JPH11233843A - 圧電バイモルフ積層型アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電板の再分極による圧電バイモルフの再生
が可能でありながら、各圧電バイモルフの変位量がさら
に拡大している圧電バイモルフ積層型アクチュエータを
提供すること。 【解決手段】 本発明の圧電バイモルフ積層型アクチュ
エータは、積層された圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃと、同
圧電バイモルフを同軸に連結する中央連結部材２および
二本の外周連結部材３１，３２と、保持部材４１Ａ〜４
１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃとからなる。同保持部材は、各圧
電バイモルフの外周部の一部だけを保持しているので、
各圧電バイモルフの変形を妨げず変位量が大きくなる。
また、外周連結部材３１と上面側の各表面電極１３とが
導通しており、外周連結部材３２と下面側の表面電極１
３とが互いに導通しているので、一方の圧電板１２と他
方の圧電板１２とに個別に電界が印加でき、圧電板１２
の再分極が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タの技術分野に属し、より詳しくは、圧電バイモルフが
複数枚積層されており伸縮動作を行う積層型アクチュエ
ータの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡の焦点調節機構やマイクロマシン
の移動機構などの応用において、小型でありながら変位
量（ストローク）および発生力が大きいアクチュエータ
が希求されている。この課題に対して、複数の圧電バイ
モルフが積層されている積層型圧電アクチュエータが何
種類か発明されており、これらの発明には本発明と同一
の出願人によって出願されたものもある。たとえば特開
平９−３７５７１号公報には、複数の圧電バイモルフの
中央部と外周部とがそれぞれ中央連結部材および外周連
結部材によって連結されており、発生力が比較的大きい
積層型圧電アクチュエータが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の従来技術においては、両面の表面電極が互いに導通
しているので、各圧電バイモルフの導電性の弾性板の両
面に接合されている二枚の圧電板には、両表面電極を介
して同電圧しか印加されなかった。すなわち、両表面電
極は外周連結部材または中央連結部材を介して互いに導
通して常に同電位に保たれており、接地されている弾性
板と両表面電極との間に電位差が印加されて、両圧電板
に同程度の電場が印加される。その際、一方の圧電板が
伸張し他方の圧電板が収縮して各圧電バイモルフが有効
に変形するためには、上記他方の圧電板には分極方向と
逆に電圧が印加されている。

【０００４】それゆえ、上記従来技術の積層型アクチュ
エータでは、各圧電バイモルフに印加できる電圧が、圧
電板の分極劣化や分極反転を起こさない範囲（絶縁限界
よりもずっと低い範囲）に制限されている必要があっ
た。この制限のゆえに、上記従来技術の積層型アクチュ
エータでは、発生力および変位量（ストローク）が制限
されていた。

【０００５】また、印加電圧が高すぎて一方の圧電板に
分極劣化や分極反転が生じてしまった場合には、この一
方の圧電板を再分極させようとして高電圧をかけると、
他方の圧電板に分極反転が生じてしまう。それゆえ、一
方の圧電板に分極劣化や分極反転を生じてしまうと、こ
れを再分極により回復することができなかった。すなわ
ち、圧電バイモルフ単体では加熱しながら高電圧を印加
することにより再分極を行い再生することが可能である
が、積層型アクチュエータとして組み立ててしまってか
らは、再分極により再生することができなかった。

【０００６】そこで、新たに再分極をも可能にする圧電
バイモルフ積層型アクチュエータが先行技術として発明
され、同一出願人からすでに出願済みである（特願平９
−１８０９２１号）。同出願の圧電バイモルフ積層型ア
クチュエータ（先行技術）は、複数枚が同軸に積層され
ている圧電バイモルフと、圧電バイモルフの弾性板に導
通している導電性の中央連結部材と、二本の導電性の外
周連結部材と、圧電バイモルフの全外周部を各外周連結
部材に接合する略リング状の複数の支持板とからなる。
支持板は、一枚の圧電バイモルフについて二枚一組あっ
てそれぞれ片側の表面電極に接合し、一方の表面電極を
一方の外周連結部材に導通するとともに、他方の表面電
極を他方の外周連結部材に導通している。

【０００７】同出願の圧電バイモルフ積層型アクチュエ
ータでは、圧電バイモルフの一方の表面電極と弾性板と
の間にかける印加電圧と、他方の表面電極と弾性板との
間にかける印加電圧とが互いに独立に制御可能である。
それゆえ、圧電バイモルフの両面の圧電板のうちいずれ
かが分極反転した場合にも、その圧電板にだけ高電圧を
かけることによって再分極させ、アクチュエータとして
の機能を再生することが可能になっている。

【０００８】そればかりではなく、先行技術では、圧電
バイモルフの一方の圧電板に分極劣化を起こさない程度
の低電圧を印加しておきながら、他方の圧電板には絶縁
限界に近い高電圧を印加することが可能になった。その
結果、前述の先行技術によれば、従来技術よりもより大
きな駆動力や変位量を発生させることが可能になってい
る。

【０００９】ところが先行技術では、前述の支持板が圧
電バイモルフの全周を固定しているので、圧電バイモル
フが生じる変位量のうち少なからぬ部分が支持板を変形
させることに使用されてしまっている。それゆえ、各圧
電バイモルフの全周囲と接合している支持板が邪魔をし
て、先行技術の圧電バイモルフ積層型アクチュエータが
本来発揮できるはずの変位量が、少なからず低下してし
まうという不都合が生じている。

【００１０】そこで本発明は、圧電板の再分極による圧
電バイモルフの再生が可能でありながら、各圧電バイモ
ルフの変位量が先行技術よりもさらに拡大している圧電
バイモルフ積層型アクチュエータを提供することを解決
すべき課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために、発明者らは以下の手段を発明
した。 （第１手段）本発明の第１手段は、請求項１記載の圧電
バイモルフ積層型アクチュエータである。

【００１２】本手段では、前述の先行技術とは異なって
外周連結部材が各圧電バイモルフの外縁部の全周で接合
されておらず、各圧電バイモルフの外周部の一部と接合
しているだけである。それゆえ、各圧電バイモルフが全
周囲で拘束されることはなく、部分的にしか拘束されて
いないので、各圧電バイモルフの変位量は先行技術より
も拡大する。

【００１３】また、外周連結部材のうち一方と表面電極
のうち一方とが互いに導通しており、外周連結部材のう
ち他方と表面電極のうち他方とが互いに導通しているの
で、圧電バイモルフの一方の圧電板と他方の圧電板とに
個別に電界が印加される。それゆえ、本手段の圧電バイ
モルフ積層型アクチュエータでは、圧電バイモルフの一
方の表面電極と弾性板との間にかける印加電圧と、他方
の表面電極と弾性板との間にかける印加電圧とが互いに
独立に制御可能である。すなわち、圧電バイモルフの両
面の圧電板のうちいずれかが分極反転した場合にも、そ
の圧電板にだけ高電圧をかけることによって再分極さ
せ、アクチュエータとしての機能を再生することが可能
である。

【００１４】したがって本手段によれば、圧電板の再分
極による圧電バイモルフの再生が可能でありながら、各
圧電バイモルフの変位量が先行技術よりもさらに拡大し
ている圧電バイモルフ積層型アクチュエータを提供する
ことができるという効果がある。 （第２手段）本発明の第２手段は、請求項２記載の圧電
バイモルフ積層型アクチュエータである。

【００１５】本手段では、導電性の保持部材が、それぞ
れの圧電バイモルフの外周部の一部を挟持して外周連結
部材のうち一方に接合しており、各圧電バイモルフの表
面電極のうち一方と外周連結部材のうち一方とを導通す
る。また、他の導電性の保持部材は、それぞれの圧電バ
イモルフの外周部の他の一部を挟持して外周連結部材の
うち他方に接合しており、各圧電バイモルフの表面電極
のうち他方と外周連結部材のうち他方とを導通する。

【００１６】すなわち、各保持部材により、各圧電バイ
モルフの外周部のうち二ヶ所と各外周連結部材とがそれ
ぞれ力学的に接合されるだけではなく、一方の外周連結
部材と一方の表面電極とが導通すると共に、他方の外周
連結部材と他方の表面電極とが導通する。その結果、各
圧電バイモルフと二本の外周連結部材とが、力学的に接
合されるだけではなく、電気的にも適正な導通が得られ
るようになる。この際、各保持部材は、圧電バイモルフ
の全周と接合している必要はないので、先行技術で使用
された支持板よりもずっと小型軽量に構成することがで
きる。

【００１７】したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果に加え、前述の先行技術と比較して、本発明の
圧電バイモルフ積層型アクチュエータを小型軽量化する
ことができるという効果がある。 （第３手段）本発明の第３手段は、請求項３記載の圧電
バイモルフ積層型アクチュエータである。

【００１８】本手段では、各圧電バイモルフの表面電極
のうち一方は、一方の外周連結部材に接合している保持
部材と当接または接合している反面、他方の外周連結部
材に接合している保持部材とは間隙を空けて形成されて
いる。逆に、表面電極のうち他方は、上記他方の外周連
結部材に接合している保持部材と当接または接合してい
る反面、上記一方の外周連結部材に接合している保持部
材とは間隙を空けて形成されている。

【００１９】このように各圧電バイモルフの両面の表面
電極を形成することは、表面電極の形成時にマスキング
を施す方法や、表面電極の形成後に研削等で表面電極の
一部を切り欠く方法等により、容易に実施することがで
きる。したがって本手段によれば、前述の第２手段の効
果に加えて、製造がより容易であるという効果がある。

【００２０】（第４手段）本発明の第４手段は、請求項
４記載の圧電バイモルフ積層型アクチュエータである。
本手段では、保持部材のうち一方は、各圧電バイモルフ
の表面電極のうち一方と当接または接合して導通してい
る反面、表面電極のうち他方とは絶縁材を介して絶縁さ
れている。逆に、保持部材のうち他方は、表面電極のう
ち他方と当接または接合して導通している反面、表面電
極のうち一方とは絶縁材を介して絶縁されている。

【００２１】このように絶縁材を配設することは、各圧
電バイモルフと保持部材との間の一部に絶縁材としての
プラスチックシートを介在させたり、あるいは圧電バイ
モルフの表面電極の一部または保持部材の一部に絶縁塗
膜を形成するなどの方法で、極めて容易に実施すること
ができる。したがって本手段によれば、前述の第２手段
の効果に加えて、製造がいっそう容易であるという効果
がある。

【００２２】

【発明の実施の形態および実施例】本発明の圧電バイモ
ルフ積層型アクチュエータの実施の形態については、当
業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例で
明確かつ十分に説明する。 ［実施例１］ （実施例１の構成）本発明の実施例１としての圧電バイ
モルフ積層型アクチュエータは、図１に示すように、所
定の間隔を空けて三枚が同軸に積層された圧電バイモル
フ１Ａ〜１Ｃと、一本の中央連結部材２と、二本の外周
連結部材３１，３２とからなる。

【００２３】各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃは、導電性の
弾性板１１と弾性板１１の両面にそれぞれ接合されてい
る二枚の圧電板１２と、各圧電板１２の表面をそれぞれ
覆う二枚の表面電極１３とからなる。各圧電バイモルフ
１Ａ〜１Ｃの圧電板１２は、積層方向の適正な向きに分
極されているので、両側の表面電極１３と弾性板１１と
の間にそれぞれ適正な電圧を印加することにより、中央
部と外周部との間に軸長方向の変位を生じる。

【００２４】中央連結部材２は、各圧電バイモルフ１Ａ
〜１Ｃの中央部を軸長方向に互いに連結しており、弾性
板１１と導通している導電性の部材である。中央連結部
材２は、ステンレス鋼製の丸棒である一本の心棒２１
と、心棒２１が通されているステンレス鋼製の中空円筒
体である六個の直列に配設されたスペーサ２２とから構
成されている。心棒２１は、各圧電バイモルフ１Ａ〜１
Ｃの弾性板１１にレーザ溶接されて接合固定されてお
り、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの弾性板１１に導通し
ているとともに、接地配線によりグラウンドに導通して
いる。それゆえ、中央連結部材２および各弾性板１１
は、接地されている。

【００２５】一方、スペーサ２２の主な機能は、一対の
スペーサ２２により各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの弾性
板１１を挟持して、弾性板１１が心棒２１に対して傾か
ないようにすることと、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの
間に所定の間隔を形成することである。スペーサ２２は
また、弾性板１１と心棒２１とに接触するので、弾性板
１１と心棒２１との間の導通をより確実にする機能をも
併せて持っている。

【００２６】ここで、図１（側断面図）、図２（平面
図）および図３（底面図）に示すように、表面電極１３
の中央部には円形に表面電極１３が形成されていない部
分があり、スペーサ２２と表面電極１３との間には間隙
１３ｃが形成されている。それゆえ、スペーサ２２を含
む中央連結部材２と、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの両
表面電極１３とは導通しておらず、互いに絶縁されてい
る。

【００２７】両外周連結部材３１，３２は、ステンレス
鋼からなる導電性の丸棒部材であって、中央連結部材２
を挟んで互いに対向する位置に中央連結部材２と並行に
配設されており、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの外周部
の一部を軸長方向に互いに連結している。両外周連結部
材３１，３２には、側断面がコの字型のステンレス鋼製
の導電性クリップである保持部材４１Ａ〜４１Ｃ，４２
Ａ〜４２Ｃが、再び図１に示すように、縦に三個ずつ所
定の間隔を空けてレーザ溶接で固定されている。そし
て、各保持部材４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃは、そ
れぞれ各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの左右の両端部に接
着されて同両端部を保持し、各圧電バイモルフ１Ａ〜１
Ｃの外周部の一部を両外周連結部材３１，３２に固定し
ている。

【００２８】なお、再び図１に示すように、一方の外周
連結部材３１は端子Ａに接続されており、他方の外周連
結部材３２は端子Ｂに接続されている。ここで、各圧電
バイモルフ１Ａ〜１Ｃの両表面電極１３のうち一方（上
面側）は、図１および図２に示すように、保持部材のう
ち一方４１Ａ〜４１Ｃと当接して導通しているので、一
方の外周連結部材３１と導通している。しかし、保持部
材のうち他方４２Ａ〜４２Ｃとは、間隙１３ａを空けて
形成されているので、他方の外周連結部材３２とは導通
していない。

【００２９】逆に、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの両表
面電極１３のうち他方（下面側）は、図１および図３に
示すように、保持部材のうち上記他方４２Ａ〜４２Ｃと
当接して導通しているので、上記他方の外周連結部材３
２と導通している。しかし、保持部材のうち上記一方４
１Ａ〜４１Ｃとは、間隙１３ｂを空けて形成されている
ので、上記一方の外周連結部材３１とは導通していな
い。

【００３０】すなわち、外周連結部材のうち一方３１と
各表面電極のうち一方（上面側）とが互いに導通してお
り、同様に、外周連結部材のうち他方３２と各表面電極
のうち他方（下面側）とが互いに導通している。それゆ
え、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの一方の圧電板１２と
他方の圧電板１２とには、接地された弾性板１１を挟ん
で、端子Ａおよび端子Ｂから個別に電界が印加される。

【００３１】（実施例１の作用効果）本実施例の圧電バ
イモルフ積層型アクチュエータは、以上のように構成さ
れているので、以下のような作用効果を発揮する。第１
に、本実施例の圧電バイモルフ積層型アクチュエータで
は、図２および図３に示すように、前述の先行技術とは
異なって外周連結部材３１，３２が各圧電バイモルフ１
Ａ〜１Ｃの外縁部の全周で接合されていない。むしろ、
外周連結部材３１，３２は、保持部材４１Ａ〜４１Ｃ，
４２Ａ〜４２Ｃを介して、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃ
の外周部の互いに対向する一部と接合しているだけであ
る。それゆえ、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃが全周囲で
拘束されることはなく、部分的にしか拘束されていない
ので、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの変位量は先行技術
よりも拡大する。

【００３２】第２に、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃにお
いて、再び図１に示すように、外周連結部材のうち一方
３１と両表面電極１３のうち一方（上面側）とが互いに
導通しており、外周連結部材のうち他方３２と両表面電
極１３のうち他方（下面側）とが互いに導通している。
すなわち、上面側の各表面電極１３には保持部材４１Ａ
〜４１Ｃおよび外周連結部材３１を介して端子Ａから駆
動電圧が印加され、一方、下面側の各表面電極１３には
保持部材４２Ａ〜４２Ｃおよび外周連結部材３２を介し
て端子Ｂから駆動電圧が印加される。さらに、各圧電バ
イモルフ１Ａ〜１Ｃの弾性板１１は、中央連結部材２を
介して接地されているので、圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃ
の一方の圧電板１２と他方の圧電板１２とに個別に電界
が印加される。

【００３３】それゆえ、図４に示すように、各圧電バイ
モルフ１Ａ〜１Ｃの上方の表面電極１３と弾性板１１と
の間にかける印加電圧と、下方の表面電極１３と弾性板
１１との間にかける印加電圧とは、互いに独立に制御可
能である。すなわち、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの両
側の圧電板１２のうちいずれかが分極反転した場合に
も、その側の圧電板１２にだけ高電圧をかけることによ
って再分極させ、アクチュエータとしての機能を再生す
ることが可能である。

【００３４】以上をまとめると、本実施例の圧電バイモ
ルフ積層型アクチュエータによれば、圧電板１２の再分
極による各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの再生が可能であ
りながら、前述の先行技術よりも変位量がより大きくな
るという効果がある。第３に、本実施例の圧電バイモル
フ積層型アクチュエータでは、導電性の各保持部材４１
Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃにより、各圧電バイモルフ
１Ａ〜１Ｃの外周部のうち二ヶ所と各外周連結部材とが
それぞれ力学的に接合される。そればかりではなく、保
持部材４１Ａ〜４１Ｃを介して、一方の外周連結部材３
１と一方（上面側）の表面電極１３とが導通すると共
に、他方の外周連結部材３２と他方（下面側）の表面電
極１３とが導通する。

【００３５】その結果、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃと
二本の外周連結部材３１，３２とが、力学的に接合され
るだけではなく、電気的にも適正な導通が得られるよう
になる。この際、各保持部材４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜
４２Ｃは、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの互いに対向す
るごく一部と接合するだけの小さな部品なので、先行技
術で使用された支持板よりもずっと小型軽量である。ま
た、各保持部材４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃは、各
圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの全周と接合されている必要
がないので、レーザ溶接等の接合工数が低減される。

【００３６】したがって、本実施例の圧電バイモルフ積
層型アクチュエータによればさらに、前述の先行技術と
比較して、小型軽量化および工数低減の効果が得られ
る。第４に、一方の外周連結部材３１にレーザ溶接され
た保持部材４１Ａ〜４１Ｃは、各圧電バイモルフ１Ａ〜
１Ｃの表面電極１３のうち一方（上面側）と接続してい
る反面、表面電極１３のうち他方（下面側）とは間隙１
３ｂを空けて形成されている。逆に、他方の外周連結部
材３２にレーザ溶接された保持部材４２Ａ〜４２Ｃは、
表面電極１３のうち上記他方（下面側）と接続している
反面、表面電極１３のうち上記一方（上面側）とは間隙
１３ａを空けて形成されている。また、各圧電バイモル
フ１Ａ〜１Ｃの両表面電極１３の中央には、スペーサ２
２との間の間隙１３ｃが形成されている。

【００３７】このように、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃ
の両面の表面電極１３を形成することは、表面電極１３
のスクリーン印刷時にマスキングを施す方法により、容
易に実施することができる。したがって、本実施例の圧
電バイモルフ積層型アクチュエータによればまた、表面
電極１３の形成に要する工数が比較的少なく、製造が容
易であるという効果がある。

【００３８】（実施例１の各種変形態様）各圧電バイモ
ルフ１Ａ〜１Ｃの間に配設され、端部を互いに接する二
組四つのスペーサ２２は、本実施例のスペーサ２２の倍
の長さをもつスペーサの二組二つに統合されている変形
態様の実施も可能である。本変形態様によれば、部品点
数および組立工数をいくらか低減することができなが
ら、前述の実施例１と同様の作用効果が得られる。

【００３９】また、スペーサ２２が合成樹脂からなる不
導体で形成されている変形態様の実施も可能である。本
変形態様では、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの両表面電
極１３と各スペーサ２２との間隙１３ｃが不要であるの
で、表面電極１３のスクリーン印刷時に中央部のマスキ
ングが不要になり、工数低減になる。また、保持部材４
１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃと表面電極１３との間の
間隙１３ａ，１３ｂを形成するにあたり、スクリーン印
刷に代えて切削等の機械加工によっても間隙１３ａ，１
３ｂを形成する変形態様も実施可能である。本変形態様
によれば、マスキングの工程を省くことができ、工数低
減ができる可能性がある。

【００４０】なお、必要に応じて、積層する圧電バイモ
ルフ１Ａ〜１Ｃの枚数を増減させた変形態様を実施する
ことも容易である。本変形態様により、リニア・アクチ
ュエータとして必要なだけの発生力を得ることができ
る。 ［実施例２］ （実施例２の構成）本発明の実施例２としての圧電バイ
モルフ積層型アクチュエータは、図５に側断面図を示す
ように、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃを挟持している保
持部材４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃが、それぞれ絶
縁材１４ａ，１４ｂを有する点が実施例１と異なってい
る。

【００４１】すなわち、外周連結部材３１に接合してい
る一方の保持部材４１Ａ〜４１Ｃは、各圧電バイモルフ
１Ａ〜４１Ｃの各表面電極１３のうち一方（上面側）と
当接して導通しているが、各表面電極１３のうち他方
（下面側）とはそれぞれ絶縁材１４ｂを介して絶縁され
ている。逆に、外周連結部材３２に接合している他方の
保持部材４２Ａ〜４２Ｃは、各表面電極１３のうち上記
他方（下面側）と当接して導通しているが、各表面電極
１３のうち上記一方（上面側）とは絶縁材１４ｂを介し
て絶縁されている。

【００４２】絶縁材１４ａ，１４ｂは、保持部材４１Ａ
〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃのクリップ状の挟持部の一方
または他方の内側に形成された樹脂製の強固な塗膜であ
る。それゆえ、図６に示すように、本実施例の圧電バイ
モルフ積層型アクチュエータの平面図においても、底面
図においても、絶縁材１４ａ，１４ｂは保持部材４１Ａ
〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃからはみ出していない。ま
た、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの両表面電極１３に
は、図３および図４に示すような間隙１３ａ，１３ｂは
形成されていない。なお、この図６において、括弧付き
の符号等は、底面図に関するものである。

【００４３】その他の点では、実施例２の圧電バイモル
フ積層型アクチュエータは、実施例１のそれと変わると
ころはない。 （実施例２の作用効果）本実施例の圧電バイモルフ積層
型アクチュエータでは、前述の実施例１と同様に、各圧
電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの各表面電極１３と、各保持部
材４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃとの接続が取られて
いる。すなわち、外周連結部材３１に接合している保持
部材４１Ａ〜４１Ｃは、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの
両表面電極１３のうち一方（上面側）と当接して導通し
ている反面、両表面電極１３のうち他方（下面側）とは
絶縁材１４Ｂを介して絶縁されている。逆に、外周連結
部材３２に接合している保持部材４２Ａ〜４２Ｃは、両
表面電極１３のうち他方（下面側）と当接して導通して
いる反面、表面電極１３のうち一方（上面側）とは絶縁
材１４ａを介して絶縁されている。

【００４４】このように絶縁材１４ａ，１４ｂを配設す
ることは、前述のように各保持部材４１Ａ〜４１Ｃ，４
２Ａ〜４２Ｃの一部に絶縁塗膜を形成することにより、
極めて容易に実施することができる。また、実施例１と
異なり、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの両圧電板１２の
周縁部の一部にマスキングを施して両表面電極１３を形
成する必要がなくなるので、その分の製造工数が低減さ
れる。

【００４５】したがって本実施例の圧電バイモルフ積層
型アクチュエータによれば、前述の実施例１のもつ効果
に加えて、製造がさらに容易になるという効果がある。 （実施例２の変形態様１）本実施例の変形態様１とし
て、絶縁材１４ａ，１４ｂを保持部材４１Ａ〜４１Ｃ，
４２Ａ〜４２Ｃに塗布する代わりに、図７に示すよう
に、表面電極１３の周縁部の一部に絶縁材としての絶縁
塗膜１５ａ，１５ｂを、スクリーン印刷等の手段により
形成しても良い。

【００４６】本変形態様では、上面側の表面電極１３
は、絶縁塗膜１５ａによって、外周連結部材３２に接合
している保持部材４２Ａ〜４２Ｃと絶縁されている。ま
た逆に、下面側の表面電極１３は、絶縁塗膜１５ｂによ
って、外周連結部材３１，３２に接合している保持部材
４１Ａ〜４１Ｃと絶縁されている。それゆえ、本変形態
様によっても実施例２と同様の作用効果が得られるばか
りではなく、絶縁塗膜１５ａ，１５ｂの形成はきわめて
容易であるから、製造がよりいっそう容易になるという
効果がある。

【００４７】（実施例２の変形態様２）本実施例の変形
態様２として、スペーサ２２（図５参照）を、合成樹脂
やセラミックス等の絶縁性の材料で形成した圧電バイモ
ルフ積層型アクチュエータの実施が可能である。本変形
態様では、表面電極１３とスペーサ２２との間の間隙１
３ｃも不要になるので、圧電板１２の中央部にもマスキ
ングを施すことなく表面電極１３を形成することが可能
である。すなわち、圧電板１２に全くマスキングを施す
ことなく表面電極１３を形成することが可能になるの
で、マスキングの工程が省略される。その結果、マスキ
ングなしに前面に表面電極１３が形成された圧電板の板
材から、中央に心棒２１を通す貫通孔が開いた円盤をレ
ーザカッタで切り出すことにより圧電板１２が切り出さ
れる。しかる後、円盤状の弾性板１１に圧電板１２が接
着されて、圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃが製作される。あ
るいは、面積の大きな弾性板の両面に圧電板のＰＺＴ板
および表面電極の導電性塗膜が形成された後、中央に心
棒２１を通す貫通孔が開いた円盤をレーザカッタで切り
出すことにより、一気に圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃを製
作することが可能になる。

【００４８】したがって、本変形態様によれば、実施例
２と同様の機能を有する圧電バイモルフ積層型アクチュ
エータを、さらにいっそう安価に製造することが可能に
なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１としての圧電バイモルフ積層型アク
チュエータの構成を示す側断面図

【図２】 同平面図

【図３】 同底面図

【図４】 実施例１の作用を示す模式図

【図５】 実施例２としての圧電バイモルフ積層型アク
チュエータの構成を示す側断面図

【図６】 同平面図

【図７】 実施例２の変形態様１の構成を示す平面図

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｃ：圧電バイモルフ １１：弾性板（ステンレス鋼製の薄板からなる円盤） １２：圧電板（ＰＺＴ製の円盤） １３：表面電極（スクリーン印刷による導電性塗膜） １３ａ，１３ｂ，１３ｃ：間隙（表面電極のない部分） １５ａ，１５ｂ：絶縁塗膜 ２：中央連結部材 ２１：心棒（ステンレス鋼製の丸棒） ２２：スペーサ（ステンレス鋼製の中空円筒体） ３１，３２：外周連結部材（ステンレス鋼製の丸棒） ４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃ：保持部材 １４ａ，１４ｂ：絶縁材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性の弾性板と該弾性板の両面にそれぞ
   れ接合されている二枚の圧電板と、各該圧電板の表面を
   それぞれ覆う二枚の表面電極とを持ち、複数枚が重ねら
   れて同軸に配置されており、中央部と外周部との間に軸
   長方向の変位を生じる圧電バイモルフと、 各該圧電バイモルフの該中央部を軸長方向に互いに連結
   しており、該弾性板と導通している導電性の中央連結部
   材と、 各該圧電バイモルフの該外周部の一部を軸長方向に互い
   に連結している二本の導電性の外周連結部材とを有し、 前記外周連結部材のうち一方と前記表面電極のうち一方
   とが互いに導通しており、該外周連結部材のうち他方と
   該表面電極のうち他方とが互いに導通していて、各前記
   圧電バイモルフの一方の前記圧電板と他方の前記圧電板
   とに個別に電界が印加されることを特徴とする、 圧電バイモルフ積層型アクチュエータ。
2. 【請求項２】それぞれの前記圧電バイモルフの外周部の
   一部を挟持して前記外周連結部材のうち一方に接合して
   おり、各該圧電バイモルフの前記表面電極のうち一方と
   該外周連結部材のうち一方とを導通する導電性の保持部
   材と、 それぞれの該圧電バイモルフの該外周部の他の一部を挟
   持して該外周連結部材のうち他方に接合しており、各該
   圧電バイモルフの該表面電極のうち他方と該外周連結部
   材のうち他方とを導通する導電性の他の保持部材とを有
   する、 請求項１記載の圧電バイモルフ積層型アクチュエータ。
3. 【請求項３】各前記圧電バイモルフの前記表面電極のう
   ち前記一方は、前記保持部材のうち一方と当接または接
   合し他方とは間隙を空けて形成されており、 該表面電極のうち前記他方は、前記保持部材のうち該他
   方と当接または接合し該一方とは間隙を空けて形成され
   ている、 請求項２記載の圧電バイモルフ積層型アクチュエータ。
4. 【請求項４】前記保持部材のうち一方は、各前記圧電バ
   イモルフの前記表面電極のうち一方と当接または接合し
   て導通しているが、該表面電極のうち他方とは絶縁材を
   介して絶縁されており、 該保持部材のうち他方は、該表面電極のうち該他方と当
   接または接合して導通しているが、該表面電極のうち該
   一方とは絶縁材を介して絶縁されている、 請求項２記載の圧電バイモルフ積層型アクチュエータ。