JPH0447557B2 - - Google Patents
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- JPH0447557B2 JPH0447557B2 JP57028648A JP2864882A JPH0447557B2 JP H0447557 B2 JPH0447557 B2 JP H0447557B2 JP 57028648 A JP57028648 A JP 57028648A JP 2864882 A JP2864882 A JP 2864882A JP H0447557 B2 JPH0447557 B2 JP H0447557B2
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- JP
- Japan
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- piezoelectric
- trapezoidal
- drive
- lantern
- doglegged
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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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
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧電バイモルフの屈曲変位が大きい
ことを利用した圧電駆動体に関するものである。
ことを利用した圧電駆動体に関するものである。
チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電磁器は、圧電率
ｄが大きいため、電圧印加による変位を利用した
種々の構造のものが実用化されているが、比較的
低い電圧で大きい変位を得るには、厚みが薄く、
単位当りの電位を高くでき、かつステイフネスを
小さくできる梯形の圧電バイモルフが用いられ
る。
ｄが大きいため、電圧印加による変位を利用した
種々の構造のものが実用化されているが、比較的
低い電圧で大きい変位を得るには、厚みが薄く、
単位当りの電位を高くでき、かつステイフネスを
小さくできる梯形の圧電バイモルフが用いられ
る。
しかしながら、この圧電バイモルフの先端の圧
力Ｆは、 Ｆ＝Ｋdvωt／ （但し、ｖは印加電圧、ωは幅、ｔは厚さ、
は長さ）で表わされ、圧電バイモルフの幅ωと厚
さｔに比例し、長さに逆比例する。従つて、圧
電バイモルフの変位を大きくとろうとすると、長
さを大きくしなければならず、必然的に先端圧
力Ｆが低くなり、他の物を駆動する力を得ること
はできなかつた。
力Ｆは、 Ｆ＝Ｋdvωt／ （但し、ｖは印加電圧、ωは幅、ｔは厚さ、
は長さ）で表わされ、圧電バイモルフの幅ωと厚
さｔに比例し、長さに逆比例する。従つて、圧
電バイモルフの変位を大きくとろうとすると、長
さを大きくしなければならず、必然的に先端圧
力Ｆが低くなり、他の物を駆動する力を得ること
はできなかつた。
本発明は、上記の点を考慮して、圧電磁器から
なる複数個の梯形バイモルフの幅の狭い端部を複
数個のく字型をした剛性材料からなる接続部材の
両端にそれぞれ接続し、梯形バイモルフの幅の広
い端部を弾性材料からなる２個の駆動端子にそれ
ぞれ放射状に接合して提灯状に構成し、前記複数
個の梯形バイモルフを電気的に駆動することを特
徴とし、その目的は圧電バイモルフの変位が大き
い長所を生かし、先端圧力が低いという欠点を補
う構造を持つ圧電駆動体を提供するものである。
以下、図面により実施例を詳細に説明する。
なる複数個の梯形バイモルフの幅の狭い端部を複
数個のく字型をした剛性材料からなる接続部材の
両端にそれぞれ接続し、梯形バイモルフの幅の広
い端部を弾性材料からなる２個の駆動端子にそれ
ぞれ放射状に接合して提灯状に構成し、前記複数
個の梯形バイモルフを電気的に駆動することを特
徴とし、その目的は圧電バイモルフの変位が大き
い長所を生かし、先端圧力が低いという欠点を補
う構造を持つ圧電駆動体を提供するものである。
以下、図面により実施例を詳細に説明する。
第１図、第２図は、本発明の一実施例の圧電駆
動体の平面図及び側面断面図で、第３図に示す梯
形の圧電バイモルフ１の幅の狭い端部１Ｂが多数
（図では８個）のく字型の接続部材３の両端にそ
れぞれ接続されてく字型部材５が構成され、さら
に、これらのく字型部材５の圧電バイモルフ１の
幅の広い端部１Ａが弾性材料からなる駆動端子
２，２′の周囲に放射状に接続されて提灯状の圧
電駆動体４が構成されている。なお、駆動端子
２，２′の弾性があまり大きいと、圧電バイモル
フ１の変位が弾性体の伸びとして吸収される。
動体の平面図及び側面断面図で、第３図に示す梯
形の圧電バイモルフ１の幅の狭い端部１Ｂが多数
（図では８個）のく字型の接続部材３の両端にそ
れぞれ接続されてく字型部材５が構成され、さら
に、これらのく字型部材５の圧電バイモルフ１の
幅の広い端部１Ａが弾性材料からなる駆動端子
２，２′の周囲に放射状に接続されて提灯状の圧
電駆動体４が構成されている。なお、駆動端子
２，２′の弾性があまり大きいと、圧電バイモル
フ１の変位が弾性体の伸びとして吸収される。
ここで、圧電バイモルフ１の構成を第３図によ
り説明する。第３図において、両面に銀等の電極
が施されたチタン酸ジルコン酸鉛などからなる梯
形の圧電磁器５，６は梯形の燐青銅などからなる
金属薄板７の両面にアラルダイトのような強力接
着剤で接着されて分極が施され、量産の場合は、
金属薄膜７の両面に圧電磁器５，６が接着された
後、所要寸法に切り出すという方法が用いられ
る。また、圧電バイモルフ１の金属薄板７は共通
電極として用いられているため、圧電磁器５，６
より一端を長くしたり、また圧電磁器５の面への
折り返し電極を設けておいて接着する方法が実際
には用いられる。
り説明する。第３図において、両面に銀等の電極
が施されたチタン酸ジルコン酸鉛などからなる梯
形の圧電磁器５，６は梯形の燐青銅などからなる
金属薄板７の両面にアラルダイトのような強力接
着剤で接着されて分極が施され、量産の場合は、
金属薄膜７の両面に圧電磁器５，６が接着された
後、所要寸法に切り出すという方法が用いられ
る。また、圧電バイモルフ１の金属薄板７は共通
電極として用いられているため、圧電磁器５，６
より一端を長くしたり、また圧電磁器５の面への
折り返し電極を設けておいて接着する方法が実際
には用いられる。
このように構成された梯形の圧電バイモルフ１
の圧電磁器５と６は電気的に分極が施され、圧電
磁器５と６を金属薄板７との間に電気的に並列に
結線して直流を印加し、梯形の圧電バイモルフ１
の幅の狭い端部１Ａを固定し、幅の広い端部１Ｂ
を自由にしておくと、幅の広い端部１Ｂが屈曲し
て変位が得られる。
の圧電磁器５と６は電気的に分極が施され、圧電
磁器５と６を金属薄板７との間に電気的に並列に
結線して直流を印加し、梯形の圧電バイモルフ１
の幅の狭い端部１Ａを固定し、幅の広い端部１Ｂ
を自由にしておくと、幅の広い端部１Ｂが屈曲し
て変位が得られる。
従つて、第１図及び第２図に示したように、本
実施例の圧電駆動体では、梯形の圧電バイモルフ
１がそれぞれほぼ同一の寸法で作られ、同極性に
配列されているので、圧電バイモルフ１をそれぞ
れ電気的に並列に駆動することによつて、２つの
駆動端子２，２′はその中心軸方向に変位が得ら
れる。また、第１図及び第２図に示した本実施例
の圧電駆動体４は、く字型部材５を８個、即ち圧
電バイモルフ１を16個使用しているので、１個の
圧電バイモルフの16倍の力を得ることができる。
なお、図では、く字型部材５を８個接続している
が、２個以上であればよい。
実施例の圧電駆動体では、梯形の圧電バイモルフ
１がそれぞれほぼ同一の寸法で作られ、同極性に
配列されているので、圧電バイモルフ１をそれぞ
れ電気的に並列に駆動することによつて、２つの
駆動端子２，２′はその中心軸方向に変位が得ら
れる。また、第１図及び第２図に示した本実施例
の圧電駆動体４は、く字型部材５を８個、即ち圧
電バイモルフ１を16個使用しているので、１個の
圧電バイモルフの16倍の力を得ることができる。
なお、図では、く字型部材５を８個接続している
が、２個以上であればよい。
なお、この提灯状の圧電駆動体４の駆動端子
２，２′にアームを取付け、この駆動端子２，
２′を変位させると、その変位に比例して、アー
ムの先端も変位するため、物を掴んだり、放した
りする動作を電圧をかけることによつて行なうこ
とができる。
２，２′にアームを取付け、この駆動端子２，
２′を変位させると、その変位に比例して、アー
ムの先端も変位するため、物を掴んだり、放した
りする動作を電圧をかけることによつて行なうこ
とができる。
また、本実施例の圧電駆動体４のそれぞれの圧
電バイモルフ１を個別の電気回路に接続し、それ
ぞれ独立に作動できるように構成すれば、駆動端
子２，２′を任意の方向に傾斜させることができ
るので、コンピユータの出力と連動して駆動端子
２，２′に伝えられた接触物の位置と接触圧によ
る圧電バイモルフ１の出力電圧を検出してフイー
ドバツクすることにより、それぞれの駆動電圧や
極性を適量変化させて、異形物を正確に掴むこと
ができる。
電バイモルフ１を個別の電気回路に接続し、それ
ぞれ独立に作動できるように構成すれば、駆動端
子２，２′を任意の方向に傾斜させることができ
るので、コンピユータの出力と連動して駆動端子
２，２′に伝えられた接触物の位置と接触圧によ
る圧電バイモルフ１の出力電圧を検出してフイー
ドバツクすることにより、それぞれの駆動電圧や
極性を適量変化させて、異形物を正確に掴むこと
ができる。
更に、２個以上の提灯状の圧電駆動体を、駆動
端子を互いに固着することによつて縦続接続すれ
ば、変位と圧力を更に増加させることができる。
端子を互いに固着することによつて縦続接続すれ
ば、変位と圧力を更に増加させることができる。
以上説明したように、本発明によれば、剛性材
料からなる接続部材の両端に梯形の圧電バイモル
フの幅の狭い端部を接続し、幅の広い端部を弾性
材料からなる駆動端子に放射状に接続して提灯状
に形成することにより、１つの圧電バイモルフに
比べて変位及び力が大きくとれ、機械装置の微調
整やコンピユータと連動することにより、感圧セ
ンサを持つロボツト用駆動体として利用すること
ができる。
料からなる接続部材の両端に梯形の圧電バイモル
フの幅の狭い端部を接続し、幅の広い端部を弾性
材料からなる駆動端子に放射状に接続して提灯状
に形成することにより、１つの圧電バイモルフに
比べて変位及び力が大きくとれ、機械装置の微調
整やコンピユータと連動することにより、感圧セ
ンサを持つロボツト用駆動体として利用すること
ができる。
第１図、第２図は、本発明の一実施例の圧電駆
動体の平面図及び側面断面図、第３図は、梯形の
圧電バイモルフの斜視図である。 １……梯形の圧電バイモルフ、２，２′……駆
動端子、３……接続部材、４……圧電駆動体、
５，６……圧電磁器、７……金属薄板。
動体の平面図及び側面断面図、第３図は、梯形の
圧電バイモルフの斜視図である。 １……梯形の圧電バイモルフ、２，２′……駆
動端子、３……接続部材、４……圧電駆動体、
５，６……圧電磁器、７……金属薄板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個のく字形の接続部材３の両端に、それ
ぞれ圧電磁器からなる台形の圧電バイモルフ１の
幅の狭い端部１Ｂを固着してく字型部材５を構成
し、該複数のく字型部材５の台形の圧電バイモル
フ１の幅の広い端部１Ａを駆動端子２，２′の周
囲に接続して提灯状の駆動体４を構成し、前記複
数の台形の圧電バイモルフ１を電気的に駆動する
ことを特徴とする圧電駆動体。 ２ 前記提灯状の駆動体４の駆動端子に他の提灯
状の駆動体４を接続して、２個以上の提灯状の駆
動体４を従続接続することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の圧電駆動体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57028648A JPS58145502A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 圧電駆動体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57028648A JPS58145502A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 圧電駆動体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145502A JPS58145502A (ja) | 1983-08-30 |
| JPH0447557B2 true JPH0447557B2 (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=12254324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57028648A Granted JPS58145502A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 圧電駆動体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145502A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4562507B2 (ja) * | 2004-12-08 | 2010-10-13 | イーメックス株式会社 | 伸縮駆動用素子 |
| WO2006089260A2 (en) * | 2005-02-19 | 2006-08-24 | General Motors Global Technology Operations, Inc. | Active material node based reconfigurable structures |
-
1982
- 1982-02-23 JP JP57028648A patent/JPS58145502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58145502A (ja) | 1983-08-30 |
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