JPS63307788A - 圧電駆動体 - Google Patents
圧電駆動体Info
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- JPS63307788A JPS63307788A JP62143834A JP14383487A JPS63307788A JP S63307788 A JPS63307788 A JP S63307788A JP 62143834 A JP62143834 A JP 62143834A JP 14383487 A JP14383487 A JP 14383487A JP S63307788 A JPS63307788 A JP S63307788A
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Links
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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」
本発明は各槙物品の搬送や微小変位の駆動源に利用して
好適な圧電駆動体に関するものである。
好適な圧電駆動体に関するものである。
「従来の技術」
従来、物体を直線状に移動させる圧電駆動装置として、
第８図に概略的に示したように、電圧の印加により伸長
する３個の圧電体＆ ＊ １） ＋ｃ ｔ Ｈ字状に連
結したものをシリンダｄ内に配設し、前記圧電体ａ、ｃ
をクフンプ用、圧電体すを直進用として電圧を交互に印
加することにより各圧電体ａ、ｂ、ｃが前進と停止を繰
返しながら前方又は後方に進行し、圧電体＆、ｅのいず
れかに結合し次作動杆ｅにより物品（図示しない）を移
動（搬送）させるもの、′１を第９図に概略的に示し九
ように、基台ａと搬送台すとの間に一対の板状圧電バイ
モルフＣを所定傾斜角θで取付け、該圧電素子に所定の
交番電圧を同期に印加することにより、搬送台を矢印の
ように振動させ、搬送台上に沿って物品ｄを移動（搬送
）させるもの等が公知である。
第８図に概略的に示したように、電圧の印加により伸長
する３個の圧電体＆ ＊ １） ＋ｃ ｔ Ｈ字状に連
結したものをシリンダｄ内に配設し、前記圧電体ａ、ｃ
をクフンプ用、圧電体すを直進用として電圧を交互に印
加することにより各圧電体ａ、ｂ、ｃが前進と停止を繰
返しながら前方又は後方に進行し、圧電体＆、ｅのいず
れかに結合し次作動杆ｅにより物品（図示しない）を移
動（搬送）させるもの、′１を第９図に概略的に示し九
ように、基台ａと搬送台すとの間に一対の板状圧電バイ
モルフＣを所定傾斜角θで取付け、該圧電素子に所定の
交番電圧を同期に印加することにより、搬送台を矢印の
ように振動させ、搬送台上に沿って物品ｄを移動（搬送
）させるもの等が公知である。
「発明が解決しようとする問題点）
第８図に示す従来装置ｔＦｉ、構造が大型であるだけで
なく、Ｈ字状に連結した圧電体に複雑な運動を行わせる
高精度な制御回路を要するので高価となり、また第９図
に示す従来装置は、先の装置のように高精度な制御回路
を要せず、単に高周波発振回路が有れば足シるので安価
に製作できるが、板状圧電バイモルフが片持はり型式で
保持されるため、搬送台や物品の重量により抗力を受け
て振動振巾が抑制され移送効率が悪くなったり、また最
大搬送重量が小さいという欠点があっ友。
なく、Ｈ字状に連結した圧電体に複雑な運動を行わせる
高精度な制御回路を要するので高価となり、また第９図
に示す従来装置は、先の装置のように高精度な制御回路
を要せず、単に高周波発振回路が有れば足シるので安価
に製作できるが、板状圧電バイモルフが片持はり型式で
保持されるため、搬送台や物品の重量により抗力を受け
て振動振巾が抑制され移送効率が悪くなったり、また最
大搬送重量が小さいという欠点があっ友。
「問題点を解決する友めの手段」
上記問題点を解決するため、本発明は厚み方向の分極軸
を有する縦効果型圧電素子と、前記厚み方向と直交する
横方向の分極軸を有する剪断効果型圧電素子との組合わ
せよりなる圧電駆動体を提供することを目的とする。
を有する縦効果型圧電素子と、前記厚み方向と直交する
横方向の分極軸を有する剪断効果型圧電素子との組合わ
せよりなる圧電駆動体を提供することを目的とする。
「作用」
縦効果型圧′［１を素子に電圧を印加したときに生じる
厚み振動と、剪断効果型圧電素子に電圧を印加したとき
に生じるすべり振動とが重畳した回転だ円振動を駆動面
に生じる。
厚み振動と、剪断効果型圧電素子に電圧を印加したとき
に生じるすべり振動とが重畳した回転だ円振動を駆動面
に生じる。
「実施例」
第１図は本発明の基本的実施例を示し、１はチタン酸ジ
ルコン酸鉛等よりなり、表裏面に電極１１ａ、ｌｌｂを
有し、その厚み方向（電極１１ａ、１１ｂに対し直交）
に分極軸Ｐｔをもつ矩形板状の縦効果型圧電素子で、同
図Ｂに示すように電極１１ａ、ｌｌｂ間に所定周波数の
交番電圧を印加すると点線の如く縦、横に伸縮変位する
厚み振動モードを呈する。２は同じくチタン酸ジルコン
酸鉛等よりな夛、表裏面に電極２１ａ。
ルコン酸鉛等よりなり、表裏面に電極１１ａ、ｌｌｂを
有し、その厚み方向（電極１１ａ、１１ｂに対し直交）
に分極軸Ｐｔをもつ矩形板状の縦効果型圧電素子で、同
図Ｂに示すように電極１１ａ、ｌｌｂ間に所定周波数の
交番電圧を印加すると点線の如く縦、横に伸縮変位する
厚み振動モードを呈する。２は同じくチタン酸ジルコン
酸鉛等よりな夛、表裏面に電極２１ａ。
２１ｂを有し、その横方向＜＊極２１ａ 、２１ｂに対
し平行）に分極軸りをもつ矩形板状の剪断効果型圧１に
素子で、同図Ｃに示すように電極１２ａ 、 １２ｂ間
に所定周波数の交番電圧全印加すると点線の如く左右に
傾斜変位するすベク振動モードを呈する。これら縦効果
型圧１素子１と剪断効果型圧電素子２は互いに電気的並
列になるよう積層し、接着剤８により一体に接合される
。
し平行）に分極軸りをもつ矩形板状の剪断効果型圧１に
素子で、同図Ｃに示すように電極１２ａ 、 １２ｂ間
に所定周波数の交番電圧全印加すると点線の如く左右に
傾斜変位するすベク振動モードを呈する。これら縦効果
型圧１素子１と剪断効果型圧電素子２は互いに電気的並
列になるよう積層し、接着剤８により一体に接合される
。
第２図は本発明の他の実施例を示し、複数の縦効果型圧
電素子１・・・を、その分極軸ＰＫが互いに逆向きにな
るよう積層したものと、同じく複数の剪断効果型圧電素
子２・・・を、その分極軸Ｐ１が互いに逆向きになるよ
う積１−シｔものと金、それぞれ電気的並列に積層、接
着して一体に接合したものである。
電素子１・・・を、その分極軸ＰＫが互いに逆向きにな
るよう積層したものと、同じく複数の剪断効果型圧電素
子２・・・を、その分極軸Ｐ１が互いに逆向きになるよ
う積１−シｔものと金、それぞれ電気的並列に積層、接
着して一体に接合したものである。
更に第３図は、前記第１図に示す縦効果を圧電素子１と
剪断効果型圧電素子２との積層体を一対の板状金属ブロ
ック４，５により挾持し、これらを接着剤３もしくは、
第４図に示すように前記積層体の中央を挿通する中心ボ
μトロによって一体に締結したものである。この第３図
に例示した金属ブロック４，５は強度の小さい磁器より
なる各圧電素子１．２を補強するとともに、その縦寸法
を各圧電素子１，２の厚み寸法を合わせ几全長が使用す
る共振周波数の半波長もしくは半波数の！ＩＩＥ数倍長
さに設定して共損体とするもので、第８図に鎖線で示し
たように一方の金属ブロック５に、その先端に向かって
横断面積が漸減するホーン部５′を形成することによっ
て、共振体の振動振巾を拡大する機能をも呈する。
剪断効果型圧電素子２との積層体を一対の板状金属ブロ
ック４，５により挾持し、これらを接着剤３もしくは、
第４図に示すように前記積層体の中央を挿通する中心ボ
μトロによって一体に締結したものである。この第３図
に例示した金属ブロック４，５は強度の小さい磁器より
なる各圧電素子１．２を補強するとともに、その縦寸法
を各圧電素子１，２の厚み寸法を合わせ几全長が使用す
る共振周波数の半波長もしくは半波数の！ＩＩＥ数倍長
さに設定して共損体とするもので、第８図に鎖線で示し
たように一方の金属ブロック５に、その先端に向かって
横断面積が漸減するホーン部５′を形成することによっ
て、共振体の振動振巾を拡大する機能をも呈する。
かかる構成体において、各圧１！素子１，２の一方の電
極に導通するよう結線したリード線Ｑ１と、各圧電素子
１，２の他方の電極に導通するよう結線したリード線６
との間に、所定の共振周波数の交番電圧を印加すると、
縦効果型圧電素子１は前述し九厚み振動を起こし、剪断
効果型圧電素子２は則じく前述したすべｖ退動を起こす
ので、上下外面、即ち第１図実施例では各圧電素子１．
２の電極面１１ａ 、 ２１ａに第２図実施例では電極
面１１ａ 、 ２１ｂに、ま几第３．４図実施例では金
属ブロック４，５の外面４ａ、５ａにそれぞれ前記厚み
振動とすべｆ）振動とが合成された回転だ円振動Ｓを惹
起することになる。
極に導通するよう結線したリード線Ｑ１と、各圧電素子
１，２の他方の電極に導通するよう結線したリード線６
との間に、所定の共振周波数の交番電圧を印加すると、
縦効果型圧電素子１は前述し九厚み振動を起こし、剪断
効果型圧電素子２は則じく前述したすべｖ退動を起こす
ので、上下外面、即ち第１図実施例では各圧電素子１．
２の電極面１１ａ 、 ２１ａに第２図実施例では電極
面１１ａ 、 ２１ｂに、ま几第３．４図実施例では金
属ブロック４，５の外面４ａ、５ａにそれぞれ前記厚み
振動とすべｆ）振動とが合成された回転だ円振動Ｓを惹
起することになる。
然るに前記上下面のいずれか、ここではｔ極Ｉｆｉ１１
ａ （又は４ａ）を駆動面として、第５図に示すよう
に直線移送体Ｍを圧接すると、回転だ円振動によって移
送体Ｍは一方向に直線移送されることになる。
ａ （又は４ａ）を駆動面として、第５図に示すよう
に直線移送体Ｍを圧接すると、回転だ円振動によって移
送体Ｍは一方向に直線移送されることになる。
また、第６図のように前記駆動面１１ａ（又は４ａ）に
回転だ円方向と平行するよう長尺状の搬送台Ｎを固定す
ると、該台上に載せた被搬送物品Ｗが一方向に直線移送
されることになる。
回転だ円方向と平行するよう長尺状の搬送台Ｎを固定す
ると、該台上に載せた被搬送物品Ｗが一方向に直線移送
されることになる。
更に第７図のように両端固定された上下レー／ｌ／ ｙ
ｔ 、 Ｙ、間に、上記実施例の圧電駆動体Ｂを配置す
るとともに上レー、Ａ／Ｙ１に摺動可能に嵌装し九カラ
ーＸに駆動面１１ａ（又は４ａ）を、バネ等の弾性スペ
ーサ２を介して圧接すると、駆動面の回転だ円振動によ
って圧電駆動体Ｂ自身が上下レー／’ Ｙ＋ ＋ Ｙ！
に沿って一方向に直線移送することになる。
ｔ 、 Ｙ、間に、上記実施例の圧電駆動体Ｂを配置す
るとともに上レー、Ａ／Ｙ１に摺動可能に嵌装し九カラ
ーＸに駆動面１１ａ（又は４ａ）を、バネ等の弾性スペ
ーサ２を介して圧接すると、駆動面の回転だ円振動によ
って圧電駆動体Ｂ自身が上下レー／’ Ｙ＋ ＋ Ｙ！
に沿って一方向に直線移送することになる。
因みに第３図の実施例にかかる圧電駆動体において、チ
タン酸ジルコン酸鉛よりなる縦効果型圧電素子１、剪断
効果型圧電素子２の外形寸法を、縦（厚み）１ｗＸ横４
ｗＸ巾２ｍとし、アルミニニーム合金よりなる金属ブロ
ック４゜５の外形寸法を、縦４鱈×横４■×巾２■とし
てこれらを積層し、エポキシ接着剤によって一体に結合
し、共振周波数２２ＫＨｚ、ＩＯＷの入力パワーをリー
ド線Ｑ１＊ ｂ ｔ−通して圧電素子１．２に印加し、
金属ブロック４の駆動面４ａに棒材Ｍを圧接し九処、棒
材Ｍは７〜８ ａｎ ／ ｓａ：の速度で直線方向に移
送された。
タン酸ジルコン酸鉛よりなる縦効果型圧電素子１、剪断
効果型圧電素子２の外形寸法を、縦（厚み）１ｗＸ横４
ｗＸ巾２ｍとし、アルミニニーム合金よりなる金属ブロ
ック４゜５の外形寸法を、縦４鱈×横４■×巾２■とし
てこれらを積層し、エポキシ接着剤によって一体に結合
し、共振周波数２２ＫＨｚ、ＩＯＷの入力パワーをリー
ド線Ｑ１＊ ｂ ｔ−通して圧電素子１．２に印加し、
金属ブロック４の駆動面４ａに棒材Ｍを圧接し九処、棒
材Ｍは７〜８ ａｎ ／ ｓａ：の速度で直線方向に移
送された。
また、リード線ｆ１．．ｕ、に対する電源の極性を逆に
接続した処、棒材Ｍが逆方向に移送された。
接続した処、棒材Ｍが逆方向に移送された。
「発明の効果」
本発明によれば、従来装置に比し構成を著しく単純化で
き、振動ロスも少ないので搬送効率の高い圧電駆動体を
安価に供し得る利点がある。
き、振動ロスも少ないので搬送効率の高い圧電駆動体を
安価に供し得る利点がある。
第１図Ａは本発明の基本実施例を示す斜視図、同図Ｂは
本実施例に用いる縦効果型圧電素子の振動姿態、同図Ｃ
は同じく剪断効果型圧電素子の振動姿態をそれぞれ示す
。第２図は本発明の他の実施例を示す正面図、第８図は
同じく本発明の他の実施例を示す斜視図、第４図は同じ
く本発明の他の実施例を示す要部断面正面図、第５〜７
図はそれぞれ本発明に係る圧電駆動体を用いた各種搬送
装置の概略図、第８．９図はそれぞれ公知の圧電駆動体
を用い九搬送装置の概略図である。 １・・・縦効果型圧電素子、２・・・剪断効果型圧ｔｌ
Ｘ子、４．５・・・全極ブロックｊｌＩ図Ａ 第１図Ｂ １１１１図Ｃ 第２図 ｍ４図 １１３ 図 １１５５！！１ １Ｉ６図 第７！！Ａ １２ｂ（６ａ）
本実施例に用いる縦効果型圧電素子の振動姿態、同図Ｃ
は同じく剪断効果型圧電素子の振動姿態をそれぞれ示す
。第２図は本発明の他の実施例を示す正面図、第８図は
同じく本発明の他の実施例を示す斜視図、第４図は同じ
く本発明の他の実施例を示す要部断面正面図、第５〜７
図はそれぞれ本発明に係る圧電駆動体を用いた各種搬送
装置の概略図、第８．９図はそれぞれ公知の圧電駆動体
を用い九搬送装置の概略図である。 １・・・縦効果型圧電素子、２・・・剪断効果型圧ｔｌ
Ｘ子、４．５・・・全極ブロックｊｌＩ図Ａ 第１図Ｂ １１１１図Ｃ 第２図 ｍ４図 １１３ 図 １１５５！！１ １Ｉ６図 第７！！Ａ １２ｂ（６ａ）
Claims (1)
- （１）厚み方向の分極軸を有する縦効果型圧電素子と、
前記厚み方向と直交する横方向の分極軸を有する剪断効
果型圧電素子との組合わせよりなることを特徴とする圧
電駆動体。（２）前記縦効果型圧電素子と剪断効果型圧
電素子とを一対の金属ブロックで挾持してなることを特
徴とする圧電駆動体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62143834A JPS63307788A (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 圧電駆動体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62143834A JPS63307788A (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 圧電駆動体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63307788A true JPS63307788A (ja) | 1988-12-15 |
Family
ID=15348029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62143834A Pending JPS63307788A (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 圧電駆動体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63307788A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03178211A (ja) * | 1989-12-07 | 1991-08-02 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子 |
| JP2015208711A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | オリンパス株式会社 | 超音波振動子及び超音波医療装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59230473A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-25 | Hitachi Ltd | 駆動装置 |
| JPS6127356B2 (ja) * | 1980-01-31 | 1986-06-25 | Matsushita Denko Kk |
-
1987
- 1987-06-09 JP JP62143834A patent/JPS63307788A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6127356B2 (ja) * | 1980-01-31 | 1986-06-25 | Matsushita Denko Kk | |
| JPS59230473A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-25 | Hitachi Ltd | 駆動装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03178211A (ja) * | 1989-12-07 | 1991-08-02 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子 |
| JP2015208711A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | オリンパス株式会社 | 超音波振動子及び超音波医療装置 |
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