JPH0667223B2 - 圧電式アクチユエ−タ - Google Patents

圧電式アクチユエ−タ

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JPH0667223B2
JPH0667223B2 JP61157286A JP15728686A JPH0667223B2 JP H0667223 B2 JPH0667223 B2 JP H0667223B2 JP 61157286 A JP61157286 A JP 61157286A JP 15728686 A JP15728686 A JP 15728686A JP H0667223 B2 JPH0667223 B2 JP H0667223B2
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piezoelectric
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piezoelectric actuator
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日出夫 安達
朋樹 舟窪
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    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
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    • H10N30/2042Cantilevers, i.e. having one fixed end
    • H10N30/2043Cantilevers, i.e. having one fixed end connected at their free ends, e.g. parallelogram type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/021Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
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  • Conveying Record Carriers (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、駆動対象物を直線移動または回転駆動させる
ための圧電式アクチュエータに関する。
〔従来の技術〕
近年、OA機器,FA機器,各種情報機器等において、各種
アクチュエータのニーズ拡大している。そして特に情報
機器においては、機器の小型化,軽量化,省エネルギー
化に伴い、記録媒体や記録ヘッドを駆動するためのアク
チュエータの小型化,高効率化が求められている。しか
るに従来は電磁力を用いたロータリー型あるいはリニア
型のアクチュエータが専ら用いられてきた。これらの電
磁型アクチュエータにおいても、例えばシートコイルを
用いて、極力薄型化,小型化されたものが開発されては
いる。しかし、これらの電磁型アクチュエータでは、記
録媒体が例えば磁気記録媒体であるような場合、記録媒
体に対して磁気的ノイズによる悪影響を与えるおそれが
ある。
ところで最近は、電磁型アクチュエータに代わる新しい
アクチュエータとして、圧電式アクチュエータの研究開
発が盛んに行なわれている。この圧電式アクチュエータ
には種々の型式のものがあるが、総じて従来の電磁型ア
クチュエータに比べて次のような長所を有している。
(1)電気−機械変換効率が高く、消費エネルギーが小
さい。
(2)無接点構造であり、ゴミを巻込むことがなく、信
頼性が高い。
(3)小型かつ薄型である。
(4)電磁的な影響の授受がない。
(5)高速応答性を有している。
したがって圧電式アクチュエータは、これらの長所を活
かし、例えばウォッチ,電卓等における発音体としての
利用が考えられている。
第8図および第9図は、例えば記録媒体等の駆動対象物
を直線移動または回転駆動させるための従来の圧電式ア
クチュエータの構成を示す側面図である。
第8図に示すものは、圧電たて振動子1の先端に、振動
片2をθだけ傾斜して取付け、上記振動子1が矢印A方
向に変位したときの振動片2の先端の動きにより、駆動
対象物3を矢印B方向へ移動させるようにしたものであ
る。
第9図に示すものは、圧電たて振動子4先端に圧電すべ
り振動子5を取付け、上記振動子4が矢印C方向へ変位
し、かつ振動子5が破線で示すように変位したときの力
により、駆動対象物6を矢印D方向へ移動させるように
したものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第8図および第9図に示した圧電式アクチュエータは、
いずれも圧で素子を駆動源として用いているので、前記
した長所のいくつかは活かされている。しかし両者とも
薄型化の点で問題がある。すなわち第8図および第9図
に示したものは、駆動対象物に作用する駆動力が、たて
振動とよこ振動との合成により得られたものであるた
め、駆動速度をある程度高めようとすると、圧電たて振
動子を積層構造にする必要が生じる。さもなければラン
ジェバン振動子のようなハイパワーを有し、かつ寸法の
多きな素子を使用せざるを得なくなる。したがって薄型
化は困難である。
そこで本発明は、前記した(1)〜(5)の長所を全て
有し、特に小型で薄型な装置へ適用する場合に好適で、
しかも安価に製作可能な圧電アクチュエータを提供する
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解決し目的を達成するために、
次のような手段を講じたことを特徴としている。すなわ
ち、中央部に駆動対象物と接するように突出した接触部
を有し、両端部に互いに交差するように鋭角的に折曲さ
れた二脚を有し、上記二脚の先端が固定部に対して固定
されるバネ性部材を設け、このバネ性部材の二脚にそれ
ぞれバイモルフ構造の圧電素子を接合し、これらの圧電
素子に対して所定極性を有する電圧を選択的に印加する
ようにした。
〔作用〕
このような手段を講じたことにより、バネ性部材とバイ
モルフ構造の圧電素子との組合わせによって、バネ性部
材の接触部が駆動対象物との接触面に沿って楕円運動を
行なうものとなり、上記接触部に接触している駆動対象
物を直線移動または回転駆動させ得るものとなる。
〔実施例〕
第1図(a)(b)は本発明の第1実施例の構成を示す
斜視図および正面図である。第1図(a)(b)におい
て、7はリン青銅,ベリリアン銅等で形成されたバネ性
部材である。このバネ性部材7は、その中央部に、駆動
対象物と接するように曲面加工を施して突出させた接触
部10を有し、その両端部に、互いに交差するように鋭角
的に折曲された二脚11,12を有している。上記二脚11,12
の先端は、固定部に対して固定可能になっている。上記
二脚11,12には、それぞれバイモルフ構造の圧電素子13,
14が、例えばエポキシ接着剤等により接着されている。
これらの圧電素子13,14に対して所定極性を有する電圧
を選択的に印加可能なように、前記一脚12にはアース用
リード端子15が取付けてあり、圧電素子13,14には電圧
印加用リード端子16,17がそれぞれ取付けてある。
第2図は前記バイモルフ構造の圧電素子13,14の構成を
示す図である。ここに示す圧電素子20は一対の圧電セラ
ミツクス板21,22を貼り合わせたものとなっている。な
お圧電セラミックス板と金属板とを貼り合わせたもので
あってもよい。図示の如く圧電セラミックス板21,22は
矢印方向に分極処理を施されており、所定極性を有しか
つ所定レベルの電圧を印加すると、圧電素子20の先端は
破線で示すように△xだけ変位し、その変位力Fにより
前記二脚11,12を所定方向へ変位させる。このときの圧
電素子20に生じる△xは、圧電バイモルフの長さをl,厚
みをt,厚電セラミックスの電歪定数をd31,印加電圧をV
とすると、 △x=3・l2・d31・V/2t2 となる。またこのときの偏位端部のおける偏位力はF
は、ヤング率をEh,圧電バイモルフの幅をwとすると、 F=3・wt・d31・Eh・V/8l となる。
次に、上記の如く構成された本実施例の圧電式アクチュ
エータの動作を、第3図および第4図(a)(b)
(c)を参照して説明する。今、バネ性部材7の二脚1
1,12に各々接合されている圧電素子13,14に対し、第3
図示すような波形の印加電圧V11およびV12をそれぞれ印
加したとする。そうすると、二脚11,12の変位状況が順
次変化し、バネ性部材7は第3図(a)(b)(c)の
ように作動する。以下その作動状態を追って説明する。
の状態(V11…0,V12…0) この状態では、何等変位が生じないので、第4図(a)
の実線の状態を保っている。
の状態(V11…+V,V12…+V) この状態では、二脚11,12の各先端が第4図(a)の実
線矢印方向に変位するので、接触部10の点Pは実線矢印
Mのようにシフトし、第4図(a)の破線の状態へ移
行する。したがって接触部10の円弧面上に駆動対象物が
接触していれば、この駆動対象物は矢印N方向へ直線移
動することになる。
の状態(V11…+V,V12…−V) この状態では、一脚11の変位は前の状態のままであり、
他脚12のみが逆方向へ変位する。このため接触部10は、
その曲率半径が大きくなるように変形しながら、駆動対
象物から離れる方向へ移動する。したがって駆動対象物
がZ方向へ移動してくるように設けられたものでない限
り、駆動対象物が−N方向へ逆移動されることはない。
かくして第4図(b)の破線の状態へ移行する。
の状態(V11…0,V12…0) この状態では、二脚11,12が初期の位置まで変位する。
このため第4図(c)の破線(=)の状態へ移行す
る。したがって、接触部10が駆動対象物へ接触する状態
となる。
以下〜の作動を繰返すことによって、駆動対象物は
間欠的に矢印N方向へ移動していくことになる。
また上記とは逆に、第4図(a)において二脚11,12を
破線矢印のように変位させ、次に一脚12はそのままと
し、他脚11をZ方向へ変位させ、次に二脚11,12を同時
に−Z方向へ変位させるようにすれば、駆動対象物を前
述の場合とは逆方向すなわち−N方向へ移動させ得る。
このように、圧電素子13,14に対し、所定の極性を有す
る印加電圧を、順次選択的に印加してやることにより、
二脚11,12の変位状況が変化し、これに伴い接触部10が
駆動対象物との接触面に沿って楕円運動を起こす。その
結果、駆動対象物を直線移動させることができる。
第5図は本発明の第2実施例を示す図で、本圧電アクチ
ュエータを、磁気カード移送用アクチュエータとして実
装した例を示す図である。図中31および32は筺体であ
り、筺体31の内面にはフェルトなどの摺動部材33が取付
けてある。34は磁気カードであり、上記摺動部材上をス
ライド可能に装填される。本圧電アクチュエータは、そ
の接触部が磁気カード34の他側面に接触する状態に、二
脚11,12の先端を筺体32の内面にネジ止めされている。3
5は電圧印加回路ボックスであり、筺体32の内面に固定
されている。
かくして本実施例においては、圧電アクチュエータを作
動させることにより、磁気カード34を矢印で示すように
スライドさせ得る。なお本実施例では、実装に便利なよ
うに、圧電素子13,14をバネ性部材の二脚11,12の上面側
に接着しているが、前記第1実施例と同様に、下面側に
取付けてもよいし、さらには両面に取付けて駆動力の増
大をはかるようにしてもよい。
第6図は本発明の第3実施例を示す図である。この実施
例は、接触部10の接触面に、摩擦摺動部材40を貼り付け
た例である。本実施例によれば、スリップが生じ難く移
送精度を高め得る上、音の発生や駆動対象物に対する損
傷が生じ難いものとなる。
第7図は本発明の第4実施例を示す図である。この実施
例は、磁気カードなどの駆動対象物50の表裏両面に対向
するように、一対の圧電アクチュエータ51,52を配置
し、両面駆動を行なうようにようにしたものである。本
実施例によれば、駆動対象物50に対する駆動力が大き
く、かつ安定化する利点がある。
なお本発明は前記各実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できるの
は勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、中央部に駆動対象物と接するように突
出した接触部を有し、両端部に互いに交差するように鋭
角的に折曲された二脚を有し、上記二脚の先端が固定部
に対して固定されるバネ性部材を設け、このバネ性部材
の二脚にそれぞれバイモルフ構造の圧電素子を接合し、
これらの圧電素子に対して所定極性を有する電圧を選択
的に印加するようにしたので、電磁型アクチュエータが
有していない圧電式特有の長所を全て有し、特にバネ性
部材とバイモルフ構造の圧電素子との組み合わせによ
り、小型で薄型な装置へ適用する場合に好適で、しかも
安価に製作可能な圧電アクチュエータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)〜第4図(a)(b)(c)は本発
明の第1実施例を示す図で、第1図(a)(b)は全体
的な構成を示す斜視図および正面図、第2図はバイモル
フ構造の圧電素子の構成を示す側面図、第3図は印加電
圧波形を示す図、第4図(a)(b)(c)は動作説明
図である。第5図〜第7図はそれぞれ本発明の第2〜第
4実施例を示す図である。第8図および第9図はそれぞ
れ異なる従来例を示す側面図である。 7……バネ性部材、10……接触部、11,12……二脚、13,
14,20……バイモルフ構造の圧電素子、21,22……圧電セ
ラミックス板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中央部に駆動対象物と接するように突出し
    た接触部を有し両端部に互いに交差するように鋭角的に
    折曲された二脚を有し上記二脚の先端が固定部に対して
    固定されるバネ性部材と、このバネ性部材の二脚にそれ
    ぞれ接合されたバイモルフ構造の圧電素子と、これらの
    圧電素子に対して所定極性を有する電圧を選択的に印加
    する電圧印加手段とを具備したことを特徴とする圧電式
    アクチュエータ。
JP61157286A 1986-07-04 1986-07-04 圧電式アクチユエ−タ Expired - Lifetime JPH0667223B2 (ja)

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JPS6315679A JPS6315679A (ja) 1988-01-22
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006043549A1 (ja) * 2004-10-19 2006-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 圧電アクチュエータ、これを用いた撮像素子移動装置および撮像装置
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