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公開番号2025147624
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024047966
出願日2024-03-25
発明の名称圧電アクチュエータ
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10N 30/20 20230101AFI20250930BHJP()
要約【課題】低電圧で十分な変位量を確保できる圧電アクチュエータを提供する。
【解決手段】圧電アクチュエータ1は、板状の圧電素子2及び圧電素子2に接合された振動板3を含む圧電部4を備え、圧電部4は、圧電素子2への駆動電圧が非印加の状態において、圧電素子2側が凹となるように反っている。圧電部が予め凹状に反っていることで、駆動電圧を印加した場合に圧電部が更に凹状に反り易くなる。したがって、この圧電アクチュエータでは、低電圧で十分な変位量を確保できる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
板状の圧電素子及び前記圧電素子に接合された振動板を含んで構成される圧電部を備え、
前記圧電部は、前記圧電素子への駆動電圧が非印加の状態において、前記圧電素子側が凹となるように反っている、圧電アクチュエータ。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記圧電素子への駆動電圧が非印加の状態において、前記圧電部の反り量は、前記振動板の厚さよりも大きくなっている、請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記圧電素子に駆動電圧が印加された場合の前記圧電部の反り量は、前記圧電素子への駆動電圧が非印加の状態における前記圧電部の反り量よりも大きくなる、請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記圧電部は、長手方向の寸法が異なる複数の圧電素子を前記寸法が大きい順に前記振動板に積層することによって構成されている、請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記圧電素子の両面には、金属メッキ膜による電極が設けられている、請求項１記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記電極は、前記圧電素子の輪郭よりも内側の領域に配置されている、請求項５記載の圧電アクチュエータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電アクチュエータに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
圧電素子は、逆電圧効果によって変形する特性を有し、電気信号を物理的な変形に変換する圧電アクチュエータとして利用されている（例えば特許文献１参照）。圧電アクチュエータの利用先としては、例えば圧電弁が挙げられる。圧電弁は、例えば工場などで用いられる圧縮空気の配管に取り付けられ、当該配管内の圧力を一定に保つ機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１３３３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧電弁などに利用される圧電アクチュエータは、ベンディング素子とも称され、板状の圧電素子に振動板を取り付けた状態で所定の駆動電圧を印加することで、圧電素子及び振動板が凸状或いは凹状に変形するようになっている。しかしながら、従来の圧電アクチュエータでは、凸状及び凹状の変形がバランス良く生じるように設計されており、特定の方向に大きく変形させる場合には、高い駆動電圧を印加する必要があった。
【０００５】
本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、低電圧で十分な変位量を確保できる圧電アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の要旨は、以下に示すとおりである。
【０００７】
［１］板状の圧電素子及び前記圧電素子に接合された振動板を含んで構成される圧電部を備え、前記圧電部は、前記圧電素子への駆動電圧が非印加の状態において、前記圧電素子側が凹となるように反っている、圧電アクチュエータ。
【０００８】
この圧電アクチュエータでは、圧電素子への駆動電圧が非印加の状態において、圧電素子側が凹となるように圧電部が反っている。圧電部が予め凹状に反っていることで、駆動電圧を印加した場合に圧電部が更に凹状に反り易くなる。したがって、この圧電アクチュエータでは、低電圧で十分な変位量を確保できる。
【０００９】
［２］前記圧電素子への駆動電圧が非印加の状態において、前記圧電部の反り量は、前記振動板の厚さよりも大きくなっている、［１］記載の圧電アクチュエータ。圧電素子への駆動電圧が非印加の状態において、圧電部に十分な反り量を付加しておくことで、低電圧でより大きな変位量を確保できる。
【００１０】
［３］前記圧電素子に駆動電圧が印加された場合の前記圧電部の反り量は、前記圧電素子への駆動電圧が非印加の状態における前記圧電部の反り量よりも大きくなる、［１］又は［２］記載の圧電アクチュエータ。圧電素子に駆動電圧が印加された場合の圧電部の反りの方向を、圧電素子への駆動電圧が非印加の状態での圧電部の反りの方向と一致させることで、低電圧でより大きな変位量を確保できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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