(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の圧電素子を補強板に貼り付け、前記圧電素子に所定の電圧を印加することによって前記補強板に屈曲変位を生じさせる圧電アクチュエータであって、
前記補強板の一部が、前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための電導路として用いられることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
平板状の圧電素子を補強板に貼り付け、前記圧電素子に所定の電圧を印加することによって前記補強板に屈曲変位を生じさせる圧電アクチュエータであって、
前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための電導路が前記補強板の一部に形成され、
前記補強板の屈曲状態を制御することによって、前記補強板に形成された電導路が、前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための回路を導通させ、もしくは当該回路を切断し、または当該回路の一部を前記圧電素子を駆動するための信号とは異なるさらに別の信号を伝達するための回路と導通させることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記補強板は樹脂と金属からなる積層体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記樹脂は液晶ポリマー樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記補強板は１枚の樹脂シートの表裏面にそれぞれ導体が設けられた構造を有し、前記導体のいずれか一方が前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための電導路として用いられることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記補強板は樹脂シートの内部および表裏面にそれぞれ導体が設けられた構造を有し、前記樹脂シートの表裏面にそれぞれ前記圧電素子が貼り付けられ、前記樹脂シートの内部に設けられた導体が前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための電導路として用いられていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
前記補強板に形成された、前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための電導路と隣り合うように別の電導路が設けられ、
前記別の電導路を接地電位とすることで、前記補強板に形成された前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための電導路がシールドされることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、信号伝達用回路におけるオン／オフスイッチや切替スイッチ、各種のセンサ等に用いられる圧電アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧電アクチュエータの一形態として、図８（ａ）に示すように、薄板状の圧電板９１の両主面に電極９２ａ・９２ｂが形成され、圧電板９１の厚み方向に分極処理が施された圧電素子９３を、シム材と呼ばれる所定の厚みを有する薄い金属板９４の主面の一方に貼り付けてなるモノモルフ素子９０が知られている。モノモルフ素子９０の長手方向の一端は、固定手段９６を用いて所定位置に固定される。
【０００３】
モノモルフ素子９０は、例えば、圧電板９１の分極の向きと同じ向きに電界を加えると、厚み−縦変位によって圧電板９１の厚みが厚くなるように、かつ、逆に厚み−横変位によって圧電板９１の長手方向長さが短くなるような変位を生ずる。このとき、圧電素子９３が金属板９４に貼り付けられているために、圧電素子９３側の円弧の内側となるような屈曲変位が生ずる（図８（ｂ））。
【０００４】
また、圧電板９１の分極方向とは逆の方向に電界を加えると、圧電板９１の厚みが薄くなるように、かつ、圧電板９１の長手方向長さが伸長するような変位を生じ、この場合には、圧電素子９３側が円弧の外側となるような屈曲変位が生ずる（図８（ｃ））。モノモルフ素子９０の先端部の変位量は圧電素子９３に印加する電圧によって制御することができるため、モノモルフ素子９０は、位置決め装置やスイッチング素子に用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモノモルフ素子９０においては、シム材として金属板９４を用いることが、いわば常識とされていた。この場合には、金属板９４は圧電素子９３に形成された一方の電極９２ｂに圧電素子９３を駆動するための信号を送る電導路として用いられるために、金属板９４を圧電素子９３の駆動信号とは異なる別の信号を伝達するための回路（以下、単に「信号伝達用回路」という）を構成する電導路の一部として用いることは不可能である。つまり、モノモルフ素子９０をスイッチング素子として用いる場合には、例えば、モノモルフ素子９０の先端部の変位を利用して信号伝達用回路をオン／オフする別のスイッチを動作させる必要があり、モノモルフ素子９０自体が信号伝達用回路における信号伝達のための電導路（電導路）を有するものではなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、圧電アクチュエータ自体を信号伝達回路の一部として用いて、信号伝達用回路のオン／オフ動作や切替動作等を可能とした圧電アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、平板状の圧電素子を補強板に貼り付け、前記圧電素子に所定の電圧を印加することによって前記補強板に屈曲変位を生じさせる圧電アクチュエータであって、
前記補強板の一部が、前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための電導路として用いられることを特徴とする圧電アクチュエータ、が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、平板状の圧電素子を補強板に貼り付け、前記圧電素子に所定の電圧を印加することによって前記補強板に屈曲変位を生じさせる圧電アクチュエータであって、
前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための電導路が前記補強板の一部に形成され、
前記補強板の屈曲状態を制御することによって、前記補強板に形成された電導路が、前記圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための回路を導通させ、もしくは当該回路を切断し、または当該回路の一部を前記圧電素子を駆動するための信号とは異なるさらに別の信号を伝達するための回路と導通させることを特徴とする圧電アクチュエータ、が提供される。
【０００９】
このような本発明の圧電アクチュエータにおいては、圧電アクチュエータ自体が、例えば、圧電素子を駆動するための信号とは異なる信号を伝達するための回路（信号伝達用回路）のオン／オフスイッチとして機能するために、従来必要であった圧電アクチュエータによってオン／オフ動作が行われるスイッチを別途設ける必要がない。こうして、回路の小型化が可能となる。補強板としては樹脂と金属とを積層した積層体を用いることが好ましく、特に、樹脂としては液晶ポリマー樹脂が好適に用いられる。このような樹脂と金属からなる積層体を補強板として用いることによって、圧電アクチュエータの駆動時の制振性を高めることが可能であり、圧電アクチュエータをオン／オフスイッチとして用いた場合に、オン／オフ接点におけるチャタリングを防止することができる。
【００１０】
補強板は樹脂シートの表裏面にそれぞれ金属箔等の導体が貼り合わされたものを用いることが好ましく、この場合において、一方の導体を信号伝達用の電導路として用いることができる。補強板として、樹脂シートの内部および表裏面にそれぞれ導体が設けられた構造を有するものを用いた場合には、樹脂シートの表裏にそれぞれ圧電素子を貼り付けて、樹脂シートの内部に設けられた導体を信号伝達用の電導路として用いることができる。補強板に形成された信号伝達用の電導路と隣り合うように別の電導路を設けて、これら別の電導路を接地電位とすると、補強板に形成された信号伝達用の電導路が遮蔽（シールド）され、信号伝達をより確実に行うことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、圧電アクチュエータを信号伝達用回路のオン／オフスイッチまたは切替スイッチとして用いた場合を例として、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の圧電アクチュエータの一実施形態であるモノモルフ素子１０の構造を示す断面図であり、モノモルフ素子１０を駆動していない状態を示している。また、図２は図１に示したモノモルフ素子１０を駆動させた状態を示す側面図である。
【００１２】
モノモルフ素子１０は補強板１１の表面に圧電素子１２が貼り付けられた構造を有し、補強板１１は樹脂シート１３の表裏面にそれぞれ金属箔（金属板）１４ａ・１４ｂが貼り合わされた積層構造を有している。また、圧電素子１２は、所定厚みを有する平板状の圧電体１５の表裏面に電極１６ａ・１６ｂが形成された構造を有している。補強板１１の長手方向（Ｘ方向）の一端には固定治具１９が取り付けられており、圧電素子１２に所定の電圧を印加してモノモルフ素子１０を駆動させたときには、固定治具１９が取り付けられていない他端が略Ｚ方向に変位するようになっている。
【００１３】
図１に示すように、電極１６ａ・１６ｂが接地電位（後述するように電極１６ｂは金属箔１４ａと同電位となる）に保持され、モノモルフ素子１０が駆動していない状態においては、金属箔１４ｂは回路Ｂに接続（導通）されている接点部材１７ａと接触している。金属箔１４ｂは常に回路Ａと接続されているために、図１に示した状態においては、回路Ａと回路Ｂとが金属箔１４ｂを介して接続され、金属箔１４ｂが回路Ａと回路Ｂの電導路として機能している。
【００１４】
図２に示すように、圧電素子１２の電極１６ａ・１６ｂ間に所定の直流電圧を印加した場合において、圧電素子１２において圧電体１５における分極の向きと印加した電界の向きが一致するときには、圧電素子１２が厚み−横効果によって長手方向に縮むために、補強板１１の先端がＺ方向の圧電素子１２側に移動するようにモノモルフ素子１０全体が屈曲変位する。このモノモルフ素子１０の屈曲変位によって、金属箔１４ｂが接点部材１７ａから離れて、回路Ａと回路Ｂとは切断された状態となる。
【００１５】
図２の状態から電極１６ａ・１６ｂを同電位としてモノモルフ素子１０を図１に示した状態に戻すことにより、金属箔１４ｂと接点部材１７ａとを接触させて回路Ａと回路Ｂを接続することができる。このようにモノモルフ素子１０は、それ自体が、回路Ａと回路Ｂとの間の接続／切断動作（オン／オフ動作）を行うスイッチとして機能する。
【００１６】
従来はモノモルフ素子の変位によって、モノモルフ素子とは別に設けられたオン／オフスイッチを動作させることで回路のオン／オフ動作を行っていたが、モノモルフ素子１０を用いることで、別途、オン／オフスイッチを設ける必要がなくなり、回路構成を簡単なものとして、安価に小型の回路を構成することが可能となる。
【００１７】
次に、モノモルフ素子１０の構成部材について説明する。樹脂シート１３の材料としては液晶ポリマー樹脂等を挙げることができる。液晶ポリマー樹脂を用いた場合には、熱融着によって金属箔１４ａ・１４ｂを貼り合わせることが可能であるために、接着剤を用いて樹脂シート１３に金属箔１４ａ・１４ｂを貼り合わせる場合と比較すると、樹脂シート１３と金属箔１４ａ・１４ｂとが剥離し難く、信頼性が高められる。
【００１８】
金属箔１４ａ・１４ｂとしては銅箔が好適に用いられるが、アルミニウム箔等であってもよい。金属箔１４ａ・１４ｂの厚みは、例えば、１０〜１００μｍ程度のものを用いることができる。液晶ポリマー樹脂シートに銅箔を貼り合わせた積層体シートは、いわゆるプリント配線基板として入手も容易であることから、このような積層体シートを用いることで生産コストの低減や生産性の向上を図ることができる。
【００１９】
モノモルフ素子１０の補強板１１として、樹脂と金属という弾性率の異なる材料を厚み方向に積層した構造を有するものを用いることで、共振振動の発生が抑制されて制振性が高められ、駆動応答性を向上させることができる。こうしてモノモルフ素子１０の制振性が高められると、モノモルフ素子１０を駆動した際に、金属箔１４ｂが接点部材１７ａに対して断続的に接するチャタリング現象の発生を抑制することができ、金属箔１４ｂと接点部材１７ａとの接触状態を安定させることができる。
【００２０】
圧電体１５としては、高い圧電特性を有するチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電セラミックスが好適に用いられる。電極１６ａ・１６ｂは、板状の圧電セラミックスの表裏面にそれぞれ銀ペースト等の電極ペーストをスクリーン印刷法等を用いて印刷し、焼成することで形成することができる。電極１６ａ・１６ｂの厚みは、スクリーン印刷法を用いる場合には一般的に２〜８μｍとされる。
【００２１】
圧電素子１２の補強板１１への貼り付けには、樹脂接着剤が用いられ、この樹脂接着剤は絶縁性でも導電性でもよい。絶縁性接着剤を用いた場合には、電極１６ｂと金属箔１４ａとが一部で接触するように接着層の厚みを薄くする。こうして電極１６ｂと金属箔１４ａとが導通する。なお、図１および図２には、この樹脂接着剤によって形成される接着層は図示していない。圧電素子１２の補強板１１への接着は、圧電素子１２における圧電体１５の分極が行われた後に、分極の向きを考慮して行う。
【００２２】
次に、本発明の圧電アクチュエータの別の実施の形態について説明する。図３は、先に図１に示したモノモルフ素子１０を用いた場合の金属箔１４ｂと接点部材１７ａとの接触をより確実に行う形態を示す説明図である。金属箔１４ｂが接点部材１７ａと接するモノモルフ素子１０の先端部に、金属箔１４ａ側から補強板１１を接点部材１７ａに押し付けるように、所定の押圧力を印加した状態とすることで、金属箔１４ｂと接点部材１７ａとの接触状態を安定させることができる。
【００２３】
モノモルフ素子１０を駆動させたときに、金属箔１４ｂが接点部材１７ａから離れる程度に、この押圧力の大きさをモノモルフ素子１０の発生力よりも小さくしておけば、特に、押圧力を変化させる機構を設ける必要はない。この押圧力を与える部材としては、例えば、バネや重石等を挙げることができる。また、エアーシリンダ等を用いて、モノモルフ素子１０の駆動に合わせて、押圧力を変化させる形態とすることもできる。
【００２４】
モノモルフ素子１０における金属箔１４ｂには、所定のパターンを形成することが可能である。図４（ａ）は、樹脂シート１３の裏面に電導路２１と、電導路２１を挟んで２本のシールド線２２ａ・２２ｂが形成されたモノモルフ素子１０ａを樹脂シート１３の裏面側から見た図である。電導路２１の支持部材１９側は回路Ａと常時接続されており、電導路２１の接点部材１７ａ側はモノモルフ素子１０ａの駆動状態に応じて、回路Ｂに接続されている接点部材１７ａと接触または離隔可能となっている。シールド線２２ａ・２２ｂは接地電位に保持する。これにより、電導路２１は外部からの電磁波等によるノイズ等の影響を受け難くなるため、回路Ａと回路Ｂとの間での信号伝達の精度が高められる。
【００２５】
図４（ｂ）は、樹脂シート１３の裏面に電導路２３ａ・２３ｂと、電導路２３ａ・２３ｂを挟んで２本のシールド線２４ａ・２４ｂが形成されたモノモルフ素子１０ｂを、樹脂シート１３の裏面側から見た図であり、電導路２３ａ・２３ｂの支持部材１９側はそれぞれが回路Ａと常時接続されており、電導路２３ａ・２３ｂの接点部材側は、モノモルフ素子１０ｂの駆動状態に応じて、回路Ｂと別々に接続されている接点部材１７ａ・１７ａ´と接触または離隔可能となっている。
【００２６】
モノモルフ素子１０ｂにおいても、モノモルフ素子１０ａと同様に、シールド線２４ａ・２４ｂを接地電位に保持することで、電導路２３ａ・２３ｂが外部からの電磁波等によるノイズ等の影響を受け難くなり、回路Ａと回路Ｂとの間での正確な信号伝達が可能となる。なお、電導路２３ａ・２３ｂの間にさらにシールド線を設けて、このシールド線をも接地電位に保持することも、より好ましい。また、電導路２３ａについては、回路Ａと回路Ｂの間のオン／オフ動作に用いるが、電導路２３ｂについては、別の回路、例えば、回路Ｃと回路Ｄとの間のオンオフ動作に用いる構成とすることもできる。
【００２７】
図４（ａ）・（ｂ）に示した電導路２１等のパターンは、例えば、モノモルフ素子１０を構成する金属板１４ｂの所定位置をマスキングし、エッチング処理することで簡単に形成することができる。
【００２８】
図５は、本発明の圧電アクチュエータのさらに別の実施の形態であるバイモルフ素子３０の概略構造を示す断面図である。バイモルフ素子３０は、補強板３１と補強板３１の表裏面に貼り付けられた圧電素子３２ａ・３２ｂから構成されており、その一端は保持部材１９ａによって保持されている。補強板３１は、金属箔３４を樹脂シート３３ａ・３３ｂで挟み、樹脂シート３３ａの表面に金属箔３５ａを、樹脂シート３３ｂの表面に金属箔３５ｂをそれぞれ貼り合わせた積層構造を有している。
【００２９】
樹脂シート３３ｂのＸ方向端部には、内部に金属が充填されまたはその内面が金属でコーティング等されたスルーホール３６ａ・３６ｂが形成されており、このスルーホール３６ａを介して金属箔３４と導通する金属箔３７ａと、スルーホール３６ｂを介して金属箔３４と導通する金属箔３７ｂが、それぞれ樹脂シート３３ｂの表面に貼り合わされている。金属箔３７ａ・３７ｂは、金属箔３５ｂとは絶縁されている。
【００３０】
補強板３１は、例えば、樹脂シート３３ｂに金属箔３５ｂが貼り合わされて所定の位置に金属で充填されたスルーホール３６ａ・３６ｂが形成されたプリント配線基板と、樹脂シート３３ａに金属箔３５ａが貼り合わされたプリント配線基板との間に、金属箔３４を挟み込んで、樹脂シート３３ａ・３３ｂと金属箔３４とを熱融着することによって作製することができる。
【００３１】
圧電素子３２ａ・３２ｂは、先に図１に示した圧電素子１２と同じ構造を有するが、図５においては細部の構造を省略している。図５では、金属箔３７ｂが接点部材１７ａと接触している状態が示されているが、バイモルフ素子３０においては、例えば、圧電素子３２ａを構成する圧電体がＸ方向に縮むように電圧を印加するときには、圧電素子３２ｂを構成する圧電体がＸ方向に延びるように電圧を印加すれば、金属箔３７ｂが接点部材１７ａから離隔するように、バイモルフ素子３０を屈曲変位させることができる。こうして、バイモルフ素子３０を回路Ａと回路Ｂとの間のオン／オフスイッチとして動作させることができる。
【００３２】
図６は、図５に示したバイモルフ素子３０において樹脂シート３３ａの端部にも金属が充填されまたは内面が金属でコーティング等されたスルーホール３６ｃが形成され、このスルーホール３６ｃと導通する金属箔３７ｃが樹脂シート３３ａの表面に貼り合わされたバイモルフ素子３０ａの概略断面図である。金属箔３７ｂ側には、回路Ｂに接続されている接点部材１７ａが配置され、金属箔３７ｃ側には、回路Ｃに接続されている接点部材１７ｂが配置されている。
【００３３】
図６に示した状態においては、バイモルフ素子３０ａは駆動されておらず、回路Ａは、回路Ｂと回路Ｃのいずれとも接続されていない。図６に示した状態から、バイモルフ素子３０ａを接点部材１７ａ側に屈曲させると、接点部材１７ａと金属箔３７ｂとが接触して、回路Ａと回路Ｂとを導通させることができる。一方、図６に示した状態から、バイモルフ素子３０ａを接点部材１７ｂ側に屈曲させると、接点部材１７ｂと金属箔３７ｃとが接触して、回路Ａと回路Ｃとを接続させることができる。このようにバイモルフ素子３０ａは、切替スイッチとして用いることが可能である。
【００３４】
なお、バイモルフ素子３０ａを駆動していない状態においては、金属箔３７ｂが接点部材１７ａに常時接触した状態にあるようにして、バイモルフ素子３０ａを所定量変位させて、金属箔３７ｂと接点部材１７ａが離隔し、かつ、金属箔３７ｃと接点部材１７ｂも離隔した状態とすることで、回路Ａ〜回路Ｃをそれぞれ独立させることもできる。この場合において、さらにバイモルフ素子３０ａを所定量変位させることによって、金属箔３７ｃを接点部材１７ｂに接触させて、回路Ａと回路Ｃとを接続させることもできる。
【００３５】
図７は、バイモルフ素子の別の実施形態であるバイモルフ素子３０ｂの構造を示す説明図であり、図７（ａ）はバイモルフ素子３０ｂに用いられている補強板４１の構造を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）中の線ＡＡにおけるバイモルフ素子３０ｂのＺ−Ｘ面の断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）中の線ＢＢにおけるバイモルフ素子３０ｂのＺ−Ｘ面の断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）中の線ＣＣにおけるバイモルフ素子３０ｂのＺ−Ｘ面の断面図である。
【００３６】
バイモルフ素子３０ｂを構成する補強板４１は、互いに導通していない２枚の金属箔４３ａ・４３ｂが２枚の樹脂シート４２ａ・４２ｂの間に挟まれた構造を有している。樹脂シート４２ａには金属箔４３ａと導通するスルーホール４４ａ・４４ｂがＸ方向の端部に形成されており、樹脂シート４２ｂには金属箔４３ｂと導通するスルーホール４５ａ・４５ｂがＸ方向の端部に形成されている。
【００３７】
スルーホール４４ａは樹脂シート４２ａの表面に設けられた金属箔４６ａと導通し、スルーホール４４ｂは樹脂シート４２ａの表面に設けられた金属箔４６ｂと導通しており、金属箔４６ａは回路Ａと常時接続された状態にある。また、スルーホール４５ａは樹脂シート４２ｂの表面に設けられた金属箔４７ａと導通し、スルーホール４５ｂは樹脂シート４２ｂの表面に設けられた金属箔４７ｂと導通しており、金属箔４７ａは回路Ｄと常時接続された状態にある。
【００３８】
樹脂シート４２ａの表面には、金属箔４６ａ・４６ｂと絶縁された金属箔４８ａが貼り合わされ、また、樹脂シート４２ｂの表面には、金属箔４７ａ・４７ｂと絶縁された金属箔４８ｂが貼り合わされており、金属箔４８ａ・４８ｂにはそれぞれ圧電素子４９ａ・４９ｂが貼り付けられている。
【００３９】
このような構造を有するバイモルフ素子３０ｂにおいては、例えば、バイモルフ素子３０ｂを駆動していない状態では、回路Ａと回路Ｂがそれぞれ別の回路とは接続されていない状態に保持することができる。そして、バイモルフ素子３０ｂを、圧電素子４９ａ側に屈曲するように駆動したときに、金属箔４６ｂが回路Ｂに接続されている接点部材１７ａに接触することが可能な構成（図７（ｂ）参照）とすることにより、回路Ａと回路Ｂを接続することができる。一方、バイモルフ素子３０ｂを、圧電素子４９ｂ側に屈曲するように駆動したときに、金属箔４７ｂが回路Ｃに接続されている接点部材１７ｂに接触することが可能な構成（図７（ｄ）とすることにより、回路Ｃと回路Ｄを接続することができる。
【００４０】
以上、本発明の圧電アクチュエータの実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、モノモルフ素子１０ａ・１０ｂにおいて形成されたシールド線は、バイモルフ素子３０にも適用して形成することができることはいうまでもない。また、モノモルフ素子１０の金属箔１４ｂに所定のパターンを形成してモノモルフ素子１０ａ・１０ｂとしたように、バイモルフ素子３０における金属箔３４に所定のパターンを形成してオンオフ動作を行う回路数を増すことも可能である。
【００４１】
さらに、上記実施の形態においては、圧電アクチュエータオン／オフスイッチとして用いた場合について説明したが、本発明の圧電アクチュエータは、各種のセンサとして用いることも可能である。例えば、モノモルフ素子１０が図１に示した状態から所定の外力を受けることによって図２に示す状態となった場合には、回路Ａと回路Ｂとが切断されるため、この回路の切断を検知することで、モノモルフ素子１０を外力検知センサとして用いることが可能である。この場合において、圧電素子１２に発生する電荷を計測することで、モノモルフ素子１０に作用した外力の大きさを測定することも可能であり、部品点数も少なくすることができるために小型のセンサを実現することができる。
【００４２】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の圧電アクチュエータによれば、圧電アクチュエータ自体が、例えば、信号伝達用回路のオン／オフスイッチとして機能するために、従来必要であった圧電アクチュエータによってオン／オフ動作が行われるスイッチを別途設ける必要がない。こうして信号伝達用回路の小型化が可能となるという効果が得られる。また、補強板として樹脂と金属とを積層した積層体を用いることで、圧電アクチュエータの駆動時の制振性を高めることが可能である。つまり、圧電アクチュエータをオン／オフスイッチとして用いた場合に、オン／オフ接点におけるチャタリングが防止され、オン／オフ動作の信頼性を高めることが可能となる。さらに、補強板としてプリント配線基板を用いることで、安価に信頼性に優れた圧電アクチュエータを提供することができる。本発明の圧電アクチュエータはセンサとしても用いることが可能であり、小型のセンサを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電アクチュエータの一実施形態であるモノモルフ素子の概略構造を示す断面図。
【図２】図１記載のモノモルフ素子を駆動させた状態を示す側面図。
【図３】図１記載のモノモルフ素子の別の配設形態を示す断面図。
【図４】本発明の圧電アクチュエータの別の実施形態であるモノモルフ素子の構造をその補強板の裏面側から見た説明図。
【図５】本発明の圧電アクチュエータのさらに別の実施形態であるバイモルフ素子の構造を示す断面図。
【図６】本発明の圧電アクチュエータのさらに別の実施形態であるバイモルフ素子の構造を示す断面図。
【図７】バイモルフ素子に用いられる補強板の平面図およびこの補強板を用いたバイモルフ素子の構造を示す断面図。
【図８】従来のモノモルフ素子の構造を示す断面図。
【符号の説明】
１０・１０ａ・１０ｂ；モノモルフ素子
１１・３１・４１；補強板
１２・３２ａ・３２ｂ・４９ａ・４９ｂ；圧電素子
１３・３３ａ・３３ｂ・４２ａ・４２ｂ；樹脂シート
１４ａ・１４ｂ・３４・３５ａ・３５ｂ・３７ａ・３７ｂ・３７ｃ・４３ａ・４３ｂ・４６ａ・４６ｂ・４７ａ・４７ｂ・４８ａ・４８ｂ；金属箔
１５；圧電体
１６ａ・１６ｂ；電極
１７ａ・１７ａ´・１７ｂ；接点部材
１９・１９ａ；固定治具
２１・２３ａ・２３ｂ；電導路
２２ａ・２２ｂ・２４ａ・２４ｂ；シールド線
３０・３０ａ・３０ｂ；バイモルフ素子
３６ａ・３６ｂ・３６ｃ・４４ａ・４４ｂ・４５ａ・４５ｂ；スルーホール
９０；モノモルフ素子
９１；圧電板
９２ａ・９２ｂ；電極
９３；圧電素子
９４；金属板
９６；固定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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