JP2685025B2 - 圧電アクチュエータ - Google Patents
圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JP2685025B2 JP2685025B2 JP7132849A JP13284995A JP2685025B2 JP 2685025 B2 JP2685025 B2 JP 2685025B2 JP 7132849 A JP7132849 A JP 7132849A JP 13284995 A JP13284995 A JP 13284995A JP 2685025 B2 JP2685025 B2 JP 2685025B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- piezoelectric elements
- piezoelectric actuator
- hinge
- movable portion
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直線変位を角度変位に
変換する機構としての圧電アクチュエータに関する。
変換する機構としての圧電アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の圧電アクチュエータは、圧電素
子に電圧を印加して圧電素子を長さ方向に変形させ、そ
の変形を角度変位に変換し、例えばミラー等の光学系の
角度制御等を行うときに用いられる（実開平２−６５０
９２号公報、同３−４０８９６号公報参照）。
子に電圧を印加して圧電素子を長さ方向に変形させ、そ
の変形を角度変位に変換し、例えばミラー等の光学系の
角度制御等を行うときに用いられる（実開平２−６５０
９２号公報、同３−４０８９６号公報参照）。
【０００３】従来の圧電アクチュエータは、図６，７に
示すように、圧電素子１，２を備え、これら圧電素子
１，２の一端はそれぞれ支持部材３に固定され、他端は
可動部材４に接続される。可動部材４は可動部４ａ、ヒ
ンジ部４ｂ、取付部４ｃから成り、取付部４ｃが圧電素
子１，２の他端に接着されている。支持部材３は圧電ア
クチュエータを実装する部分にネジ等により固定され
る。
示すように、圧電素子１，２を備え、これら圧電素子
１，２の一端はそれぞれ支持部材３に固定され、他端は
可動部材４に接続される。可動部材４は可動部４ａ、ヒ
ンジ部４ｂ、取付部４ｃから成り、取付部４ｃが圧電素
子１，２の他端に接着されている。支持部材３は圧電ア
クチュエータを実装する部分にネジ等により固定され
る。
【０００４】２つの圧電素子１，２のうち、片方の圧電
素子に電圧を印加することにより、圧電素子が直線方向
（図の左右方向）に変位し、この変位は片方のヒンジ部
４ｂを介して可動部４ａへ伝えられ、他方のヒンジ部は
変化しないので、可動部４ａが傾動する。ヒンジ部４ｂ
は、その弾性変形内で変形され、繰り返し動作を実現す
る。要するに、ヒンジ部４ｂの変形により圧電素子１，
２の直線変位を角度変位に変換している。
素子に電圧を印加することにより、圧電素子が直線方向
（図の左右方向）に変位し、この変位は片方のヒンジ部
４ｂを介して可動部４ａへ伝えられ、他方のヒンジ部は
変化しないので、可動部４ａが傾動する。ヒンジ部４ｂ
は、その弾性変形内で変形され、繰り返し動作を実現す
る。要するに、ヒンジ部４ｂの変形により圧電素子１，
２の直線変位を角度変位に変換している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような圧電アク
チュエータにあっては、可動部４ａを傾動させるとき、
変形しない方のヒンジ部４ｂの剛性に抗して変位するよ
うに圧電素子を駆動しなければならないので、角度変位
のためにそれ相応の力が必要となる。
チュエータにあっては、可動部４ａを傾動させるとき、
変形しない方のヒンジ部４ｂの剛性に抗して変位するよ
うに圧電素子を駆動しなければならないので、角度変位
のためにそれ相応の力が必要となる。
【０００６】また、従来の圧電アクチュエータにおい
て、信頼性を高めるために冗長系を設けることを考えた
場合、２個の圧電素子をもう１組設けても、圧電素子の
ペアがヒンジ部を介して他のペアと結合されてしまうの
で、もともとの圧電素子と冗長系の圧電素子が互に干渉
してしまう。つまり、２個の圧電素子を追加しただけで
は冗長系を構築することはできないという構造になって
いる。したがって、圧電アクチュエータが組み込まれた
システム全体をもう１セット設けることによってしか冗
長系を作ることはできなかった。そのため、装置全体の
重量が増加したり、コストが増加するといった問題が生
じる。
て、信頼性を高めるために冗長系を設けることを考えた
場合、２個の圧電素子をもう１組設けても、圧電素子の
ペアがヒンジ部を介して他のペアと結合されてしまうの
で、もともとの圧電素子と冗長系の圧電素子が互に干渉
してしまう。つまり、２個の圧電素子を追加しただけで
は冗長系を構築することはできないという構造になって
いる。したがって、圧電アクチュエータが組み込まれた
システム全体をもう１セット設けることによってしか冗
長系を作ることはできなかった。そのため、装置全体の
重量が増加したり、コストが増加するといった問題が生
じる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、図１に示すように２個の圧電素
子１１，１２と、圧電素子１１，１２の一端を固定する
支持部１５と、圧電素子１１，１２の間隙に配置され一
端が支持部１５に固定された、可撓性を有するヒンジ部
１６と、ヒンジ部１６の他端に中央部が固定された可動
部１７と、各圧電素子１１，１２の他端に設けられ可動
部１７と当接または近接する作動部１８，１９によって
圧電アクチュエータを構成した。
め、本発明においては、図１に示すように２個の圧電素
子１１，１２と、圧電素子１１，１２の一端を固定する
支持部１５と、圧電素子１１，１２の間隙に配置され一
端が支持部１５に固定された、可撓性を有するヒンジ部
１６と、ヒンジ部１６の他端に中央部が固定された可動
部１７と、各圧電素子１１，１２の他端に設けられ可動
部１７と当接または近接する作動部１８，１９によって
圧電アクチュエータを構成した。
【０００８】
【作用】可動部１７は、一点でヒンジ部１６に支えら
れ、圧電素子１１，１２のいずれかが駆動すると、作動
部１８，１９によって押されて、図１の鎖線で示すよう
に傾動する。
れ、圧電素子１１，１２のいずれかが駆動すると、作動
部１８，１９によって押されて、図１の鎖線で示すよう
に傾動する。
【０００９】
【実施例】図１〜５は本発明による圧電アクチュエータ
の一実施例を示す図である。本実施例の圧電アクチュエ
ータは、印加電圧に応じて変位が発生する２個の圧電素
子１１，１２を備え、圧電素子１１，１２は、所定の間
隙をもって配置され、その一端は支持部１５に接着され
ている。図３，４に示すように圧電素子は２組設けら
れ、圧電素子１１，１２の隣に冗長系の圧電素子１３，
１４が配置されており、それらの一端は同様に支持部１
５に固定されている。圧電素子１１，１３と圧電素子１
２，１４との間には可撓性を有するヒンジ部１６が配置
され、ヒンジ部１６の一端は支持部１５に固定されてい
る。ヒンジ部１６の他端は可動部１７の中央部に固定さ
れている。なお、支持部１５、ヒンジ部１６、可動部１
７は一体に成形されている。
の一実施例を示す図である。本実施例の圧電アクチュエ
ータは、印加電圧に応じて変位が発生する２個の圧電素
子１１，１２を備え、圧電素子１１，１２は、所定の間
隙をもって配置され、その一端は支持部１５に接着され
ている。図３，４に示すように圧電素子は２組設けら
れ、圧電素子１１，１２の隣に冗長系の圧電素子１３，
１４が配置されており、それらの一端は同様に支持部１
５に固定されている。圧電素子１１，１３と圧電素子１
２，１４との間には可撓性を有するヒンジ部１６が配置
され、ヒンジ部１６の一端は支持部１５に固定されてい
る。ヒンジ部１６の他端は可動部１７の中央部に固定さ
れている。なお、支持部１５、ヒンジ部１６、可動部１
７は一体に成形されている。
【００１０】圧電素子の他端（支持部１５の反対側）に
は、作動部１８〜２１が接着され、作動部１８〜２１
は、可動部１７と近接する先端１８ａ〜２１ａを有して
いる。図５に示すように、可動部１７の先端１８ａと対
向する部分には、滑り止め部としての凹部１３ａが形成
され、凹部１７ａと先端１８ａとの間には僅かな隙間Ｓ
が設けられている。
は、作動部１８〜２１が接着され、作動部１８〜２１
は、可動部１７と近接する先端１８ａ〜２１ａを有して
いる。図５に示すように、可動部１７の先端１８ａと対
向する部分には、滑り止め部としての凹部１３ａが形成
され、凹部１７ａと先端１８ａとの間には僅かな隙間Ｓ
が設けられている。
【００１１】以上のようにすれば、圧電素子１，２で発
生させた力は作動部１８，１９に伝播され、作動部１
８，１９が可動部１７の一部分（図５の凹部１７ａ）を
押す。可動部１７は、作動部１８または１９の押し付け
力によって、図１の鎖線に示すように、角度方向に変位
することになる。
生させた力は作動部１８，１９に伝播され、作動部１
８，１９が可動部１７の一部分（図５の凹部１７ａ）を
押す。可動部１７は、作動部１８または１９の押し付け
力によって、図１の鎖線に示すように、角度方向に変位
することになる。
【００１２】冗長系の圧電素子１３，１４も上記と同様
に作動するが、圧電素子１１，１２と冗長系の圧電素子
１３，１４とは結合されてはいないので、お互いに干渉
することはない。
に作動するが、圧電素子１１，１２と冗長系の圧電素子
１３，１４とは結合されてはいないので、お互いに干渉
することはない。
【００１３】可動部１７は、一点においてヒンジ部１６
で支持されるので、従来方式の２つのヒンジを変形させ
る方法と比較し、ヒンジ部分の剛性が低く（断面２次モ
ーメントが小さく）変形させることが容易であり、さら
にヒンジ部１６と作動部１８〜２１の距離（即ち支点と
力点の間隔）を調整することにより角度変位を容易に調
整可能である。
で支持されるので、従来方式の２つのヒンジを変形させ
る方法と比較し、ヒンジ部分の剛性が低く（断面２次モ
ーメントが小さく）変形させることが容易であり、さら
にヒンジ部１６と作動部１８〜２１の距離（即ち支点と
力点の間隔）を調整することにより角度変位を容易に調
整可能である。
【００１４】また、圧電素子の発生力を伝播する部材
（作動部１８〜２１）と直線変位を角度変位に変換する
部材（ヒンジ部１６）を分割したことにより、容易に冗
長構造を実現することができる。
（作動部１８〜２１）と直線変位を角度変位に変換する
部材（ヒンジ部１６）を分割したことにより、容易に冗
長構造を実現することができる。
【００１５】さらに、上記実施例においては、可動部１
７に凹部１７ａを形成したため、作動部先端の滑りを防
止する。また、凹部１７ａと作動部先端との間に隙間を
持たせることにより、駆動した圧電素子の変位が対の圧
電素子により妨げられない構造になっている。
７に凹部１７ａを形成したため、作動部先端の滑りを防
止する。また、凹部１７ａと作動部先端との間に隙間を
持たせることにより、駆動した圧電素子の変位が対の圧
電素子により妨げられない構造になっている。
【００１６】上記実施例において作動部１８〜２１は、
圧電素子１１〜１４と別の部材で形成しているが、圧電
素子１１〜１４の一部を作動部として使用するようにし
てもよい。
圧電素子１１〜１４と別の部材で形成しているが、圧電
素子１１〜１４の一部を作動部として使用するようにし
てもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
角度変位が容易に得られるという効果が得られる。また
冗長構造を容易に実現することができる。
角度変位が容易に得られるという効果が得られる。また
冗長構造を容易に実現することができる。
【図１】本発明による圧電アクチュエータの一実施例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図２】図１の圧電アクチュエータの側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図１のＣ部の拡大図である。
【図６】従来の圧電アクチュエータの平面図である。
【図７】従来の圧電アクチュエータの側面図である。
１１，１２，１３，１４ 圧電素子 １５ 支持部 １６ ヒンジ部 １７ 可動部 １７ａ 凹部 １８，１９，２０，２１ 作動部
Claims (3)
- 【請求項１】 所定の間隙をもって配置された２個の圧
電素子と、前記圧電素子の各々の一端を支持する支持部
と、前記間隙内に配置され一端が前記支持部に固定され
た可撓性を有するヒンジ部と、前記ヒンジ部の他端に中
央部が固定された可動部と、前記各圧電素子の他端に設
けられ前記可動部と当接または近接する作動部とを備
え、前記圧電素子の駆動により前記可動部が前記ヒンジ
部を支点として傾動することを特徴とする圧電アクチュ
エータ。 - 【請求項２】 前記可動部に滑り止め部を形成し、その
滑り止め部に前記作動部材が当接または近接する請求項
１に記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項３】 前記２個の圧電素子を複数組備えた請求
項１または２に記載の圧電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7132849A JP2685025B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7132849A JP2685025B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 圧電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08308262A JPH08308262A (ja) | 1996-11-22 |
| JP2685025B2 true JP2685025B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=15090963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7132849A Expired - Lifetime JP2685025B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685025B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19613158A1 (de) * | 1996-04-02 | 1997-10-09 | Daetwyler Ag | Hochdynamischer piezoelektrischer Antrieb |
| US8310790B1 (en) * | 2011-06-11 | 2012-11-13 | Nhk Spring Co., Ltd | Remote drive rotary head dual stage actuator |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6212938A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-21 | Hitachi Ltd | 光学式情報記録素子 |
| JPS6237835A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-18 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 機械的増幅機構 |
| JPH05304323A (ja) * | 1992-02-06 | 1993-11-16 | Nec Corp | 変位拡大機構 |
-
1995
- 1995-05-02 JP JP7132849A patent/JP2685025B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08308262A (ja) | 1996-11-22 |
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