JPH04130783A - 圧電アクチュエータの駆動方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は圧電効果を利用したアクチュエータの駆動方法
に関するものである。

［従来の技術］ 一般的な積層型圧電アクチュエータ素子の断面構造を第
１図に示す。この素子は、圧電セラミックス層１と金属
電極膜２とを交互に積層一体止して構成されている。そ
して隣り合う圧電セラミックス層では分極Ｐの方向が互
いに１８０°異なっている。ここで各金属電極膜２は、
図示のように、絶縁体３を介して導電性膜４により電気
的に並列接続されている。導電性膜４からは２本の電極
リトロか取り出されてあり、この間に電圧を印加すると
素子は高さ方向に伸縮する。そしてこの素子は上、下面
を除いた側面全面にわたって絶縁性樹脂５て被覆され、
保護されている。

［発明が解決しようとする課題］ この素子は、通常、直流電圧を長時間にわたって連続的
に印加して使用される。この場合、使用環境の湿度か高
いと湿気か徐々に外装樹脂に浸透し、圧電セラミックス
の表面で結露して素子の側面上の対向する金属電極膜間
て電気的な放電が発生し、素子は電気的に破壊する。

本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、高湿度下で長時間の連続使用に耐える圧電
アクチュエータの駆動方法を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、微小振幅の交流電圧を重畳させた直流電圧を
用いることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法
である。

［作用コ 本発明に従えば、直流電圧はアクチュエータに所望の変
位を発生させ、直流電圧に重畳された微小振幅の交流電
圧は素子を発熱させる。この発熱は誘電損失に基づくも
のである。素子か発熱すると、素子自身の温度か素子を
取り巻く環境温度より高くなり、その結果、湿気の外装
樹脂への浸透か妨げられ、素子の電気的な破壊が防止さ
れる。

なお、重畳する交流電圧の振幅は微小であるため素子の
発生変位には影響を与えない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の方法に用いられる積層型圧電セラミッ
クアクチュエータ素子の一例の断面構造を示している。

各圧電セラミックスＭ１は、断面か５ｘ５ｍｍで、厚８
０．１ｍｍである。素子の高さ寸法はｉｏ　ｍｍとした
。金属電極膜２には、厚さが約３１ＪＪｎの銀パラジウ
ム合金を使用した。この素子はグリーンシート法で、セ
ラミックス層１と金属電極膜２とを同時一体焼成して製
造した。素子側面に露出した線状の電極膜上には絶縁体
３を図示のように設けて、その上から導電性膜４を塗布
して電気的に並列接続した。この導電性膜４がら２本の
電極リード６を取り出し、素子側面をエポキシ系の絶縁
性樹脂５て被覆した。なお、ここで使用した圧電セラミ
ック材料の組成は、０．５０Ｐｂ（”ｉ／３　Ｎ’Ｄ２
７３　）０３　　０．３．５ＰｂＴｉ０３−０．１５Ｐ
ｂＺｒＯ３て小される。

上記の積層型圧電セラミックアクチュエータ素子を２０
個準備した。その内、１０個の素子には１５０ｖの直流
電圧を印加して、温度６０’Ｃ，相対湿度９０％の環境
下で放置した。残り１０個の素子には周波数か１　　ｋ
Ｈ２で振幅か３Ｖの交流電圧を１５０ｖの直流電圧に重
畳して印加し、上記の環境下で放置した。

第２図は素子の電気的破壊による累積故障率の時間変化
を示している。直流電圧のみを印加した素子の累積故障
率（図中、Ａで示す。）は４００時間で１００％に達し
た。一方、交流電圧を重畳した素子（図中、Ｂて示す。

）では５００時間以内の累積故障率は０％であった。

［発明の効果］ 本発明の方法によれば、直流電圧に微小振幅の交流電圧
を重畳して駆動することで交流電圧か素子をわずかに発
熱させる結果、素子を高温高湿環境下で使用しても素子
への湿気の浸透か妨げられ、電気的な破壊を防止する効
果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いられる圧電アクチュエータ
の一例の断面図、第２図は本発明の一実施例による累積
故障率の時間変化を従来技術による場合と比較して示す
図である。 １・・・圧電セラミックス層 ２・・・金属電極膜 ３・・・絶縁体 ４・・・導電性膜 ５・・・絶縁性樹脂 ６・・・電極リ一ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）微小振幅の交流電圧を重畳させた直流電圧を用い
   ることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。