JPH11233842A - 圧電アクチュエータ - Google Patents
圧電アクチュエータInfo
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- JPH11233842A JPH11233842A JP10027327A JP2732798A JPH11233842A JP H11233842 A JPH11233842 A JP H11233842A JP 10027327 A JP10027327 A JP 10027327A JP 2732798 A JP2732798 A JP 2732798A JP H11233842 A JPH11233842 A JP H11233842A
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- piezoelectric actuator
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- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電歪み方向の全長が短く、しかも、所要の
圧電歪み量を確保できる圧電アクチュエータを提供す
る。 【解決手段】 圧電アクチュエータは、設置板４、筒形
状の第１圧電アクチュエータ１、フランジ及び底を有す
る筒形状の第１圧電歪み伝達板５、筒形状の第２圧電ア
クチュエータ２、フランジ及び底を有する筒形状の第２
の圧電歪み伝達板６及び筒形状の第３圧電アクチュエー
タ３から構成される。設置板上に第１圧電アクチュエー
タが載置され、第１圧電アクチュエータ上に第１圧電歪
み伝達板のフランジが載置され、第１圧電歪み伝達板の
底の内面上に第２圧電アクチュエータが載置され、第２
圧電アクチュエータ上に第２圧電歪み伝達板のフランジ
が載置され、第２圧電歪み伝達板の底の内面上に第３圧
電アクチュエータが載置される。
圧電歪み量を確保できる圧電アクチュエータを提供す
る。 【解決手段】 圧電アクチュエータは、設置板４、筒形
状の第１圧電アクチュエータ１、フランジ及び底を有す
る筒形状の第１圧電歪み伝達板５、筒形状の第２圧電ア
クチュエータ２、フランジ及び底を有する筒形状の第２
の圧電歪み伝達板６及び筒形状の第３圧電アクチュエー
タ３から構成される。設置板上に第１圧電アクチュエー
タが載置され、第１圧電アクチュエータ上に第１圧電歪
み伝達板のフランジが載置され、第１圧電歪み伝達板の
底の内面上に第２圧電アクチュエータが載置され、第２
圧電アクチュエータ上に第２圧電歪み伝達板のフランジ
が載置され、第２圧電歪み伝達板の底の内面上に第３圧
電アクチュエータが載置される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的エネルギー
を圧電歪み量（変位量）又は発生力として使用する圧電
アクチュエータに関するものである。
を圧電歪み量（変位量）又は発生力として使用する圧電
アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧電アクチュエータでは、１個の
圧電アクチュエータによっては所要の圧電歪み量を確保
できない場合、図７に示されるように、複数個の圧電ア
クチュエータ２１を直列的に重ねる構造により所要の圧
電歪み量を確保する技術が、採用されていた。
圧電アクチュエータによっては所要の圧電歪み量を確保
できない場合、図７に示されるように、複数個の圧電ア
クチュエータ２１を直列的に重ねる構造により所要の圧
電歪み量を確保する技術が、採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の複数個の圧
電アクチュエータを直列的に重ねる構造の圧電アクチュ
エータでは、例えば圧電アクチュエータ２１の個数を
３、１個の圧電アクチュエータ２１の圧電歪み方向の長
さをｌとすると、圧電アクチュエータの圧電歪み方向の
全長Ｌ3 ＝３×ｌとなる。
電アクチュエータを直列的に重ねる構造の圧電アクチュ
エータでは、例えば圧電アクチュエータ２１の個数を
３、１個の圧電アクチュエータ２１の圧電歪み方向の長
さをｌとすると、圧電アクチュエータの圧電歪み方向の
全長Ｌ3 ＝３×ｌとなる。
【０００４】したがって、従来の圧電アクチュエータに
は、その設置スペースが圧電アクチュエータ２１の個数
に比例して大きくなるという欠点があった。
は、その設置スペースが圧電アクチュエータ２１の個数
に比例して大きくなるという欠点があった。
【０００５】そこで、本発明は、前記従来の圧電アクチ
ュエータの欠点を改良し、圧電歪み方向の全長が短く、
しかも、所望の圧電歪み量を確保できる圧電アクチュエ
ータを提供しようとするものである。
ュエータの欠点を改良し、圧電歪み方向の全長が短く、
しかも、所望の圧電歪み量を確保できる圧電アクチュエ
ータを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の手段を採用する。
決するため、次の手段を採用する。
【０００７】１．設置板と、筒形状の第１圧電アクチュ
エータと、フランジ及び底を有する筒形状の圧電歪み伝
達板と、第２圧電アクチュエータから構成され、前記設
置板上に前記第１圧電アクチュエータが載置され、前記
第１圧電アクチュエータ上に前記圧電歪み伝達板の前記
フランジが載置され、かつ、前記圧電歪み伝達板の前記
底の内面上に前記第２圧電アクチュエータが載置される
圧電アクチュエータ。
エータと、フランジ及び底を有する筒形状の圧電歪み伝
達板と、第２圧電アクチュエータから構成され、前記設
置板上に前記第１圧電アクチュエータが載置され、前記
第１圧電アクチュエータ上に前記圧電歪み伝達板の前記
フランジが載置され、かつ、前記圧電歪み伝達板の前記
底の内面上に前記第２圧電アクチュエータが載置される
圧電アクチュエータ。
【０００８】２．前記第１圧電アクチュエータ及び前記
圧電歪み伝達板の各筒形状が、円筒、楕円筒又は多角筒
である前記１記載の圧電アクチュエータ。
圧電歪み伝達板の各筒形状が、円筒、楕円筒又は多角筒
である前記１記載の圧電アクチュエータ。
【０００９】３．設置板と、複数個の第１圧電アクチュ
エータと、フランジ及び底を有する筒形状の圧電歪み伝
達板と、少なくとも１個の第２圧電アクチュエータから
構成され、前記設置板上に前記第１圧電アクチュエータ
が載置され、前記第１圧電アクチュエータ上に前記圧電
歪み伝達板の前記フランジが載置され、かつ、前記圧電
歪み伝達板の前記底の内面上に前記第２圧電アクチュエ
ータが載置される圧電アクチュエータ。
エータと、フランジ及び底を有する筒形状の圧電歪み伝
達板と、少なくとも１個の第２圧電アクチュエータから
構成され、前記設置板上に前記第１圧電アクチュエータ
が載置され、前記第１圧電アクチュエータ上に前記圧電
歪み伝達板の前記フランジが載置され、かつ、前記圧電
歪み伝達板の前記底の内面上に前記第２圧電アクチュエ
ータが載置される圧電アクチュエータ。
【００１０】４．前記第１圧電アクチュエータ及び前記
第２圧電アクチュエータの各形状が、円柱、楕円柱、多
角柱、円筒、楕円筒又は多角筒で、かつ、前記圧電歪み
伝達板の筒形状が、円筒、楕円筒又は多角筒である前記
３記載の圧電アクチュエータ。
第２圧電アクチュエータの各形状が、円柱、楕円柱、多
角柱、円筒、楕円筒又は多角筒で、かつ、前記圧電歪み
伝達板の筒形状が、円筒、楕円筒又は多角筒である前記
３記載の圧電アクチュエータ。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の２つの実施の形態例につ
いて図面を参照して説明する。
いて図面を参照して説明する。
【００１２】まず、本発明の第１実施の形態例について
図１〜図３を参照して説明する。
図１〜図３を参照して説明する。
【００１３】円板形状の設置板４の上に円筒形状の第１
圧電アクチュエータ１を載置する。第１圧電アクチュエ
ータ１の円筒の寸法は、外径５０ｍｍ、内径４０ｍｍ、
長さ２０ｍｍである。第１圧電アクチュエータ１の上に
第１圧電歪み伝達板５のフランジを載置する。第１圧電
歪み伝達板５の形状は、フランジ及び底を有する円筒で
ある。第１圧電歪み伝達板５の円筒外面及び底外面は、
それぞれ第１圧電アクチュエータ１の内筒内面及び設置
板４の上面から離隔している。更に、第１圧電歪み伝達
板５の底の内面上に円筒形状の第２圧電アクチュエータ
２を載置する。第２圧電アクチュエータ２の円筒の寸法
は、外径３０ｍｍ、内径２０ｍｍ、長さ２０ｍｍであ
る。更に、第２圧電アクチュエータ２の上に第２圧電歪
み伝達板６のフランジを載置する。第２圧電歪み伝達板
６の形状は、フランジ及び底を有する円筒である。第２
圧電歪み伝達板６の円筒外面及び底外面は、それぞれ第
２圧電アクチュエータ２の円筒内面及び第１圧電変位伝
達５の底内面から離隔している。更に、第２圧電歪み伝
達板６の底内面上に円筒形状の第３圧電アクチュエータ
３を載置する。第３圧電アクチュエータ３の円筒の寸法
は、外径１０ｍｍ、内径５ｍｍ、長さ２０ｍｍである。
設置板４、第１圧電アクチュエータ１、第１圧電歪み伝
達板５、第２圧電アクチュエータ２、第２圧電歪み伝達
板６及び第３圧電アクチュエータ３の各接触部位は、接
着剤により固定されている。又は、設置板４の下端側と
第３圧電アクチュエータ３の上端側とから相互に逆方向
に圧力を加えることにより固定される。
圧電アクチュエータ１を載置する。第１圧電アクチュエ
ータ１の円筒の寸法は、外径５０ｍｍ、内径４０ｍｍ、
長さ２０ｍｍである。第１圧電アクチュエータ１の上に
第１圧電歪み伝達板５のフランジを載置する。第１圧電
歪み伝達板５の形状は、フランジ及び底を有する円筒で
ある。第１圧電歪み伝達板５の円筒外面及び底外面は、
それぞれ第１圧電アクチュエータ１の内筒内面及び設置
板４の上面から離隔している。更に、第１圧電歪み伝達
板５の底の内面上に円筒形状の第２圧電アクチュエータ
２を載置する。第２圧電アクチュエータ２の円筒の寸法
は、外径３０ｍｍ、内径２０ｍｍ、長さ２０ｍｍであ
る。更に、第２圧電アクチュエータ２の上に第２圧電歪
み伝達板６のフランジを載置する。第２圧電歪み伝達板
６の形状は、フランジ及び底を有する円筒である。第２
圧電歪み伝達板６の円筒外面及び底外面は、それぞれ第
２圧電アクチュエータ２の円筒内面及び第１圧電変位伝
達５の底内面から離隔している。更に、第２圧電歪み伝
達板６の底内面上に円筒形状の第３圧電アクチュエータ
３を載置する。第３圧電アクチュエータ３の円筒の寸法
は、外径１０ｍｍ、内径５ｍｍ、長さ２０ｍｍである。
設置板４、第１圧電アクチュエータ１、第１圧電歪み伝
達板５、第２圧電アクチュエータ２、第２圧電歪み伝達
板６及び第３圧電アクチュエータ３の各接触部位は、接
着剤により固定されている。又は、設置板４の下端側と
第３圧電アクチュエータ３の上端側とから相互に逆方向
に圧力を加えることにより固定される。
【００１４】圧電アクチュエータ１個により１５０Ｖ電
圧で１５μｍの圧電歪み量が得られるとすると、本実施
の形態例のように第１圧電アクチュエータ１、第１圧電
歪み伝達板５、第２圧電アクチュエータ２、第２圧電歪
み伝達板６及び第３圧電アクチュエータ３を順次はめ込
む構造を採用することによって、圧電アクチュエータの
圧電歪み方向の全長（Ｌ1 ＜３×ｌ）が短くても、４５
μｍの圧電歪み量を得ることができる。
圧で１５μｍの圧電歪み量が得られるとすると、本実施
の形態例のように第１圧電アクチュエータ１、第１圧電
歪み伝達板５、第２圧電アクチュエータ２、第２圧電歪
み伝達板６及び第３圧電アクチュエータ３を順次はめ込
む構造を採用することによって、圧電アクチュエータの
圧電歪み方向の全長（Ｌ1 ＜３×ｌ）が短くても、４５
μｍの圧電歪み量を得ることができる。
【００１５】次に、本発明の第２実施の形態例について
図４〜図６を参照して説明する。
図４〜図６を参照して説明する。
【００１６】正方形状の設置板１４の４隅付近の上に、
それぞれ正方形柱の４個の第１圧電アクチュエータ１１
を載置する。４個の第１圧電アクチュエータ１１の上に
第１圧電歪み伝達板１５のフランジを載置する。第１圧
電歪み伝達板１５の形状は、フランジ及び底を有する正
方形筒である。第１圧電歪み伝達板１５の正方形筒外面
及び底外面は、それぞれ４個の第１圧電アクチュエータ
１１及び設置板１４の上面から離隔している。更に、第
１圧電歪み伝達板１５の底内面の４隅付近の上に、それ
ぞれ正方形柱の４個の第２圧電アクチュエータ１２を載
置する。更に、４個の第２圧電アクチュエータ１２の上
に第２圧電歪み伝達板１６のフランジを載置する。第２
圧電歪み伝達板１６の形状は、フランジ及び底を有する
正方形筒である。第２圧電歪み伝達板１６の正方形筒外
面及び底外面は、それぞれ４個の第２圧電アクチュエー
タ１２及び第１圧電歪み伝達板１５の底内面から離隔し
ている。更に、第２圧電歪み伝達板１６の底内面の中央
上に正方形柱の１個の第３圧電アクチュエータ１３を載
置する。第１圧電アクチュエータ１１、第２圧電アクチ
ュエータ１２及び第３圧電アクチュエータ１３の各長さ
は、いずれも２０ｍｍである。設置板１４、第１圧電ア
クチュエータ１１、第１圧電歪み伝達板１５、第２圧電
アクチュエータ１２、第２圧電歪み伝達板１６及び第３
圧電アクチュエータ１３の各接触部位は、接着剤により
固定される。又は、設置板１４の下端側と第３圧電アク
チュエータ１３の上端側とから相互に逆方向に圧力を加
えることにより固定される。
それぞれ正方形柱の４個の第１圧電アクチュエータ１１
を載置する。４個の第１圧電アクチュエータ１１の上に
第１圧電歪み伝達板１５のフランジを載置する。第１圧
電歪み伝達板１５の形状は、フランジ及び底を有する正
方形筒である。第１圧電歪み伝達板１５の正方形筒外面
及び底外面は、それぞれ４個の第１圧電アクチュエータ
１１及び設置板１４の上面から離隔している。更に、第
１圧電歪み伝達板１５の底内面の４隅付近の上に、それ
ぞれ正方形柱の４個の第２圧電アクチュエータ１２を載
置する。更に、４個の第２圧電アクチュエータ１２の上
に第２圧電歪み伝達板１６のフランジを載置する。第２
圧電歪み伝達板１６の形状は、フランジ及び底を有する
正方形筒である。第２圧電歪み伝達板１６の正方形筒外
面及び底外面は、それぞれ４個の第２圧電アクチュエー
タ１２及び第１圧電歪み伝達板１５の底内面から離隔し
ている。更に、第２圧電歪み伝達板１６の底内面の中央
上に正方形柱の１個の第３圧電アクチュエータ１３を載
置する。第１圧電アクチュエータ１１、第２圧電アクチ
ュエータ１２及び第３圧電アクチュエータ１３の各長さ
は、いずれも２０ｍｍである。設置板１４、第１圧電ア
クチュエータ１１、第１圧電歪み伝達板１５、第２圧電
アクチュエータ１２、第２圧電歪み伝達板１６及び第３
圧電アクチュエータ１３の各接触部位は、接着剤により
固定される。又は、設置板１４の下端側と第３圧電アク
チュエータ１３の上端側とから相互に逆方向に圧力を加
えることにより固定される。
【００１７】圧電アクチュエータ１個により１５０Ｖ電
圧で１５μｍの圧電歪み量が得られるとすると、本実施
の形態例のように４個の第１圧電アクチュエータ１１、
１枚の第１圧電歪み伝達板１５、４本の第２圧電アクチ
ュエータ１２、１枚の第２圧電歪み伝達板１６及び１個
の第３圧電アクチュエータ１３を順次はめ込む構造を採
用することによって、圧電アクチュエータの圧電歪み方
向の全長（Ｌ2 ＜３×ｌ）が短くても、４５μｍの圧電
歪み量を得ることができる。
圧で１５μｍの圧電歪み量が得られるとすると、本実施
の形態例のように４個の第１圧電アクチュエータ１１、
１枚の第１圧電歪み伝達板１５、４本の第２圧電アクチ
ュエータ１２、１枚の第２圧電歪み伝達板１６及び１個
の第３圧電アクチュエータ１３を順次はめ込む構造を採
用することによって、圧電アクチュエータの圧電歪み方
向の全長（Ｌ2 ＜３×ｌ）が短くても、４５μｍの圧電
歪み量を得ることができる。
【００１８】電歪素子若しくは圧電素子を１枚若しくは
複数枚と、金属板を０枚乃至複数枚を一体とした圧電ア
クチュエータ（電歪素子単体、ユニモルフ、バイモル
フ、マルチモルフ）、及び、複数枚のセラミックの間に
金属の電極層を有する積層圧電アクチュエータでも、前
記両実施の形態例の効果と同様の効果が得られる。
複数枚と、金属板を０枚乃至複数枚を一体とした圧電ア
クチュエータ（電歪素子単体、ユニモルフ、バイモル
フ、マルチモルフ）、及び、複数枚のセラミックの間に
金属の電極層を有する積層圧電アクチュエータでも、前
記両実施の形態例の効果と同様の効果が得られる。
【００１９】また、圧電アクチュエータの形状は、円
筒、楕円筒、多角筒、多角柱、円柱又は楕円柱の場合で
も、更に、既存の１個の圧電アクチュエータを複数個に
分割された単一の圧電アクチュエータを同一圧電歪み面
（同一圧電歪み伝達板上）に１個乃至複数個使用した場
合でも、前記両実施の形態例の効果と同様の効果が得ら
れる。更に、圧電歪み伝達板と圧電アクチュエータの積
み重ねの段数に上限がない。更に、圧電歪み伝達板の材
質は、前記両実施の形態例ではセラミックを採用した
が、圧電アクチュエータの用途に応じて金属、ガラス又
は適宜の材質を採用することができる。
筒、楕円筒、多角筒、多角柱、円柱又は楕円柱の場合で
も、更に、既存の１個の圧電アクチュエータを複数個に
分割された単一の圧電アクチュエータを同一圧電歪み面
（同一圧電歪み伝達板上）に１個乃至複数個使用した場
合でも、前記両実施の形態例の効果と同様の効果が得ら
れる。更に、圧電歪み伝達板と圧電アクチュエータの積
み重ねの段数に上限がない。更に、圧電歪み伝達板の材
質は、前記両実施の形態例ではセラミックを採用した
が、圧電アクチュエータの用途に応じて金属、ガラス又
は適宜の材質を採用することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、圧電アクチュエータと圧電歪み伝達板を採用
することにより、圧電アクチュエータの圧電歪み方向の
全長が短く、しかも、所要の圧電歪み量を確保できる圧
電アクチュエータを得ることができる。
によれば、圧電アクチュエータと圧電歪み伝達板を採用
することにより、圧電アクチュエータの圧電歪み方向の
全長が短く、しかも、所要の圧電歪み量を確保できる圧
電アクチュエータを得ることができる。
【図１】本発明の圧電アクチュエータの第１実施の形態
例の平面図である。
例の平面図である。
【図２】本発明の圧電アクチュエータの第１実施の形態
例の正面図である。
例の正面図である。
【図３】本発明の圧電アクチュエータの第１実施の形態
例の断面図である。
例の断面図である。
【図４】本発明の圧電アクチュエータの第２実施の形態
例の平面図である。
例の平面図である。
【図５】本発明の圧電アクチュエータの第２実施の形態
例の正面図である。
例の正面図である。
【図６】本発明の圧電アクチュエータの第２実施の形態
例の断面図である。
例の断面図である。
【図７】従来の３個重ねられた圧電アクチュエータの正
面図である。
面図である。
１，１１ 第１圧電アクチュエータ ２，１２ 第２圧電アクチュエータ ３，１３ 第３圧電アクチュエータ ４，１４ 設置板 ５，１５ 第１圧電歪み伝達板 ６，１６ 第２圧電歪み伝達板
Claims (4)
- 【請求項１】 設置板と、筒形状の第１圧電アクチュエ
ータと、フランジ及び底を有する筒形状の圧電歪み伝達
板と、第２圧電アクチュエータから構成され、前記設置
板上に前記第１圧電アクチュエータが載置され、前記第
１圧電アクチュエータ上に前記圧電歪み伝達板の前記フ
ランジが載置され、かつ、前記圧電歪み伝達板の前記底
の内面上に前記第２圧電アクチュエータが載置されるこ
とを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 【請求項２】 前記第１圧電アクチュエータ及び前記圧
電歪み伝達板の各筒形状が、円筒、楕円筒又は多角筒で
あることを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエー
タ。 - 【請求項３】 設置板と、複数個の第１圧電アクチュエ
ータと、フランジ及び底を有する筒形状の圧電歪み伝達
板と、少なくとも１個の第２圧電アクチュエータから構
成され、前記設置板上に前記第１圧電アクチュエータが
載置され、前記第１圧電アクチュエータ上に前記圧電歪
み伝達板の前記フランジが載置され、かつ、前記圧電歪
み伝達板の前記底の内面上に前記第２圧電アクチュエー
タが載置されることを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 【請求項４】 前記第１圧電アクチュエータ及び前記第
２圧電アクチュエータの各形状が、円柱、楕円柱、多角
柱、円筒、楕円筒又は多角筒で、かつ、前記圧電歪み伝
達板の筒形状が、円筒、楕円筒又は多角筒であることを
特徴とする請求項３記載の圧電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10027327A JPH11233842A (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10027327A JPH11233842A (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 圧電アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233842A true JPH11233842A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12217988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10027327A Pending JPH11233842A (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233842A (ja) |
-
1998
- 1998-02-09 JP JP10027327A patent/JPH11233842A/ja active Pending
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060510 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061018 |