JP5089039B2 - 圧電素子、圧電トランスデューサ及びそれらを用いた電子機器 - Google Patents
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Description
(実施の形態1)
図1は本発明の圧電素子1の電極構造を示した図である。圧電素子1は図1(e)に示した様に矩形形状である。圧電素子1を矢印100a、100b、100c、100dの方向から見た図が夫々図1(a)、(b)、(c)、(d)である。圧電素子1の上面(第一の面)の幅(長さの短い辺)に平行な方向には図1(b)に示すように長方形の電極2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2hが平行に設けられている。電極2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2hは第一の電極群を構成している。第一の電極群を構成する隣り合う電極の間には第二の電極群を構成する電極2i、2j、2k、2l、2m、2n、2o、2pが平行に設けられている。
このような構成とすることで精密位置決めが可能なステージが実現できる。
本発明の圧電素子を用いた圧電アクチュエータとして超音波モータについて説明する。図4は本発明の圧電素子9を振動体として用いたリニヤ型超音波モータの構成を示した図である。矩形形状の圧電素子9には突起10a、10b並びに突起状の支持部材11が設けられている。加圧部材12の軸部12aは案内板13の案内穴13aによって軸方向にのみ移動可能に案内されている。突起10a、10bの下には案内ローラー16a、16bに案内された移動体15が設けられている。支持部材11は加圧部材12のV溝部12bに係合する。加圧部材12は加圧手段14により加圧され、突起10a、10bと移動体15は接している。
本発明の圧電素子を用いた圧電トランスについて説明する。図10は本発明の圧電トランスのブロック図を示したものである。圧電トランスとなる積層圧電素子17は機能的に一次側素子と二次側素子に分けられる。一次側素子には第一の電極群42、第二の電極群43と第三の電極群44、第四の電極群45が設けられている。発振回路59から所定の周波数の交流電圧が第一の電極群42と第二の電極群43との間と、第三の電極群44と第四の電極群45との間に印加されると積層圧電素子17は一次側素子と二次側素子の間、すなわち積層圧電素子17の中間を節とする一次の縦振動を行う。
第二の電極群を構成する電極43a,43b,43c,43dは短絡電極50a,50b,50c,50dで短絡された後、電極53a,53b,53c,53dを介して端子電極56bで短絡される。第三の電極群を構成する電極45a,45b,45c,45dは短絡電極49a,49b,49c,49dで短絡された後、電極55a,55b,55c,55dを介して端子電極58bで短絡される。第四の電極群を構成する電極46a,46b,46c,46dは短絡電極51a,51b,51c,51dで短絡された後、電極54a,54b,54c,54dを介して端子電極58aで短絡される。
ところで、本実施の形態では昇圧型の圧電トランスを例に説明したが、降圧型の圧電トランスに本発明の電極構造を適用しても構わない。
本発明の圧電アクチュエータ、圧電センサ、圧電トランスのうち少なくとも一つを搭載した電子機器について説明する。
2,3,18,19,21,22,25,27,28,30,33,34,36,37,38,39,40,42,43,44,45 電極
4 側面電極
20,23,26,29,32,35,38,41 短絡電極
17,102 積層圧電素子
6,15,64 移動体
8 稼動部材
10 突起
11 支持部材
13 案内板
14 加圧手段
Claims (9)
- 第一の面に平行に配置された複数の電極からなる第一の電極群と、
前記第一の電極群を構成する隣り合う電極の間に配置された複数の電極からなる第二の電極群と、
第二の面に平行に配列された複数の電極からなる第三の電極群と、
前記第三の電極群を構成する隣り合う電極の間に配置された複数の電極からなる第四の電極群と、を有する圧電素子であって、
前記第一の電極群と前記第二の電極群を構成する電極と、前記第三の電極群と前記第四の電極群を構成する電極とは厚み方向に重ならない位置に配置されており、
前記第一の電極群と前記第二の電極群の間と、前記第三の電極群と前記第四の電極群の間に分極処理が施されており、
前記第一の電極群と前記第二の電極群の間と、前記第三の電極群と前記第四の電極群の間に電圧を印加することで前記電圧の印加方向に歪を発生することを特徴とする圧電素子。 - 前記第三の電極群を構成する電極と前記第四の電極群を構成する電極は前記第一の電極群を構成する電極と前記第二の電極群を構成する電極の中間に配置されていることを特徴とする請求項1記載の圧電素子。
- 前記第一の電極群を構成する電極と、この電極と隣り合う前記第二の電極を構成する電極との間隔、並びに前記第三の電極群を構成する電極と、この電極と隣り合う前記第四の電極を構成する電極との間隔は前記圧電素子の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1又は2記載の圧電素子。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載の圧電素子を複数枚積層して構成されたことを特徴とする積層圧電素子。
- 前記第一の電極群、前記第二の電極群、前記第三の電極群、前記第四の電極群から構成される電極パターンを複数有することを特徴とする請求項1記載の圧電素子。
- 請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の圧電素子もしくは積層圧電素子によって駆動される稼動部材を有することを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の圧電素子もしくは積層圧電素子からの出力信号により情報を知らせることを特徴とする圧電センサ。
- 請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の圧電素子もしくは積層圧電素子を用いたことを特徴とする圧電トランス。
- 請求項6乃至8のうち何れか1項に記載の圧電アクチュエータ又は圧電センサ又は圧電トランスを搭載したことを特徴とする電子機器。
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