JPH03183371A

JPH03183371A - 積層型圧電アクチュエータ

Info

Publication number: JPH03183371A
Application number: JP1320480A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Fuda; 布田　良明
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-08-09

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】［産業上の利用分野］本発明は、電気的エネルギーを変位や力の機械的エネル
ギーに変換する圧電アクチュエータに関し、特に、リニ
アモータ用や微小位置決め機構用として、長さ方向に伝
達する様な擬表面進行波を発生させる事が可能である積
層型圧電アクチュエータに関するものである。

［従来の技術］第２図を参照して、複数の対向内部電極を有して圧電性
セラミックスの電界誘起歪を利用するタイプの積層型圧
電アクチュエータ２１は、精密ＸＹテーブルやプリンタ
ヘッドのアクチュエータとして、既に実用化されている
。該積層型圧電アクチュエータ（以下、略してアクチュ
エータと呼ぶ）を圧電縦効果による伸縮方向２３と直交
する方向に一列に複数配置し、それぞれ独立して駆動す
る事で、見掛は上の表面進行波を発生させる事か可能で
ある。

見掛は上の表面進行波の発明の詳細な説明する。

複数個のアクチュエータ２１をベース（基準台）２２上
に接着固定する。個々のアクチュエータ２１に電圧を印
加すると、その変位方向は矢印２３の方向である。第３
図のＩ、ｎ、ｍ、ＩＶは２個々のアクチュエータの変位
を示すものである。Ｉ→■−■→■と順次繰り返しアク
チュエータ２１を駆動する事により、第３図に示す様な
板表面進行波を発生させる事が可能である。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、該構造では、複数のアクチュエータをベ
ースに高密度に固定する作業が困難であり１かつ、リー
ド線の処理工程が繁雑になるという欠点がある。又１個
々のアクチュエータの寸法のばらつきや接着層の厚みの
ばらつきの為、接着固定後１機械加工により寸法出しを
する工程が必要であるという欠点がある。

促って　本発明の技術的課題は、上述の複数のアクチュ
エータを用いる場合の欠点を解決するために成されたも
ので、１個の固体素子表面に進行波を発生させる事が可
能である積層型圧電アクチュエータを提供することであ
る。

［課題を解決するための手段Ｊ本発明によれば、互いに対向する複数の内部電極部を有
する矩形状の積層型圧電アクチュエータにおいて、上記
内部電極部は一層置きに、共通の第１の外部電極に接続
する共通内部電極部と、長さ方向で少なくとも３分割の
ストライプ状に分割され、該分割単位で第２の外部電極
に接続しているストライプ状内部電極部とに分かれてい
ることを特徴とする積層型圧電アクチュエータが得られ
る。

［実施例コ本発明による一実施例の積層型圧電アクチュエタを第１
図（ａ）〜第１図（ｄ）に示す。

第１図（ａ）は、外部電極を除いた状態で、長方形型の
共通内部電極部１２とコの字状のセラミック部（絶縁部
）１１とからなる共通内部電極シートを示している。第
１図（ｂ）は、セラミックシトである。第１図（ｃ）は
外部電極を除いた状態で。

櫛状のセラミック部（絶縁部）１１とストライプ状内部
電極部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ。

１３ｅ、１３ｆ、１３ｇとからなるストライプ状内部電
極シートを示している。

第１図（ｄ）は、本発明による一実施例の積層型圧電ア
クチュエータの斜視図が示され、第１図（ａ）の共通内
部電極シートと第１図（Ｃ）のストライプ状内部電極シ
ートとを第１図（ｂ）のセラミックシート１０を挾んで
交互に重ねて積層体し、長さ方向に一方の側面には７分
割されたストライプ状内部電極部１３ａ、１．３ｂ、１
３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１．３　ｇを有する積
層体が構成されている。

第１図（Ｃ）において、ストライプ状内部電極の分割数
７の場合が示されている。分割数が３より少ない場合１
個々のストライプ状内部電極と共通電極１２間へ電圧を
印加しても、定在波しか発生しない。進行方向のわかる
進行波を発生させるには、少なくとも３分割以上のスト
ライプ状内部電極が必要である。

第１図（ｄ）の構造において、端面に露出した共通内部
電極部１２．及びストライプ状内部電極部１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ上に、それぞれ銀
をメタライズして外部電極を形成し、第３図のＩ→ＩＩ
−Ｉ［Ｉ−ＩＶ→Ｉの様に順次繰り返しストライプ状内
部電極に電圧印加する事により１表面進行波の発生が可
能となる。

又、固体素子なので変位方向に高密度にストライプ状内
部電極を分割配列が可能であり、しかも。

共通内部電極１２の外部に露出した端部（図示せず）に
外部電極を印刷する事により、リード線の数も複数のア
クチュエータを接着した場合（第２図の従来例の場合）
の約１７２となる。

Ｐｂ　（Ｎ　ｉ　１／３　・ＮＢ２／３　）　ｏ、ｓ　
Ｔ　１ｏ３５Ｚ　ｒ、５０３の化学組成を有する圧電性
セラミックスを出発原料として、第１図（ｅ）の様な寸
法５４×２０Ｘ１．５ｍｍの矩形状積層型圧電アクチュ
エータを作製した。内部電極材料はＡｇ−Ｐｄ合金を用
いる。積層体の各シートの対向する内部電極間距離は０
．１ｍｍである。ストライプ状内部電極の長さ方向の幅
は４ｍｍ、ストライプ状内部電極相互間のギャップは０
．５ｍｍで、内部電極の積層数は１２層としている。

次に１端面に露出した共通内部電極部１２．及びストラ
イプ状内部電極部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１
３ｅ、１３ｆ上に、それぞれ銀をメタライズして外部電
極を形成する。この結果、共通・内部電極シート（ａ）
、セラミックシート（ｂ）、及びストライプ状内部電極
シート（ｃ）は互いに固定される。

しかる後に、ストライプ状内部電極部１３ａ。

１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆに順次電圧印
加する。印加電圧は４分割ずつ３つのグルプにまとめた
。４分割への電圧印加は、ＤＣｏ。

５０．１００，５０Ｖである。この電圧を、各ストライ
プ状内部電極部へ印加し、その隣接するストライプ状内
部電極部部には、ＤＣ５０，１００゜５０、ＯＶの様に
１ステツプずれた電圧を印加する。この時、一定時間毎
に、順次印加電圧を０−５０−１００−５０と変化させ
る事により、波長１８ｍｍ、最大波高１．２μｍの表面
進行波が得られる。

本積層型圧電アクチュエータをステーターとし。

表面進行波面を介してスライダーを圧接する事により、
リニアモーターや微少位置決め装置へ利用するり（が可
能である。又１本発明による積層型圧電アクチュエータ
は、非共振周波数で駆動しても。

一定の表面、進行波の発生が可能である事は１本発明の
駆動方法から容易に理解できる。

［発明の効果］以上説明したように１本発明の構造によれば。

製造が容易で、リニアモータや微小位置決め装置へ利用
可能な表面進行波を発生させる積層型圧電アクチュエー
タの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による積層型圧電アクチュエータ
を構成する内部電極シートの平面図、第１図（ｂ）は本
発明による積層型アクチュエータを構成するセラミック
シートの平面図、第１図（ｅ）は本発明による積層型ア
クチュエータを構成するストライプ状内部電極シートの
平面図、第１図（ｄ）は本発明による積層型アクチュエ
ータの外部電極を除いた状態を示す斜視図、第１図（ｅ
）は第１図（ｄ）のＥ−Ｅに沿って切断した断面図、第
２図は従来の積層型アクチュエータの外部電極を除いた
状態を示す斜視図、第３図は複数の積層型圧電アクチュ
エータを組み合せることにより発生する表面進行波の形
状とを示す図である。図中　１０・・・セラミックシート、１１・・・セラミ
ック部（絶縁部）、１２・・・共通内部電極部、１３ａ
　　１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ。１、３　ｇ・・・ストライプ状内部電極部、２１・・・
アクチュエータ　２２・・ベース（基準台）、２３・・
・矢印。第１図／１２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに対向する複数の内部電極部を有する矩形状
の積層型圧電アクチュエータにおいて，上記内部電極部
は一層置きに、共通の第１の外部電極に接続する共通内
部電極部と、長さ方向で少なくとも３分割のストライプ
状に分割され、該分割単位で第２の外部電極に接続して
いるストライプ状内部電極部とに分かれていることを特
徴とする積層型圧電アクチュエータ。