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JPH06101939B2 - 積層形圧電セラミツクを駆動源としたアクチユエータ及び該アクチユエータを利用したステツピングモータ - Google Patents
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JPH06101939B2 - 積層形圧電セラミツクを駆動源としたアクチユエータ及び該アクチユエータを利用したステツピングモータ - Google Patents

積層形圧電セラミツクを駆動源としたアクチユエータ及び該アクチユエータを利用したステツピングモータ

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JPH06101939B2
JPH06101939B2 JP59226415A JP22641584A JPH06101939B2 JP H06101939 B2 JPH06101939 B2 JP H06101939B2 JP 59226415 A JP59226415 A JP 59226415A JP 22641584 A JP22641584 A JP 22641584A JP H06101939 B2 JPH06101939 B2 JP H06101939B2
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JP
Japan
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piezoelectric ceramic
laminated piezoelectric
actuator
elastic plate
laminated
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久 杉本
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旭サナツク株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04Constructional details
    • H02N2/043Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/101Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、積層形圧電セラミツクを駆動源としたアクチ
ユエータ及びそのアクチユエータを利用したステツピン
グモータに関する。
発明が解決しようとする問題点 近年、各種作動装置を駆動するのに使用するアクチユエ
ータとして、応答速度が速くかつ精度が良いことから、
従来のモータあるいは油圧、空気圧機器を駆動源とした
ものに代つて、電圧の印加により厚さの変化する圧電セ
ラミツクを多数枚積層した積層形圧電セラミツクを駆動
源としたアクチユエータが注目されその開発が進められ
ており、その一つとして、基体と、この基体に往復動可
能に設けられた作動体とを備え、積層形圧電セラミツク
を基体と作動体の間にその作動体の往復動方向に対して
傾いた姿勢で配設し、積層形圧電セラミツクを伸縮させ
ることによりその変位を増幅して作動体に伝達して作動
体を往復動させるようにしたアクチユエータが提案され
たが、積層形圧電セラミツクを斜め姿勢で配設してその
両端を基体と作動体に回転自由に支持する必要があり、
また、積層形圧電セラミツクが圧縮荷重を受けたときに
座屈しないように、積層形圧電セラミツクを筒体内に収
納してなおかつこれを基体内に収納する必要があるた
め、構造が複雑である上に装置が大型化し、また、積層
形圧電セラミツクが作動体に直接当てられているため、
作動体に衝撃力が加わつたときにその力が直に圧電セラ
ミツクに伝わり、圧電セラミツクが損傷し易い不具合が
あつた。
本発明は叙上の点に鑑み完成されたものであつて、小嵩
にまとまりかつ耐久性に優れた積層形圧電セラミツクを
駆動源としたアクチユエータを提供し、また、そのアク
チユエータを利用することにより、小嵩にまとまつたス
テツピングモータを提供することを目的とする。
実施例 まず、本発明の積層形圧電セラミツクを駆動源としたア
クチユエータの第1実施例を第1図乃至第4図に基づい
て説明する。
1は基体であつて、長さ方向の両端部に突部2a、2bを完
成した底板2の両側に、一対の側板3、3をねじ4で固
定した構造になり、この基体1の底板2上に、上面に長
さ方向に沿つて溝6aを形成した下部絶縁体6が嵌着さ
れ、その上面に上部絶縁体7が重ねられて一方の側板3
にねじ8で固定され、これらの下部絶縁体6と上部絶縁
体7の間に細長い収納室9が形成されており、この収納
室9内に細長い積層形圧電セラミツク10が収納されてい
る。
この積層形圧電セラミツク10は、近時、日本電気株式会
社により開発された圧電セラミツク結合体を使用したも
のであつて、この圧電セラミツク結合体11は、第3図に
示すように、マグネシウム・ニオブ酸鉛とチタン酸鉛の
二成分固溶体セラミツク{(1−X)Pb(Mg1/3Nb2/3)
O3−PbTiO3}のうちのXが0.35近くのものからなるセラ
ミツク板12と内部電極板13とを交互に積層一体化して焼
結した素子を所望の形状、大きさに切断し、全周面に露
出した内部電極板13を上下両側面において一層おきに絶
縁材14で電気的に絶縁するとともに、上下両側面に外部
電極板15及び16を貼着して、内部電極板13を一層おきに
外部電極板15及び16に電気的に接続した構造になり、正
または負の電圧を印加することによつて各セラミツク板
12が厚さを増大しまたは減少して、圧電セラミツク結合
体11がセラミツク板12の積層方向に伸長しまたは収縮
し、電圧を繰り返し印加しても全く劣化することがな
く、しかも、応答速度が極めて速いという特徴を有して
おり、この圧電セラミツク結合体11を多数個重ね合わ
せ、個々の圧電セラミツク結合体11の外部電極板15及び
16のうちの同一極性同士の電極板を電線18で接続するこ
とによつて前記した積層形圧電セラミツク10が構成され
ており、収納室9の一端側に連成されたねじ穴20に、先
端に絶縁性を有する突当部材22を回着した調節ねじ21が
螺合され、この突当部材22に積層形圧電セラミツク10の
一端が当接されているとともに、外部電極板15及び16に
接続されたリード線24、25が挿通孔26を通して外部へ導
かれている。
前記した底板2の一方の突部2aの内面には円弧形断面を
なす凹部28が形成され、それに対応する側の上部絶縁部
7の端部には、先端部が小径の円弧形断面をなす案内体
29が固着されていて、突部2aと案内体29の間に、前記し
た収納室9から突部2aの上部に達するU字形の通路30が
形成されており、この通路30内に、鋼製のローラ31が複
数本互いに連なつた状態で緊密に収納されており、その
最下方のローラ31が、絶縁性を有する押圧部材32を介し
て、積層形圧電セラミツク10の他端に当接されている。
前記した上部絶縁体7の上方には、細長い鋼板を打抜成
形により長さ方向の中央部を頂点とする傾斜角の緩やか
な山形に形成し、かつ、両端部に鋼製のローラ36、37を
溶接により固着した弾性板35が、積層形圧電セラミツク
10と平行に並列して配置され、両ローラ36、37のうちの
積層形圧電セラミツク10の調節ねじ21側の端部と同じ側
の端部のローラ36が、突部2bの内面の上部に形成した円
形孔38内に軸線周りの回転のみを自由に嵌合され、反対
側のローラ37が、前記した通路30内に嵌入されて一連の
ローラ31の最上方のローラ31に当接されており、この弾
性板35の頂点には作動体40が取り付けられ、その両側に
屈曲を容易にするための切欠き41及び透孔42が形成され
ており、また、上部絶縁体7の上面に、作動体40の下方
への移動を規制するストツパ44が取り付けられている。
次に、本実施例のアクチユエータの作用について説明す
る。
積層形圧電セラミツク10に正の電圧を印加することによ
り積層形圧電セラミツク10が伸長すると、押圧部材32を
介して一連のローラ31の最下方のローラ31が押圧され、
一連のローラ31が通路30に沿つて移動して、最上方のロ
ーラ31が、積層形圧電セラミツク10と同じ変位量で、か
つ、向きを略180度変えて押し出され、これによつて弾
性板35の一方のローラ37に略水平方向の押圧力が加えら
れ、弾性板35がさらに屈曲してその頂点が水平方向に位
置をわずかに固定のローラ36側へ移動しつゝ上方へ移動
する。
こゝに、弾性板35の作動側のローラ37に伝達される変位
量はごく小さいものであるけれども、弾性板35が頂点の
移動方向に対して斜め姿勢を取つており、かつ、頂点の
水平方向の移動がある程度規制されていることから、頂
点は作動側のローラ37の変位量よりも増幅された変位量
で移動するのであり、これを第4図に基づいて説明する
に、弾性板35が押圧される前に角度θだけ傾いてX1Y1間
にあり、弾性板35の作動端が押されてX2Y2間に位置する
とし、弾性板35の作動端の変位量をΔx、弾性板35の頂
点の変位量をΔy、また、変位量Δxと弾性板35の作動
端から頂点までの長さの比をEとして、ΔxとΔyの比
を求めると、 の関係式が得られ、こゝで、E=4×10-3、θ=3°と
した場合に、Δy/Δx=18.5となり、頂点の変位量Δy
は作動端の変位量Δxの18.5倍となる。
従つて、弾性板35の頂点に取り付けられた作動体40が、
積層形圧電セラミツク10の変位量よりも増幅された変位
量で第1図の鎖線位置に前進する。
次に、積層形圧電セラミツク10に負の電圧を印加するこ
とにより積層形圧電セラミツク10が収縮すると、弾性板
35が、その復元弾性力により、一方のローラ37が一連の
ローラ31を押圧して最下方のローラ31が押圧部材32を介
して収縮した積層形圧電セラミツク10の他端に当接する
状態に復帰し、作動体40が第1図の実線位置に後退す
る。
従つて、積層形圧電セラミツク10に高周波の交流電圧を
印加することによつて、作動体40を第1図の鎖線位置と
実線位置の間で高速度で往復駆動させることができる。
また、作動体40が弾性板35に取り付けられているため、
作動体40に衝撃力が加わつたときにこれが弾性板35で吸
収され、衝撃力が積層形圧電セラミツク10に伝達される
おそれがない。
また、調節ねじ21のねじ込み量を変えることによつて、
弾性板35の傾斜角度を変えることができ、これによつて
積層形圧電セラミツク10の変位量の増幅度が変えられ、
作動体40の変位量を調節することが可能である。
なお、上記実施例では、積層形圧電セラミツク10の変位
量を弾性板35に伝達する介挿体として鋼製のローラ31を
複数個連ねたものを用いたが、鋼製のボールを複数個連
ねたもの、あるいは、液体等の軸線方向の伸縮が不能で
可撓性を有する他の介挿体であつても良い。
また、上記実施例では、弾性板35を水平面と略平行に装
置したのであるが、弾性板35を水平面に対して直角姿勢
をなすように起こして使用することも可能であつて、こ
の場合には、作動体40を水平面に沿つて往復運動させる
ことができる。
さらに、上記実施例では、弾性板35を鋼板製としてその
両端に鋼製のローラ36、37を溶接で固定したのである
が、弾性板35をFRP製としてローラ36、37を一体成形す
るようにしても良い。
第5図(a)乃至(e)はアクチユエータの他の実施例
を示し、第5図(a)に示す第2実施例のアクチユエー
タは、弾性板35の一端と他端を、通路30、30a内に収納
した一連のローラ31、31aを介して積層形圧電セラミツ
ク10の同方向の一端と他端に当接したものであり、ま
た、第5図(b)に示す第3実施例のアクチユエータ
は、2本の積層形圧電セラミツク10、10aを両側に配設
して夫々の中央側の端部を固定し、弾性板35の一端と他
端を、一連のローラ31、31aを介して積層形圧電セラミ
ツク10、10aの同方向の端部に当接したものであつて、
これら第2及び第3実施例のアクチユエータは、弾性板
35が両側から押されるため、作動体40を弾性板35の長さ
方向と直角方向に真直に往復駆動させることができる。
第5図(c)に示す第4実施例のアクチユエータは、前
記第1実施例のアクチユエータを基本形とし、積層形圧
電セラミツク10が、一定長の積層形圧電セラミツク10b
を互いに間隔をおいて複数段並列して装置し、一の積層
形圧電セラミツク10bと次段の積層形圧電セラミツク10b
の同方向の端部を、通路30bに収納した一連のローラ31b
の一端と他端に当接し、各積層形圧電セラミツク10bを
一連につないだものからなり、また、第5図(d)に示
す第5実施例のアクチユエータは、前記第5図(a)の
第2実施例を基本形とし、積層形圧電セラミツク10を、
一本の積層形圧電セラミツク10cの両端に、この積層形
圧電セラミツク10cよりも短尺の積層形圧電セラミツク1
0dを複数段並列してローラ31bを介して一連につないだ
ものをさらにつないだ形状としたものであり、また、第
5図(e)に示す第6実施例のアクチユエータは、前記
第5図(b)の第3実施例を基本形とし、積層形圧電セ
ラミツク10及び10aを、夫々複数段並列して装置した積
層形圧電セラミツク10b、10bをローラ31bを介して一連
につないだ形状としたものであつて、これら第4乃至第
6実施例は、積層形圧電セラミツク10または10aの全長
を長くとつたことによつてその変位量を大きくとること
ができ、作動体40をより大きな変位量で駆動することが
可能となる。
次に、前記実施例で示したアクチユエータAを利用した
ステツピングモータの第1実施例を第6図に基づいて説
明する。
51は中心孔52を有し、かつ、外周面の全長にわたつて60
度の間隔で6個の膨出部53を放射状に突設した断面星形
の筒状のボデイであつて、一対の脚55、55に水平姿勢で
取り付けられており、ボデイ51の中心孔52内には筒形の
ロータ56が同心に嵌装されて水平軸周りの回転自由に支
持されており、このロータ56の外周面には、二等辺三角
形をした多数の外周歯57が一定のピツチで連続して形成
されている。
ボデイ51の各膨出部53の内周面には、夫々ロータ56の中
心を向いた案内溝59が全長にわたつて穿設され、各案内
溝59内には、ロータ56との対応面に前記外周歯57と同一
ピツチになる複数個ずつの送り歯61を形成した押圧体60
が、滑り板62を介してロータ56の中心方向の進退自由に
嵌装されており、これらの送り歯61の外周歯57に対する
位置関係は、外周歯57と整合する互いに向き合つた2個
の送り歯61を基準として、その間の2個ずつの送り歯61
が、外周歯57に対する位相のずれを1/3ピツチずつ反時
計方向に順次に増加させるようになつており、互いに向
き合う位置IとIVの送り歯61aが外周歯57と整合してい
ると、互いに向き合う位置IIとVの送り歯61bは1/3ピツ
チ、互いに向き合う位置IIIとVIの送り歯61cは2/3ピツ
チ夫々外周歯57と位相がずれている。
各押圧体60の下面には、前記した積層形圧電セラミツク
を駆動源としたアクチユエータAがボデイ1の軸線方向
に沿つて装置されてボデイ51に固定され、作動体40が押
圧体60の下面に対応されており、その作動体40の前進に
より押圧体60を押し上げて、押圧体60をその送り歯61が
ロータ56の外周歯57とかみ合う位置まで前進させるよう
になつており、また、各押圧体60の長さ方向の両端に内
接するようにして、図示しない押圧体60の復帰用の弾性
リングが嵌合されている。
本実施例のステツピングモータは上記した構造になり、
互いに向き合う位置I及びIVの押圧体60が前進して、送
り歯61aが外周歯57とかみ合つている状態において、送
り歯61bが外周歯57に対して1/3ピツチ位相がずれている
隣りの位置II及びVのアクチユエータAに正の電圧を印
加するとともに、位置I及びIVのアクチユエータAに負
の電圧を印加すると、位置II及びVの押圧体60が前進す
るとともに、位置I及びIVの押圧体60が弾性リングの弾
力で後退し、上記したように、位置II及びVの送り歯61
bは、外周歯57に対して1/3ピツチ位相がずれていて、送
り歯61bの歯先が外周歯57の時計方向の前側の斜面に対
応していることから、送り歯61bの前進行程で、その歯
先が外周歯57の斜面を押して、ロータ6を反時計方向に
1/3ピツチ回転させ、この状態では、その隣りの位置III
及びVIの送り歯61cが外周歯57に対して1/3ピツチ位相が
ずれているから、引続いて、位置III及びVIのアクチユ
エータAに正の電圧を印加して送り歯61cを前進させ、
位置II及びVのアクチユエータAに負の電圧を印加して
送り歯61bを後退させることによつて、ロータ56が再び1
/3ピツチ同方向に回転する。
このように、互いに向き合う位置IとIV、位置IIとV及
び位置IIIとVIのアクチユエータAに対して正の電圧の
印加と負の電圧の印加とを一定のサイクルで繰り返すこ
とによつて、ロータ56を反時計方向に1/3ピツチずつ間
欠回転させることができ、所定の一対の送り歯61が外周
歯57とかみ合つたところで、そのアクチユエータAを正
の電圧が印加された状態に保持すれば、ロータ56を任意
の回転角度で停止させることができる。
また、アクチユエータAは高速応答性に優れているか
ら、順次に位相のずれた高周波の交流電圧を印加するこ
とによつて、ロータ56を円滑に連続回転させることがで
きる。
また、押圧体60が前進して送り歯61の歯先が外周歯57の
斜面に衝き当つたときに、アクチユエータAの作動体40
に衝撃力が加わるのであるが、この衝撃力は弾性板35で
吸収されて積層形圧電セラミツク10に伝達されることが
なく、積層形圧電セラミツク10の損傷によるアクチユエ
ータAの故障が防止でき、ステツピングモータの耐久性
が向上する。
第7図は、積層形圧電セラミツクを駆動源としたアクチ
ユエータAを利用したステツピングモータの第2実施例
を示し、このステツピングモータは、ボデイ71が断面略
正三角形の幅の狭い筒形をなし、その中心孔72内に、前
記第1実施例と同様に、外周面に外周歯74を連続して形
成したロータ73が水平軸周りの回転自由に支持され、ボ
デイ71の内周面における三角形の各辺の中央に対応する
位置に、ロータ73の中心を向いた3個の案内溝75が120
度間隔で形成され、各案内溝75内に、外周歯74に対する
位相のずれが反時計方向に1/3ピツチずつ順次に増加す
る送り歯78をロータ73との対応面に形成した押圧体77
が、ロータ73の中心方向の進退自由に嵌装され、各押圧
体77の下面に、前記したアクチユエータAが三角形の各
辺に沿つた姿勢で装置されてボデイ71に固定され、作動
体40が押圧体77の下面に対応されており、位置I、II及
びIIIのアクチユエータAに対して正の電圧の印加と負
の電圧の印加とを一定のサイクルで繰り返して、各押圧
体77を反時計方向に順次に駆動することにより、ロータ
73を反時計方向に1/3ピツチずつ間欠回転させることが
でき、アクチユエータAがボデイ71の周方向に沿つて装
置されていることから、第1実施例に比べて、ステツピ
ングモータの軸線方向の寸法を小さく取ることができ
る。
なお、上記第1及び第2実施例では、外周歯57及び74が
二等辺三角形になつていて、両側に斜面に形成されてい
るから、押圧体60及び77を各実施例とは逆に時計方向に
順次に駆動すると、ロータ56及び73を時計方向に1/3ピ
ツチずつ回転させることができるのであるが、ロータ56
及び73を一方向にのみ回転させれば良いときには、外周
歯57及び74を一側にのみ斜面を有する鋸歯状としても良
く、さらに、送り歯61及び78の装置個数は2個以上任意
である。
発明の構成及び効果 上記各実施例によつて具体的に説明したように、本発明
の積層形圧電セラミツクを駆動源としたアクチユエータ
は、基体に、長さ方向の略中央部を頂点とする山形に屈
曲した細長い弾性板と、電圧の印加により厚さの変化す
る圧電セラミツクを多数枚積層した細長い積層形圧電セ
ラミツクを略平行に並列して装置し、前記弾性板の一端
を、前記基体に設けた略U字形の通路内に装置した軸線
方向に伸縮不能で可撓性を有する介挿体を介して前記積
層形圧電セラミツクの同方向の一端に当接し、前記弾性
板と前記積層形圧電セラミツクの他端を、前記基体に設
けた各別の突当部にそれぞれ当接し、または、前記積層
形圧電セラミツクの他端若しくは該積層形圧電セラミツ
クと略平行で一端を前記基体に設けた他の突当部に当接
した他の積層形圧電セラミツクの同方向の他端に前記基
体に前記通路とは別に設けた他の通路内に装置した他の
介挿体を介して当接し、前記積層形圧電セラミツク、ま
たは、前記積層形圧電セラミツクと前記他の積層形圧電
セラミツクの伸縮によつて生ずる前記弾性板の前記頂点
の該弾性板の長さ方向と略直角方向の往復運動により該
頂点に係合する作動体を駆動する構成としたことを要旨
とするものであつて、作動体を積層形圧電セラミツクの
長さ方向と直角方向に積層形圧電セラミツクの変位量を
増幅した変位量で往復駆動させることができ、先に提案
されたアクチユエータのように、積層形圧電セラミツク
を作動体の往復動方向に対して斜めに傾ける必要がな
く、また、積層形圧電セラミツクを筒体内に収納する必
要がなくて小嵩にまとめることができるとともに、従来
生じていた積層形圧電セラミツクと作動体及び基体とが
擦り合う音が無くなるため、静かに運転することがで
き、また、作動体に衝撃力が加わつてもそれが弾性板自
身の弾性力が吸収され、衝撃力が積層形圧電セラミツク
に伝わつて損傷するおそれがなくて、アクチユエータの
耐久性を高めることができる効果を奏し、また、本発明
の積層形圧電セラミツクを駆動源としたアクチユエータ
を利用したステツピングモータは、一側若しくは両側に
斜面を有する多数の歯を外周面に設けたロータを筒形の
ボデイ内に回転自由に支持し、該ボデイの内周面に、前
記歯に係合する係合部を有し、かつ、前記ロータの中心
方向への進退自由な複数の押圧体を、前記係合部の前記
歯に対する位相を異ならせて装置するとともに、長さ方
向の略中央部を頂点とする山形に屈曲した細長い弾性板
と、電圧の印加により厚さの変化する圧電セラミツクを
多数枚積層した細長い積層形圧電セラミツクとを略平行
に並列して基体に装置し、前記弾性板の一端を、前記基
体に設けた略U字形の通路内に装置した軸線方向に伸縮
不能で可撓性を有する介挿体を介して前記積層形圧電セ
ラミツクの同方向の一端に当接し、前記弾性板と前記積
層形圧電セラミツクの他端を、前記基体に設けた各別の
突当部にそれぞれ当接し、または、前記積層形圧電セラ
ミツクの他端若しくは該積層形圧電セラミツクと略平行
で一端を前記基体に設けた他の突当部に当接した他の積
層形圧電セラミツクの同方向の他端に、前記基体に前記
通路とは別に設けた他の通路内に装置した他の介挿体を
介して当接し、前記積層形圧電セラミツク、または、前
記積層形圧電セラミツクと前記他の積層形圧電セラミツ
クの伸縮により前記弾性板の前記頂点を該弾性板の長さ
方向と略直角方向に往復運動させるアクチユエータを前
記各押圧体の外側において前記ボデイに固定して前記弾
性板の前記頂点を前記押圧体の外面に対応し、前記押圧
体を順次に前進及び後退させて、該押圧体の前進時に前
記係合部で前記歯の斜面を押圧することにより前記ロー
タを一定角度ずつ回転させる構成としたことを要旨とす
るものであつて、小嵩のアクチユエータを利用したこと
によつて、ステツピングモータ自身を小嵩にまとめるこ
とができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアクチユエータの第1実施例の断面
図、第2図はその分解斜視図、第3図は積層形圧電セラ
ミツクの部分拡大断面図、第4図は作動体の変位増幅の
説明図、第5図(a)乃至(e)はアクチユエータの第
2乃至第6実施例の断面図であり、第6図及び第7図
は、本発明のアクチユエータを利用したステツピングモ
ータの第1実施例及び第2実施例の一部切欠正面図であ
る。 A:アクチユエータ、1:基体、10、10a、10b、10c、10d:
積層形圧電セラミツク、12:セラミツク板、22:突当部
材、30、30a、30b:通路、31、31a、31b:ローラ、35:弾
性板、38:嵌合孔、40:作動体、51、71:ボデイ、56、73:
ロータ、57、74:外周歯、60、77:押圧体、61、78:送り

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基体に、長さ方向の略中央部を頂点とする
    山形に屈曲した細長い弾性板と、電圧の印加により厚さ
    の変化する圧電セラミツクを多数枚積層した細長い積層
    形圧電セラミツクを略平行に並列して装置し、前記弾性
    板の一端を、前記基体に設けた略U字形の通路内に装置
    した軸線方向に伸縮不能で可撓性を有する介挿体を介し
    て前記積層形圧電セラミツクの同方向の一端に当接し、
    前記弾性板と前記積層形圧電セラミツクの他端を、前記
    基体に設けた各別の突当部にそれぞれ当接し、または、
    前記積層形圧電セラミツクの他端若しくは該積層形圧電
    セラミツクと略平行で一端を前記基体に設けた他の突当
    部に当接した他の積層形圧電セラミツクの同方向の他端
    に前記基体に前記通路とは別に設けた他の通路内に装置
    した他の介挿体を介して当接し、前記積層形圧電セラミ
    ツク、または、前記積層形圧電セラミツクと前記他の積
    層形圧電セラミツクの伸縮によつて生ずる前記弾性板の
    前記頂点の該弾性板の長さ方向と略直角方向の往復運動
    により該頂点に係合する作動体を駆動する構成としたこ
    とを特徴とする積層形圧電セラミツクを駆動源としたア
    クチユエータ
  2. 【請求項2】前記積層形圧電セラミツクまたは前記他の
    積層形圧電セラミツクが、積層形圧電セラミツク構成体
    を互いに間隔をおいて複数段並列して装置し、一の前記
    積層形圧電セラミツク構成体と次段の前記積層形圧電セ
    ラミツク構成体の同方向の端部を前記基体に設けた略U
    字形の通路内に装置した軸線方向の伸縮不能で可撓性を
    有する介挿体の一端と他端に当接し、前記各積層形圧電
    セラミツク構成体を一連につないだものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の積層形圧電セラミ
    ツクを駆動源としたアクチユエータ
  3. 【請求項3】一側若しくは両側に斜面を有する多数の歯
    を外周面に設けたロータを筒形のボデイ内に回転自由に
    支持し、該ボデイの内周面に、前記歯に係合する係合部
    を有し、かつ、前記ロータの中心方向への進退自由な複
    数の押圧体を、前記係合部の前記歯に対する位相を異な
    らせて装置するとともに、長さ方向の略中央部を頂点と
    する山形に屈曲した細長い弾性板と、電圧の印加により
    厚さの変化する圧電セラミツクを多数枚積層した細長い
    積層形圧電セラミツクとを略平行に並列して基体に装置
    し、前記弾性板の一端を、前記基体に設けた略U字形の
    通路内に装置した軸線方向に伸縮不能で可撓性を有する
    介挿体を介して前記積層形圧電セラミツクの同方向の一
    端に当接し、前記弾性板と前記積層形圧電セラミツクの
    他端を、前記基体に設けた各別の突当部にそれぞれ当接
    し、または、前記積層形圧電セラミツクの他端若しくは
    該積層形圧電セラミツクと略平行で一端を前記基体に設
    けた他の突当部に当接した他の積層形圧電セラミツクの
    同方向の他端に、前記基体に前記通路とは別に設けた他
    の通路内に装置した他の介挿体を介して当接し、前記積
    層形圧電セラミツク、または、前記積層形圧電セラミツ
    クと前記他の積層形圧電セラミツクの伸縮により前記弾
    性板の前記頂点を該弾性板の長さ方向と略直角方向に往
    復運動させるアクチユエータを前記各押圧体の外側にお
    いて前記ボデイに固定して前記弾性板の前記頂点を前記
    押圧体の外面に対応し、前記押圧体を順次に前進及び後
    退させて、該押圧体の前進時に前記係合部で前記歯の斜
    面を押圧することにより前記ロータを一定角度ずつ回転
    させる構成としたことを特徴とする積層形圧電セラミツ
    クを駆動源としたアクチユエータを利用したステツピン
    グモータ
JP59226415A 1984-10-26 1984-10-26 積層形圧電セラミツクを駆動源としたアクチユエータ及び該アクチユエータを利用したステツピングモータ Expired - Lifetime JPH06101939B2 (ja)

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