点
ａから点ｅまでの間で自由にとることができる。このと
き本発明の提供する積層圧電変位素子１１のヒステリシ
スは、第４図に示す１３／ 、 ＣＩの曲線によって定
まり従来のＢ、Ｃで示すものに比べ小さくすることがで
きる。
発明の効果
本発明によれば、圧電セラミックと外部電極を交互に積
層し、この内部電極のうち１層置きに導通をとって共通
電極とし、この共通電極以外の電極を複数個の印荷電極
グループに分け、この印荷電極グループ内の各電極は導
通させ、前記分けられた印荷電極グループごとに前記共
通電極との間で適宜電圧印荷を可能としたから、１個の
積層圧電変位素子を部分的に駆動するととがでさ、ヒス
テリシスを小さく押えることができる。
層し、この内部電極のうち１層置きに導通をとって共通
電極とし、この共通電極以外の電極を複数個の印荷電極
グループに分け、この印荷電極グループ内の各電極は導
通させ、前記分けられた印荷電極グループごとに前記共
通電極との間で適宜電圧印荷を可能としたから、１個の
積層圧電変位素子を部分的に駆動するととがでさ、ヒス
テリシスを小さく押えることができる。
第１図は本発明の実施例における積層圧電変位素子とそ
の駆動回路図、第２図は第１図の実施例における積層圧
電変位素子の電圧と変位量の関係図、第３図は従来例に
おける積層圧電変位素子とその、駆動回路図、第４図は
従来例における積層圧電変位素子の電圧と変位量の関係
図である。 １１・・・・・・積層圧電変位素子、１２・・・・・・
圧電セラミック、１３・・・・・・内部電極、１４・・
・・・・外部共通電極、１５ａ、ｊ５ｂ、１５ｃ 、１
５ｄ−・・・外部印荷型 。 極Ｏ
の駆動回路図、第２図は第１図の実施例における積層圧
電変位素子の電圧と変位量の関係図、第３図は従来例に
おける積層圧電変位素子とその、駆動回路図、第４図は
従来例における積層圧電変位素子の電圧と変位量の関係
図である。 １１・・・・・・積層圧電変位素子、１２・・・・・・
圧電セラミック、１３・・・・・・内部電極、１４・・
・・・・外部共通電極、１５ａ、ｊ５ｂ、１５ｃ 、１
５ｄ−・・・外部印荷型 。 極Ｏ
Claims (1)
- 圧電セラミックと内部電極を交互に積層し、前記内部
電極のうち１層置きに導通をとって共通電極とし、前記
共通電極以外の前記内部電極を複数個の印荷電極グルー
プに分け、前記印荷電極グループ内の各内部電極は導通
させ、前記分けられた印荷電極グループ単位ごとに前記
共通電極との間で適宜電圧を印荷可能としたことを特徴
とする積層圧電変位素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293779A JPS62154679A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 積層圧電変位素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60293779A JPS62154679A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 積層圧電変位素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62154679A true JPS62154679A (ja) | 1987-07-09 |
Family
ID=17799070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60293779A Pending JPS62154679A (ja) | 1985-12-26 | 1985-12-26 | 積層圧電変位素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62154679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193184A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Tokin Corp | 積層型圧電アクチュエータ |
| EP2048720A3 (en) * | 2007-10-09 | 2013-01-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectic-actuator driving device and exposure apparatus including the same |
-
1985
- 1985-12-26 JP JP60293779A patent/JPS62154679A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193184A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Tokin Corp | 積層型圧電アクチュエータ |
| EP2048720A3 (en) * | 2007-10-09 | 2013-01-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Piezoelectic-actuator driving device and exposure apparatus including the same |
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