JPS5930543Y2 - 積層型電歪駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、複数個の電歪磁器薄板を電気的に並列になる
よう複数個の端子板を介して積層してなる積層型電歪駆
動装置に関する。

従来、変位素子として最も一般的なものに、ピックアッ
プカートリッジに使用されているバイモルフ素子、並び
にその応用として円形バイモルフ素子、矩形バイモルフ
素子及びモノ（ユニ）モルフが知られているが、いずれ
の場合も発生駆動力が非常に弱く、産業用アクチュエー
タ等の機構部品としては満足できるものではなかった。

ところで、厚み方向に分極された圧電極器に直流電界を
加えた場合、厚み方向の変位は微量であるが、複数個積
層することにより、任意の大きな変位が得られることに
着目して、最近、駆動力の大きな素子として、第１図に
示す如き積層型圧電駆動体が実用化されつつある。

図中、１は厚さ方向に分極された圧電磁器薄板であり、
これは例えば厚さｔ＝０．５〜１ｍｍのものを積層数ｎ
−３０〜１００枚と多数用意し、これら磁器板１の両面
に電極２を形成しておき、交互に電気的に並列となるよ
うに電極取り出しさせて積層固着したものである。

そして直流電源をリード端３，３′に印加すると、その
印加電圧に対応し、上下厚さ方向に機械的に変位し得る
ものであった。

この場合、歪みをＳ、電界をＥ、圧電磁器の圧電歪み定
数をｄ ３３、積層体全体の変位量を４１とすると、そ
の変位１１は第１及び第２式で関係づけられる。

Ｓ＝Ｊ ｔ ／ ｔ ＝ｄ３３・Ｅ・・・・・・・・・
（１）実１＝ｎ−Ｊｔ・・・・・・・・・（２）従って
、ｌｌを大きくとるためにはｄ３３．Ｅ及びｎを大きく
することが必要であるが、既存の圧電材料ではｄ３３は
おのずと限定されてしまう。

また積層個数ｎを大きくとればよいのであるが、ｎを大
きくするには再現、ばらつき等製造上問題があり、しか
も小型化という点では問題がある。

また電界Ｅを大きくすることは省エネルギという点から
問題がある。

本考案はかかる点に鑑み、簡単な構成によって大きな変
位量を得ることができるこの種装置を提案するにある。

以下本考案の一実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第２図は本考案の一例を示す駆動装置を示し、同図Ａは
平面図、Ｂは正面図、Ｃは右側面図である。

１は矩形のＰＺＴ等で構成された圧電磁器薄板を示し、
これは、両面に電極が形成され、複数の薄板１を積層固
着され、電極を交互に引出し、電気的に並列となるよう
にした積層駆動体Ａ、Ｂ、Ｃを厚さ方向に並行に配置し
、隣り合う駆動体Ａ、Ｂ、Ｃの異なる端部をＵ字状金属
片４に夫々固着する。

金属片４は、第２図及び第３図に示す如く、舌片４ａ
、４ ｂ及び底部４Ｃは互いに平行形威し、舌片４ａ、
４ｂには駆動体Ａ、Ｂの上部端面が、また底部４Ｃには
駆動体Ｂの下部端面が固着され、その他の部分について
は駆動体と金属片とは接触せず、機械的変位の規制を除
くようにしている。

尚、材料はステンレス材又は黄銅等が好適である。

このように構成すると、駆動体Ａ、Ｂ、Ｃに直流電圧を
印加することにより、駆動体Ａ、Ｃは下方向にｌｌ変位
し、駆動体Ｂは上方向に１１１変位し、装置全体として
は２倍のｌｌの変位を得ることができる。

第４図は本考案の他の例を示す駆動装置の平面図、半断
面正面図、側面図である。

本例の駆動体は、円形磁器薄板及びリング状磁器薄板を
前述同様に電極を形成して積層固着し、その電極端子板
を並列に電気的に接続した円柱状駆動体Ｅ及び円筒状駆
動体Ｆを形成して同心状に配すると共に、ツバ付帽子状
の金属片５に、即ち駆動体Ｅの下部端面を金属ツバ部５
ａに夫々固着させて駆動体としたものである。

第６図Ａ、Ｂは上述例の駆動装置の印加電圧に対する変
位量の変化を示す図である。

厚さ０．５ｍｍの圧電材（ＰＺＴ）を用い３０枚積層し
た駆動体を用意し、本考案（第２図例）と従来例（第１
図例）の構造にした特性を示したが、本考案によればほ
ぼ２倍の変位量を得ることが明らかとなった。

尚、第４図例に示す駆動装置でも同様に大きな変位を得
ることができることを確認している。

また本考案によれば、いずれにおいても、パルス応答に
対してはｌ ｍ５ｅｃ以下と連応性を示し、またバイモ
ルフ素子のようにバックスイング現象がほとんど認めら
れないことも知得している。

以上述べた如く本考案によれば、補数側の電歪磁器薄板
を電気的に並列となるように複数個の端子板を介して積
層固着してなる積層型電歪駆動体を２個以上用い、これ
ら積層型駆動体を厚さ方向に並行に隣り合わせて配置し
、しかも隣り合う積層型駆動体の夫々異なる側の端部を
金属片で固着連結するように構成したので、従来に較べ
て変位量を大幅に大きくし得る。

すなわちカム、スプリング等の機械的部品による駆動装
置に生ずる誤差の発生、変位の不精度は解消され、また
従来の電歪駆動装置に較べて変位量は２倍得られるため
、同変位量であれば、厚さを１／２とすることができ、
小型化等製造上の有利性がある。

また別の見方をすれば、はぼ１／２の電圧で駆動するこ
とができ、省エネルギ型の装置を提供し得る。

従って本考案は、光ビデオ装置、超ＬＳＩ加工装置、光
フアイバ位置調整等のレンズ微動調整、アクチュエータ
加工治具の微動調整に利用し得るため、極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の駆動装置の例を示す図で、同図Ａは平面
図、Ｂは正面図、Ｃは側面図、Ｄは斜視図、第２図は本
考案装置の一例を示す図で、同図Ａは平面図、Ｂは正面
図、Ｃは側面図、第３図は第２図例の分解斜視図、第４
図は本案の他の例を示す図で、同図Ａは平面図、Ｂは半
断面正面図、Ｃは側面図、第５図は第４図例の分解斜視
図、第６図Ａ、Ｂは本案装置に印加した電圧と変位量と
の関係を示す図である。 １・・・・・・磁器薄板、４・・・・・・金属片、Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｅ、Ｆ・・・・・・積層駆動体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数個の電歪磁器薄板を電気的に並列になるように複数
   個の端子板を介して積層固着してなる積層型電歪駆動体
   を２個以上用い、これら積層型駆動体を厚さに並行に隣
   り合わせて配置すると共に、隣り合う積層型駆動体の夫
   々異なる側の端部を金属片で関着連結したことを特徴と
   する積層型電歪駆動装置。