JPS62266884A - 変位素子の駆動方法 - 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】 「発明の目的Ｊ （産業上の利用分野） この発明は圧電セラミック、電歪セラミック。

高分子圧電体またはこれらの複合材料を駆動体に直接ま
たは弾性体を介して固定した変位素子の駆動方法に関す
る。

（従来の技術） 最近、圧電セラミック、電歪セラミック、高分子圧′重
体、ｊモ電セラミックまたは電歪セラミックと高分子圧
電体との複合材料などからなる圧；、ｉ月利を用いた変
位素子が数多く知られ使用されている。これらの変位素
子はそのｒｉ電水素子ｔＩｉ板、積層、管など１Ｇ　／
／あり、該圧゛電素子に電圧を印加して得られる変位方
向も厚さ方向。

長さ方向、径方向など直線的ならのである。たとえば第
７図に示したバイモルフと呼ばれる変位素子は弾性板３
１をはさむように２枚の圧電。

電歪セラミック３２が取り付けられていて、大さな上下
方向の変位が得られる特徴を右しているものの、あまり
応力を得ることができず、構造的に弱い欠点がある。ま
た第８図に示したランジュバン振動子と呼ばれる変位素
子はＰＺＴなどからなる圧電セラミック４１の変位方向
の両面にアルミ系合金などからなる弾性体４２゜４３を
取り目は該弾性体４．２．４３をボルト／′Ｉ４で締め
付けることにより一体６＋、５．　Ｂとしだものであり
、大きな応力が得られる特徴を有しているものの変位方
向が上・下方向のみである問題点があった。このように
従来は上・下など直線方向のみの変位しか得られず、楕
円を！！＋１　＜ような二次元の変位方向が得られる変
位素子の出現が要望されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したように従来の変位素子では上・下など直線方向
のみの変位しか得ることができない。

イこで本発明は以上の欠点を除去する乙ので楕円を描く
ような二次元の変位を得ることができる変位素子の駆動
方法を提供するものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の変位素子の駆動方法は、駆動体の一端面または
一外面に固定された一方の圧電素子Ｊ３よび該一方の圧
電素子と対称の位置に同じ軸をもって異なる角度で固定
された他方の圧電素子に異なる位相の信号を印加するも
のから構成される。

（作用） 本発明になる変位素子の駆動方法によれば、駆動体の変
位として楕円を描くような二次元の変位方向を得ること
ができ、これによって、たとえば駆動体に接触させた物
体を間欠的に移動させることができるものである。

（実ｆＭ例） 第１図に示ずようにジュラルミンからなる円柱体の駆動
体１の一端面に圧電索子２を直接固定する。該圧電素子
２はジュラルミンなどからなる弾性板３の片面に接着な
どにより取付け、弾性板３を前記駆動体１に固定しても
にい。そして駆動体１の他の端面に前記圧電素子２と同
様の圧′；ｆ２本子４または該圧電素子４を取付けた弾
性板５を前記圧電素子２と対称の位置に同じ軸をムって
かつ９０度の角度差、すなわち直交させて固定し、図示
のごとき変位素子６を得る。

この変位素子６の前記一方の圧電素子２にｓｉｎωｔな
る信号を印加し他方の圧電素子４には５ｉｎ（ωｔ＋φ
）なる信号たとえば５ｉｎ（ωＬ＋９０°）なる信号を
印加すると、第２図に示すように駆動体１は、その重心
が真円を描くように変位する。なお、図にＪ３いて点線
で示したのが、圧電素子２．４の固定された位置関係を
示し、実線が駆動体１の変位軌跡を示す。この実施例で
は圧電素子２と４を駆動体１の両端面に９０度の角度差
をもって固定し、かつ、該圧電素子２と４に９０度の異
なる位相差をもった信号を印加した揚台について）ホべ
たが、前記の如き圧電素子を駆動体に固定する角度差お
よび印加する信号に異なる位相を設けた場合の駆動体の
変位を示すと、第３図の如くなる。なおθは圧電素子の
固定する角度差、φは印加する信号の位相差を示し、第
２図と同様点線が圧電素子の位置関係、実線が駆動体の
変位軌跡を示す。

第２図の変位軌跡は第３図のθ−９０°、φ＝９０”に
相当する。また、第３図においてθ。

φをそれぞれ１５°おきに１６５°まで示したが、圧電
素子の固定する角度差、及び圧電素子に印加する信号の
位相差は任意であり、Ｏｏ。

１８０°を境に、対称または繰り返しの変位軌跡を示す
。

このように駆動体に固定した２個の圧電素子の角度を変
え、かつ該圧電素子に異なる位相の信号を印加すること
により、楕円または真円の変位軌跡をもち、いろいろな
方向を示す変位を得ることができる。

なお実施例では、駆動体１の形状が円柱体の場合につい
て述べたが、多角柱体１球体、またはこれらの形状に対
し、たとえば第４図に示すＪ、うに左右方向に中空〜；
を設（）た中空体１１゜第５図に示ずような上・下方向
に中空部を設けた輪状体２１なども考えられるし、圧電
素子の固定部を通ずような中空部を設けたらのでｂよい
。さらに第６図のように仝休を圧電４Ａ料で構成し、圧
電素子として作用させる部分に電極２７．２８を形成し
たものでもよい。そして、圧電素子としては圧電セラミ
ック、電歪セラミック、高分子圧電体、またはこれらを
組合せた複合材料を用いてらよいし、圧電素子と弾性板
との重ね合せなどの適宜な組合せを行なってもよく、さ
らには内部電極を有する積層形からなるものを用いるこ
ともできる。このＭ層形からなる圧電素子では、駆動電
圧が低くても駆動づる利点がある。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明になる変位素子の駆動方法では
、駆動体に固定する２個の圧電素子の位置関係に角度差
をもたぜ、該圧電素子に印加する信号を異なる位相のも
のとすることによって楕円または真円の軌跡を描くいろ
いろな変位を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、本発明の実施例を示し、第１図は変
位素子を示す斜６２図、第２図は圧電素子の固定位置と
駆動体の変位軌跡の一実施例を示す説明図、第３図は圧
電素子の固定位置と駆動体の変位軌跡の他の実施例を示
す説明図、第４図は左右に中空部を設けた駆動体を有す
る変位素子を示す斜視図、第５図は上下に中空部を設け
た輪状体を有する変位素子を示ゴ斜視図、第６図は圧電
材料を用いた変位素子を示す斜視図、第７図および第８
図は従来例を示ずもので、第７図はバイモルフ形の変位
水子を示す斜視図、第８図はランジ」−パン振動子を示
す正断面図である。 １・・・・・・駆動体　　　　　２・・・・・・一方の
圧電素−ｒ３．５・・・・・・弾性板　　　４・・・・
・・他方の圧電索子６・・・・・・変位素子 特　　許　　出　　願　　人 マルコン電子株式会社 ｓｉｎ　　（ω【＋φ） ｓｉｎω【 ２圧電素子 変位素子の斜視図 第１図 θ−９０゛ 第２図 変位素子の斜視図 第４図 変位素子の斜視図 第５図 変位素子の斜視図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円柱体、多角柱体、球体、またはこれらの中空体
   、あるいはこれらの輪状体などからなる駆動体の両端面
   または外面に２個の圧電素子を固定した構成からなり、
   前記駆動体の一端面または一外面に固定された一方の圧
   電素子および該一方の圧電素子と対称の位置に同じ軸を
   もって異なる角度で固定された他方の圧電素子に異なる
   位相の信号を印加することを特徴とする変位素子の駆動
   方法。