JPH01144690A - 積層圧電アクチュエータ - Google Patents
積層圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH01144690A JPH01144690A JP62304239A JP30423987A JPH01144690A JP H01144690 A JPH01144690 A JP H01144690A JP 62304239 A JP62304239 A JP 62304239A JP 30423987 A JP30423987 A JP 30423987A JP H01144690 A JPH01144690 A JP H01144690A
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- Japan
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- laminated piezoelectric
- piezoelectric element
- piezoelectric actuator
- liquid
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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。
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、積層圧電アクチュエータに関し、特に、圧電
素子の伸縮量を液体梃子の原理で拡大し、同時に温度変
化によるドリフトを封入液の体積を考慮することによっ
て軽減させた積層圧電アクチュエータに関する。
素子の伸縮量を液体梃子の原理で拡大し、同時に温度変
化によるドリフトを封入液の体積を考慮することによっ
て軽減させた積層圧電アクチュエータに関する。
従来の技術
最近開発された積層圧電アクチュエータ素子（以下圧電
素子と称す）の代表例として、日本電気株式会社製のＡ
ＥＯ５０５ＤＩＧがある。この圧電素子は外形寸法５
（Ｗ） Ｘ ５ （Ｄ） Ｘ ２０（Ｈ）ｍｉで、板厚
０ 、 Ｉ １５ｍｏ＋の圧電材料ＰＺＴ（チタン酸ジ
ルコン酸鉛）に電極を挟んで、高さ２０ｍｍまで積重ね
たものであり、ＰＺＴ板や電極は一体に焼結されている
。
素子と称す）の代表例として、日本電気株式会社製のＡ
ＥＯ５０５ＤＩＧがある。この圧電素子は外形寸法５
（Ｗ） Ｘ ５ （Ｄ） Ｘ ２０（Ｈ）ｍｉで、板厚
０ 、 Ｉ １５ｍｏ＋の圧電材料ＰＺＴ（チタン酸ジ
ルコン酸鉛）に電極を挟んで、高さ２０ｍｍまで積重ね
たものであり、ＰＺＴ板や電極は一体に焼結されている
。
この圧電素子は１５０Ｖの最高駆動電圧をかけると約１
６μｍ伸びる。伸びられないように拘束して電圧をかけ
ると約８５ｋｇｆの力を発生する。この圧電素子の耐電
圧は３００ｖである。約１６μｍという微少な伸ひは、
ＩＣ製造用のマスク合わせ等には最適な伸びストローク
ではあるが、一般の用途には小さすぎる。例えばドツト
式プリンタのドツトワイヤを動かそうとすると、ストロ
ークは１６μｍの約１００倍程度必要とする。偏位を拡
大するために、１０倍×１倍程度の２段式の拡大梃子を
使用して、ドツトプリンタとして実用化している。
６μｍ伸びる。伸びられないように拘束して電圧をかけ
ると約８５ｋｇｆの力を発生する。この圧電素子の耐電
圧は３００ｖである。約１６μｍという微少な伸ひは、
ＩＣ製造用のマスク合わせ等には最適な伸びストローク
ではあるが、一般の用途には小さすぎる。例えばドツト
式プリンタのドツトワイヤを動かそうとすると、ストロ
ークは１６μｍの約１００倍程度必要とする。偏位を拡
大するために、１０倍×１倍程度の２段式の拡大梃子を
使用して、ドツトプリンタとして実用化している。
又、不幸にも、圧電素子の線膨張係数αニー６ＰＰＭ／
’Ｃである。普通の材料はほとんどがプラスの線膨張係
数を持っているので、温度の影響を受けないように設計
するのは非常に難しい。
’Ｃである。普通の材料はほとんどがプラスの線膨張係
数を持っているので、温度の影響を受けないように設計
するのは非常に難しい。
この温度特性を改善する代表的な方法として、パイプ２
２（第１Ｂ図参照）用にインバーのような低線膨張係数
β＝ １．２ＰＰＭ／ °Ｃの特殊材料を使用する場合
もあるが、それても圧電素子の線膨張係数αニー６ＰＰ
Ｍ／’Ｃが打消し切れないので、たとえば圧電素子■０
１（第１Ｂ図参照）を廃止して、その代用として、ステ
ンレススチール５ＵＳ３０４を使用Ｌ、等価的に圧電素
子を３本積み重ねた長さしの圧電素子柱の見掛の線膨張
係数をインバーの線膨張係数β： １．２ＰＰＭ／ ℃
に合わせる方法が採用されている。その代り圧電素子部
の長さか短くなるので、最大偏位ΔＬＩｌは当然減少す
る。
２（第１Ｂ図参照）用にインバーのような低線膨張係数
β＝ １．２ＰＰＭ／ °Ｃの特殊材料を使用する場合
もあるが、それても圧電素子の線膨張係数αニー６ＰＰ
Ｍ／’Ｃが打消し切れないので、たとえば圧電素子■０
１（第１Ｂ図参照）を廃止して、その代用として、ステ
ンレススチール５ＵＳ３０４を使用Ｌ、等価的に圧電素
子を３本積み重ねた長さしの圧電素子柱の見掛の線膨張
係数をインバーの線膨張係数β： １．２ＰＰＭ／ ℃
に合わせる方法が採用されている。その代り圧電素子部
の長さか短くなるので、最大偏位ΔＬＩｌは当然減少す
る。
発明が解決しようとする問題点
前述したように、圧電素子を利用した積層圧電アクチュ
エータは圧電素子の伸びが小さいために、充分なストロ
ークを得ることができず、又圧電素子の線膨張係数が負
のために、温度の影響を受けて安定した積層圧電アクチ
ュエータを得ることができなかった。
エータは圧電素子の伸びが小さいために、充分なストロ
ークを得ることができず、又圧電素子の線膨張係数が負
のために、温度の影響を受けて安定した積層圧電アクチ
ュエータを得ることができなかった。
本発明は従来の技術に内在する」１記欠点を解消するた
めになされたものであり、従って本発明の目的は、圧電
素子の微少な伸びを液体梃子によって拡大すると同時に
、線膨張係数の差による温度ドリフトを封入液の体積を
考慮することによって除去することを可能とした新規な
積層圧電アクチュエータを提供することにある。
めになされたものであり、従って本発明の目的は、圧電
素子の微少な伸びを液体梃子によって拡大すると同時に
、線膨張係数の差による温度ドリフトを封入液の体積を
考慮することによって除去することを可能とした新規な
積層圧電アクチュエータを提供することにある。
問題点を解決するための手段
」−述の従来技術の問題点を解決するために、本発明に
よる積層圧電アクチュエータは、第１図に示されるよう
に、一端が固定された柱状積層圧電素子（１０１，１０
２，１０３）の他端にを効面積ＡＩの第１のシール要素
（ダイヤフラム）を取付けると共に該第１のシール要素
ＩＯに近接させて有効面積Ａ２の第２のシール要素５を
配設し、上記シール要素ＩＯと上記第２のシール要素（
ベローズ）５の間に構成される体積Ｖの液封空間に封入
液（シリコンオイル等）１４を封入し、上記柱状積層圧
電素子（１０１，１０２，１０３）の伸びを上記封入液
１４を介して上記第２のシール要素５のストロークに変
換した横成を用いる。
よる積層圧電アクチュエータは、第１図に示されるよう
に、一端が固定された柱状積層圧電素子（１０１，１０
２，１０３）の他端にを効面積ＡＩの第１のシール要素
（ダイヤフラム）を取付けると共に該第１のシール要素
ＩＯに近接させて有効面積Ａ２の第２のシール要素５を
配設し、上記シール要素ＩＯと上記第２のシール要素（
ベローズ）５の間に構成される体積Ｖの液封空間に封入
液（シリコンオイル等）１４を封入し、上記柱状積層圧
電素子（１０１，１０２，１０３）の伸びを上記封入液
１４を介して上記第２のシール要素５のストロークに変
換した横成を用いる。
好ましくは、上記体積Ｖの液封空間の体積は後記（７）
式の関係を満足させる。
式の関係を満足させる。
実施例
第１Ａ図、第１Ｂ図は本発明による積層圧電アクチュエ
ータを流量制御用バルブに取り付けた場合の一実施例の
平面図と、第１Ａ図のＡ−Ａ’線に沿った断面図である
。
ータを流量制御用バルブに取り付けた場合の一実施例の
平面図と、第１Ａ図のＡ−Ａ’線に沿った断面図である
。
第１Ａ図、第１Ｂ図を参照するに、参照番号１はブロッ
ク状のボディであり、中央に流量制御用メカニズムが入
る大きな穴があけられている。流量Ｑは流入孔２から入
り、流出口２′から流出する。３はノズルであり、ベロ
ーズ５の伸縮によりノズル３とフラッパ４間のギャップ
が変り、流量Ｑを調整する。カラー８とフランジ９とで
ダイヤフラム１０を挟み、接合部１１にて溶接され、カ
ラー８とフランジ９は一体化されている。カラー８の中
央部にベローズ５の上端が仕切板１３と共に接合部＋２
で溶接されている。図示しない封入口から、シリコンオ
イル等の封入液１４がベローズ５とダイ−〇− ヤフラムＩＯ間に形成される封入空間に封入される。
ク状のボディであり、中央に流量制御用メカニズムが入
る大きな穴があけられている。流量Ｑは流入孔２から入
り、流出口２′から流出する。３はノズルであり、ベロ
ーズ５の伸縮によりノズル３とフラッパ４間のギャップ
が変り、流量Ｑを調整する。カラー８とフランジ９とで
ダイヤフラム１０を挟み、接合部１１にて溶接され、カ
ラー８とフランジ９は一体化されている。カラー８の中
央部にベローズ５の上端が仕切板１３と共に接合部＋２
で溶接されている。図示しない封入口から、シリコンオ
イル等の封入液１４がベローズ５とダイ−〇− ヤフラムＩＯ間に形成される封入空間に封入される。
キャップスクリュ１５でフランジ９を締めつけると、０
リングＩＧ、 １７かつぶれて、流体のリークを防止す
る。
リングＩＧ、 １７かつぶれて、流体のリークを防止す
る。
ダイヤフラムｌＯ上のキャップＩＬＩ−に圧電素子１０
１．１０２，１０３の３個が積み重ねられ、接着剤１９
で接着されている。圧電素子１０３のコーテイング材２
０の一部をはがしたところを図示している。圧電素子内
には薄板状のＰＺＴ板と正負の電極板２Ｉが数百板積み
重ねられて焼結されている。正極同志と負極同志が圧電
素子内で接続されている。加えられた駆動電圧は一枚の
ＰＺＴ板にそのままかかり、大きな電界強度となり、板
厚方向の圧電歪を発生する。
１．１０２，１０３の３個が積み重ねられ、接着剤１９
で接着されている。圧電素子１０３のコーテイング材２
０の一部をはがしたところを図示している。圧電素子内
には薄板状のＰＺＴ板と正負の電極板２Ｉが数百板積み
重ねられて焼結されている。正極同志と負極同志が圧電
素子内で接続されている。加えられた駆動電圧は一枚の
ＰＺＴ板にそのままかかり、大きな電界強度となり、板
厚方向の圧電歪を発生する。
参照番号２２はパイプであり、下端は接合部２３でフラ
ンジ９に溶接されている。パイプ２２の上端部にはねじ
が切られ、ヘッドキャップ２４がねじ込まれて圧電素子
１０３の上端と接する。参照番号２５はベンドキャップ
２４用のロックナツトであり、参照番号２６は圧電素子
＋０３の位置決めキャップである。
ンジ９に溶接されている。パイプ２２の上端部にはねじ
が切られ、ヘッドキャップ２４がねじ込まれて圧電素子
１０３の上端と接する。参照番号２５はベンドキャップ
２４用のロックナツトであり、参照番号２６は圧電素子
＋０３の位置決めキャップである。
参照番号２７はシリコンゴム等で構成されたクツション
材である。このクツション材２７はアクチュエータが机
上より落丁したような場合に、衝撃力で圧電素子１０１
−１０３か折損するのを防止すると同時に、圧電素子１
０１−１０３が直列に接続されて長くなっているので、
長柱状の圧電素子の圧縮力による座屈を防止している。
材である。このクツション材２７はアクチュエータが机
上より落丁したような場合に、衝撃力で圧電素子１０１
−１０３か折損するのを防止すると同時に、圧電素子１
０１−１０３が直列に接続されて長くなっているので、
長柱状の圧電素子の圧縮力による座屈を防止している。
クツション材２７は必ずしも不可欠の要素ではない。
フラッパ４を上へ押上げているスプリング６は封入液１
４の圧力を負圧にしないためのものである時には真空に
近い圧力でバルブが使用される場合かある。この場合ス
プリング６が無いと、封入液１４内で気泡が発生し、誤
動作をする場合があるので、その防止用として入ってい
る。完全に真空脱ガスした封入液１４を使用すれば、そ
の必要はない。
４の圧力を負圧にしないためのものである時には真空に
近い圧力でバルブが使用される場合かある。この場合ス
プリング６が無いと、封入液１４内で気泡が発生し、誤
動作をする場合があるので、その防止用として入ってい
る。完全に真空脱ガスした封入液１４を使用すれば、そ
の必要はない。
次に作用を説明するに、長さ２０ｍｍの圧電素子を３本
積み重ねた長さをＬとすれば、ｌ、 ＝ ＧＯｎｏｎに
なる。最大駆動電圧１５０ＶＤＣをかけると最大伸びΔ
Ｌｍは、 ΔＬｍ＝ＩＧμｏ＋Ｘ３＝４８μｚｏｏｓ（１）この最
大伸びΔＬｌｌ＋：４８μｍだけ、有効面積ＡＩのダイ
ヤフラムｌＯが下方へ押される。封入液１４の体積弾性
係数は非常に太きいから、封入液１４の体積圧縮分は無
視できる。したがって、第２のシール要素であるベロー
ズ５の有効面積をＡ２とすれば、フラッパ４の下方への
偏位ΔＬｌは近似的に、Δ Ｌｌ −モΔＬ鶏 （
ＡＩ ／Ａ２ ） ・ ・ 拳 （２）第１Ｂ図の
場合には大体、ダイヤフラムｌＯの有効面積ＡＩはベロ
ーズ５の有効面積Ａ２の１０倍になっているので、フラ
ッパ４の下方への偏位ΔＬｌは１０倍されて ΔＬ１＝ΔＬｏ＋ Ｘ１Ｏ＝４８０ｍ Ｘ１Ｏ＝４８０
ｕｒｎ： ０．４８＋＋＋ｍ・・＃ （３） 約０．５ｍｍのフラッパ４の偏位が得られる。これだけ
のストロークがあれば、大部分の用途に使用できる。
積み重ねた長さをＬとすれば、ｌ、 ＝ ＧＯｎｏｎに
なる。最大駆動電圧１５０ＶＤＣをかけると最大伸びΔ
Ｌｍは、 ΔＬｍ＝ＩＧμｏ＋Ｘ３＝４８μｚｏｏｓ（１）この最
大伸びΔＬｌｌ＋：４８μｍだけ、有効面積ＡＩのダイ
ヤフラムｌＯが下方へ押される。封入液１４の体積弾性
係数は非常に太きいから、封入液１４の体積圧縮分は無
視できる。したがって、第２のシール要素であるベロー
ズ５の有効面積をＡ２とすれば、フラッパ４の下方への
偏位ΔＬｌは近似的に、Δ Ｌｌ −モΔＬ鶏 （
ＡＩ ／Ａ２ ） ・ ・ 拳 （２）第１Ｂ図の
場合には大体、ダイヤフラムｌＯの有効面積ＡＩはベロ
ーズ５の有効面積Ａ２の１０倍になっているので、フラ
ッパ４の下方への偏位ΔＬｌは１０倍されて ΔＬ１＝ΔＬｏ＋ Ｘ１Ｏ＝４８０ｍ Ｘ１Ｏ＝４８０
ｕｒｎ： ０．４８＋＋＋ｍ・・＃ （３） 約０．５ｍｍのフラッパ４の偏位が得られる。これだけ
のストロークがあれば、大部分の用途に使用できる。
一方、溶接の容易さ等の関係で、パイプ２２はステンレ
ス材である５ＵＳ３０４が使用されることが多い、ステ
ンレススチール５ＵＳ３０４の線膨張係数β＝１８．４
ＰＰｍ／℃である。圧電素子１０１ 、１０２ 、１０
３の線膨張係数α＝−６ＰＰ＋＋＋／’Ｃであるから、
圧電素子１０１゜１０２．１０３の駆動電圧が一定の条
件で温度をΔｔ℃上昇させると、圧電素子の下端の温度
による上昇偏位ΔＬ２は ΔＬ２＝Ｌ（β−α）Δｔ・・・（４）Δｔ＝１０℃の
温度上昇で Δｔ−３０°Ｃ程度になると、圧電素子の下端の温度に
よる−１−昇偏位ΔＬ２は、駆動電圧をかけた場合の最
大伸びΔＬｍと同じ程度になる。すなわち、１５０Ｖの
駆動電圧で圧電素子の下端か４８μｍ下方に延びたが、
３０°Ｃの温度」１昇により、上方への同程度の偏位を
生じ、駆動電圧による電圧素子の伸びΔＬｍは打消され
てしまう。この温度−上昇による圧電素子の下端の温度
による偏位ΔＬ２を封入液体１４の体積膨張により吸収
する。
ス材である５ＵＳ３０４が使用されることが多い、ステ
ンレススチール５ＵＳ３０４の線膨張係数β＝１８．４
ＰＰｍ／℃である。圧電素子１０１ 、１０２ 、１０
３の線膨張係数α＝−６ＰＰ＋＋＋／’Ｃであるから、
圧電素子１０１゜１０２．１０３の駆動電圧が一定の条
件で温度をΔｔ℃上昇させると、圧電素子の下端の温度
による上昇偏位ΔＬ２は ΔＬ２＝Ｌ（β−α）Δｔ・・・（４）Δｔ＝１０℃の
温度上昇で Δｔ−３０°Ｃ程度になると、圧電素子の下端の温度に
よる−１−昇偏位ΔＬ２は、駆動電圧をかけた場合の最
大伸びΔＬｍと同じ程度になる。すなわち、１５０Ｖの
駆動電圧で圧電素子の下端か４８μｍ下方に延びたが、
３０°Ｃの温度」１昇により、上方への同程度の偏位を
生じ、駆動電圧による電圧素子の伸びΔＬｍは打消され
てしまう。この温度−上昇による圧電素子の下端の温度
による偏位ΔＬ２を封入液体１４の体積膨張により吸収
する。
説明を簡単にするために、圧電素子柱を取外したものと
仮定する。封入液の体積をＶとし、体積膨張係数をγと
すると、Δｔ′Ｃの温度」−昇で体積かΔＶ＝γＶΔｔ
たけ増加する。フラッパ４を固−１〇− 定しておけば、ダイヤフラム１０は有効面積かＡＩであ
るから、ダイヤフラムの偏位ΔＬｄはΔＬｄ＝γＶΔｔ
／Ａｌ ・・・（５）式（４）、（，５）の圧電素子の
下端の偏位ΔＬ２とダイヤフラムの偏位ΔＬｄを等しく
なるように設計すると、次の関係を得る。
仮定する。封入液の体積をＶとし、体積膨張係数をγと
すると、Δｔ′Ｃの温度」−昇で体積かΔＶ＝γＶΔｔ
たけ増加する。フラッパ４を固−１〇− 定しておけば、ダイヤフラム１０は有効面積かＡＩであ
るから、ダイヤフラムの偏位ΔＬｄはΔＬｄ＝γＶΔｔ
／Ａｌ ・・・（５）式（４）、（，５）の圧電素子の
下端の偏位ΔＬ２とダイヤフラムの偏位ΔＬｄを等しく
なるように設計すると、次の関係を得る。
Ｌ（β−α）＝γＶ／Ａ＋ ・・・（６）この関数関
係を守るように設計すれば、温度の影響を打消し合う。
係を守るように設計すれば、温度の影響を打消し合う。
（６）式をＶに関して解けば、ＬＡ ／ （β−α）
Ｖ−□ ・・・（７）
γ
実例として、ダイヤフラム１０の有効直径１．５０ｎ＋
とじ、封入液としてトーレ株式会社製シリコンオイル５
１１２００（１００ｃｓ）を使用するものとすると、γ
：９［１ｌ１０ＰＰ／’Ｃになる。封入体積■は少し小
さすぎるが、デエッドスペーサ等を液中に入れて封入空
間を上記のようにするのは容易である。
とじ、封入液としてトーレ株式会社製シリコンオイル５
１１２００（１００ｃｓ）を使用するものとすると、γ
：９［１ｌ１０ＰＰ／’Ｃになる。封入体積■は少し小
さすぎるが、デエッドスペーサ等を液中に入れて封入空
間を上記のようにするのは容易である。
尚、圧電素子側のシール要素として、ダイヤフラムｌＯ
を使用したのは、スペースをとらす、廉価にするために
使用しただけであり、ベローズであってももちろんかま
わない。同じようなことが、ノズル側のベローズ５に関
しても言える。当然ベローズの代りにダイヤフラムても
かまわないか、この部分のストロークか大きいので、ベ
ローズの方が応力が低くなり設計しやすい。ダイヤフラ
ム■０とベローズ５のストロークは上下同一方向とした
が、ベローズ５を横向きにして、横方向向きの仕事をさ
せてもかまわない。
を使用したのは、スペースをとらす、廉価にするために
使用しただけであり、ベローズであってももちろんかま
わない。同じようなことが、ノズル側のベローズ５に関
しても言える。当然ベローズの代りにダイヤフラムても
かまわないか、この部分のストロークか大きいので、ベ
ローズの方が応力が低くなり設計しやすい。ダイヤフラ
ム■０とベローズ５のストロークは上下同一方向とした
が、ベローズ５を横向きにして、横方向向きの仕事をさ
せてもかまわない。
第１Ｂ図のような構造のバルブはノーマルオープン形と
呼ばれている。電源ＯＦＦ時にノズル３きフラッパ４が
開になるためである。構造を変更することにより、容易
にノーマルクローズ形に変更できる。
呼ばれている。電源ＯＦＦ時にノズル３きフラッパ４が
開になるためである。構造を変更することにより、容易
にノーマルクローズ形に変更できる。
第１Ｂ図のようにノズル３からフラッパ４の方へ流れる
流し方は外向き流れと呼ばれる。逆方向に流した場合に
は内向き流れとなる。用途によりどちらの方向に流して
もよい。フラッパの代りにポペット弁等を動作させても
効果は同じである。
流し方は外向き流れと呼ばれる。逆方向に流した場合に
は内向き流れとなる。用途によりどちらの方向に流して
もよい。フラッパの代りにポペット弁等を動作させても
効果は同じである。
第１Ａ図、第１Ｂ図は本発明の一実施例として流量制御
バルブを説明したのに過ぎない。たとえば、ベローズ５
のストロークでドツトマトリックス式の印字用打点ワイ
ヤを動作させてもかまわない。
バルブを説明したのに過ぎない。たとえば、ベローズ５
のストロークでドツトマトリックス式の印字用打点ワイ
ヤを動作させてもかまわない。
ノズル３とフラッパ４のギャップを故意に小さく組立て
て、圧電素子に過大な駆動電圧を加えると、ますノズル
３とフラッパ４がつき当り、次に封入液圧が上昇して過
大圧力となり、ベローズやダイヤフラムを破損すること
がある。電気的に最大電圧を制限すると同時に、機械的
組立にも注意を要する。必要に応じて、過大な力を発生
しないような安全装置を追加することができる。
て、圧電素子に過大な駆動電圧を加えると、ますノズル
３とフラッパ４がつき当り、次に封入液圧が上昇して過
大圧力となり、ベローズやダイヤフラムを破損すること
がある。電気的に最大電圧を制限すると同時に、機械的
組立にも注意を要する。必要に応じて、過大な力を発生
しないような安全装置を追加することができる。
発明の効果
本発明は以上の如（構成され、作用するものであり、本
発明によれば、容易に圧電素子のストロークを増大させ
ると共に、封入液の体積を加減することにより、温度に
よりドリフトを生ずることのないアクチュエータが得ら
れ、実用上の効果が非常に大きい。
発明によれば、容易に圧電素子のストロークを増大させ
ると共に、封入液の体積を加減することにより、温度に
よりドリフトを生ずることのないアクチュエータが得ら
れ、実用上の効果が非常に大きい。
インバー等の特殊材料を使用しない点でも生産−Ｌ有利
である。電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効
率が５０％近くもあり、発熱が少く、レスポンスの速い
点も従来の電磁式アクチュエータよりも優れている。
である。電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効
率が５０％近くもあり、発熱が少く、レスポンスの速い
点も従来の電磁式アクチュエータよりも優れている。
第１Ａ図は本発明の一実施例を示す平面図、第１Ｂ図は
第１Ａ図のＡＡ’線に沿って切断し矢印の方向に見た断
面図である。 １０１．ボディ、２−、、’？ａ人孔、２’ 、、、流
出孔３１１．ノズル、４．、、フラッパ、５．、、ベロ
ーズ６１１．スプリング、８．、、カラー、９００．フ
ランジ、１０．、、ダイヤフラム、＋１．１２．、、接
合部、１３８．、仕切板、１４．、、封入液、＋５．、
、キャップスクリュ、ｌ１ｌｉ、１．７．、、 Ｏリン
グ、＋８．、、キャップ、１９１．、接着剤、２０．、
、コーテイング材、２１．、、電極板、２２．、、パイ
プ、２３．、、溶接部、２４．、、ヘッドキャップ、２
５．、、ロックナツト、２Ｅｉ、、、キャップ２７、、
、クツション材、＋０１ 、＋０２ 、＋０３１．、、
積層圧電素子、Ａ１．、、第１のシール要素（ダイヤフ
ラム）の有効面積、Ａ２ 、、、第２のシール要素（ベ
ローズ）の有効面積、Ｑ、、、流量、Ｌ、、、圧電素子
を積み重ねた長さ、ΔＬｍ、、、最大の伸び、ΔＬ、１
．フランパ４の下方への偏位、ΔＬ２．．．圧電素子の
下端の偏位、Ｖ、、、封入液体積、ΔＬｄ。 ９．ダイヤフラムの偏位
第１Ａ図のＡＡ’線に沿って切断し矢印の方向に見た断
面図である。 １０１．ボディ、２−、、’？ａ人孔、２’ 、、、流
出孔３１１．ノズル、４．、、フラッパ、５．、、ベロ
ーズ６１１．スプリング、８．、、カラー、９００．フ
ランジ、１０．、、ダイヤフラム、＋１．１２．、、接
合部、１３８．、仕切板、１４．、、封入液、＋５．、
、キャップスクリュ、ｌ１ｌｉ、１．７．、、 Ｏリン
グ、＋８．、、キャップ、１９１．、接着剤、２０．、
、コーテイング材、２１．、、電極板、２２．、、パイ
プ、２３．、、溶接部、２４．、、ヘッドキャップ、２
５．、、ロックナツト、２Ｅｉ、、、キャップ２７、、
、クツション材、＋０１ 、＋０２ 、＋０３１．、、
積層圧電素子、Ａ１．、、第１のシール要素（ダイヤフ
ラム）の有効面積、Ａ２ 、、、第２のシール要素（ベ
ローズ）の有効面積、Ｑ、、、流量、Ｌ、、、圧電素子
を積み重ねた長さ、ΔＬｍ、、、最大の伸び、ΔＬ、１
．フランパ４の下方への偏位、ΔＬ２．．．圧電素子の
下端の偏位、Ｖ、、、封入液体積、ΔＬｄ。 ９．ダイヤフラムの偏位
Claims (4)
- （１）．一端が固定された柱状積層圧電素子の他端に有
効面積Ａ１の第１のシール要素を取付けると共に該第１
のシール要素に近接して有効面積Ａ２の第２のシール要
素を配設し、上記第１のシール要素と上記第２のシール
要素との間に構成される体積Ｖの液封空間に封入液を封
入し、上記柱状積層圧電要素の伸びを上記封入液を介し
て上記第２のシール要素のストロークに変換したことを
特徴とする積層圧電アクチュエータ。 - （２）．特許請求の範囲第（１）項に記載の積層圧電ア
クチュエータにおいて、上記圧電素子の線膨張係数をα
、パイプの線膨張係数をβ、上記封入液の体積膨張係数
をγ、上記柱状積層圧電素子の積層長さをＬとした場合
に、上記体積Ｖの液封空間の体積が次式 Ｖ＝｛ＬＡ／（β−α）｝／γ の関係を満足させたことを更に特徴とする積層圧電アク
チュエータ。 - （３）．特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に
記載の積層圧電アクチュエータにおいて、上記有効面積
Ａ１≧有効面積Ａ２としたことを更に特徴とする積層圧
電アクチュエータ。 - （４）．特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または
第（３）項に記載の積層圧電アクチュエータにおいて、
上記第２のシール要素のストロークでフラッパおよびノ
ズルを動作させて流量制御したことを更に特徴とする積
層圧電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62304239A JPH01144690A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 積層圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62304239A JPH01144690A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 積層圧電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01144690A true JPH01144690A (ja) | 1989-06-06 |
| JPH0519391B2 JPH0519391B2 (ja) | 1993-03-16 |
Family
ID=17930671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62304239A Granted JPH01144690A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 積層圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01144690A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0410591U (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-29 | ||
| JPH0468571U (ja) * | 1990-10-25 | 1992-06-17 | ||
| JPH0758370A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-03-03 | Nec Corp | 圧電アクチュエータ |
| JPH10275018A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Hitachi Metals Ltd | マスフローコントローラ |
| JP2005513334A (ja) * | 2001-12-05 | 2005-05-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 燃料噴射弁 |
| JP2008032445A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Sii Nanotechnology Inc | 圧電アクチュエータおよびそれを用いた走査型プローブ顕微鏡 |
| WO2011001603A1 (ja) | 2009-06-29 | 2011-01-06 | パナソニック株式会社 | アルカリ乾電池 |
| JP2014011337A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電アクチュエータ |
| JP2014193035A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電アクチュエータ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5185390A (ja) * | 1974-10-03 | 1976-07-26 | Physics Int Co | |
| JPS61149991U (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-16 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62304239A patent/JPH01144690A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2011001603A1 (ja) | 2009-06-29 | 2011-01-06 | パナソニック株式会社 | アルカリ乾電池 |
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| JP2014193035A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電アクチュエータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519391B2 (ja) | 1993-03-16 |
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