JPS6223381A - 圧電式アクチュエータ装置 - Google Patents
圧電式アクチュエータ装置Info
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- JPS6223381A JPS6223381A JP60161054A JP16105485A JPS6223381A JP S6223381 A JPS6223381 A JP S6223381A JP 60161054 A JP60161054 A JP 60161054A JP 16105485 A JP16105485 A JP 16105485A JP S6223381 A JPS6223381 A JP S6223381A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric element
- piezoelectric
- clamping
- elements
- actuator
- Prior art date
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- Granted
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- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
- H02N2/023—Inchworm motors
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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。
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］
本発明は圧電式アクチュエータ装置に係り、特にバイモ
ルフやユニモルフ等の横効果圧電素子を用いた圧電式ア
クチュエータ装置に関する。
ルフやユニモルフ等の横効果圧電素子を用いた圧電式ア
クチュエータ装置に関する。
［従来技術］
第３図は、従来の圧電式アクチュエータ装置の一例の概
略的構成図である。
略的構成図である。
同図において、柱状の駆動用圧電素子１の両端はクラン
プ用圧電素子２および３に固定され、棒状部材４が各圧
電素子１．２および３を貫通してアクチュエータを構成
している （米国特許第３８０２０８５号を参照）。
プ用圧電素子２および３に固定され、棒状部材４が各圧
電素子１．２および３を貫通してアクチュエータを構成
している （米国特許第３８０２０８５号を参照）。
このアクチュエータは、各圧電素子１．２および３を一
定タイミングで通電することによって動作する。たとえ
ば、まず、クランプ用圧電素子２によって棒状部材４を
締め付けておき、駆動用圧電素子ｌに通電してこれを伸
長させる。これによって通電されていないクランプ用圧
電素子３の位置は駆動用圧電素子ｌの伸長分だけ移動す
る。
定タイミングで通電することによって動作する。たとえ
ば、まず、クランプ用圧電素子２によって棒状部材４を
締め付けておき、駆動用圧電素子ｌに通電してこれを伸
長させる。これによって通電されていないクランプ用圧
電素子３の位置は駆動用圧電素子ｌの伸長分だけ移動す
る。
続いて、クランプ、用圧電素子３に通電して棒状部材４
を締め付け、駆動用圧電素子ｌおよびクランプ用圧電素
子２への通電を止める。これによって、クランプ用圧電
素子２が緩み、駆動用圧電素子ｌは収縮する０以上の動
作を繰返すことで、アクチュエータ装置はクランプ用圧
電素子３側へ棒状部材４に対して相対的に移動する。勿
論、通電の順序を逆にすれば、クランプ用圧電素子２側
へ相対的に移動する。
を締め付け、駆動用圧電素子ｌおよびクランプ用圧電素
子２への通電を止める。これによって、クランプ用圧電
素子２が緩み、駆動用圧電素子ｌは収縮する０以上の動
作を繰返すことで、アクチュエータ装置はクランプ用圧
電素子３側へ棒状部材４に対して相対的に移動する。勿
論、通電の順序を逆にすれば、クランプ用圧電素子２側
へ相対的に移動する。
なお、上記駆動用圧電素子１として積層圧電素子を用い
たものも提案されている （特開昭８Ｏ−Ｅ１４２１２
号公報）。
たものも提案されている （特開昭８Ｏ−Ｅ１４２１２
号公報）。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、駆動用圧電素子として柱状の圧電素子を
用いた上記従来例は変位量が小さい （歪率０．１％程
度）という問題点を有していた。また、駆動用圧電素子
として積層圧電素子を用いた従来例は、構造が複雑で製
造が容易でなく、また変位量もそれ程大きくないという
問題点を有していた。
用いた上記従来例は変位量が小さい （歪率０．１％程
度）という問題点を有していた。また、駆動用圧電素子
として積層圧電素子を用いた従来例は、構造が複雑で製
造が容易でなく、また変位量もそれ程大きくないという
問題点を有していた。
［問題点を解決するための手段］
本発明による圧電式アクチュエータ装置は、横効果圧電
素子の両側に棒状部材を締め付けるクランプ用圧電素子
を設けたことを特徴とする。
素子の両側に棒状部材を締め付けるクランプ用圧電素子
を設けたことを特徴とする。
［作用］
駆動用圧電素子としてバイモルフ又はユニモルフ等の横
効果圧電素子を用いたために、横効果圧電素子の湾曲に
よって大きな変位量を得ることができ、また、構造が簡
単となる。
効果圧電素子を用いたために、横効果圧電素子の湾曲に
よって大きな変位量を得ることができ、また、構造が簡
単となる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図（Ａ）は、本発明による圧電式アクチュエータ装
置の第一実施例あ概略的構成図である。
置の第一実施例あ概略的構成図である。
同図において、駆動用の横効果圧電素子５の両端はクラ
ンプ用圧電素子６および７に固定され、アクチュエータ
を構成している。クランプ用圧電素子６および７には棒
状部材８が貫通し、通電によってクランプ用圧電素子６
および７は棒状部材８を締め付ける。また、横効果圧電
束子５は通電によって湾曲するために、アクチュエータ
は通電タインミングによって後述するように尺取り巾約
動作を行い、棒状部材８に対して相対的に移動する。
ンプ用圧電素子６および７に固定され、アクチュエータ
を構成している。クランプ用圧電素子６および７には棒
状部材８が貫通し、通電によってクランプ用圧電素子６
および７は棒状部材８を締め付ける。また、横効果圧電
束子５は通電によって湾曲するために、アクチュエータ
は通電タインミングによって後述するように尺取り巾約
動作を行い、棒状部材８に対して相対的に移動する。
第１図（Ｂ）および（Ｃ）は、本実施例における横効果
圧電素子の実施態様であり、各々バイモルフおよびユニ
モルフの概略的構成図である。
圧電素子の実施態様であり、各々バイモルフおよびユニ
モルフの概略的構成図である。
第１図（Ｂ）において、弾性金属板５１を挟んで圧電板
５２および５３が貼り合わされ、さらに圧電板５２およ
び５３上には電極５４および５５が各々設けられている
。このバイモルフ５の両端をクランプ用圧電素子６およ
び７に各々固定し、通電によって圧電板５２を伸長させ
、圧電板５３を収縮させると、バイモルフ５は紙面上方
へ湾曲する。
５２および５３が貼り合わされ、さらに圧電板５２およ
び５３上には電極５４および５５が各々設けられている
。このバイモルフ５の両端をクランプ用圧電素子６およ
び７に各々固定し、通電によって圧電板５２を伸長させ
、圧電板５３を収縮させると、バイモルフ５は紙面上方
へ湾曲する。
第１図（Ｃ）において、弾性金属板５１丘に圧電板５２
が貼り付けられ、その上に電極５４が設けられている。
が貼り付けられ、その上に電極５４が設けられている。
このユニモルフ５も同様に両端を固定して通電すること
により湾曲する。
により湾曲する。
第２図（Ａ）は上記実施例の動作説明図、第２図（Ｂ）
は本発明の第二実施例の動作説明図、第２図（Ｃ）は本
発明の第三実施例の動作説明図である。
は本発明の第二実施例の動作説明図、第２図（Ｃ）は本
発明の第三実施例の動作説明図である。
第２図（Ａ）において、まずクランプ用圧電素子６で棒
状部材８を締め付け、クランプ用圧電素子７を緩めてお
く、この状態で横効果圧電素子５を湾曲させると、クラ
ンプ用圧電素子７が引き寄せら作る。続いて、クランプ
用圧電素子６を緩め、クランプ用圧電素子７で棒状部材
８を締め付けると、弾性金属板５１の弾性により又は横
効果圧電素子５を延ばすことにより、クランプ用圧電素
子６が左側へ移動する。以上の１ステツプによって、ア
クチュエータは尺取り巾約動作を行い、左側へ数１０ｇ
ｍ相対的に移動する。また、同様にしてアクチュエータ
を右側へ相対的に移動することができる。このように、
１ステップ当りの変位量は、従来に比べて大幅に向上し
ている。
状部材８を締め付け、クランプ用圧電素子７を緩めてお
く、この状態で横効果圧電素子５を湾曲させると、クラ
ンプ用圧電素子７が引き寄せら作る。続いて、クランプ
用圧電素子６を緩め、クランプ用圧電素子７で棒状部材
８を締め付けると、弾性金属板５１の弾性により又は横
効果圧電素子５を延ばすことにより、クランプ用圧電素
子６が左側へ移動する。以上の１ステツプによって、ア
クチュエータは尺取り巾約動作を行い、左側へ数１０ｇ
ｍ相対的に移動する。また、同様にしてアクチュエータ
を右側へ相対的に移動することができる。このように、
１ステップ当りの変位量は、従来に比べて大幅に向上し
ている。
また、第２図（Ｂ）に示す第二実施例ように、弾性金属
板５１を若干湾曲させておき、横効果圧電素子５が若干
湾曲した状態から尺取り巾約動作を行ってもよい。
板５１を若干湾曲させておき、横効果圧電素子５が若干
湾曲した状態から尺取り巾約動作を行ってもよい。
第２図（Ｃ）に示す第三実施例では、駆動力を増加させ
るために、横効果圧電素子５を複数個並列に設け、それ
らの両端をクランプ用圧電素子６および７に固定してい
る。複数の横効果圧電素子５は同時に同一動作を行い、
アクチュエータは第２１３Ｕ （Ｂ）の場合と同様に相
対的に移動する。
るために、横効果圧電素子５を複数個並列に設け、それ
らの両端をクランプ用圧電素子６および７に固定してい
る。複数の横効果圧電素子５は同時に同一動作を行い、
アクチュエータは第２１３Ｕ （Ｂ）の場合と同様に相
対的に移動する。
［発明の効果］
以上詳細に説明したように、本発明による圧電式アクチ
ュエータ装置は、駆動用圧電素子としてバイモルフ又は
ユニモルフ等の横効果圧電素子を用いたために、横効果
圧電素子の湾曲によって大きな変位量を得ることができ
、変位速度を向上させることができる。たとえば、従来
では歪率が０．１％程度あるのに対して、駆動用圧電素
子にバイモルフを用いた場合では歪率が約ｌＯ％と大き
く、大きな変化量を得ること力ｒできる。また、横効果
圧電素子であるために、積層圧電素子を用いた場合より
アクチュエータの構造が簡単となる。
ュエータ装置は、駆動用圧電素子としてバイモルフ又は
ユニモルフ等の横効果圧電素子を用いたために、横効果
圧電素子の湾曲によって大きな変位量を得ることができ
、変位速度を向上させることができる。たとえば、従来
では歪率が０．１％程度あるのに対して、駆動用圧電素
子にバイモルフを用いた場合では歪率が約ｌＯ％と大き
く、大きな変化量を得ること力ｒできる。また、横効果
圧電素子であるために、積層圧電素子を用いた場合より
アクチュエータの構造が簡単となる。
第１図（Ａ）は、本発明による圧電式アクチュエータ装
置の第一実施例の概略的構成図、第１図（Ｂ）および（
Ｃ）は、本実施例における横効果圧Ｖ素子の実施態様で
あり、各々バイモルフおよびユニモルフの概略的構成図
、 第２図（Ａ）は」−記実施例の動作説明図、第２図（Ｂ
）は本発明の第二実施例の動作説明図、第２図（Ｃ）は
本発明の第三実施例の動作説明図。 第３図は、従来の圧電式アクチュエータ装置の一例の概
略的構成図である。 ５・・・横効果圧電素子 ６．７・・・クランプ用圧電素子 ８・・・棒状部材 ５１−φ合弁性金属板 ５２．５３・１１８圧電板 ５４．５５１１Ｉ＋ｌｌ電極 第２図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ）
置の第一実施例の概略的構成図、第１図（Ｂ）および（
Ｃ）は、本実施例における横効果圧Ｖ素子の実施態様で
あり、各々バイモルフおよびユニモルフの概略的構成図
、 第２図（Ａ）は」−記実施例の動作説明図、第２図（Ｂ
）は本発明の第二実施例の動作説明図、第２図（Ｃ）は
本発明の第三実施例の動作説明図。 第３図は、従来の圧電式アクチュエータ装置の一例の概
略的構成図である。 ５・・・横効果圧電素子 ６．７・・・クランプ用圧電素子 ８・・・棒状部材 ５１−φ合弁性金属板 ５２．５３・１１８圧電板 ５４．５５１１Ｉ＋ｌｌ電極 第２図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ）
Claims (1)
- （１）横効果圧電素子の両側に棒状部材を締め付けるク
ランプ用圧電素子を設けたことを特徴とする圧電式アク
チュエータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161054A JPS6223381A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 圧電式アクチュエータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161054A JPS6223381A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 圧電式アクチュエータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223381A true JPS6223381A (ja) | 1987-01-31 |
| JPH0470874B2 JPH0470874B2 (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=15727730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60161054A Granted JPS6223381A (ja) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | 圧電式アクチュエータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223381A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4994698A (en) * | 1990-06-13 | 1991-02-19 | General Electric Company | Vibratory linear motor system |
| JPH05266445A (ja) * | 1991-12-31 | 1993-10-15 | Tandberg Data As | 磁気テープトラックの内の選択された１つのトラックに対して磁気ヘッドを位置決めする装置及び位置決め法 |
| US6836056B2 (en) * | 2000-02-04 | 2004-12-28 | Viking Technologies, L.C. | Linear motor having piezo actuators |
| WO2007093074A2 (de) * | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Nanoswys Sa | Kraftumsetzer |
| JP2011528857A (ja) * | 2008-07-22 | 2011-11-24 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | アクチュエータおよび投影露光システム |
| CN103684037A (zh) * | 2012-09-13 | 2014-03-26 | 中国科学技术大学 | 一种利用相向搓动降低摩擦力的双端夹持压电马达及控制方法 |
| JP2017505600A (ja) * | 2014-01-28 | 2017-02-16 | 浙江大学 | フレキシブルスマートパワー構造 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS589580A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-19 | Norito Suzuki | リニアモ−タ |
| JPS602081A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転駆動アクチユエ−タ |
-
1985
- 1985-07-23 JP JP60161054A patent/JPS6223381A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS589580A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-19 | Norito Suzuki | リニアモ−タ |
| JPS602081A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転駆動アクチユエ−タ |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4994698A (en) * | 1990-06-13 | 1991-02-19 | General Electric Company | Vibratory linear motor system |
| JPH05266445A (ja) * | 1991-12-31 | 1993-10-15 | Tandberg Data As | 磁気テープトラックの内の選択された１つのトラックに対して磁気ヘッドを位置決めする装置及び位置決め法 |
| US6836056B2 (en) * | 2000-02-04 | 2004-12-28 | Viking Technologies, L.C. | Linear motor having piezo actuators |
| WO2007093074A2 (de) * | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Nanoswys Sa | Kraftumsetzer |
| WO2007093074A3 (de) * | 2006-02-16 | 2008-01-24 | Nanoswys Sa | Kraftumsetzer |
| JP2011528857A (ja) * | 2008-07-22 | 2011-11-24 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | アクチュエータおよび投影露光システム |
| CN103684037A (zh) * | 2012-09-13 | 2014-03-26 | 中国科学技术大学 | 一种利用相向搓动降低摩擦力的双端夹持压电马达及控制方法 |
| JP2017505600A (ja) * | 2014-01-28 | 2017-02-16 | 浙江大学 | フレキシブルスマートパワー構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0470874B2 (ja) | 1992-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |