JP3388834B2 - 圧電型アクチュエータおよび超音波カテーテル - Google Patents
圧電型アクチュエータおよび超音波カテーテルInfo
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Landscapes
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小型ながら変位量、発
生力の大きな動作が可能な圧電型アクチュエータに関す
る。
生力の大きな動作が可能な圧電型アクチュエータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、微細加工技術の進歩により、微小
な駆動メカニズムが発展しつつある。特に医療機器の分
野では患者への負担が著しく低減される低侵襲治療の必
要性の増加と共に、狭い体内（例えば血管、消化管等の
体腔内）で機能する診断機器や治療機器が開発されつつ
ある。一例として超音波内視鏡が挙げらる。超音波内視
鏡では超音波ビームを患者の体内（例えば血管、消化管
等の体腔内）に送出し、その反射波をとらえるための超
音波振動子が先端に配置されているが、断層像として画
像化するためにはこの超音波振動子を機械的に回転もし
くは偏向させなければならない。現在、ほとんどの超音
波内視鏡では、外部のモーターの回転をカテ−テル内を
通したシャフトによってカテーテル先端内部に設けられ
た超音波振動子まで伝える方式が取られている。
な駆動メカニズムが発展しつつある。特に医療機器の分
野では患者への負担が著しく低減される低侵襲治療の必
要性の増加と共に、狭い体内（例えば血管、消化管等の
体腔内）で機能する診断機器や治療機器が開発されつつ
ある。一例として超音波内視鏡が挙げらる。超音波内視
鏡では超音波ビームを患者の体内（例えば血管、消化管
等の体腔内）に送出し、その反射波をとらえるための超
音波振動子が先端に配置されているが、断層像として画
像化するためにはこの超音波振動子を機械的に回転もし
くは偏向させなければならない。現在、ほとんどの超音
波内視鏡では、外部のモーターの回転をカテ−テル内を
通したシャフトによってカテーテル先端内部に設けられ
た超音波振動子まで伝える方式が取られている。
【０００３】
【従来技術の問題点】しかしながらこのような動力の伝
達には柔軟性に富み、かつ、ねじれの少ない（トルク伝
達性の優れた）シャフトが必要なこと、また、長いシャ
フトの伸縮を吸収する機構等が要求され、性能、信頼
性、価格面での大きな壁となっている。更に、カテーテ
ル内におけるシャフトの占有容積のため、他の測定や治
療に要する空間が著しく限定されてしまい、血管内に使
用できるような、より細径な超音波内視鏡を実現する上
で大きな問題となっている。このような問題点を克服す
るにはカテーテルの先端内部に駆動機構を配置すればよ
いが、その際、直径，長さ共に数ミリ以下の微小なアク
チュエータが要求される。
達には柔軟性に富み、かつ、ねじれの少ない（トルク伝
達性の優れた）シャフトが必要なこと、また、長いシャ
フトの伸縮を吸収する機構等が要求され、性能、信頼
性、価格面での大きな壁となっている。更に、カテーテ
ル内におけるシャフトの占有容積のため、他の測定や治
療に要する空間が著しく限定されてしまい、血管内に使
用できるような、より細径な超音波内視鏡を実現する上
で大きな問題となっている。このような問題点を克服す
るにはカテーテルの先端内部に駆動機構を配置すればよ
いが、その際、直径，長さ共に数ミリ以下の微小なアク
チュエータが要求される。
【０００４】現在、微小なアクチュエータとして直径数
ミリ程度の電磁式のモーターがあるが、トルクが微弱で
あるため実用的ではない。超音波ビームの走査方式とし
ては、回転方式以外に振動子を偏向させる方式もある。
この方式の場合、往復運動する圧電型アクチュエータの
使用が考えられる。圧電型アクチュエータの代表的なも
のは積層型とバイモルフ型があるが、積層型は発生力は
大きいものの変位量が著しく小さく実用性に乏しい。バ
イモルフ型は積層型に較べて大きな変位量が得られ、発
生力もあるため、最も実用可能性が高いといえる。しか
しながら前記の条件を満たすような形状、例えば全長を
５ミリ以下にするとなると変位量は数１０ミクロン程度
となり、実用上、充分とは言えない。
ミリ程度の電磁式のモーターがあるが、トルクが微弱で
あるため実用的ではない。超音波ビームの走査方式とし
ては、回転方式以外に振動子を偏向させる方式もある。
この方式の場合、往復運動する圧電型アクチュエータの
使用が考えられる。圧電型アクチュエータの代表的なも
のは積層型とバイモルフ型があるが、積層型は発生力は
大きいものの変位量が著しく小さく実用性に乏しい。バ
イモルフ型は積層型に較べて大きな変位量が得られ、発
生力もあるため、最も実用可能性が高いといえる。しか
しながら前記の条件を満たすような形状、例えば全長を
５ミリ以下にするとなると変位量は数１０ミクロン程度
となり、実用上、充分とは言えない。
【０００５】本発明の目的は、係る問題点に鑑みて、微
小な形状で大きな変位量が得られる圧電型アクチュエー
タを実現することにある。
小な形状で大きな変位量が得られる圧電型アクチュエー
タを実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、屈曲変形を行うバイモルフ型アクチュ
エータを基本部材とし、該基本部材を、該屈曲変形の方
向に対して直交し、かつ、該基本部材の両端部各々が隣
合う方向に複数個並列配置して構成し、該基本部材は各
々隣合う他の１つの基本部材と前記端部のいずれか一方
でのみ連結され、該複数個並列配置された基本部材のう
ち最外部に位置する２つの該基本部材の各々の連結され
ていない２つの端部を固定端あるいは出力端とし、該基
本部材に電圧を印加した時、該屈曲変形の方向が、隣合
う該基本部材間で互いに逆向きであることを特徴とする
圧電型アクチュエータを提供するものである。
達成するために、屈曲変形を行うバイモルフ型アクチュ
エータを基本部材とし、該基本部材を、該屈曲変形の方
向に対して直交し、かつ、該基本部材の両端部各々が隣
合う方向に複数個並列配置して構成し、該基本部材は各
々隣合う他の１つの基本部材と前記端部のいずれか一方
でのみ連結され、該複数個並列配置された基本部材のう
ち最外部に位置する２つの該基本部材の各々の連結され
ていない２つの端部を固定端あるいは出力端とし、該基
本部材に電圧を印加した時、該屈曲変形の方向が、隣合
う該基本部材間で互いに逆向きであることを特徴とする
圧電型アクチュエータを提供するものである。
【０００７】
【作用】図１に示すように、最外部に位置する２つの基
本部材の一つをＥ１とし、その連結されていない端部を
固定端Ａ１とする。電圧が印加された時Ｅ１は基本素子
の配置されている方向に直交する一方の方向（＋方向と
する）に屈曲し、Ｅ１の反対側の端部Ｂ１はＡ１を接点
とする直線から＋Δｙの距離に変位する。Ｅ１に隣合う
基本素子Ｅ２の一方の端部Ｂ２はＢ１と連結されている
ので、やはり＋Δｙの距離だけ変位する。ここでＢ１を
接点とする接線１を考えるとＥ１の屈曲の結果、この接
線は固定端Ａ１から−Δｙだけ離れることになる。Ｅ１
の屈曲と同時にＥ２はＥ１の屈曲方向とは逆方向（−方
向とする）に屈曲するので、Ｅ２の反対側の端部Ａ２は
接線１から−Δｙの距離に変位する。即ち、Ａ２はＡ１
から−２・Δｙだけ変位する（ここでΔｙは基本素子の
長さＡ１Ｂ１に対して充分小さいとする）。同様にし
て、更に隣接する基本素子の変位も順次増加していくた
め、出力端の変位量は１つの基本素子の変位量Δｙの基
本素子数倍だけ増加することになる。印加する電圧の極
性を逆にすればそれぞれの基本素子の変位方向がすべて
逆となるので、出力端は反対方向に変位する。
本部材の一つをＥ１とし、その連結されていない端部を
固定端Ａ１とする。電圧が印加された時Ｅ１は基本素子
の配置されている方向に直交する一方の方向（＋方向と
する）に屈曲し、Ｅ１の反対側の端部Ｂ１はＡ１を接点
とする直線から＋Δｙの距離に変位する。Ｅ１に隣合う
基本素子Ｅ２の一方の端部Ｂ２はＢ１と連結されている
ので、やはり＋Δｙの距離だけ変位する。ここでＢ１を
接点とする接線１を考えるとＥ１の屈曲の結果、この接
線は固定端Ａ１から−Δｙだけ離れることになる。Ｅ１
の屈曲と同時にＥ２はＥ１の屈曲方向とは逆方向（−方
向とする）に屈曲するので、Ｅ２の反対側の端部Ａ２は
接線１から−Δｙの距離に変位する。即ち、Ａ２はＡ１
から−２・Δｙだけ変位する（ここでΔｙは基本素子の
長さＡ１Ｂ１に対して充分小さいとする）。同様にし
て、更に隣接する基本素子の変位も順次増加していくた
め、出力端の変位量は１つの基本素子の変位量Δｙの基
本素子数倍だけ増加することになる。印加する電圧の極
性を逆にすればそれぞれの基本素子の変位方向がすべて
逆となるので、出力端は反対方向に変位する。
【０００８】
【実施例】図を参照しながら本発明の実施例を詳細に説
明する。図１はバイモルフ型アクチュエータ基本部材の
数を３個とした場合の平面図である。図１（ａ）におい
てＥ１，Ｅ２，Ｅ３は、基本部材であり、固定端Ａ１に
は固定部材１０１が設けられている。基本部材Ｅ１の固
定端Ａ１の反対側の端部Ｂ１は基本部材Ｅ２の端部Ｂ２
に連結部材１０２によって連結されている。更にＥ２の
他端部Ａ２とＥ３の端部Ａ３も同様に連結部材１０３に
よって連結されている。基本部材Ｅ３の他端部Ｂ３が出
力端（自由端）であり、出力部材１０４が設けられてい
る。
明する。図１はバイモルフ型アクチュエータ基本部材の
数を３個とした場合の平面図である。図１（ａ）におい
てＥ１，Ｅ２，Ｅ３は、基本部材であり、固定端Ａ１に
は固定部材１０１が設けられている。基本部材Ｅ１の固
定端Ａ１の反対側の端部Ｂ１は基本部材Ｅ２の端部Ｂ２
に連結部材１０２によって連結されている。更にＥ２の
他端部Ａ２とＥ３の端部Ａ３も同様に連結部材１０３に
よって連結されている。基本部材Ｅ３の他端部Ｂ３が出
力端（自由端）であり、出力部材１０４が設けられてい
る。
【０００９】図１（ｂ）は、図１（ａ）のバイモルフ型
アクチュエータの側面図である。バイモルフ型アクチュ
エータの圧電素子は、中間の電極板１１１（シム材と呼
ぶ）をはさんで両側の圧電材の分極方向が同方向（パラ
レル型）のものと逆方向（シリーズ型）のものとの２通
りの形態がある。本発明の実施上、いずれのものでも可
能であるが、本実施例ではパラレル型で説明を行う。パ
ラレル型では表面の電極１１２，１１３は同電位となる
よう結線されるが、本実施例では固定部材１０１，連結
部材１０２，１０３，出力部材１０４が金属製であり、
電極１１２，１１３に電気的に接続されている。
アクチュエータの側面図である。バイモルフ型アクチュ
エータの圧電素子は、中間の電極板１１１（シム材と呼
ぶ）をはさんで両側の圧電材の分極方向が同方向（パラ
レル型）のものと逆方向（シリーズ型）のものとの２通
りの形態がある。本発明の実施上、いずれのものでも可
能であるが、本実施例ではパラレル型で説明を行う。パ
ラレル型では表面の電極１１２，１１３は同電位となる
よう結線されるが、本実施例では固定部材１０１，連結
部材１０２，１０３，出力部材１０４が金属製であり、
電極１１２，１１３に電気的に接続されている。
【００１０】また、圧電素子の両端は中間の電極板１１
１（以下、「シム材」という）が露出してシム端子１１
４を形成しており、連結部材１０２，１０３の内部で電
気的接続が施されている。ここで、中間の電極板１１１
とそれを両側から挟む電極１１２，１１３から構成され
たものを基本部材Ｅ１とする。
１（以下、「シム材」という）が露出してシム端子１１
４を形成しており、連結部材１０２，１０３の内部で電
気的接続が施されている。ここで、中間の電極板１１１
とそれを両側から挟む電極１１２，１１３から構成され
たものを基本部材Ｅ１とする。
【００１１】固定部材１０１および固定部材内のシム端
子１１４から配線が引き出され、電圧が表面電極とシム
との間に印加される。本実施例ではシム側の配線端子Ｔ
１を信号端子、表面電極側の配線端子Ｔ２をグランド
（ＧＮＤ）端子とする。圧電素子の分極方向はＥ１とＥ
３が同じ向き（○の記号で示す）であり、Ｅ２はＥ１，
Ｅ３とは逆向き（●の記号で示す）となるよう配置され
ている。
子１１４から配線が引き出され、電圧が表面電極とシム
との間に印加される。本実施例ではシム側の配線端子Ｔ
１を信号端子、表面電極側の配線端子Ｔ２をグランド
（ＧＮＤ）端子とする。圧電素子の分極方向はＥ１とＥ
３が同じ向き（○の記号で示す）であり、Ｅ２はＥ１，
Ｅ３とは逆向き（●の記号で示す）となるよう配置され
ている。
【００１２】さて、端子Ｔ１に電圧＋Ｖが印加された時
Ｅ１は基本部材の配置されている方向に直交する一方の
方向に屈曲する。この方向をプラス方向とする。同時に
Ｅ１にほぼ並列して隣合う基本部材Ｅ２はマイナス方向
に屈曲する。更に、Ｅ２にほぼ並列して隣合う基本素子
Ｅ３は＋方向に屈曲する。この結果、Ｂ１端およびＢ２
端は基の位置から＋Δｙの位置に変位する。Ａ２端およ
びＡ３端は−２・Δｙの位置に変位する。そして、Ｂ３
端は＋３・Δｙの位置に変位する（図１（ｃ））。正し
くは、厳密には圧電素子の屈曲は円孤状であるため、各
端部の軌跡も円弧状となるが、圧電素子の全長に較べ、
変位量は数十分の一程度なので前記の近似が成り立つ。
Ｅ１は基本部材の配置されている方向に直交する一方の
方向に屈曲する。この方向をプラス方向とする。同時に
Ｅ１にほぼ並列して隣合う基本部材Ｅ２はマイナス方向
に屈曲する。更に、Ｅ２にほぼ並列して隣合う基本素子
Ｅ３は＋方向に屈曲する。この結果、Ｂ１端およびＢ２
端は基の位置から＋Δｙの位置に変位する。Ａ２端およ
びＡ３端は−２・Δｙの位置に変位する。そして、Ｂ３
端は＋３・Δｙの位置に変位する（図１（ｃ））。正し
くは、厳密には圧電素子の屈曲は円孤状であるため、各
端部の軌跡も円弧状となるが、圧電素子の全長に較べ、
変位量は数十分の一程度なので前記の近似が成り立つ。
【００１３】印加する電圧の極性を逆にすればそれぞれ
の基本素子の変位方向も逆となるので、出力端Ｂ３の位
置は、電圧をかけていない時に較べて−３・Δｙの位置
に変位する（図１(ｄ)）。即ち、本実施例によって１個
の圧電素子を用いた場合に較べ、約３倍の変位量を得る
ことができる。
の基本素子の変位方向も逆となるので、出力端Ｂ３の位
置は、電圧をかけていない時に較べて−３・Δｙの位置
に変位する（図１(ｄ)）。即ち、本実施例によって１個
の圧電素子を用いた場合に較べ、約３倍の変位量を得る
ことができる。
【００１４】シム板１１１の材質としては、弾性に富
み、電気抵抗の低い材質が好ましく、リン青銅、ベリリ
ウム青銅等が特に好ましく用いられる。
み、電気抵抗の低い材質が好ましく、リン青銅、ベリリ
ウム青銅等が特に好ましく用いられる。
【００１５】電極１１２，１１３の材質は、銀ペースト
（主成分：Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ等），カーボンペー
スト等を印刷後焼成して形成される。
（主成分：Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ等），カーボンペー
スト等を印刷後焼成して形成される。
【００１６】中間の電極板１１１と圧電体素材とは嫌気
性接着剤を用いて接合され、この中でも特に紫外線硬化
型接着剤により接合されることが好ましい。
性接着剤を用いて接合され、この中でも特に紫外線硬化
型接着剤により接合されることが好ましい。
【００１７】結合部１０１，１０２，１０３，１０４の
材質としては、真鍮，銀，銅等が好ましく用いられる。
材質としては、真鍮，銀，銅等が好ましく用いられる。
【００１８】本実施例では、バイモルフ型アクチュエー
タ基本部材の数を３個とした場合について説明したが、
２個以上の任意の複数個に拡張して応用することができ
る。図２に本発明の第２の実施例を示す。図２（ａ）
は、第２の実施例の斜視図であり、図２（ｂ）は、圧電
素子部分の平面図である。この実施例において、圧電素
子２０１は１枚の圧電素材から形成されており、また、
図２（ｂ）に示すような形状で切断加工されている。そ
して、出力部材２０２を中心に対称的な形状となってお
り、両端の固定部材２０３，２０４が図示されていない
機構系の架台などに固定される。圧電素材に、ダイヤモ
ンドカッター、レーザー、高圧水流加工等により切込み
ライン２１９を形成し、この切込みライン２１９によっ
て全体が７つの素子に分けられ、各素子毎、それぞれの
表裏に電極２１１〜２１７がスクリーン印刷等により形
成されている。これらの素子は隣どうしで分極方向が逆
となるよう分極処理が施されている（●または○で示
す）。分極処理後、表裏の電極２１１〜２１７は配線２
２１〜２２６によって接続される。
タ基本部材の数を３個とした場合について説明したが、
２個以上の任意の複数個に拡張して応用することができ
る。図２に本発明の第２の実施例を示す。図２（ａ）
は、第２の実施例の斜視図であり、図２（ｂ）は、圧電
素子部分の平面図である。この実施例において、圧電素
子２０１は１枚の圧電素材から形成されており、また、
図２（ｂ）に示すような形状で切断加工されている。そ
して、出力部材２０２を中心に対称的な形状となってお
り、両端の固定部材２０３，２０４が図示されていない
機構系の架台などに固定される。圧電素材に、ダイヤモ
ンドカッター、レーザー、高圧水流加工等により切込み
ライン２１９を形成し、この切込みライン２１９によっ
て全体が７つの素子に分けられ、各素子毎、それぞれの
表裏に電極２１１〜２１７がスクリーン印刷等により形
成されている。これらの素子は隣どうしで分極方向が逆
となるよう分極処理が施されている（●または○で示
す）。分極処理後、表裏の電極２１１〜２１７は配線２
２１〜２２６によって接続される。
【００１９】シム材２３１は予め１枚の導体で構成され
ているため、各素子に連続している。このため、本第２
の実施例においては、第１の実施例のように連結部材を
要しないので構造が簡略化されるという利点がある。ま
た、１枚の圧電素材から構成されるため、組み立て工程
も簡略化される。本実施例では片側の固定部材から出力
部材２０２までに連結されている圧電素子数は４素子で
あるため、変位量は１素子の場合に較べて約４倍とな
る。連結される圧電素子数を増すことにより変位量を更
に増大させることが可能となる。
ているため、各素子に連続している。このため、本第２
の実施例においては、第１の実施例のように連結部材を
要しないので構造が簡略化されるという利点がある。ま
た、１枚の圧電素材から構成されるため、組み立て工程
も簡略化される。本実施例では片側の固定部材から出力
部材２０２までに連結されている圧電素子数は４素子で
あるため、変位量は１素子の場合に較べて約４倍とな
る。連結される圧電素子数を増すことにより変位量を更
に増大させることが可能となる。
【００２０】さて、本発明の圧電型アクチュエータは全
ての基本素子が同一平面上に並ぶ構造のため、複数枚重
ね合わせて使用することが可能である。図３にその１実
施例を示す。この実施例（第３の実施例）は、先に示し
た第２の実施例のアクチュエ−タが３枚重ねられた構造
となっている。但し、固定部材３０３，３０４は３枚の
アクチユエータをまとめて固定しているが、各層の出力
部材３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃは互いに接触してい
るが固定はされていない。
ての基本素子が同一平面上に並ぶ構造のため、複数枚重
ね合わせて使用することが可能である。図３にその１実
施例を示す。この実施例（第３の実施例）は、先に示し
た第２の実施例のアクチュエ−タが３枚重ねられた構造
となっている。但し、固定部材３０３，３０４は３枚の
アクチユエータをまとめて固定しているが、各層の出力
部材３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃは互いに接触してい
るが固定はされていない。
【００２１】そして、これら出力部材の先端には、柔軟
性のある出力連結部材３１０（例えばシリコンゴム等）
を介して出力部材３１１が接続されている。電圧を印加
すると各層のアクチュエータは同じように変位するが、
互いに干渉し合うことはないので、出力部材３１１にお
いては第２の実施例の場合に較べ、同じ変位量で約３倍
の発生力を得ることができる（図３（ｂ）（ｃ）
（ｄ））。重ね合わせるアクチュエータの数を増すこと
により発生力を更に増大させることが可能となる。
性のある出力連結部材３１０（例えばシリコンゴム等）
を介して出力部材３１１が接続されている。電圧を印加
すると各層のアクチュエータは同じように変位するが、
互いに干渉し合うことはないので、出力部材３１１にお
いては第２の実施例の場合に較べ、同じ変位量で約３倍
の発生力を得ることができる（図３（ｂ）（ｃ）
（ｄ））。重ね合わせるアクチュエータの数を増すこと
により発生力を更に増大させることが可能となる。
【００２２】以上の実施例では最外部に位置する基本素
子のうち一方を固定端としたが、両端とも出力端として
使用することも可能である。
子のうち一方を固定端としたが、両端とも出力端として
使用することも可能である。
【００２３】図４は、本願発明の圧電型アクチュエータ
のセクタ走査型超音波カテーテルへの応用例を示すもの
で、図４（ａ）は、圧電型アクチュエータ４０１に超音
波振動子（不図示）を実装した状態を示す斜視図であ
る。４０１は圧電型アクチュエータ、４０２は超音波振
動子ホルダ、４０３は超音波振動子用リード線、４０４
は圧電型アクチュエータ駆動用リード線、４０５は枠材
である。図４（ｂ）は圧電型アクチュエータをその先端
部に設けた超音波カテーテルの断面図である。圧電型ア
クチュエータ４０１の自由端に超音波振動子ホルダ４０
２が設けられ、その上に超音波振動子４０７が設けられ
ている。圧電型アクチュエータ４０１は、枠材４０５に
より、カテーテル４０６内に固定されている。圧電型ア
クチュエータ４０１、枠材４０５、超音波振動子ホルダ
４０２、絶縁油（シリコーン油等）４０９は、隔壁４０
８によりカテーテルの先端部に封止されている。図４
（ｃ）は軸方向にカテーテルを９０°回転させた時の断
面図である。
のセクタ走査型超音波カテーテルへの応用例を示すもの
で、図４（ａ）は、圧電型アクチュエータ４０１に超音
波振動子（不図示）を実装した状態を示す斜視図であ
る。４０１は圧電型アクチュエータ、４０２は超音波振
動子ホルダ、４０３は超音波振動子用リード線、４０４
は圧電型アクチュエータ駆動用リード線、４０５は枠材
である。図４（ｂ）は圧電型アクチュエータをその先端
部に設けた超音波カテーテルの断面図である。圧電型ア
クチュエータ４０１の自由端に超音波振動子ホルダ４０
２が設けられ、その上に超音波振動子４０７が設けられ
ている。圧電型アクチュエータ４０１は、枠材４０５に
より、カテーテル４０６内に固定されている。圧電型ア
クチュエータ４０１、枠材４０５、超音波振動子ホルダ
４０２、絶縁油（シリコーン油等）４０９は、隔壁４０
８によりカテーテルの先端部に封止されている。図４
（ｃ）は軸方向にカテーテルを９０°回転させた時の断
面図である。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、アクチュエータの全長
を短くしても大きな変位量を得ることができるので、血
管内に使用されるような細径な超音波カテーテル（内視
鏡）の先端にも実装可能な微小アクチュエータが実現で
きる。
を短くしても大きな変位量を得ることができるので、血
管内に使用されるような細径な超音波カテーテル（内視
鏡）の先端にも実装可能な微小アクチュエータが実現で
きる。
【００２５】また全ての基本素子が同一平面上に並ぶた
め、本発明の圧電型アクチュエータは複数枚重ね合わせ
て使用することが可能となり、発生力を増大させること
ができる。
め、本発明の圧電型アクチュエータは複数枚重ね合わせ
て使用することが可能となり、発生力を増大させること
ができる。
【００２６】更に、全体を１枚の圧電素材によって製造
することも可能なため、構造を簡略化し、製造コストの
低減を図ることができる。
することも可能なため、構造を簡略化し、製造コストの
低減を図ることができる。
【図１】図１（ａ）は、本発明による圧電型アクチュエ
ータの第１の実施例の平面図、図１（ｂ）は、本発明に
よる圧電型アクチュエータの第１の実施例の断面図、図
１（ｃ）及び図１（ｄ）は、第１の実施例の圧電型アク
チュエータの駆動状態を説明する模式図である。
ータの第１の実施例の平面図、図１（ｂ）は、本発明に
よる圧電型アクチュエータの第１の実施例の断面図、図
１（ｃ）及び図１（ｄ）は、第１の実施例の圧電型アク
チュエータの駆動状態を説明する模式図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明による圧電型アクチュエ
ータの第２の実施例を示す斜視図、図２（ｂ）本発明に
よる第２の実施例の圧電型アクチュエータの第２の実施
例における圧電素子を説明する平面図である。
ータの第２の実施例を示す斜視図、図２（ｂ）本発明に
よる第２の実施例の圧電型アクチュエータの第２の実施
例における圧電素子を説明する平面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明による圧電型アクチュエ
ータの第３の実施例を示す斜視図、図３（ｂ）、図３
（ｃ）及び図３（ｄ）は、第３の実施例の圧電型アクチ
ュエータの駆動状態を説明する模式図である。
ータの第３の実施例を示す斜視図、図３（ｂ）、図３
（ｃ）及び図３（ｄ）は、第３の実施例の圧電型アクチ
ュエータの駆動状態を説明する模式図である。
【図４】図４は、本願発明の圧電型アクチュエータのセ
クタ走査型超音波カテーテルへの応用例を示す図であ
る。
クタ走査型超音波カテーテルへの応用例を示す図であ
る。
１０１，２０３，２０４，３０３，３０４…固定部材
１０２，１０３…連結部材
１０４，２０２，３０２ａ３０２ｂ，３０２ｃ，３１１
…出力部材 Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…アクチュエータ基本部材 １１１…中間の電極板（シム材） １１２，１１３…電極 ２０１，４０１…圧電型アクチュエータ ４０２…超音波振動子ホルダ ４０３…超音波振動子用リード線 ４０４…圧電型アクチュエータ駆動用リード線 ４０５…枠材 ４０６…カテーテル ４０７…超音波振動子 ４０８…隔壁 ４０９…絶縁油
…出力部材 Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…アクチュエータ基本部材 １１１…中間の電極板（シム材） １１２，１１３…電極 ２０１，４０１…圧電型アクチュエータ ４０２…超音波振動子ホルダ ４０３…超音波振動子用リード線 ４０４…圧電型アクチュエータ駆動用リード線 ４０５…枠材 ４０６…カテーテル ４０７…超音波振動子 ４０８…隔壁 ４０９…絶縁油
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 8/12
H01L 41/08
Claims (2)
- 【請求項１】 屈曲変形を行うバイモルフ型アクチュエ
ータを基本部材とし、該基本部材を、該屈曲変形の方向
に対して直交し、かつ、該基本部材の両端部各々が隣合
う方向に複数個並列配置して同一平面状に並ぶよう構成
し、該基本部材は各々隣合う他の１つの基本部材と前記
端部のいずれか一方でのみ連結され、該複数個並列配置
された基本部材のうち最外部に位置する２つの該基本部
材の各々の連結されていない２つの端部を固定端あるい
は出力端とし、該基本部材に電圧を印加した時、該屈曲
変形の方向が、隣合う該基本部材間で互いに逆向きであ
る構成の圧電型アクチュエータを、複数枚重ね合わせた
ことを特徴とする圧電型アクチュエータ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の前記圧電型アクチュエ
ータに超音波振動子を実装し、先端部に設けたことを特
徴とする超音波カテーテル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27226193A JP3388834B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 圧電型アクチュエータおよび超音波カテーテル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27226193A JP3388834B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 圧電型アクチュエータおよび超音波カテーテル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124103A JPH07124103A (ja) | 1995-05-16 |
| JP3388834B2 true JP3388834B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=17511386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27226193A Expired - Fee Related JP3388834B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 圧電型アクチュエータおよび超音波カテーテル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3388834B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4408266B2 (ja) | 2004-04-22 | 2010-02-03 | 日本碍子株式会社 | マイクロスイッチ及びその製造方法 |
| JP4316590B2 (ja) | 2006-06-23 | 2009-08-19 | 株式会社東芝 | 圧電駆動型ｍｅｍｓアクチュエータ |
| JP4220541B2 (ja) | 2006-09-22 | 2009-02-04 | 株式会社東芝 | Ｍｅｍｓ装置 |
| KR101496863B1 (ko) * | 2013-05-09 | 2015-03-02 | 주식회사 휴먼스캔 | 분리 결합형 초음파 프로브 장치 |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP27226193A patent/JP3388834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07124103A (ja) | 1995-05-16 |
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