JPH1127963A - 積層型アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変位量および発生力が向上しており、各圧電
バイモルフの圧電板に分極反転が生じた場合にも再分極
が可能な積層型アクチュエータを提供すること。 【解決手段】 本発明の積層型アクチュエータは、同軸
に積層された三枚の圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃと、中央
連結部材２と、二本の外周連結部材３１，３２とを有す
る。中央連結部材２は、各バイモルフ１の中央部を軸長
方向に互いに連結しており、全バイモルフ１の弾性板１
１に導通している。外周連結部材３１，３２は、支持板
４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃを介して各バイモルフ
１の外周部を軸長方向に互いに連結しており、それぞれ
上下面の表面電極１３と導通している。それゆえ、各バ
イモルフ１の両側の圧電板１２に個別に電界が印加さ
れ、分極劣化を起こすことなく電圧を印加できるので、
大きな変位量および発生力が得られる。また、同様の理
由で、圧電板１２を個別に再分極することができる。

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、発明者らは複数
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
エータを何種類か発明し、同一出願人の下で出願してき
た。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に制限されて
いる必要があるので、発生力および変位量（ストロー
ク）が制限されていた。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。

【０００５】そこで本発明は、各圧電バイモルフの変位
量および発生力が従来技術よりも向上しており、各圧電
バイモルフの圧電板に分極劣化や分極反転が生じた場合
にも再分極が可能な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。

【０００６】

【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記載の積層
型アクチュエータである。本手段では、圧電板が複数枚
同軸に積層されており、各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。たとえ
ば、弾性板を接地しておき、一方の圧電板の表面を覆う
表面電極に導通する端子と他方の圧電板の表面を覆う表
面電極に導通する端子とに別個に電圧が印加されていれ
ば、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。

【０００７】この際、材料の分極方向と印加電界の方向
とが逆である圧電板では、圧電板が分極劣化や分極反転
を起こさない程度に印加電圧は制限されて設定される。
逆に材料の分極方向と印加電界の方向とが同じ方向であ
る圧電板では、圧電板が分極劣化や分極反転を起こす恐
れがないので、材料の持つ圧電特性による面内方向の収
縮が十分に得られるように、印加電圧は先ほどよりも大
きく設定される。ただしこの場合にも、比較的大きい収
縮が得られながら絶縁破壊等の不都合が起きない範囲で
印加電圧は設定される。

【０００８】すると、一方の圧電板が分極劣化や分極反
転を起こさない程度に制限された印加電圧が他方の圧電
板にも印加される従来技術と比べ、各圧電バイモルフが
発揮する変位量および発生力は増大する。その結果、複
数の圧電バイモルフの積層体である本手段の積層型アク
チュエータは、従来技術の積層型アクチュエータに比較
して発揮しうる変位量および発生力は増大する。

【０００９】また、本手段の積層型圧電アクチュエータ
において、各圧電バイモルフのうち一方の圧電板に分極
劣化や分極反転が生じた場合には、他方の圧電板とは別
個にこれらの一方の圧電板に電界を印加することができ
る。それゆえ、他方の圧電板に分極劣化や分極反転を起
こすことなく、一方の圧電板にだけ強力な電界を印加し
て再分極させ、もとの分極特性を回復することが可能で
ある。

【００１０】したがって本手段によれば、各圧電バイモ
ルフの変位量および発生力が従来技術よりも向上してお
り、当然積層型アクチュエータとしての変位量および発
生力も向上させることができるという効果がある。ま
た、本手段の積層型アクチュエータによれば、各圧電バ
イモルフの圧電板に分極劣化や分極反転が生じた場合に
も、容易に同圧電板の再分極が可能であるという効果が
ある。

【００１１】（第２手段）本発明の第２手段は、請求項
２記載の積層型アクチュエータである。本手段では、中
央連結部材は全ての圧電バイモルフの弾性板と導通して
おり、複数の外周連結部材のうち二本は全ての圧電バイ
モルフの両表面電極のうち一方と他方とにそれぞれ導通
している。それゆえ、たとえば中央連結部材を接地し、
上記二本の外周連結部材をそれぞれ別個の電源端子に接
続すれば、リード線等の複雑な配線は不要となり配線が
簡素化される。それでいて、両電源端子の印加電圧を別
個に制御することにより、前述の第１手段のように、全
ての圧電バイモルフの一方の圧電板と他方の圧電板とに
印加される電界を個別に制御することが可能になる。

【００１２】したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果に加えて、配線が簡素化されるので、工数の低
減およびコストダウンと信頼性の向上とが同時に達成さ
れ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記載の積層
型アクチュエータである。

【００１３】本手段では、互いに隣り合う各圧電バイモ
ルフは、中央連結部材と外周連結部材とによりそれぞれ
外周部と中央部とが交互に連結されているので、各圧電
バイモルフの変位量の総和が積層型アクチュエータの変
位量となる。したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果に加えて、極めて大きな変位量（ストローク）
が発揮されるようになるという効果がある。なお、本手
段の積層型アクチュエータによれば、前述のように各圧
電バイモルフの変位量が従来よりも大きいので、従来技
術により同様な構成で積層された積層型アクチュエータ
に比べても、より大きな変位量とより大きな発生力とが
発揮される。

【００１４】（第４手段）本発明の第４手段は、請求項
４記載の積層型アクチュエータである。本手段では、各
圧電バイモルフの両表面電極は、中央部を中心に複数の
扇状の区画に分割されており、別個に電圧が印加されう
る。それゆえ、本手段の積層型アクチュエータでは、単
に変位量が大きな伸縮動作が可能であるだけではなく、
屈曲動作を行うことも可能である。

【００１５】したがって本手段によれば、前述の第３手
段の効果に加えて、屈曲動作を行うことも可能になると
いう効果がある。

【００１６】

【発明の実施の形態および実施例】本発明の積層型アク
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としての積層型ア
クチュエータは、図１および図２に示すように、三枚の
円盤状の圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃと、一本の中央連結
部材２と、左右両側に各一本の外周連結部材３１，３２
と、支持板４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃと、二つの
絶縁リング５とからなる。

【００１７】圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃ（圧電バイモル
フ１と総称）は、それぞれステンレス鋼製で導電性のあ
る弾性板１１と、弾性板１１の両面にそれぞれ接合され
ている二枚のＰＺＴ製の圧電板１２と、各圧電板１２の
表面をそれぞれ覆う二枚の銀製の表面電極１３とを持
つ。圧電バイモルフ１は、両圧電板１２に電界が印加さ
れると中央部と外周部との間に軸長方向の変位を生じる
平面変形素子であって、軸長方向に三枚が所定間隔を空
けて重ねられ同軸に配置されている。なお、各圧電板１
２のＰＺＴは、予め同一方向（図３参照）に分極されて
いる。

【００１８】中央連結部材２は、各圧電バイモルフ１の
弾性板１１の中央部の貫通孔に挿置されている中心軸２
１と、各弾性板１１の中央部を挟持する四つのスペーサ
２２とからなり、各圧電バイモルフ１の中央部を軸長方
向に互いに連結している。中心軸２１は、ステンレス鋼
製の丸棒部材であって、各弾性板１１にレーザ溶接で固
定されている。各スペーサ２２は、ステンレス鋼製のパ
イプ材であって、各スペーサ２２内に挿置されている中
央連結部材２にレーザ溶接によって固定されている。

【００１９】外周連結部材３１，３２（外周連結部材３
と総称）は、支持板４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃを
介して、それぞれ各圧電バイモルフ１の外周部を軸長方
向に互いに連結している。外周連結部材３は、中央連結
部材２と同様にステンレス鋼製の丸棒状の部材であっ
て、外周連結部材３１は支持板４１Ａ〜４１Ｃの左端部
の切り欠きにレーザ溶接で固定されており、外周連結部
材３２は支持板４２Ａ〜４２Ｃの右端部の切り欠きにレ
ーザ溶接で固定されている。

【００２０】支持板４１Ａ〜４１Ｃ，４２Ａ〜４２Ｃ
（支持板４と総称）は、ステンレス鋼製の長円形の略円
盤状ないし略リング状の部材であり、上記切り欠きと反
対側には円弧状の外周縁に同心円的に貫通孔が形成され
ている。この貫通孔の周縁部は、導電性の接着剤で各圧
電バイモルフ１の一方の表面電極１３の外周部に接合さ
れている。

【００２１】すなわち、支持板４１Ａ，４２Ａは、圧電
バイモルフ１Ａの外周部を上下から挟持して、それぞれ
表面電極１３に接続している。同様に、支持板４１Ｂ，
４２Ｂは、圧電バイモルフ１Ｂの外周部を上下から挟持
してそれぞれ表面電極１３に接続しており、支持板４１
Ｃ，４２Ｃは、圧電バイモルフ１Ｃの外周部を上下から
挟持してそれぞれ表面電極１３に接続している。

【００２２】二つの絶縁リング５は、それぞれ硬質ゴム
製または樹脂製のリング状の部材である。絶縁リング５
のうち一方は、支持板４２Ａと４１Ｂとの間に介在して
両者４２Ａ，４１Ｂに接着されており、両者を互いに絶
縁するとともに両者を上記貫通孔の周縁部で互いに連結
している。同様に、絶縁リング５のうち他方は、支持板
４２Ｂと４１Ｃとの間に介在して両者４２Ｂ，４１Ｃに
接着されており、両者を互いに絶縁するとともに上記貫
通孔の周縁部で互いに連結している。

【００２３】それゆえ、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの
上面の表面電極１３は、それぞれ支持板４１Ａ〜４１Ｃ
を介して外周連結部材３１に電気的に接続されている。
同様に、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの下面の表面電極
１３は、それぞれ支持板４２Ａ〜４２Ｃを介して外周連
結部材３１に電気的に接続されている。また、各圧電バ
イモルフ１Ａ〜１Ｃの弾性板１１は、中央連結部材２に
電気的に接続されている。

【００２４】したがって、図２に示すように、外周連結
部材３１が電源端子Ａに接続されれば、各圧電バイモル
フ１Ａ〜１Ｃの上面の表面電極１３は、電気的に電源端
子Ａに接続される。同様に、外周連結部材３２が電源端
子Ｂに接続されれれば、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの
下面の表面電極１３は、電気的に電源端子Ｂに接続され
る。さらに、中央連結部材２がアース端子Ｅに接続され
れば各弾性板１１がアース端子Ｅと導通するので、電源
端子Ａ，Ｂにそれぞれ電圧が印加されると、各圧電バイ
モルフ１Ａ〜１Ｃの上側の圧電板１２と下側の圧電板１
２とにそれぞれ電界が印加される。

【００２５】すなわち、図３に示すように、各圧電バイ
モルフ１の弾性板１１がアース端子Ｅと導通しているの
で、電源端子Ａ，Ｂにそれぞれ電圧が印加されると、各
圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの上側の圧電板１２１と下側
の圧電板１２２とにそれぞれ電界が印加される。したが
って、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの一方の圧電板１２
１と他方の前記圧電板１２２とに個別に電界が印加され
る。

【００２６】たとえば、両電源端子Ａ，Ｂにそれぞれ正
電圧が印加されると、上側の圧電板１２１には分極方向
と同方向に電界が発生するので面内方向の収縮を生じ、
下側の圧電板１２２には分極方向と逆方向に電界が発生
するので面内方向の伸張を生じる。その結果、各圧電バ
イモルフ１は下方に凸に曲率を生じて変形し、外周部に
対して中央部が下方へ同軸的に変位する。逆に、両電源
端子Ａ，Ｂにそれぞれ負電圧が印加されると、各圧電バ
イモルフ１は上方に凸に曲率を生じて変形し、外周部に
対して中央部が上方へ同軸的に変位する。

【００２７】（実施例１の作用効果）本実施例の積層型
圧電アクチュエータは、以上のように構成されているの
で、以下のような二つの作用効果を発揮する。本実施例
の積層型圧電アクチュエータが発揮する第１の効果は、
発生力および変位量の増大であり、第２の効果は、分極
劣化や分極反転が生じた場合にも再分極可能であること
である。

【００２８】第１の効果である発生力および変位量の増
大については、以下のように説明することができる。先
ず、本実施例との比較例として、図４に示すように、従
来技術のように両表面電極１３が互いに導通しており、
両表面電極１３と弾性板１１との間に同電圧が印加され
る場合を想定してみる。この場合には、一方の圧電板１
２には分極方向と逆方向に印加電圧が加わる（図６
（ａ）参照）ので、印加電圧を与える端子電圧は分極劣
化や分極反転を起こさない程度の電圧±Ｖ１に制限され
る。それゆえ、両方の圧電板１２１，１２２（図６
（ａ）参照）において、制限された印加電圧±Ｖ１のも
とではそれに対応するだけの積層型アクチュエータの伸
縮量±ａ１および発生力±ｐ１しか発揮されない。

【００２９】次に、図５に示すように、本実施例の積層
型圧電アクチュエータにおいて、電源端子Ａ，Ｂに正の
電圧を印加する場合には、一方の圧電板１２では分極方
向と逆電界になるので、一方の電源端子にかけうる印加
電圧は前述のようにＶ１に制限される。しかし、他方の
圧電板１２では電界が分極方向と同じ方向になるので、
他方の電源端子にかけうる印加電圧としては、Ｖ１より
もずっと大きいＶ２をかけることができる（図７（ａ）
参照）。逆に、電源端子Ａ，Ｂに負の電圧を印加する場
合には、同様の理由で、一方の圧電板１２には他方の印
加電圧−Ｖ１よりもずっと強大な−Ｖ２の印加電圧をか
けることが可能である。

【００３０】それゆえ、一方の圧電板１２での面内伸縮
量は先ほどの比較例と同等であるが、他方の圧電板１２
での面内伸縮量は先ほどの比較例よりもずっと増大して
いる。その結果、圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃひいては積
層型アクチュエータの発揮することができる変位量およ
び発生力は、従来技術に比べて増大する。どの程度増大
するかというと、通常の圧電バイモルフを使用した場合
には、おおよそ２倍〜３倍程度である。

【００３１】第２の効果である分極劣化や分極反転が起
こった場合に再分極が可能である点については、以下の
ように説明することができる。先ず、本実施例に対する
比較例として、図６（ａ）に示すように同一の電源端子
Ａ’に上下二つの表面電極１３１，１３２が接続され
て、同一レベルの電界が上下の圧電板１２１，１２２に
印加されるものとする。ここで仮に、図６（ｂ）に示す
ように、共通の電源端子Ａ’に過大な正電圧が印加され
て上側の圧電板１２１に分極反転が生じてしまったとす
る。このままでは圧電バイモルフとして用をなさないの
で、共通の電源端子Ａ’に強大な負電圧をかけて上側の
圧電板１２１を再分極させるものとする。すると、図６
（ｃ）に示すように、上側の圧電板１２１は再分極して
分極方向が回復するものの、今度は下側の圧電板１２２
が分極反転を起こしてしまい、圧電バイモルフとしての
機能を回復することができないという不都合が生じる。

【００３２】次に、本実施例の積層型圧電アクチュエー
タにおいては、図７（ｂ）に示すように、各圧電バイモ
ルフ１のうち上側の圧電板１２１に分極反転が生じた場
合には、下側の圧電板１２２とは別個に、電源端子Ｂか
ら圧電板１２１だけに電界を印加することができる。そ
れゆえ、図７（ｃ）に示すように、下側の圧電板１２２
に分極劣化や分極反転を起こすことなく、上側の圧電板
１２１にだけ強力な電界を印加して再分極させ、もとの
分極特性を回復することが可能である。

【００３３】以上の効果をまとめると、本実施例の積層
型圧電アクチュエータによれば、各圧電バイモルフ１Ａ
〜１Ｃの変位量および発生力が従来技術よりも向上して
いるので、積層型アクチュエータとしての変位量および
発生力が向上するという効果がある。また、各圧電バイ
モルフ１Ａ〜１Ｃの圧電板１２１，１２２に分極劣化や
分極反転が生じた場合にも、圧電板１２１，１２２に容
易に別個に電界をかけることができるので、圧電板１２
１，１２２をそれぞれ再分極することが可能であるとい
う効果がある。

【００３４】なお、本実施例の積層型圧電アクチュエー
タには、付随的な効果として、配線が簡素であるという
効果がある。すなわち本実施例の積層型圧電アクチュエ
ータでは、再び図２に示すように、中央連結部材２は全
ての圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｃの弾性板１１と導通して
いる。また、二本の外周連結部材３１，３２は、圧電バ
イモルフ１Ａ〜１Ｃの上下両表面電極１３のうち一方と
他方とにそれぞれ導通している。それゆえ、中央連結部
材２はアース端子Ｅに接地されており、二本の外周連結
部材３１，３２は別個の電源端子Ａ，Ｂに接続されてい
るので、リード線等の複雑な配線は不要となり配線が簡
素化されている。

【００３５】したがって、本実施例の積層型圧電アクチ
ュエータによれば、配線が簡素化されるので、工数の低
減およびコストダウンと信頼性の向上とが同時に達成さ
れるという効果もある。 ［実施例２］ （実施例２の構成）本発明の実施例２としての積層型ア
クチュエータは、図８に示すように、同軸に積層されて
いる六枚の圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｆと、各圧電バイモ
ルフ１の中央部を軸長方向に互いに連結している二つの
中央連結部材２’と、各圧電バイモルフ１の外周部を軸
長方向に互いに連結している三つの外周連結部材３’と
からなる。本実施例の積層型圧電アクチュエータが実施
例１と異なる点は、互いに隣り合う各圧電バイモルフ１
は、中央連結部材２’と外周連結部材３’とによりそれ
ぞれ外周部と中央部とが交互に連結されている点であ
る。

【００３６】中央連結部材２’は、所定の高さの円筒体
状のステンレス鋼の部材であり、一個は圧電バイモルフ
１Ｂの中央部と圧電バイモルフ１Ｃの中央部との間に介
在しており、両者にレーザ溶接されて両者を連結してい
る。中央連結部材２’の他の一個は、圧電バイモルフ１
Ｄの中央部と圧電バイモルフ１Ｅの中央部とにレーザ溶
接されて両者を連結している。

【００３７】一方、外周連結部材３’は、所定の高さの
薄肉の中空円筒状のステンレス鋼製の部材であり、その
うち一つは圧電バイモルフ１Ａの外周部と圧電バイモル
フ１Ｂの外周部との間に介在しており、両者にレーザ溶
接されて両者を連結している。他の一つは、圧電バイモ
ルフ１Ｃの外周部と圧電バイモルフ１Ｄの外周部との間
に介在しており、両者にレーザ溶接されて両者を連結し
ている。同様に、さらに他の一つは、圧電バイモルフ１
Ｅの外周部と圧電バイモルフ１Ｆの外周部との間に介在
しており、両者にレーザ溶接されて両者を連結してい
る。

【００３８】各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｆの一方の表面
電極１３と他方の表面電極１３とには、電源端子Ａから
のリード線と電源端子Ｂからのリード線とが交互に接続
されている。 （実施例２の作用効果）本実施例の積層型圧電アクチュ
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。

【００３９】前述のように、電源端子Ａからのリード線
と電源端子Ｂからのリード線とが上下各面の表面電極１
３に交互に接続されている。ここで、各圧電バイモルフ
１Ａ〜１Ｆ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と、一方の圧電板１２が面内方
向に収縮すると他方の圧電板１２は面内方向に伸張す
る。そして、圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｆの中央部と外周
部との間に互いに対向および背向する変位が交互に生じ
るので、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｆの変位量の総和が
本実施例の積層型アクチュエータの変位量になる。ただ
し、最大発生力は圧電バイモルフ１の一枚分と等価であ
る。

【００４０】したがって、本実施例の積層型圧電アクチ
ュエータによれば、極めて大きな変位量（ストローク）
が発揮されるようになるという効果がある。さらに、実
施例１で述べたように各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｆの変
位量が従来よりも大きいので、従来技術により同様な手
段で積層された積層型アクチュエータに比べても、より
大きな変位量とより大きな発生力とが発揮される。ま
た、実施例１と同様に、分極劣化や分極反転を生じた場
合にも、再分極により容易に初期の分極状態を回復する
ことができる。

【００４１】［実施例３］ （実施例３の構成）本発明の実施例３としての積層型ア
クチュエータは、図９に示すように、同軸に積層されて
いる圧電バイモルフ１Ａ’〜１Ｆ’と、各圧電バイモル
フ１の中央部を軸長方向に互いに連結している中央連結
部材２’と、各圧電バイモルフ１の外周部を軸長方向に
互いに連結している外周連結部材３’とからなる。二つ
の中央連結部材２’および三つの外周連結部材３’の構
成は、前述の実施例２と同様である。

【００４２】本実施例の積層型圧電アクチュエータが実
施例２と異なる点は、図１０（ａ）〜（ｂ）に一ユニッ
トを示すように、各圧電バイモルフ１Ａ’〜１Ｆ’の両
面の表面電極１３’は、中央部を中心に複数の扇状の区
画１３１’〜１３３’に分割されている点である。そし
て、両表面電極１３’の各区画１３１’〜１３３’に
は、再び図９に示すように、別個の電源端子Ａ〜Ｆ
（Ｅ，Ｆは図略）により個別の印加電圧が加えられるよ
うになっている。なお、各圧電バイモルフ１Ａ〜１Ｆ毎
に、上側の表面電極１３と下側の表面電極１３とに交互
に印加電圧が加えられる点は、実施例２と同様である。

【００４３】（実施例３の作用効果）本実施例の積層型
圧電アクチュエータは、以上のように構成されているの
で、表面電極１３’の各区画１３１’〜１３３’に均等
に印加電圧をかけることにより、実施例２と同様に大き
な変位量で伸縮動作を行うことができる。そればかりで
はなく、表面電極１３’の各区画１３１’〜１３３’に
異なる印加電圧をかけることにより、圧電バイモルフ１
Ａ〜１Ｆに周方向に不均一な曲げ変形を生じ、屈曲動作
を行うことも可能になっている。

【００４４】したがって、本実施例の積層型圧電アクチ
ュエータによれば、実施例２と同様の作用効果を生じる
ばかりではなく、屈曲動作を行うことも可能になるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１としての積層型アクチュエータの構
成を示す平面図

【図２】 実施例１としての積層型アクチュエータの構
成を示す側断面図

【図３】 実施例１の圧電バイモルフの構成を模式的に
示す側断面図

【図４】 実施例１との比較例としての通常の印加電圧
と作用を示すグラフ

【図５】 実施例１の積層型アクチュエータの印加電圧
と作用を示すグラフ

【図６】 実施例１との比較例の圧電バイモルフの分極
作用を示す組図 （ａ）初期状態を模式的に示す側断面図 （ｂ）分極反転を模式的に示す側断面図 （ｃ）再分極を模式的に示す側断面図

【図７】 実施例１の圧電バイモルフの分極作用を示す
組図 （ａ）初期状態を模式的に示す側断面図 （ｂ）分極反転を模式的に示す側断面図 （ｃ）再分極を模式的に示す側断面図

【図８】 実施例２としての積層型アクチュエータの構
成を示す側端面図

【図９】 実施例３としての積層型アクチュエータの構
成を示す側端面図

【図１０】実施例３としての積層型アクチュエータの構
成を示す組図 （ａ）圧電バイモルフ等の構成を示す平面図 （ｂ）圧電バイモルフ等の構成を示す側端面図

【符号の説明】

１，１Ａ〜１Ｆ，１Ａ’〜１Ｆ’：圧電バイモルフ １１：弾性板（ステンレス鋼製） １２，１２１，１２２：圧電板（ＰＺＴ製） １３，１３１，１３２，１３’，１３１’〜１３３’：
表面電極（銀膜製） ２，２’：中央連結部材 ２１：中心軸（ステンレス鋼製） ２２：スペーサ
（ステンレス鋼製） ３，３１，３２，３’：外周連結部材（ステンレス鋼
製） ４，４１，４１Ａ〜４１Ｃ，４２，４２Ａ〜４２Ｃ：支
持板（ステンレス鋼製） ５：絶縁リング（硬質ゴム製または合成樹脂製） Ｅ：アース ＬＡ，ＬＢ：リード線

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
   同軸に配置されていて、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
   している中央連結部材と、 各該圧電バイモルフの該外周部を軸長方向に互いに連結
   している外周連結部材と、を有し、 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、 積層型アクチュエータ。
2. 【請求項２】前記中央連結部材は、導電性であって全て
   の前記圧電バイモルフの前記弾性板と導通しており、 前記外周連結部材は導電性であって複数本あり、該外周
   連結部材のうち二本は全ての前記圧電バイモルフの両前
   記表面電極のうち一方と他方とにそれぞれ導通してい
   る、 請求項１記載の積層型アクチュエータ。
3. 【請求項３】互いに隣り合う各前記圧電バイモルフは、
   前記中央連結部材と前記外周連結部材とによりそれぞれ
   前記外周部と前記中央部とが交互に連結されている、 請求項１記載の積層型アクチュエータ。
4. 【請求項４】両前記表面電極は、前記中央部を中心に複
   数の扇状の区画に分割されている、請求項３記載の積層
   型アクチュエータ。