JPH0199672A - 電歪駆動装置の制御方法 - Google Patents
電歪駆動装置の制御方法Info
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- JPH0199672A JPH0199672A JP25577387A JP25577387A JPH0199672A JP H0199672 A JPH0199672 A JP H0199672A JP 25577387 A JP25577387 A JP 25577387A JP 25577387 A JP25577387 A JP 25577387A JP H0199672 A JPH0199672 A JP H0199672A
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- Japan
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- electrostrictive
- laminates
- voltage
- displacement
- laminate
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
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、セラミック試料等の曲げ疲労を検査するため
の繰返し疲労試験装置等、変位の付与を要する機構に適
用される電歪駆動装置の制御方法に関する。
の繰返し疲労試験装置等、変位の付与を要する機構に適
用される電歪駆動装置の制御方法に関する。
〈発明が解決しようとする課題〉
電歪駆動装置として、作動部の上下に一対の電歪積層体
を配設して、その駆動端を作動部に対置し１両電歪積層
体を一方が上昇し、他方が伸張する駆動タイミングによ
り伸縮させ、前記作動部に往復昇降変位を付与するよう
にしたものが提案され得る。
を配設して、その駆動端を作動部に対置し１両電歪積層
体を一方が上昇し、他方が伸張する駆動タイミングによ
り伸縮させ、前記作動部に往復昇降変位を付与するよう
にしたものが提案され得る。
本発明は、かかる構成にあって、その変位を可及的に増
大し得る制御方法の提供を目的とするものである。
大し得る制御方法の提供を目的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、作動部の上下に分極された電歪素子を積層し
てなる一対の電歪積層体を配設して、その駆動端を作動
部に対置するとともに、上下の電歪積層体に、正電圧の
絶対値が、負電圧の絶対値を上まわる交番電圧を、相互
に位相が逆となるように印加し、かつ電圧解除状態で、
該駆動端相互に間隙を形成し、さらには非駆動時には、
相互に伸張して前記ｒ１！ＩＰＩｌを埋める電圧印加を
施したことを特徴とするものである。
てなる一対の電歪積層体を配設して、その駆動端を作動
部に対置するとともに、上下の電歪積層体に、正電圧の
絶対値が、負電圧の絶対値を上まわる交番電圧を、相互
に位相が逆となるように印加し、かつ電圧解除状態で、
該駆動端相互に間隙を形成し、さらには非駆動時には、
相互に伸張して前記ｒ１！ＩＰＩｌを埋める電圧印加を
施したことを特徴とするものである。
く作用〉
前記した作動部の上下に配置された一対の電歪ｊＡ層屠
体伸縮量は印加電圧に比例するが、負電圧は電歪素子の
分極方向と逆電圧となるから、該負電圧の絶対値が大き
いと、分極破壊を生ずる。このため、負電圧の絶対値を
分極電圧以下とし、かつ正電圧の絶対値を負電圧の絶対
値以上とする。
体伸縮量は印加電圧に比例するが、負電圧は電歪素子の
分極方向と逆電圧となるから、該負電圧の絶対値が大き
いと、分極破壊を生ずる。このため、負電圧の絶対値を
分極電圧以下とし、かつ正電圧の絶対値を負電圧の絶対
値以上とする。
これにより、前記電歪積層体は、電圧の非印加状態を基
準とすると、伸張量が、収縮量よりも大となる。
準とすると、伸張量が、収縮量よりも大となる。
ところで、前記非印加状態で、上下の電歪ａ屠体の駆動
端を作動部に′５接する配置を施すと、交番電圧に印加
に伴い、伸張側の電歪積層体の駆動端が、作動部を介し
て、他方の収縮側の電歪ａ屠体の作動端を、過剰伸張分
に対応する圧力で強圧し、相互に内部ストレスが発生し
て、素子破壊がおきる。そこで、その過剰分の間隔分だ
け非印加状態で、駆動端間に間隙を生ずるようにする。
端を作動部に′５接する配置を施すと、交番電圧に印加
に伴い、伸張側の電歪積層体の駆動端が、作動部を介し
て、他方の収縮側の電歪ａ屠体の作動端を、過剰伸張分
に対応する圧力で強圧し、相互に内部ストレスが発生し
て、素子破壊がおきる。そこで、その過剰分の間隔分だ
け非印加状態で、駆動端間に間隙を生ずるようにする。
これにより、相互の伸縮が内部応力を生ずることなく施
され、作動部の往復変位を生ずる。
され、作動部の往復変位を生ずる。
尚、非印加状態では、前記間隙により電歪積層体の駆動
端間で、作動部を保持することができないので、非作動
状態では、電歪積層体相互に間隙を埋めることができる
伸張量を生じさるように、相互に正電圧を印加する。
端間で、作動部を保持することができないので、非作動
状態では、電歪積層体相互に間隙を埋めることができる
伸張量を生じさるように、相互に正電圧を印加する。
而で、上下で隣接する電歪積層体の伸縮位相が逆となる
駆動タイミングで電圧印加すると、前記作動部は往復昇
降変位を付与され、このため、該作動部に被駆動体を連
結すれば、該被駆動体に大きな往復変位を生じさせるこ
とができる。
駆動タイミングで電圧印加すると、前記作動部は往復昇
降変位を付与され、このため、該作動部に被駆動体を連
結すれば、該被駆動体に大きな往復変位を生じさせるこ
とができる。
〈実施例〉
第１．２図は、梃子の原理を利用した変位拡大機構に本
発明を適用したものである。
発明を適用したものである。
ここで上下の保持面１．１には、その上下で対設した一
対の電歪積層体２ａ、２ｂ及び電歪積層体２ｃ 、２ｄ
がその駆動端３を内側に向けて保持されている。
対の電歪積層体２ａ、２ｂ及び電歪積層体２ｃ 、２ｄ
がその駆動端３を内側に向けて保持されている。
前記電歪積層体２ａ、２ｂ及び電歪積層体２ｃ、２ｄの
各駆動端３間には、作動杆５の作動部５ａが介装され、
前記電歪積層体２ａ、２％（２ｂ 、 ２ ｄ） １ｌ
ｆｌで、支軸６が両側面から突出して枢支される。また
前記支軸６の両側及び表裏には電歪ｖ１層体２ａ、２ｂ
、２ｃ、２ｄ（７）各駆動端３と対向する位置で当接法
７が埋め込まれる。さらにまたこの作動杆５の他端部は
被駆動体に連係される出力端部５ｂとしている。
各駆動端３間には、作動杆５の作動部５ａが介装され、
前記電歪積層体２ａ、２％（２ｂ 、 ２ ｄ） １ｌ
ｆｌで、支軸６が両側面から突出して枢支される。また
前記支軸６の両側及び表裏には電歪ｖ１層体２ａ、２ｂ
、２ｃ、２ｄ（７）各駆動端３と対向する位置で当接法
７が埋め込まれる。さらにまたこの作動杆５の他端部は
被駆動体に連係される出力端部５ｂとしている。
前記電歪積層体２ａ、２ｂ及び電歪積層体２ｃ、２ｄは
、圧電複合材料または圧ＴＩｔ磁器材料からなり、厚み
方向に分極された図中四枚の電歪素子ｌＯを幅方向に電
気的並列状にして積重ねてなり、その積層方向と直交す
る端部に耐摩耗性材料を固定してこれを前記駆動端３と
している。かがる構成にあっては、各電歪素子１０に交
番電圧を印加すると、この歪が重畳して厚み方向に伸縮
するが、この伸縮はポアソン比の関係によって、圧電定
数ｄ ｆｆｌのモードにより駆動端３の伸縮をもたらす
。
、圧電複合材料または圧ＴＩｔ磁器材料からなり、厚み
方向に分極された図中四枚の電歪素子ｌＯを幅方向に電
気的並列状にして積重ねてなり、その積層方向と直交す
る端部に耐摩耗性材料を固定してこれを前記駆動端３と
している。かがる構成にあっては、各電歪素子１０に交
番電圧を印加すると、この歪が重畳して厚み方向に伸縮
するが、この伸縮はポアソン比の関係によって、圧電定
数ｄ ｆｆｌのモードにより駆動端３の伸縮をもたらす
。
この構成の前記電歪積層体２ａ、２ｂ及び電歪積層体２
ｃ 、２ｄにあって、圧電定数ｄ ３１は小さいが、比
較的低電圧で、小ａ層枚数でも充分大きな変位を達成す
ることができる。また、前記ａ層方向にあっては、各電
歪素子ｌＯは接着剤により接合しているので、該積層方
向の引張力によって植層面の剥離を生じ易く、引張力に
は弱いが、前記したように、積層方向と直交する圧電定
数ｄ ３１のモードを使用しているから、引張力に対し
ても強い。
ｃ 、２ｄにあって、圧電定数ｄ ３１は小さいが、比
較的低電圧で、小ａ層枚数でも充分大きな変位を達成す
ることができる。また、前記ａ層方向にあっては、各電
歪素子ｌＯは接着剤により接合しているので、該積層方
向の引張力によって植層面の剥離を生じ易く、引張力に
は弱いが、前記したように、積層方向と直交する圧電定
数ｄ ３１のモードを使用しているから、引張力に対し
ても強い。
そして、前記ＨＡ駆動端は当接法７に接触し、かつ電歪
積層体２ａ、２ｄが伸張すると、電歪積層体２ｂ、２ｃ
が収縮する電圧印加タイミングを電圧印加手段１２によ
って付与することにより、前記作動杆５は支軸６を中心
として揺動し、作動杆５の出力端部に大きな往復変位が
発生する。
積層体２ａ、２ｄが伸張すると、電歪積層体２ｂ、２ｃ
が収縮する電圧印加タイミングを電圧印加手段１２によ
って付与することにより、前記作動杆５は支軸６を中心
として揺動し、作動杆５の出力端部に大きな往復変位が
発生する。
この電圧印加手段１２による電圧制御の一例を第３．４
図について説明する。
図について説明する。
上下で対向する電歪１１に履体２ａ、２ｂ及び２ｃ、２
ｄには、位相を反転させた電圧を印加する。このとき、
各電歪素子１０に分極方向と逆の負の高電圧を印加する
と、分極が消滅若しくは逆分極されるから、伸張方向（
正電圧）で例えば１０００Ｖ／ｍｍ、収縮方向（負電圧
）で例えば２５０Ｖ／５ｌ（７）印加を施す、この電圧
配分は第４図に示すように、交流電圧の零基準を負側に
偏位させる制御により達成される。
ｄには、位相を反転させた電圧を印加する。このとき、
各電歪素子１０に分極方向と逆の負の高電圧を印加する
と、分極が消滅若しくは逆分極されるから、伸張方向（
正電圧）で例えば１０００Ｖ／ｍｍ、収縮方向（負電圧
）で例えば２５０Ｖ／５ｌ（７）印加を施す、この電圧
配分は第４図に示すように、交流電圧の零基準を負側に
偏位させる制御により達成される。
そしてこれに対応して電歪積層体２ａ、２ｂ及び２ｃ
、２ｄの全長を２０ｍｍとすると、収縮変位量を２ｍｍ
、伸張変位量を８ｍｍとなる等、伸張変位量が収縮変位
量に比して大きくなるが、この変位差によって内部応力
を生じないように、電歪積層体２ａ、２ｂ及び２ｃ 、
２ｄには電圧を解除した状態で約８ｍ璽の間隔（第３図
イ参照）を生じさせる。
、２ｄの全長を２０ｍｍとすると、収縮変位量を２ｍｍ
、伸張変位量を８ｍｍとなる等、伸張変位量が収縮変位
量に比して大きくなるが、この変位差によって内部応力
を生じないように、電歪積層体２ａ、２ｂ及び２ｃ 、
２ｄには電圧を解除した状態で約８ｍ璽の間隔（第３図
イ参照）を生じさせる。
−・方、この電圧解除状態では、作動部５ａを保持でき
ないから１作動杆５の非作動状態では、第３図口で示す
ように、電歪積層体２ａ、２ｂ及び２ｃ 、２ｄに夫々
等しい正電圧を印加して微伸張させ、前記間隔を埋めて
該作動部５ａを保持する。
ないから１作動杆５の非作動状態では、第３図口で示す
ように、電歪積層体２ａ、２ｂ及び２ｃ 、２ｄに夫々
等しい正電圧を印加して微伸張させ、前記間隔を埋めて
該作動部５ａを保持する。
かかる構成によって、前記作動部５ａは第３図ハ、二で
示すように、電歪積層体２ａ、２ｂ及び２ｃ 、２ｄに
より、前記支軸６の両側で昇降変位を付与され、作動杆
５は該支軸を中心とした傾動運動をし、出力端部５ｂか
ら拡大された変位として取出される。そしてこの変位は
、出力端部５ｂに被駆動体を連係することにより、ポン
プの駆動源、疲労試験装置の駆動源等種々の用途に利用
され得る。
示すように、電歪積層体２ａ、２ｂ及び２ｃ 、２ｄに
より、前記支軸６の両側で昇降変位を付与され、作動杆
５は該支軸を中心とした傾動運動をし、出力端部５ｂか
ら拡大された変位として取出される。そしてこの変位は
、出力端部５ｂに被駆動体を連係することにより、ポン
プの駆動源、疲労試験装置の駆動源等種々の用途に利用
され得る。
前記電歪積層体２ａ、２ｂ及び電歪積層体２ｃ、２ｄに
換えて、第５図のように多数枚の厚み方向に分極された
圧電層２１を上下方向に電気的並列状にしてａ層し、そ
の端部に耐摩耗性材料からなる駆動端２２を設けて、こ
れを前記当接法７にち接するようにし、圧電定数ｄ ３
３モードによって積層方向の力を当接法７に付与する電
歪積層体２０ａ 、２０ ｂ 、２０ｃ 、２０ｄを適
用するようにしてもよい。
換えて、第５図のように多数枚の厚み方向に分極された
圧電層２１を上下方向に電気的並列状にしてａ層し、そ
の端部に耐摩耗性材料からなる駆動端２２を設けて、こ
れを前記当接法７にち接するようにし、圧電定数ｄ ３
３モードによって積層方向の力を当接法７に付与する電
歪積層体２０ａ 、２０ ｂ 、２０ｃ 、２０ｄを適
用するようにしてもよい。
この電歪積層体２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを用い
た場合には、電歪積層体２０ａ 、 ２０ ｂ及び２０
ｃ 、２０ｄが相互に作動杆５を介して予圧印加し合う
こととなり、該電歪積層体の耐久性が増す。
た場合には、電歪積層体２０ａ 、 ２０ ｂ及び２０
ｃ 、２０ｄが相互に作動杆５を介して予圧印加し合う
こととなり、該電歪積層体の耐久性が増す。
前記各実施例は、作動杆５の一端部で支軸６を中心とし
た傾動運動を付与し、梃子の作用によって他端部に大き
な変位を発生させるようにしたものであるが、前記一対
の電歪ｌ＆層屠体みを用いて、その駆動端間の作動部の
変位を直接変位発生源として利用するようにしてもよい
、また被駆動体自体を電歪積層体対間に配置して、これ
を作動部としてもよい。
た傾動運動を付与し、梃子の作用によって他端部に大き
な変位を発生させるようにしたものであるが、前記一対
の電歪ｌ＆層屠体みを用いて、その駆動端間の作動部の
変位を直接変位発生源として利用するようにしてもよい
、また被駆動体自体を電歪積層体対間に配置して、これ
を作動部としてもよい。
〈発明の効果〉
本発明は、上述のように、作動部の上下に電歪積層体を
配置して、前記電歪積層体を所定の電圧制御及び位置制
御を施したものであるから、電歪積層体を構成する電歪
素子の分極破壊を生ずることなく、かつ作動部の保持に
支障を生ずることなく、大きな変位を達成でき、変位発
生源として極めて有用である等の優れた効果がある。
配置して、前記電歪積層体を所定の電圧制御及び位置制
御を施したものであるから、電歪積層体を構成する電歪
素子の分極破壊を生ずることなく、かつ作動部の保持に
支障を生ずることなく、大きな変位を達成でき、変位発
生源として極めて有用である等の優れた効果がある。
第１図は本発明を適用した変位拡大機構の側面図、第２
図は作動杆５の一端部の拡大縦断側面図である。また第
３図は電歪素子の伸縮制御を示す作動説明図、第４図は
電圧波形図である。また第５図は他の電歪積層体を適用
した変位拡大機構の側面図である。 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ；電歪ａ屠体 ３；駆動端 ５
；作動杆 ５ａ；作動部 ５ｂ：出力端部 ６：支軸
１０．電歪素子 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ；電
歪積層体 ２１；電歪素子 ２２；駆動端 第１図 第２図 第３図 第４図
図は作動杆５の一端部の拡大縦断側面図である。また第
３図は電歪素子の伸縮制御を示す作動説明図、第４図は
電圧波形図である。また第５図は他の電歪積層体を適用
した変位拡大機構の側面図である。 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ；電歪ａ屠体 ３；駆動端 ５
；作動杆 ５ａ；作動部 ５ｂ：出力端部 ６：支軸
１０．電歪素子 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ；電
歪積層体 ２１；電歪素子 ２２；駆動端 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）作動部の上下に分極された電歪素子を積層してなる
一対の電歪積層体を配設して、その駆動端を作動部に対
置するとともに、上下の電歪積層体に、正電圧の絶対値
が、負電圧の絶対値を上まわる交番電圧を、相互に位相
が逆となるように印加し、かつ電圧解除状態で、該駆動
端相互に間隙を形成し、さらには非作動時には、相互に
伸張して前記間隙を埋める電圧印加を施したことを特徴
とする電歪駆動装置の制御方法。 ２）前記電歪積層体を、複数の電歪層を積層し、その積
層方向と直交する端部を駆動端とする圧電定数ｄ＿３＿
１モードを用いた電歪積層体によって構成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電歪駆動装置の制
御方法。 ３）前記電歪積層体を、複数の電歪層を積層し、その積
層方向端部を駆動端とする圧電定数ｄ＿３＿３モードを
用いた電歪積層体によって構成したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の電歪駆動装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25577387A JP2611784B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 電歪駆動装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25577387A JP2611784B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 電歪駆動装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199672A true JPH0199672A (ja) | 1989-04-18 |
| JP2611784B2 JP2611784B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=17283423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25577387A Expired - Lifetime JP2611784B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 電歪駆動装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611784B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8052999B2 (en) | 2006-11-10 | 2011-11-08 | Atacama Labs | Granules, tablets and granulation |
| US8581134B2 (en) | 2006-11-10 | 2013-11-12 | Giovanni Politi | Method and apparatus for dry granulation |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25577387A patent/JP2611784B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8052999B2 (en) | 2006-11-10 | 2011-11-08 | Atacama Labs | Granules, tablets and granulation |
| US8581134B2 (en) | 2006-11-10 | 2013-11-12 | Giovanni Politi | Method and apparatus for dry granulation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2611784B2 (ja) | 1997-05-21 |
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