JP4532175B2 - 圧電アクチュエータおよび駆動装置 - Google Patents
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Description
なる関係式を満たすことを特徴としている。
図1は、圧電アクチュエータ1の斜視図である。圧電アクチュエータ1は、本体部2およびシム部3aおよび3bから構成されている。本体部2の形状は矩形であり、中央の平面電極4を介して伸縮変位部5に剪断変位部6が連結され、形成されている。伸縮変位方向とは、圧電アクチュエータの固定端からの高さ方向である。剪断変位方向とは、圧電アクチュエータのたわみ1次振動方向であり、圧電アクチュエータをステージ送りに用いるときには送り方向となる。また、伸縮変位方向と剪断変位方向とに垂直な方向とは、たわみ1次振動に対するぶれ方向である。図1に示すように、圧電アクチュエータ1の伸縮変位方向の長さはH、剪断変位方向の長さはL、伸縮変位方向と剪断変位方向とに垂直な方向の長さはWである。伸縮変位部5は圧電体7aと平面電極8aが交互に積層されており、剪断変位部6は圧電体7bと平面電極8bが交互に積層されている。圧電体7aは伸縮変位方向に分極されており、圧電体7bは、剪断変位方向に分極されている。圧電体7aおよび圧電体7bの材料は、PZT等の圧電セラミックスである。また、平面電極の材料は、銀、パラジウム等の導体である。たとえば、圧電アクチュエータ1の形状および材料は、Hが10mm、Lが6mm、Wが2.4mmであり、密度は、8×10−3kg/m3で、ヤング率は、65GPaである。
実施形態1では、圧電アクチュエータ1について説明したが、このような圧電アクチュエータを台座上に3×2の配置で固定して駆動装置としてもよい。図5は、圧電アクチュエータを備える駆動装置40の斜視図である。圧電アクチュエータ41〜46は、実施形態1で説明した矩形の伸縮変位部と矩形の剪断変位部とを備える圧電アクチュエータである。台座50は、矩形で、密度7.93×10−3kg/m3、ヤング率210GPaのSUS製である。台座50の形状は、たとえば高さ10mm、幅14mm、長さ28mmである。ただし、台座50の形状および材料は、圧電アクチュエータの振動により変形や共振の生じないものであれば十分であり、上記のものに限定されない。たとえば、台座50をセラミックス製としてもよい。図5に示すように、圧電アクチュエータ41〜46は、振動したときに互いに接触しない程度の間隔をあけて、そのぶれ方向に2列、送り方向に3列に配置され、台座50に固定されている。
4 平面電極
5 伸縮変位部
6 剪断変位部
30 台座
40 駆動装置
41〜46 圧電アクチュエータ
50 台座
Claims (2)
- 矩形の伸縮変位部および前記伸縮変位部の伸縮変位方向に連結された矩形の剪断変位部を備える圧電アクチュエータであって、
伸縮変位方向の長さをH、剪断変位方向の長さをL、前記伸縮変位方向と前記剪断変位方向とに垂直な方向の長さをW、密度をρ、そしてヤング率をYとしたとき、
前記H、L、W、ρ、そしてYが、
H≦10mm、
L/W≦2.5、
ρ≦8×10−3kg/m3、かつ
65GPa≦Y、
なる関係式を満たすことで、
送り方向に垂直なぶれ方向の共振周波数を高周波側にシフトさせることを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 矩形の伸縮変位部および前記伸縮変位部の伸縮変位方向に連結された矩形の剪断変位部を備える、6個の請求項1記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータが固定される台座と、を備える駆動装置であって、
前記圧電アクチュエータは、前記剪断変位方向に沿って2列に、前記伸縮変位方向と前記剪断変位方向とに垂直な方向に沿って3列に互いに接触しないように、台座上に配置されていることを特徴とする駆動装置。
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