JPH0237279Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、直流電圧を印加することにより、長
さ方向に変位（伸び）を生ずる圧電積層体を利用
し、顕微鏡の微動送りをはじめ各種物品の微動変
位制御に用いられる微動変位制御装置に関する。

〈従来技術〉 複数枚の圧電磁器板を分極方向が互いに逆向き
となるよう順次積重ね、一端面を駆動面とし、他
端面を非駆動面としてなる圧電積層体を用いた微
動変位制御装置は公知である。

ところでこの種、微動変位制御装置にあつて
は、その制御ストロークが微小であるために、温
度雰囲気の変化により圧電積層体が伸縮してその
基準位置が変化し、これにより変位量にバラツキ
を生じる場合がある。

この様に変位量にバラツキを生じると、送り回
数により被駆動体を所定位置に位置決めするよう
な場合に、正確な位置決めをすることができな
い。

本考案は温度の変化により圧電積層体が伸縮し
た場合にも、駆動面が常に一定位置に保持される
ようにして温度補償機構を付与した微動変位制御
装置の提供を目的とするものである。

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、複数枚の圧電磁器板を分極方向が互
いに逆向きとなるよう順次積重ね、一端面に駆動
板を備え、他端面を非駆動面としてなる圧電積層
体と、圧電積層体の外周に配設され、一端面に圧
電積層体の駆動板と周〓で隔てられかつ周辺機器
側に連結される固定板を備え、他端面を圧電積層
体の隣り合う非駆動面と連結板により連結され、
しかも線膨張率が圧電積層体のそれに相等しい外
筒とからなり、前記連結板に透孔を形成して、該
透孔から圧電積層体の各圧電磁器板に電圧を印加
するためのリード線を引き出したことを特徴とす
るものである。

〈作用〉 温度変化により圧電積層体が伸縮した場合にあ
つて、前記外筒も周辺機器側に固定された一端面
を基準として、他端面が該圧電積層体と同じ量の
伸縮を生じる。ところで、この他端面は圧電積層
体の非駆動面と連結しているから、該圧電積層体
の非駆動面は、周辺機器（固定側）に対して温度
変化により変位することとなる。

このため、圧電積層体の伸縮を外筒と連結した
非駆動面を基準として考えた場合に、該非駆動面
自体が、圧電積層体の伸縮方向と逆方向へ変位す
るから、圧電積層体の伸縮に伴なつて、駆動面が
非駆動面に対して変位しても、相互に消去され、
該駆動面の位置は、固定側に対して常に一定とな
る。

而して、圧電積層体は温度補償を施されること
となり、温度雰囲気が変化しても、圧電積層体の
各圧電磁器板に電圧を印加した場合には、その電
圧と比例する一定の変位を駆動面から取出すこと
ができ、該駆動面に、被駆動体を直接又は駆動板
等を介して連結させることにより、該被駆動体に
変位を生じさせることができる。

〈実施例〉 第１図は本案の一実施例を示したものでP₁は
第１の圧電積層体であつて、チタン酸ジルコン酸
鉛等よりなり、両面に電極（図示しない）を備え
た複数枚の圧電磁器板１…を、その分極方向が互
いに逆向きになるよう同じく複数枚の端子板２…
を介して順次積層し、接着剤等によつて一体に固
着してなる。P₂は該圧電積層体P₁の外周面を所
要の周〓S₁を介して囲繞する中空筒状の第２の圧
電積層体で、複数枚の環状圧電磁器板１１…と複
数枚の環状端子板１２…とを用いて前記第１の積
層体P₁と同様に構成してなる。前記第２の圧電
積層体P₂は、本考案の温度補償用の外筒の一例
を構成するものである。

これら第１および第２の圧電積層体P₁，P₂は
線膨張率が相等しくなるよう、例えば圧電磁器板
１と１１及び端子板２と１２をそれぞれ同一材料
で構成すると共に、それらの使用枚数を一致させ
る。また前記第１の圧電積層体P₁の外周面には
各圧電磁器１…の正電極面間及び負電極面間に
夫々介挿した端子板２…同士を電気的に接続する
一対のリード線３ａ，３ｂを施し、第２の圧電積
層体P₂にも同様のリード１３ａ，１３ｂを施し
てある。Ｃは前記第１の圧電積層体P₁の非駆動
面となる下端面４とこれと隣り合う第２の圧電積
層体P₂の下端面１４とを連結する用に配設した
連結板で、中央寄りに前記リード線線３ａ，３ｂ
の各一端を外部に導出する一対の透孔C₁，C₂を
穿つてある。Ｍは第１の圧電積層体P₁の駆動面
となる上端面１５に駆動板Ｍとの外周に、第２の
周〓S₂を介して配設した固定板で、外周に微動制
御装置Ｄに対する取付用フランジF₁を備える。

而して上記において、第１の圧電積層体P₁の
リード線３ａ，３ｂ間に直流電圧を印加したと
き、各圧電磁板１の厚みが膨張し、これが累積さ
れて圧電積層体P₁の全長を増大し、また直流電
圧を除去したとき圧電積層体P₁の全長が元に復
帰し、これら圧電積層体P₁の伸長乃至復帰によ
つて駆動面５（駆動板Ｍ）を長さ方向に所要量変
位する。また第２の圧電積層体P₂のリード線１
３ａ，１３ｂ間に直流電圧を印加し及びこれを除
去することによつても第２の圧電積層体P₂の伸
長乃至復帰運動に追従して駆動面５を長さ方向に
所要量変位する。この駆動面５の長さ方向の変位
によつて前方に配置された顕微鏡試料等の物品
（図示しない）を微動制御することができるが、
特に上記本考案に係る構成体は高温中や温度変化
の著しい環境状態下で使用されるような場合、第
１、第２の圧電積層体P₁，P₂が線膨張率に応じ
て全長を伸縮変位しても第１の圧電積層体P₁の
駆動面５は変位せず、常に一定位置を保持するこ
とができるという利点がある。

すなわち、その温度補償方式を第２図の原理に
基づき説明すると、第２の圧電積層体P₂はその
上端面１５が固定され、下端面１４が自由になつ
ているため、熱膨張により第２の圧電積層体P₂
の下端面１４が下方向にλ₁だけ伸びると共に、そ
の下端面１４に連結された第１の圧電積層体P₁
も一緒になつて点線の如く変位するが、一方第１
の圧電積層体P₁はその非駆動面４が固定され、
駆動面５が自由となつているため熱膨張により駆
動面５が上方向λ₂だけ伸び鎖線のごとく変位す
る。ここでλ₁，λ₂は第１，第２の第１の圧電積層
体P₁，P₂の線膨張率が相等しいため同量である
から、結果として第１の圧電積層体P₁の駆動面
５は常に一定位置に保持されることになる。

次に第３図は本考案の他例に係るもので、中空
筒状をなす第２の圧電積層体P₂に代えて線膨張
率を第１の圧電積層体P₁のそれに相等しくなる
よう長さ寸法、材質を選択して製作した中空外筒
P₃を用いた以外は上記実施例と同一構成である。
この場合も中空外筒P₃の熱膨張変位と第１の圧
電積層体P₁の熱膨張変位が等しく、互いにキヤ
ンセルするため駆動面５（駆動板Ｍ）は常に一定
位置に保持されることは勿論である。

〈考案の効果〉 上述のように複数枚の圧電磁器板を分極方向が
互いに逆向きになるように順次積み重ねた圧電積
層体の外周に、線膨張率が前記積層体のそれに相
等しい外筒を配すると共に積層体の非駆動面をこ
れと隣り合う外筒の一端面に連結し、かつ外筒の
他端面を固定することにより圧電積層体の駆動面
を常に一定位置に保持するよう温度補償してなる
本考案の微動変位制御装置は、このような温度補
償を施していない従来のものに比して微動変位制
御の精度を高め得る大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一例を示し、Ａは縦断正面
図、ＢはＡ図イ−イ線断面図、第２図は本考案の
温度補償動作を示す原理図、第３図は本考案の他
例を示す一部切欠正面図である。尚図中同一符合
は同一部分を示す。 １……圧電磁器板、３ａ，３ｂ……リ−ド線、
P₁……圧電積層体、P₂，P₃……外筒、Ｍ……駆
動板、S₂……周〓、Ｆ……固定板、Ｃ……連結
板、C₁，C₂……透孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数枚の圧電磁器板１…を分極方向が互いに逆
   向きとなるよう順次積重ね、一端面に駆動板Ｍを
   備え、他端面を非駆動面としてなる圧電積層体
   P₁と、 圧電積層体P₁の外周に配設され、一端面に圧
   電積層体P₁の駆動板Ｍと周〓S₂で隔てられかつ
   周辺機器側に連結される固定板Ｆを備え、他端面
   を圧電積層体P₁の隣り合う非駆動面と連結板Ｃ
   により連結され、しかも線膨張率が圧電積層体
   P₁のそれに相等しい外筒P₂，P₃とからなり、 前記連結板に透孔C₁，C₂を形成して、該透孔
   から圧電積層体P₁の各圧電磁器板１…に電圧を
   印加するためのリード線３ａ，３ｂを引き出した
   ことを特徴とする微動変位制御装置。