JPS6187305A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、駆動装置に関し、特にバイモルフ型アクチュ
エータを用い被駆動体に直線または回転運動等の任意の
方向の運動を与えることを可能にした電気義械変換器に
関する。

（従来の技術） 第３図は、従来形の駆動装置としてのいわゆるバイモル
フ型アクチュエータを示す。同図の装置は、リン青銅板
等で構成された芯材すなわらシム１、シム１の例えば両
面に張り付けられた圧電セラミックス等の圧電素子２−
１．２−２を具漏する。

各圧電素子２−１および２−２の両面には電極３−１゜
３−２等が設（）られている。なお、各圧電素子２−１
および２−２の電極のうちシム１側の電極は省略してシ
ム１自体を電極とすることも可能である。

このようなバイモルフ型アクチュエータにおいては、各
々の圧電素子２−１６よび２−２の両面の電極間に例え
ば図示のごとく直流電圧を印加する。

これにより、例えば圧電入子２−１が伸びを生じ、圧電
素子２−２が縮む。したがって、シム１の一端へを固定
すると他端Ｂが矢印Ｃの方向に移動し電気（成域変換動
作が行われる。

このようなバイモルフ型アクチュエータはＶ１Ｆｉ型ア
クチュエータに比べて大ぎな変位がとれるが、直線的な
変位あるいは回転運動等を被駆動体に与えることが不可
能である等機械的変位の方向が限定されるという不都合
があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、萌述の従来形における問題点に鑑み、バイモ
ルフ型アクチュエータ等を使用した駆動装置において、
簡単な構造により被駆動体を直線あるいは回転運動等の
任意の方向に駆動できるようにするものである。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため、本発明によれば、圧電素
子を備えたバイモルフ型等のアクチュエータ部、被駆動
部、およびアクチュエータ部と被駆動部とを磁気的に結
合する磁気的連動は横部を具備することを特徴とする駆
動装置が提供される。

（作　用） 上述のような手段を用いることにより、アクチュエータ
部と被駆動部との変位態様が異なる場合にも磁気的結合
によってアクチュエータ部から被駆動部に駆動力が伝）
ヱされ、したがってアクチュエータ部の変位方向とは独
立的に被駆動部を直線あるいは回転運動等任愈の態様で
駆動することかｉｉＪ能になる。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）は、本発明の１実施例に係わる駆動装置を
示す。同図の装置は、バイモルフ型アクチュエータ４、
磁性材料で形成された固定子５、固定子５に張線６によ
って支持された被駆動体７、固定子５に巻回されたコイ
ル８．９を具備する。

固定子５は強磁性体であり、例えばパーマロイ等の高透
磁率材料、珪素鋼板、非晶質磁性材料、フェライトが使
用される。第１図（ｂ）に示すバイモルフ型アクチュエ
ータ４のシム１０も例えばニッケル板あるいはパーマロ
イ板等の強磁性体で構成される。バイモルフ型アクチュ
エータ４の圧電素子１１としては、例えば圧電セラミッ
クス、圧電有別高分子材料等を使用したもの、あるいは
、ピエゾ素子および電歪素子等でｉｌ、ｉ成される。さ
らに被　゛駆動体７も前述のような強磁性体で構成され
る。

第１図の装置においては、バイモルフ型アクチュエータ
４の各圧電素子に所定の電圧が印加されて該アクチュエ
ータの先端部が機械的に変位する。

一方、固定子５に巻回されたコイル８．９にも電流が流
され、同図点線で示すような磁気回路が構成されている
。したがって、バイモルフ型アクチュエータ４の先端部
１２の移動に応じて被駆動体７が張線６を中心に回転駆
動される。これにより、バイモルフ型アクチュエータ４
の運動方向とは独立の運動を被駆動体７に与えることが
可能となる。

第１図（ａ）に示す装置にＪ５いて、バイモルフ型アク
チュエータとして例えば第１図（ｂ）に示すように幅１
０ｍｍ、厚さ２０μｍのニッケル板をシムとし、このシ
ムの両面に銀電極を有し大きさ１０×１５　ｍｍの圧電
セラミックスをエポキシ樹脂で接着したものを用いて実
験を行った。なお、圧電セラミックスの厚さは０．１５
ｍであった。このようなバイモルフ型アクチュエータに
よって得られた変位ｍは５０μｍ　／　５０Ｖであった
。

第２図（ａ）は、本発明の他の実施例に係わる駆動装置
を示す。同図の装置は、バイモルフ型アクチュエータ１
３、固定子１４、および固定子１４に張線６を介して回
転可能に取付けられた被駆動体７を具備する。バイモル
フ型アクチュエータ１３の先端部には永久磁石またはゴ
ム磁石等のボンドＥｆｉ石１５が取イリけられている。

被駆動体７は第１図（ａ）に示すものど同様に強磁性体
等の碌ｌ性材）Ｆｌで＃１Ｘ）へされる、、なＪ３、第
２図（ａ）の実施例においては、固定子１４は磁性材料
とする必要はない。また、バイモルフ型アクチュエータ
１３のシム１６も例えばリン青銅板等の非ｕｌ性体で構
成することができる。

第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の装置に用いられている
バイモルフ型アクチュエータの１例を示す。同図のアク
チュエータは、シム１６として例えば幅１０ｍｍ、厚さ
　１００μｍのリン青銅板が使用され、圧電素子１７と
しては第１図（ｂ）に示すものと同様に１０１０Ｘ１５
の大きさで厚さ０．１５ｍｍの圧電セラミックスが使用
される。なお、圧電セラミックスとしては例えばチタン
酸ジルコニウムＭ　’４が使用される。

第２図（’ａ　）　３３よび（ｂ）に示づ実施例におい
ては、バイモルフ型アクチュエータ１３の各圧電セラミ
ックスの電極に所定極性の電圧が印加され、先端部の［
Ｕ石１５が変位する。そして、磁石１５と被駆動体７の
間で点線で示すような磁気回路が構成されているから、
被駆動体７も永久磁石１５の変位に応じて張線６の回り
に回転移動を行う。

また、上述の実施例において、永久磁石は、バイモルフ
型アクチュエータ１３の先端部のみならず例えば圧電索
子１７の外側に取付ける等種々の方法が可能である。ま
た、シム１６自体を永久磁石とし、あるいはバイモルフ
型アクチュエータ自体にコイルを巻回してシム自体を雷
…石の鉄心としてもよいことは明らかである。

なＪ５、上述においては、アクチュエータ部としでバイ
モルフ型のものを用いた例について説明したが、本発明
はユニモルフ型すなわち第３図の圧電素子３−１または
３−２の一方を除去した型式のものを用いる場合にも適
用可能である。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、極めて簡単°なｔＮ　
ｊ’Ｍによりユニモルフまたはバイモルフ型アクチュエ
ータの変位方向どは独立的に被駆動体に変位を与えるこ
とが可能となり、光嘔向器あるいは電動礪等の種々の応
用に供り−ることが可能となる。

また、圧電素子を使用したため装置が小型軽硲化され、
かつ消費ミノｊを軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の１実施例に係わる駆動装置を示
？ｌ概略図、第１図（１））は第１図（ａ）の装置に用
いられているバイモルフ型アクチュエータの詳細を示す
説明図、第２図（ａ）は本発明の他の実施例に係わる駆
８Ｊ装置の概略図、第２図（ｂ）は第２図（ａ＞に使用
されているバイモルフ型アクチュエータの詳細を示す説
明図、そして第３図は一般的なバイモルフ型アクチュ■
−夕を示す斜視図である。 １、１０．１６：シム、２−１．２−２．１１．１７：
圧電素子、３−１．３−２：電極、４．１３：バイモル
フ型アクチュエータ、５．１４＋固定子、６：張線、７
：被駆動体、８．９：コイル、１２：先端部、１５：永
久磁石。 特許出願人　　日　　揮　　株　　式　　会　　社代理
人　弁理士　伊　東　辰　ｋＪ［ 代理人　弁理士　伊　東　哲　也 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧電素子を備えたアクチュエータ部、磁性体部分を
   有する被駆動部、およびアクチュエータ部と被駆動部と
   を磁気的に連結する磁気的連動機構部を具備することを
   特徴とする駆動装置。 ２、該アクチュエータ部はバイモルフ型アクチュエータ
   である特許請求の範囲第１項に記載の駆動装置。 ３、該バイモルフ型アクチュエータのシム部は強磁性体
   部を有し、かつ該被駆動部も強磁性体部を有し、これら
   の強磁性体部間で磁気回路を構成する特許請求の範囲第
   ２項に記載の駆動装置。 ４、該バイモルフ型アクチュエータ部のシム部に永久磁
   石を取付け、この永久磁石と該被駆動部に設けた強磁性
   体部とを磁気的に結合させる特許請求の範囲第２項に記
   載の駆動装置。