JPS6384173A - 圧電アクチユエ−タ - Google Patents
圧電アクチユエ−タInfo
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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〕
この発明は、積層された板状の圧電体セラミックスに電
界を印加して大きな変位量と大きな発生力を得る圧電ア
クチュエータに関するものである。
界を印加して大きな変位量と大きな発生力を得る圧電ア
クチュエータに関するものである。
第３図〜第６図はいずれも従来の圧電アクチュエータを
示すものである。
示すものである。
第３図は縦効果型積層圧電アクチュエータを示す斜視図
で、１は縦効果型積層圧電素子（以下単に圧電素子とい
う）全体を示し、２は板状の圧電体セラミックス、３は
ｆｆｉ極、４は電源で、前記電極３を介して各圧電体セ
ラミックス２に電界Ｅを印加する。Ｐは前記各圧電体セ
ラミックス２の分極方向を示す。矢印Ａは電界Ｅの印加
によって圧電体セラミックス２が収縮する方向、矢印Ｂ
は前記圧電体セラミックス２が伸長する方向を示す。
で、１は縦効果型積層圧電素子（以下単に圧電素子とい
う）全体を示し、２は板状の圧電体セラミックス、３は
ｆｆｉ極、４は電源で、前記電極３を介して各圧電体セ
ラミックス２に電界Ｅを印加する。Ｐは前記各圧電体セ
ラミックス２の分極方向を示す。矢印Ａは電界Ｅの印加
によって圧電体セラミックス２が収縮する方向、矢印Ｂ
は前記圧電体セラミックス２が伸長する方向を示す。
このように、圧電素子１は、１層当り５０〜１００μｍ
程度の厚みを有する圧電体セラミックス２を厚み方向に
数１００層積層して圧電体セラミックス２の分極方向Ｐ
と同方向に電界Ｅを印加することにより全体を縦方向に
伸長させる縦効果を利用するものである。
程度の厚みを有する圧電体セラミックス２を厚み方向に
数１００層積層して圧電体セラミックス２の分極方向Ｐ
と同方向に電界Ｅを印加することにより全体を縦方向に
伸長させる縦効果を利用するものである。
第４図は横効果型圧電アクチュエータを示す斜視図で、
ユニモルフ型と称するものである。この図において、第
３図と同一符号は同一部分を示し、５は横効果型圧電素
子（以下単に圧電素子という）、６は圧電体セラミック
ス、１１は前記電極３を介して圧電体セラミックス６の
一側面に貼り合わせた屈曲可能の金属板である。
ユニモルフ型と称するものである。この図において、第
３図と同一符号は同一部分を示し、５は横効果型圧電素
子（以下単に圧電素子という）、６は圧電体セラミック
ス、１１は前記電極３を介して圧電体セラミックス６の
一側面に貼り合わせた屈曲可能の金属板である。
このように、圧電素子５として、１枚の厚さ１００〜５
００μｍの板状の圧電体セラミックス６の一側面に金属
板１１を貼り合わせ構成し、圧電体セラミックス６の分
極方向Ｐと同方向に電界Ｅを印加することにより厚さ方
向に伸長させる横効果を利用して矢印Ｃ方向に屈曲させ
るタイプである。
００μｍの板状の圧電体セラミックス６の一側面に金属
板１１を貼り合わせ構成し、圧電体セラミックス６の分
極方向Ｐと同方向に電界Ｅを印加することにより厚さ方
向に伸長させる横効果を利用して矢印Ｃ方向に屈曲させ
るタイプである。
第５図は横効果型圧電アクチュエータを示す斜視図で、
バイモルフ型と称するものである。この図において、第
４図と同一符号は同一部分を示し、６Ａ、６Ｂは圧電体
セラミックス、８は横効果型圧電素子（以下単に圧電素
子という）、９は前記圧電素子８を固定する固定台であ
る。
バイモルフ型と称するものである。この図において、第
４図と同一符号は同一部分を示し、６Ａ、６Ｂは圧電体
セラミックス、８は横効果型圧電素子（以下単に圧電素
子という）、９は前記圧電素子８を固定する固定台であ
る。
この例は、圧電素子８を、１枚当りの厚さ１００〜５０
０μｍの板状の圧電体セラミックス６Ａ。
０μｍの板状の圧電体セラミックス６Ａ。
６Ｂ９！直接に、あるいは電極取り出しを容易にするた
めに金属製の中間電極板を間にはさ／しで貼り合わせて
形成し、一方の圧電体セラミ・ンクス６Ａには分極方向
Ｐと逆方向に、他方の圧電体セラミックス６Ｂには分極
方向Ｐと同方向に、それぞれ電界Ｅを印加して矢印Ｃ方
向に屈曲させるタイプである。
めに金属製の中間電極板を間にはさ／しで貼り合わせて
形成し、一方の圧電体セラミ・ンクス６Ａには分極方向
Ｐと逆方向に、他方の圧電体セラミックス６Ｂには分極
方向Ｐと同方向に、それぞれ電界Ｅを印加して矢印Ｃ方
向に屈曲させるタイプである。
第６図は横効果型積層圧電アクチュエータを示す斜視図
で、マルチモルフ型と称するものである。
で、マルチモルフ型と称するものである。
この図において、第５図と同一符号は同一部分を示し、
１０はマルチモルフ型の横効果型積層圧電素子（以下単
に圧電素子という）である。
１０はマルチモルフ型の横効果型積層圧電素子（以下単
に圧電素子という）である。
このように、圧電素子１０の構成は、第５図の横効果型
の圧電素子６Ａ、６Ｂを複数個２この図の場合は２個ず
つ積重ねた構成のもので、圧電素子１ｏの中央から、上
方部分の圧電素子６Ａ’は分極方向Ｐと逆方向に、下方
部分の圧電素子６Ｂ’は分極方向Ｐと同じ方向に電界Ｅ
を印加して矢印Ｃ方向に屈曲するタイプである。
の圧電素子６Ａ、６Ｂを複数個２この図の場合は２個ず
つ積重ねた構成のもので、圧電素子１ｏの中央から、上
方部分の圧電素子６Ａ’は分極方向Ｐと逆方向に、下方
部分の圧電素子６Ｂ’は分極方向Ｐと同じ方向に電界Ｅ
を印加して矢印Ｃ方向に屈曲するタイプである。
ところで、上記の第３図のような従来の縦効果型積層圧
電アクチュエータは、発生力Ｆが数１００にに／胴２と
いう大きな値をとり得るが、変位量δは数１０μｍ以下
であって非常に小さいという問題点があった。
電アクチュエータは、発生力Ｆが数１００にに／胴２と
いう大きな値をとり得るが、変位量δは数１０μｍ以下
であって非常に小さいという問題点があった。
一方、第４図〜第６図の横効果型圧電アクチュエータは
、縦効果型圧電アクチュエータに比べ、屈曲モードを利
用しているので、変位量δは大きく数１０ （ｌ Ｉｔ
ｍ位まで変位するが、束縛発生力は逆に数ｇｆ〜数１
０ｇｆと非常に小さい。このため、横効果型圧電アクチ
ュエータの場合は、束縛発生力を増大させろためには圧
電体セラミックス６の厚みを厚くするか、素子の長さを
短くすれば、Ｌいが、変移量δは厚さに反比例し、また
、素子長さの２乗に比例して小さくなってしまうという
問題点があった、。
、縦効果型圧電アクチュエータに比べ、屈曲モードを利
用しているので、変位量δは大きく数１０ （ｌ Ｉｔ
ｍ位まで変位するが、束縛発生力は逆に数ｇｆ〜数１
０ｇｆと非常に小さい。このため、横効果型圧電アクチ
ュエータの場合は、束縛発生力を増大させろためには圧
電体セラミックス６の厚みを厚くするか、素子の長さを
短くすれば、Ｌいが、変移量δは厚さに反比例し、また
、素子長さの２乗に比例して小さくなってしまうという
問題点があった、。
ずなわら、先つ１°シ１部の変位量δと束ｐ、１７発生
力Ｆとの関係を第５図のバイモルフ型で示すと、δ＝１
１１１１１１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（１）４ｔ。
力Ｆとの関係を第５図のバイモルフ型で示すと、δ＝１
１１１１１１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（１）４ｔ。
Ｆ＝３ｂｔ” Ｙ′ｄ °Ｅ ・・・・・・・（
２）ここで、４：圧電セラミックス６の有効長さ＋ｌ＋
’圧電歪定数、Ｅ：電界強度、ｔ： １層当りの厚み。
２）ここで、４：圧電セラミックス６の有効長さ＋ｌ＋
’圧電歪定数、Ｅ：電界強度、ｔ： １層当りの厚み。
ｂ：圧電セラミックス６の幅、Ｙ：ヤング率である。ま
た、印加電圧Ｖ＝Ｅ ｔである。
た、印加電圧Ｖ＝Ｅ ｔである。
また、第６図のマルチモルフ型で示すと、δ＝十与Ｖ六
と・・・・・・−・・・・・・・・・（３）Ｆ＝１］二
」げ二」ノヱー〔江旦・・・・ −（４）ととで、Ｎ：
積層対の数であり、他は第（１）式、第（２）式と同様
である。
と・・・・・・−・・・・・・・・・（３）Ｆ＝１］二
」げ二」ノヱー〔江旦・・・・ −（４）ととで、Ｎ：
積層対の数であり、他は第（１）式、第（２）式と同様
である。
したがって、先端部の変位量δ２束縛発生力Ｆの両者を
ともに大きくするには、圧電歪定数（ｄ３１．ｄ３３）
の大きな材料を使用するか、あるいは印加する電界を高
くすれば可能である。
ともに大きくするには、圧電歪定数（ｄ３１．ｄ３３）
の大きな材料を使用するか、あるいは印加する電界を高
くすれば可能である。
しかし、高い圧ｆｉｔ歪定数（ｄ ｓｔｐ ＋Ｌ＋：＋
）を有する材料を見つけることは現時点でほぼ出つくさ
れているので、非常に困難である。このように、第４図
に示す横効果型圧電アクチュエータのうちユニモルフ型
が、いまだ十分な変位量δと束縛発生力Ｆが得られない
ため、バイモルフ型が考案されたのである。
）を有する材料を見つけることは現時点でほぼ出つくさ
れているので、非常に困難である。このように、第４図
に示す横効果型圧電アクチュエータのうちユニモルフ型
が、いまだ十分な変位量δと束縛発生力Ｆが得られない
ため、バイモルフ型が考案されたのである。
しかしながら、バイモルフ型は分極方向Ｐと逆方向の電
界Ｅを印加する必要があるため、脱分極しない程度の電
界Ｅしか印加できず、分極方向Ｐと同方向の許賽電界Ｅ
が１〜２ＫＶ／＋ｎｍ（実質的には絶縁破壊しない電界
Ｅ）に対して、バイモルフ型は高々５００Ｖ／−程度し
か印加できない。
界Ｅを印加する必要があるため、脱分極しない程度の電
界Ｅしか印加できず、分極方向Ｐと同方向の許賽電界Ｅ
が１〜２ＫＶ／＋ｎｍ（実質的には絶縁破壊しない電界
Ｅ）に対して、バイモルフ型は高々５００Ｖ／−程度し
か印加できない。
このため、バイモルフ型であってもユニモルフ型よりは
大きいが、いまだに十分に大きな先端部の変位量δ２束
縛発生力Ｆがともに得られていないという問題点があっ
た。
大きいが、いまだに十分に大きな先端部の変位量δ２束
縛発生力Ｆがともに得られていないという問題点があっ
た。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、圧電体セラミックスに高い電界を印加することを
可能とすることによって大きな変位量と大きな発生力が
得られるようにした圧電アクチュエータを得ることを目
的とする。
ので、圧電体セラミックスに高い電界を印加することを
可能とすることによって大きな変位量と大きな発生力が
得られるようにした圧電アクチュエータを得ることを目
的とする。
この発明にかかる圧電アクチュエータは、板状の圧電体
セラミックスを厚み方向に積層して縦効果型積層圧電素
子を形成し、この縦効果型積層圧電素子の長手方向の一
側面にその伸長を拘束する手段を設けたものである。
セラミックスを厚み方向に積層して縦効果型積層圧電素
子を形成し、この縦効果型積層圧電素子の長手方向の一
側面にその伸長を拘束する手段を設けたものである。
この発明においては、縦効果型積層圧電素子に電界を印
加することにより、縦効果型積層圧電素子は伸長するが
、−側面が拘束手段により拘束されているので、全体と
しては屈曲する。この屈曲により圧電アクチュエータと
して大きな先端部の変位量と大きな束縛発生力とが得ら
れる。
加することにより、縦効果型積層圧電素子は伸長するが
、−側面が拘束手段により拘束されているので、全体と
しては屈曲する。この屈曲により圧電アクチュエータと
して大きな先端部の変位量と大きな束縛発生力とが得ら
れる。
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図で、第３図と
同一符号は同一部分を示し１００はユニモルフ型の圧電
アクチュエータで、縦効果型積層圧電素子（以下単に圧
電素子という）１と金属板１１とを組み合わせたもので
ある。すなわち、前記圧電素子１の長手方向の一側面に
金属板１１をエポキシ樹脂等の絶縁性の接着剤により圧
電素子１と貼り合わせて接着し、絶縁層１２を形成する
。
同一符号は同一部分を示し１００はユニモルフ型の圧電
アクチュエータで、縦効果型積層圧電素子（以下単に圧
電素子という）１と金属板１１とを組み合わせたもので
ある。すなわち、前記圧電素子１の長手方向の一側面に
金属板１１をエポキシ樹脂等の絶縁性の接着剤により圧
電素子１と貼り合わせて接着し、絶縁層１２を形成する
。
なお、図示されていないが電界Ｅの印加方向２分極方向
Ｐ、収縮方向Ａ、伸長方向Ｂは第３図の圧電素子１と同
じである。
Ｐ、収縮方向Ａ、伸長方向Ｂは第３図の圧電素子１と同
じである。
第２図はこの発明の他の実施例を示す斜視図で、第１図
と同一符号は同一部分を示し、２００はバイモルフ型の
圧電アクチュエータで、圧電素子１と横効果型積層圧電
素子（以下単に圧電素子という）６Ｂ′を組み合わせた
ものである。
と同一符号は同一部分を示し、２００はバイモルフ型の
圧電アクチュエータで、圧電素子１と横効果型積層圧電
素子（以下単に圧電素子という）６Ｂ′を組み合わせた
ものである。
また、図示されていないが、電界Ｅの印加力向。
分極方向Ｐ、収縮方向Ａ、伸長方向Ｂは第６図に示すマ
ルチモルフ型の圧電素子６Ｂ’ と同じである。なお、
絶縁層１２と圧電素子６Ｂ’ との間に第１図に示す金
属板１１を介在させてもよい。
ルチモルフ型の圧電素子６Ｂ’ と同じである。なお、
絶縁層１２と圧電素子６Ｂ’ との間に第１図に示す金
属板１１を介在させてもよい。
次に、圧電アクチュエータ１００，２００の製造に際し
ては、例えば圧電体としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺ
Ｔ）の原料粉末と有機バインダ。
ては、例えば圧電体としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺ
Ｔ）の原料粉末と有機バインダ。
可塑剤、溶剤等とともに混練し、スラリーを調製し、ド
クターブレード等によってシート成型を行い、乾燥後、
所要の電極３をスクリーン印刷によって形成し、その後
、積層加熱圧着してモノリシックな成形体を得る。
クターブレード等によってシート成型を行い、乾燥後、
所要の電極３をスクリーン印刷によって形成し、その後
、積層加熱圧着してモノリシックな成形体を得る。
圧電体セラミックス２の厚みは、圧電素子１の長さに対
応するので、必要な素子長となるように積層数を決定す
る。これを電極３方向と直角の方向にすなわち、圧電素
子１の厚さが数１００μｍ程度となるように切断してか
ら焼成し、必要な厚さに研磨することによって板の長手
方向に積層されている圧電体セラミックス２を得る。
応するので、必要な素子長となるように積層数を決定す
る。これを電極３方向と直角の方向にすなわち、圧電素
子１の厚さが数１００μｍ程度となるように切断してか
ら焼成し、必要な厚さに研磨することによって板の長手
方向に積層されている圧電体セラミックス２を得る。
また、成形体を切断せずにそのまま焼成し、その後、切
断、研磨しても同様に得られる。これに連絡電極を焼き
付け、リード綿を付けて分極処理を行う。
断、研磨しても同様に得られる。これに連絡電極を焼き
付け、リード綿を付けて分極処理を行う。
次いで、第１図のユニモルフ型の圧電アクチュエータ１
００であれば、例えば厚さ９０μｍのＦｅ −Ｎ ｉ合
金の金属板１１に、絶縁剤と接着剤を兼ねたエポキシ樹
脂を塗布して絶縁層１２を形成し、圧電素子１を貼り合
わせる。
００であれば、例えば厚さ９０μｍのＦｅ −Ｎ ｉ合
金の金属板１１に、絶縁剤と接着剤を兼ねたエポキシ樹
脂を塗布して絶縁層１２を形成し、圧電素子１を貼り合
わせる。
第２図のバイモルフ型の圧電アクチュエータ２００であ
れば、横効果型積層圧電素子６Ｂ’を焼成して所定の形
状に加工（）、分極処理を実施した後、第１図のユニモ
ルフ型と同様に絶縁層１２を形成して圧電素子１を貼り
合わせる。また、電極取り出しを容易にするために、横
効果型積層圧電素子６Ｂ’ と絶縁ｆｆ１２の間に屈曲
可能な金属板を中間電極板として同時に貼り合わせても
よい。
れば、横効果型積層圧電素子６Ｂ’を焼成して所定の形
状に加工（）、分極処理を実施した後、第１図のユニモ
ルフ型と同様に絶縁層１２を形成して圧電素子１を貼り
合わせる。また、電極取り出しを容易にするために、横
効果型積層圧電素子６Ｂ’ と絶縁ｆｆ１２の間に屈曲
可能な金属板を中間電極板として同時に貼り合わせても
よい。
なお、圧電アクチュエータ２００において、横効果型＄
Ａ層層圧電子子Ｂ’の代わりに単層の横効果型圧電素子
６Ｂを設けてもその作用、効果は同じである、。
Ａ層層圧電子子Ｂ’の代わりに単層の横効果型圧電素子
６Ｂを設けてもその作用、効果は同じである、。
上記の工程により製造された板状の縦効果型圧電素子１
を屈曲モードに適用する乙とによって変位量δと発生力
Ｆの大きいユニモルフ型およびバイモルフ型の圧電アク
チュエータ１００，２００が得られる。
を屈曲モードに適用する乙とによって変位量δと発生力
Ｆの大きいユニモルフ型およびバイモルフ型の圧電アク
チュエータ１００，２００が得られる。
このため、上記圧電素子１をユニモルフ型の圧電アクチ
ュエータ１００に適用すると、従来のコ。
ュエータ１００に適用すると、従来のコ。
ニモルフ型の圧電素子５に比べ、圧電歪が２〜３倍大き
くなる（ ｄ 、ｌｓ優２〜３ Ｘ ｄ ３．）。した
がって、変位量δおよび発生力Ｆともに同形状の横効果
型ユニモルフに比べ２〜３倍大きくなる。
くなる（ ｄ 、ｌｓ優２〜３ Ｘ ｄ ３．）。した
がって、変位量δおよび発生力Ｆともに同形状の横効果
型ユニモルフに比べ２〜３倍大きくなる。
一方、バイモルフ型の圧電アクチュエータ２００に適用
する場合は、絶縁層１２の上方は縦効果型圧電素子１を
利用して伸長させ、絶縁層１２の下方は横効果型の圧電
素子６Ｂ’を利用して収縮させる。乙の組み合わせを適
用することによって、圧電素子１および６Ｂ’に分極方
向Ｐと同方向に電界Ｅを印加させる乙とができるので、
従来のバイモルフ型の欠点であった脱分極が発生せず、
実質的に絶縁破壊しない強度までの電界Ｅを印加するこ
とができる。
する場合は、絶縁層１２の上方は縦効果型圧電素子１を
利用して伸長させ、絶縁層１２の下方は横効果型の圧電
素子６Ｂ’を利用して収縮させる。乙の組み合わせを適
用することによって、圧電素子１および６Ｂ’に分極方
向Ｐと同方向に電界Ｅを印加させる乙とができるので、
従来のバイモルフ型の欠点であった脱分極が発生せず、
実質的に絶縁破壊しない強度までの電界Ｅを印加するこ
とができる。
このなめ、従来のバイモルフ型の最大の欠点であった、
脱分極が発生しないように両者ともに低電界印加するか
、あるいは同方向には高電界印加。
脱分極が発生しないように両者ともに低電界印加するか
、あるいは同方向には高電界印加。
逆方向には低電界印加といったように脱分極を防止する
手段を行う必要がない。すなわち、従来のバイモルフ型
は分極方向とは逆方向には電界Ｅを高々５ＱＯＶ／ｍｍ
しか印加できなかったが、この発明の圧電アクチユエー
タ１００，２００を使用すれば、１〜２ Ｋ Ｖ ／
ｍｍの高い電界Ｅを印加することができる。
手段を行う必要がない。すなわち、従来のバイモルフ型
は分極方向とは逆方向には電界Ｅを高々５ＱＯＶ／ｍｍ
しか印加できなかったが、この発明の圧電アクチユエー
タ１００，２００を使用すれば、１〜２ Ｋ Ｖ ／
ｍｍの高い電界Ｅを印加することができる。
さらに、ユニモルフ型と同様に縦効果型圧電素子１を使
用しているので、圧ｒｉ歪は従来と同じ材料を使用して
も約２〜３倍大きくなる（ｄ３３ｗ２〜３ ｘ ｄ ３
１）。したがって、従来のものに比べ、２〜１０＠の高
い電界Ｅを印加できるとともに２〜３倍の圧電歪を利用
できるので変位量δ２発生力Ｆをともに４〜３０＠も大
きくすることが可能となった。
用しているので、圧ｒｉ歪は従来と同じ材料を使用して
も約２〜３倍大きくなる（ｄ３３ｗ２〜３ ｘ ｄ ３
１）。したがって、従来のものに比べ、２〜１０＠の高
い電界Ｅを印加できるとともに２〜３倍の圧電歪を利用
できるので変位量δ２発生力Ｆをともに４〜３０＠も大
きくすることが可能となった。
次に、この発明の圧電アクチュエータ１００゜２００の
具体的な形状とその測定値について説明する。
具体的な形状とその測定値について説明する。
第１表は各圧電アクチュエータ１００，２００の形状と
測定条件を示すもので”ある。
測定条件を示すもので”ある。
第１表において、ユニモルフ型の圧電アクチュエータ１
００は一端を固定して他端の変位量δと発生力Ｆを測定
した。
００は一端を固定して他端の変位量δと発生力Ｆを測定
した。
変位量δはうず電流式センサにて測定し、発生力Ｆは変
位量δが零となるような力を発生力とした。
位量δが零となるような力を発生力とした。
また、バイモルフ型の圧電アクチュエータ２００も上記
と同じ方法で行った。これらの結果を第２表に示す。な
お、第２表中の比較例の説明を以下に行う。
と同じ方法で行った。これらの結果を第２表に示す。な
お、第２表中の比較例の説明を以下に行う。
比較例（１）
素子寸法、印加電界強度は実施例（１）と同じ。
ただし、圧電素子は積層縦効果素子の代わりに同じ厚さ
の横効果素子を使用（ｄ３１＝２６０ｘ１０−” ｍ
／ ｖ） 比較例（２） 素子寸法は実施例（２）と同じ。ただし、圧電素子は積
層縦効果素子の代わりに同じ厚さの横効果を使用（ｄ３
１＝２６０ Ｘ １０−′２ｒｎ ／ ｖ）また、印加
電界強度は分極と同方向にはＩＫＶ／ ｎｔｍ、逆方向
には０，４ＫＶ／ｍｍ印加した。
の横効果素子を使用（ｄ３１＝２６０ｘ１０−” ｍ
／ ｖ） 比較例（２） 素子寸法は実施例（２）と同じ。ただし、圧電素子は積
層縦効果素子の代わりに同じ厚さの横効果を使用（ｄ３
１＝２６０ Ｘ １０−′２ｒｎ ／ ｖ）また、印加
電界強度は分極と同方向にはＩＫＶ／ ｎｔｍ、逆方向
には０，４ＫＶ／ｍｍ印加した。
以上説明したようにこの発明は、板状の圧電体セラミッ
クスを厚み方向に積層して縦効果型積層圧電素子を形成
し、この縦効果型積層圧電素子の長手方向の一側面にそ
の伸長を拘束する手段を設けたので、縦効果型積層圧電
素子を屈曲モードで（走用することになり、従来のユニ
モルフ型の横効果型圧電アクチュエータに比べて２〜３
倍の圧電歪定数が得られる。また、この発明のバイモ／
Ｌ ７型の圧電アクチュエータにおいては従来のバイモ
ルフ型およびマルチモルフ型の横効果型圧電素子と比べ
て圧電体セラミックスの分極方向と同じ方向に電界を印
加できるので脱分極防止の手段を必要とせず、絶縁破壊
しないまでの電界を印加できるため大きな変位量と大き
な発生力とが得られる等の利点がある。
クスを厚み方向に積層して縦効果型積層圧電素子を形成
し、この縦効果型積層圧電素子の長手方向の一側面にそ
の伸長を拘束する手段を設けたので、縦効果型積層圧電
素子を屈曲モードで（走用することになり、従来のユニ
モルフ型の横効果型圧電アクチュエータに比べて２〜３
倍の圧電歪定数が得られる。また、この発明のバイモ／
Ｌ ７型の圧電アクチュエータにおいては従来のバイモ
ルフ型およびマルチモルフ型の横効果型圧電素子と比べ
て圧電体セラミックスの分極方向と同じ方向に電界を印
加できるので脱分極防止の手段を必要とせず、絶縁破壊
しないまでの電界を印加できるため大きな変位量と大き
な発生力とが得られる等の利点がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す斜視図入第３図〜第６図は従
来の圧電アクチュエータを示すもので、第３図は縦効果
型積層圧電アクチュエータを示す斜視図、第４図はユニ
モルフ型、第５図はバイモルフＷ）ｍ６１１はマルチモ
ルフ型の横効果型圧電アクチュエータを示す斜視図であ
る。 図中、１は縦効果型積層圧電素子、２，６は圧電体セラ
ミックス、３は電極、４【よ電源、９は固定台、１０は
横効果型積層圧電素子、１１は金属板、１２は絶縁層、
１０ｏはユニモルフ型の圧電アクチュエータ、２０ｏは
バイモルフ型の圧電アクチュエータである。 第１図 第２図 第３図 第４図
の発明の他の実施例を示す斜視図入第３図〜第６図は従
来の圧電アクチュエータを示すもので、第３図は縦効果
型積層圧電アクチュエータを示す斜視図、第４図はユニ
モルフ型、第５図はバイモルフＷ）ｍ６１１はマルチモ
ルフ型の横効果型圧電アクチュエータを示す斜視図であ
る。 図中、１は縦効果型積層圧電素子、２，６は圧電体セラ
ミックス、３は電極、４【よ電源、９は固定台、１０は
横効果型積層圧電素子、１１は金属板、１２は絶縁層、
１０ｏはユニモルフ型の圧電アクチュエータ、２０ｏは
バイモルフ型の圧電アクチュエータである。 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (3)
- （１）板状の圧電体セラミックスを厚み方向に積層して
縦効果型積層圧電素子を形成し、この縦効果型積層圧電
素子の長手方向の一側面にその伸長を拘束する手段を設
けたことを特徴とする圧電アクチュエータ。 - （２）伸長を拘束する手段は、絶縁層を介して屈曲可能
な部材を貼り合わせ縦効果型積層圧電素子の一側面に固
定したものである特許請求の範囲の第（１）項記載の圧
電アクチュエータ。 - （３）伸長を拘束する手段は、絶縁層を介して電界印加
により伸長方向とは逆方向に収縮する横効果型圧電素子
を縦効果型積層圧電素子の一側面に貼り合わせ固定した
ものである特許請求の範囲の第（１）項記載の圧電アク
チュエータ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228426A JP2533861B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 圧電アクチユエ−タ |
| DE3751183T DE3751183T2 (de) | 1986-09-29 | 1987-09-28 | Piezoelektrischer Antrieb. |
| EP87114140A EP0262637B1 (en) | 1986-09-29 | 1987-09-28 | Piezoelectric actuator |
| US07/102,397 US4812698A (en) | 1986-09-29 | 1987-09-29 | Piezoelectric bending actuator |
| US07/590,033 US5034649A (en) | 1986-09-29 | 1990-09-28 | Piezoelectric actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61228426A JP2533861B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 圧電アクチユエ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6384173A true JPS6384173A (ja) | 1988-04-14 |
| JP2533861B2 JP2533861B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=16876294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61228426A Expired - Fee Related JP2533861B2 (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 圧電アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533861B2 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5755967U (ja) * | 1980-09-16 | 1982-04-01 | ||
| JPS5930979A (ja) * | 1983-07-22 | 1984-02-18 | 株式会社日立製作所 | 蒸解釜の洗浄制御装置 |
| JPS5953532U (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-07 | ソニー株式会社 | ヘツド装着装置 |
| JPS59230473A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-25 | Hitachi Ltd | 駆動装置 |
| JPS6130974A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 圧電アクチユエ−タ |
| JPS62298189A (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 圧電アクチユエ−タ |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP61228426A patent/JP2533861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5755967U (ja) * | 1980-09-16 | 1982-04-01 | ||
| JPS5953532U (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-07 | ソニー株式会社 | ヘツド装着装置 |
| JPS59230473A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-25 | Hitachi Ltd | 駆動装置 |
| JPS5930979A (ja) * | 1983-07-22 | 1984-02-18 | 株式会社日立製作所 | 蒸解釜の洗浄制御装置 |
| JPS6130974A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 圧電アクチユエ−タ |
| JPS62298189A (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 圧電アクチユエ−タ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2533861B2 (ja) | 1996-09-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |