JPH0256824B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0256824B2 JPH0256824B2 JP58109244A JP10924483A JPH0256824B2 JP H0256824 B2 JPH0256824 B2 JP H0256824B2 JP 58109244 A JP58109244 A JP 58109244A JP 10924483 A JP10924483 A JP 10924483A JP H0256824 B2 JPH0256824 B2 JP H0256824B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- displacement
- amount
- temperature
- piezoelectric body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 13
- 238000003475 lamination Methods 0.000 abstract 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 22
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/49—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates
- C04B35/491—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
- C04B35/49—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates
- C04B35/491—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT
- C04B35/493—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates based on lead zirconates and lead titanates, e.g. PZT containing also other lead compounds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
- H10N30/503—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a non-rectangular cross-section in a plane orthogonal to the stacking direction, e.g. polygonal or circular in top view
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/853—Ceramic compositions
- H10N30/8548—Lead-based oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は積層型圧電体、特にアクチユエータと
して用いうる温度依存性の少ないタイプの積層型
圧電体に係る。
して用いうる温度依存性の少ないタイプの積層型
圧電体に係る。
従来の背景
セラミツク圧電体が電圧を断続して印加するこ
とによつて変位することは知られており、この変
位を利用してアクチユエータ機能を満足させるた
めには、セラミツク圧電体を複数個積層し、その
変位量を大きくすればよい。しかし、こうした積
層型圧電体を用いてアクチユエータを作製し、
種々実験を行なつたところ、圧電体の変位量が温
度上昇とともに減少し、アクチユエータの燃料噴
射量も減少するという不都合が生じた。
とによつて変位することは知られており、この変
位を利用してアクチユエータ機能を満足させるた
めには、セラミツク圧電体を複数個積層し、その
変位量を大きくすればよい。しかし、こうした積
層型圧電体を用いてアクチユエータを作製し、
種々実験を行なつたところ、圧電体の変位量が温
度上昇とともに減少し、アクチユエータの燃料噴
射量も減少するという不都合が生じた。
そこで、本発明者らは、変位量が温度に依存し
ない積層型圧電体を得るために、圧電体の組成を
種々変えて検討したが、圧電体の変位が温度に依
存しないものは見い出されず、温度上昇に伴なつ
て変位量が増加するものと減少するものとに分類
できることがわかつた。又、温度変化に依存した
圧電体の変位量の増加率または減少率はほぼ一定
で、直線的な変化であることも見られた。
ない積層型圧電体を得るために、圧電体の組成を
種々変えて検討したが、圧電体の変位が温度に依
存しないものは見い出されず、温度上昇に伴なつ
て変位量が増加するものと減少するものとに分類
できることがわかつた。又、温度変化に依存した
圧電体の変位量の増加率または減少率はほぼ一定
で、直線的な変化であることも見られた。
発明の目的
本発明は、以上の如き問題点に鑑み、圧電体の
変位量の特性が温度変化により変化するのを解消
または低減した積層型圧電体を提供することを目
的とする。
変位量の特性が温度変化により変化するのを解消
または低減した積層型圧電体を提供することを目
的とする。
発明の構成
そして、上記目的を達成するために、本発明に
よる積層型圧電体では、それを構成する圧電単体
に、温度変化に関して変位量が増加関数的に変化
するものと減少関数的に変化するものとを組み合
わせて用いる。この組み合わせを適当に選択する
ことによつて積層型圧電体全体の変位量の温度依
存変化は解消または低減し、アクチユエータの燃
料噴射量の温度依存変化という問題も解決でき
る。
よる積層型圧電体では、それを構成する圧電単体
に、温度変化に関して変位量が増加関数的に変化
するものと減少関数的に変化するものとを組み合
わせて用いる。この組み合わせを適当に選択する
ことによつて積層型圧電体全体の変位量の温度依
存変化は解消または低減し、アクチユエータの燃
料噴射量の温度依存変化という問題も解決でき
る。
以下、実施例を用いて詳述する。
実施例
セラミツク圧電体を製造する。所定の組成に調
整した生の原料（PbO、TiO2、ZrO2等）あるい
は予め合成した原料（PbTiO3、PbZrO3、等）を
混合した後、約800〜900℃で１〜５時間仮焼す
る。しかる後、シート成形またはプレス成形によ
つて板状あるいは棒状の成形体を作成する。これ
を1150℃〜1250℃で１〜５時間焼成した後、研摩
あるいはスライスして圧電単体を得る。第１図は
こうして作成した圧電単体に電極を形成し、それ
らを接着して一体化した後分極させて作つた積層
体に所定電圧を印加したときの変位量の温度に関
するグラフである。直線ａはxPb（Ni1/3Nb2/3）
O3−yPbTiO3−zPbZrO3（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝
１）系の圧電体の特性線で、温度上昇とともに圧
電体の変位量が減少している。直線ｂは
〔xPbTiO3−yPbZrO3〕＋αNb2O5（ただし、ｘ＋
ｙ＝１、αはxPbTiO3−yPbZrO3に対する重量
比）系の圧電体の特性線で、温度上昇とともに圧
電体の変位量が増加している。
整した生の原料（PbO、TiO2、ZrO2等）あるい
は予め合成した原料（PbTiO3、PbZrO3、等）を
混合した後、約800〜900℃で１〜５時間仮焼す
る。しかる後、シート成形またはプレス成形によ
つて板状あるいは棒状の成形体を作成する。これ
を1150℃〜1250℃で１〜５時間焼成した後、研摩
あるいはスライスして圧電単体を得る。第１図は
こうして作成した圧電単体に電極を形成し、それ
らを接着して一体化した後分極させて作つた積層
体に所定電圧を印加したときの変位量の温度に関
するグラフである。直線ａはxPb（Ni1/3Nb2/3）
O3−yPbTiO3−zPbZrO3（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝
１）系の圧電体の特性線で、温度上昇とともに圧
電体の変位量が減少している。直線ｂは
〔xPbTiO3−yPbZrO3〕＋αNb2O5（ただし、ｘ＋
ｙ＝１、αはxPbTiO3−yPbZrO3に対する重量
比）系の圧電体の特性線で、温度上昇とともに圧
電体の変位量が増加している。
第２図は、こうして作成した圧電単体を組合せ
て製造した本発明の実施例である積層型圧電体Ａ
を示す。この積層型圧電体Ａは、直径約15mm、厚
さ約0.5mmの円板状のセラミツク圧電単体１０１，
１０２を複数個積層した長さ約40mmの円柱形であ
る。第２図中、砂地で示したセラミツク圧電単体
１０１は第１図の直線ａの特性を示す前記組成の
もの、一方、無地で示したセラミツク圧電単体１
０２は第１図の直線ｂの特性を示す前記組成のも
のである。この２種類の圧電単体１０１，１０２
は第１図の直線ａ，ｂの傾き絶対値の逆数で用い
るとよい。すなわち、この実施例では、直線ａの
傾きは−43/150、直線ｂの傾きは11/150であるか
ら、その絶対値の逆数の比は150/43：150/11≒
１：４となる。従つて、圧電単体１０１を１個に
対して圧電単体１０２を４個用い、かつ圧電単体
１０１は均一に分散して配置する。
て製造した本発明の実施例である積層型圧電体Ａ
を示す。この積層型圧電体Ａは、直径約15mm、厚
さ約0.5mmの円板状のセラミツク圧電単体１０１，
１０２を複数個積層した長さ約40mmの円柱形であ
る。第２図中、砂地で示したセラミツク圧電単体
１０１は第１図の直線ａの特性を示す前記組成の
もの、一方、無地で示したセラミツク圧電単体１
０２は第１図の直線ｂの特性を示す前記組成のも
のである。この２種類の圧電単体１０１，１０２
は第１図の直線ａ，ｂの傾き絶対値の逆数で用い
るとよい。すなわち、この実施例では、直線ａの
傾きは−43/150、直線ｂの傾きは11/150であるか
ら、その絶対値の逆数の比は150/43：150/11≒
１：４となる。従つて、圧電単体１０１を１個に
対して圧電単体１０２を４個用い、かつ圧電単体
１０１は均一に分散して配置する。
こうした圧電単体の組み付けは次のようにして
行なつた。第３図は圧電単体１０１，１０２に銀
ペーストで電極を形成した様子を示す。圧電単体
１０１，１０２の円形の主要面に直径約13mmの円
形に銀ペーストを被着して主電極２とすると共
に、銀ペーストを幅約３mmで円周面の一部にまで
延長して側面電極３を形成する。銀ペーストの厚
さは約５〜15マイクロトートルである。こうして
電極を形成した圧電単体１０１，１０２は多数積
層されると、銀ペーストの接着作用でお互いに接
着され、一体的なものとなる。積層の仕方は同じ
向きの側面電極３が１個おきに整列する如くす
る。こうして整列した側面電極３を第４図に示す
如くリード線４で順に電気的に接続すれば、複数
の圧電単体１０１，１０２は電気的に並列接続さ
れる。実際には、第２図に戻ると、リード線では
なく約100メツシユのステンレス製金網４１を用
い、その縦線の一部をはずして側面電極３と銀ペ
ースト（図示せず）で接続する。又、金網４１の
横線と縦線が接触だけで交わると抵抗が大きいの
で、金網４１の一部４２に銀ペーストまたは半田
を付着する。そして、外部へのリード線４３はこ
の部位４２から取り出す。この接続方式であれ
ば、作動時の圧電体の変位を十分に吸収し、リー
ド線４が側面電極３から剥離したり、セラミツク
圧電体１０１，１０２に亀裂が入つたりすること
を防止できる。
行なつた。第３図は圧電単体１０１，１０２に銀
ペーストで電極を形成した様子を示す。圧電単体
１０１，１０２の円形の主要面に直径約13mmの円
形に銀ペーストを被着して主電極２とすると共
に、銀ペーストを幅約３mmで円周面の一部にまで
延長して側面電極３を形成する。銀ペーストの厚
さは約５〜15マイクロトートルである。こうして
電極を形成した圧電単体１０１，１０２は多数積
層されると、銀ペーストの接着作用でお互いに接
着され、一体的なものとなる。積層の仕方は同じ
向きの側面電極３が１個おきに整列する如くす
る。こうして整列した側面電極３を第４図に示す
如くリード線４で順に電気的に接続すれば、複数
の圧電単体１０１，１０２は電気的に並列接続さ
れる。実際には、第２図に戻ると、リード線では
なく約100メツシユのステンレス製金網４１を用
い、その縦線の一部をはずして側面電極３と銀ペ
ースト（図示せず）で接続する。又、金網４１の
横線と縦線が接触だけで交わると抵抗が大きいの
で、金網４１の一部４２に銀ペーストまたは半田
を付着する。そして、外部へのリード線４３はこ
の部位４２から取り出す。この接続方式であれ
ば、作動時の圧電体の変位を十分に吸収し、リー
ド線４が側面電極３から剥離したり、セラミツク
圧電体１０１，１０２に亀裂が入つたりすること
を防止できる。
こうして得られた本発明の実施例の積層型圧電
体Ａに500Vの電圧を印加し、変位量を測定し、
その温度依存性を調べたところ、第１図の直線ｃ
のように変位の温度依存性はほとんど見られなく
なつた。
体Ａに500Vの電圧を印加し、変位量を測定し、
その温度依存性を調べたところ、第１図の直線ｃ
のように変位の温度依存性はほとんど見られなく
なつた。
上記構成の圧電体Ａは第５図ａ，ｂ，ｃに示す
ように（第５図ｂ，ｃはそれぞれ第５図ａの線Ｂ
−Ｂ、線Ｃ−Ｃで切つて見た断面図である）、樹
脂製ケース１０の中に収納されてアクチユエータ
を形成している。即ち、第５図において、１１は
耐油性Ｏリングでケース１０と樹脂製押板１９と
の間の隙間を燃料が通るのを防いでいる。１２は
逆止弁で、燃料を一方向にだけ流るようにしてあ
る。１３はバネで、ノズル１４をノズルホルダー
１６に密着している。１７は取り付けカバーであ
り、ケース１０にネジどめしてある。１８は台座
である。尚、ケース１０と、台座１８と、ノズル
ホルダー１６とはノツクピン等（図示せず）によ
り相対的な位置移動が出来ないようにしてある。
１５は燃料（ガソリン、軽油等）の入口である。
入口１５からの通路はケース１０の内部を通つて
逆止弁１２に至る。また、圧電体Ａのリード線４
３は第５図ｃに示すように、電極棒２０に接続し
て外部電源（図示せず）に接続するようにしてあ
る。
ように（第５図ｂ，ｃはそれぞれ第５図ａの線Ｂ
−Ｂ、線Ｃ−Ｃで切つて見た断面図である）、樹
脂製ケース１０の中に収納されてアクチユエータ
を形成している。即ち、第５図において、１１は
耐油性Ｏリングでケース１０と樹脂製押板１９と
の間の隙間を燃料が通るのを防いでいる。１２は
逆止弁で、燃料を一方向にだけ流るようにしてあ
る。１３はバネで、ノズル１４をノズルホルダー
１６に密着している。１７は取り付けカバーであ
り、ケース１０にネジどめしてある。１８は台座
である。尚、ケース１０と、台座１８と、ノズル
ホルダー１６とはノツクピン等（図示せず）によ
り相対的な位置移動が出来ないようにしてある。
１５は燃料（ガソリン、軽油等）の入口である。
入口１５からの通路はケース１０の内部を通つて
逆止弁１２に至る。また、圧電体Ａのリード線４
３は第５図ｃに示すように、電極棒２０に接続し
て外部電源（図示せず）に接続するようにしてあ
る。
次に、このセラミツク圧電体Ａをアクチユエー
タとして用いた時の作動について第５図を用いて
簡単に説明する。燃料は入口１５からアクチユエ
ータ内に燃料ポンプ（図示せず）により圧送さ
れ、逆止弁１２を通り押板１９と台座１８及びノ
ズルホルダー１６により形成された空間を満た
す。この状態で外部の電極棒２０を通してセラミ
ツク圧電体Ａに電圧を印加すると、第２図に示し
たようにセラミツク圧電体Ａは軸方向に伸びる。
ところが、セラミツク圧電体Ａの上方はケース１
０により固定されているので、この変位は下方に
向かつて伸びる。そうすると、押板１９と台座１
８との隙間が減少し、燃料の圧力が急に上昇し、
ノズル１４は下方に動き、ノズル１４とノズルホ
ルダー１６により生じた隙間を通つて燃料が噴出
される。燃料の圧力が下がるとノズル１４がバネ
１３の作用により上方にもどりノズルホルダー１
６との隙間を閉じる。次に、セラミツク圧電体Ａ
の電圧印加を止めると、セラミツク圧電体Ａは上
方にちぢみ、押板１９と台座１８及びノズルホル
ダー１６により形成された空間の圧力が下がるた
め、新たな燃料が逆止弁１２を通つてこの部分に
供給される。このようにして作製したアクチユエ
ータはガソリン噴射用インジエクタ、デイーゼル
エンジンのインジエクタ等に使用するものであ
る。尚、本実施例でセラミツク圧電単体１０１，
１０２を多数積層する理由は、約0.5mm当り約
500Vと高い電圧を印加しているため、セラミツ
ク圧電単体１０１，１０２の厚さを厚くすると印
加電圧をさらに大きくしなければならないのと同
時に空気の絶縁破壊を起こしやすくなるという問
題点等も生じてくるからである。そこで、本実施
例では、セラミツク圧電単体１０１，１０２の厚
さは0.5mmとしてこれを多数積層する構造とした。
タとして用いた時の作動について第５図を用いて
簡単に説明する。燃料は入口１５からアクチユエ
ータ内に燃料ポンプ（図示せず）により圧送さ
れ、逆止弁１２を通り押板１９と台座１８及びノ
ズルホルダー１６により形成された空間を満た
す。この状態で外部の電極棒２０を通してセラミ
ツク圧電体Ａに電圧を印加すると、第２図に示し
たようにセラミツク圧電体Ａは軸方向に伸びる。
ところが、セラミツク圧電体Ａの上方はケース１
０により固定されているので、この変位は下方に
向かつて伸びる。そうすると、押板１９と台座１
８との隙間が減少し、燃料の圧力が急に上昇し、
ノズル１４は下方に動き、ノズル１４とノズルホ
ルダー１６により生じた隙間を通つて燃料が噴出
される。燃料の圧力が下がるとノズル１４がバネ
１３の作用により上方にもどりノズルホルダー１
６との隙間を閉じる。次に、セラミツク圧電体Ａ
の電圧印加を止めると、セラミツク圧電体Ａは上
方にちぢみ、押板１９と台座１８及びノズルホル
ダー１６により形成された空間の圧力が下がるた
め、新たな燃料が逆止弁１２を通つてこの部分に
供給される。このようにして作製したアクチユエ
ータはガソリン噴射用インジエクタ、デイーゼル
エンジンのインジエクタ等に使用するものであ
る。尚、本実施例でセラミツク圧電単体１０１，
１０２を多数積層する理由は、約0.5mm当り約
500Vと高い電圧を印加しているため、セラミツ
ク圧電単体１０１，１０２の厚さを厚くすると印
加電圧をさらに大きくしなければならないのと同
時に空気の絶縁破壊を起こしやすくなるという問
題点等も生じてくるからである。そこで、本実施
例では、セラミツク圧電単体１０１，１０２の厚
さは0.5mmとしてこれを多数積層する構造とした。
こうして作製したアクチユエータを用いて200
Hzのパルス電圧を印加して軽油の噴射実験を行な
つた。噴射量の温度依存性を調べたところ、第６
図の直線ｃの如く、殆んど温度依存なく一定の噴
射量を示した。従つて、これを車に搭載すれば、
外気温によつて噴射量が変動することがなくな
り、燃料噴射量の制御が容易になると考えられ
る。
Hzのパルス電圧を印加して軽油の噴射実験を行な
つた。噴射量の温度依存性を調べたところ、第６
図の直線ｃの如く、殆んど温度依存なく一定の噴
射量を示した。従つて、これを車に搭載すれば、
外気温によつて噴射量が変動することがなくな
り、燃料噴射量の制御が容易になると考えられ
る。
比較のために、第１図の直線ａに示す特性を持
つセラミツク圧電単体１０１のみを用いて、以上
の例と同様の積層型圧電体Ａを作成し、同様にし
てアクチユエータに組み込み、軽油の噴射量を温
度を変えて測定した。その結果第６図の直線ａの
ように、温度上昇とともに軽油噴射量は減少し
た。これは圧電体の変位量が温度上昇とともに減
少することに基づくものである。
つセラミツク圧電単体１０１のみを用いて、以上
の例と同様の積層型圧電体Ａを作成し、同様にし
てアクチユエータに組み込み、軽油の噴射量を温
度を変えて測定した。その結果第６図の直線ａの
ように、温度上昇とともに軽油噴射量は減少し
た。これは圧電体の変位量が温度上昇とともに減
少することに基づくものである。
尚、本発明は前述の実施例に限定されることは
ない。例えば、温度上昇とともに変位量が減少す
る圧電体としてxPb（Co1/3Nb2/3）O3−yPbTiO3
−zPbZrO3系他、温度上昇ととも変位量が増加す
る圧電体としてxPb（Bi1/3Nb2/3）O3−yPbTiO3
−zPbZrO3系他、を用いてもよい。更には、セラ
ミツク圧電体に限ることなくセラミツク・樹脂の
複合体による圧電体でもよい。又、積層における
圧電単体の配置は任意である。但し、誘電損失に
よる発生熱量の相違を考慮すると前記実施例にお
けるように分散配置することが好ましい。セラミ
ツク圧電単体からの電極の取り出し方、並列接続
の仕方も任意であり、要するにセラミツク圧電体
の出力としての変位を吸収できる構造であればよ
い。
ない。例えば、温度上昇とともに変位量が減少す
る圧電体としてxPb（Co1/3Nb2/3）O3−yPbTiO3
−zPbZrO3系他、温度上昇ととも変位量が増加す
る圧電体としてxPb（Bi1/3Nb2/3）O3−yPbTiO3
−zPbZrO3系他、を用いてもよい。更には、セラ
ミツク圧電体に限ることなくセラミツク・樹脂の
複合体による圧電体でもよい。又、積層における
圧電単体の配置は任意である。但し、誘電損失に
よる発生熱量の相違を考慮すると前記実施例にお
けるように分散配置することが好ましい。セラミ
ツク圧電単体からの電極の取り出し方、並列接続
の仕方も任意であり、要するにセラミツク圧電体
の出力としての変位を吸収できる構造であればよ
い。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明に依
り、温度が変化しても電圧印加時出力としての変
位量が変化しないか極く小さい積層型圧電体が提
供され、アクチユエータに組み込んでもその機能
が安定である。
り、温度が変化しても電圧印加時出力としての変
位量が変化しないか極く小さい積層型圧電体が提
供され、アクチユエータに組み込んでもその機能
が安定である。
第１図は積層型圧電体の変位量の温度に関する
グラフ、第２図は本発明の実施例の積層型圧電体
の側面図、第３図は圧電単体の電極構造を示すた
めの正面図、右側面図、および背面図、第４図は
実施例の積層型圧電体の電気配線図、第５図はア
クチユエータの平面図、および縦断面図、第６図
はアクチユエータの軽油噴射量の温度に関するグ
ラフである。 １０１，１０２……セラミツク圧電単体、２…
…主電極、３……側面電極、４，４１，４２，４
３……配線；Ａ……積層型圧電体。
グラフ、第２図は本発明の実施例の積層型圧電体
の側面図、第３図は圧電単体の電極構造を示すた
めの正面図、右側面図、および背面図、第４図は
実施例の積層型圧電体の電気配線図、第５図はア
クチユエータの平面図、および縦断面図、第６図
はアクチユエータの軽油噴射量の温度に関するグ
ラフである。 １０１，１０２……セラミツク圧電単体、２…
…主電極、３……側面電極、４，４１，４２，４
３……配線；Ａ……積層型圧電体。
Claims (1)
- １ 温度変化に関して圧電単体の電圧印加時出力
としての変位量が増加関数的に変化する圧電単体
と減少関数的に変化する圧電単体とを組み合わせ
て積層して成ることを特徴とする積層型圧電体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109244A JPS601877A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 積層型圧電体 |
| US06/621,624 US4570098A (en) | 1983-06-20 | 1984-06-18 | Temperature compensated stack of piezoelectric elements |
| DE19843422935 DE3422935A1 (de) | 1983-06-20 | 1984-06-20 | Piezoelektrischer wandler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109244A JPS601877A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 積層型圧電体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS601877A JPS601877A (ja) | 1985-01-08 |
| JPH0256824B2 true JPH0256824B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=14505265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58109244A Granted JPS601877A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 積層型圧電体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4570098A (ja) |
| JP (1) | JPS601877A (ja) |
| DE (1) | DE3422935A1 (ja) |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4629039A (en) * | 1985-01-17 | 1986-12-16 | Nippondenso Co., Ltd | Vehicle braking control apparatus |
| JPS61205100A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電発音体 |
| US4885498A (en) * | 1985-06-19 | 1989-12-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Stacked type piezoelectric actuator |
| DE3533085A1 (de) * | 1985-09-17 | 1987-03-26 | Bosch Gmbh Robert | Zumessventil zur dosierung von fluessigkeiten oder gasen |
| DE3533975A1 (de) * | 1985-09-24 | 1987-03-26 | Bosch Gmbh Robert | Zumessventil zur dosierung von fluessigkeiten oder gasen |
| US4742365A (en) * | 1986-04-23 | 1988-05-03 | Am International, Inc. | Ink jet apparatus |
| US4803763A (en) * | 1986-08-28 | 1989-02-14 | Nippon Soken, Inc. | Method of making a laminated piezoelectric transducer |
| JPS6372381A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-02 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 容量性負荷の駆動方法 |
| JPS63207185A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-26 | Toyota Motor Corp | 圧電アクチユエ−タ |
| US5126617A (en) * | 1987-11-09 | 1992-06-30 | Texas Instruments Incorporated | Cylinder pressure sensor for an internal combustion engine |
| US5059850A (en) * | 1989-02-14 | 1991-10-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Temperature compensation member composed of shape memory effect alloy for an actuator driven by a piezo-electric element |
| JP2518703B2 (ja) * | 1989-11-02 | 1996-07-31 | 堺化学工業株式会社 | 積層型複合圧電体およびその製造方法 |
| US5281885A (en) * | 1989-11-14 | 1994-01-25 | Hitachi Metals, Ltd. | High-temperature stacked-type displacement device |
| US5126618A (en) * | 1990-03-06 | 1992-06-30 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Longitudinal-effect type laminar piezoelectric/electrostrictive driver, and printing actuator using the driver |
| JP2699619B2 (ja) * | 1990-06-27 | 1998-01-19 | 日本電気株式会社 | 電歪効果素子 |
| US5089741A (en) * | 1990-07-19 | 1992-02-18 | Atochem North America, Inc. | Piezofilm impact detector with pyro effect elimination |
| US5059857A (en) * | 1990-09-28 | 1991-10-22 | Caterpillar Inc. | Integral connector for a piezoelectric solid state motor stack |
| US5148076A (en) * | 1991-04-09 | 1992-09-15 | Honeywell Inc. | Apparatus for thermal tuning of path length control drivers |
| DE4113667A1 (de) * | 1991-04-26 | 1992-11-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Piezo-stellantrieb |
| US5300852A (en) * | 1991-10-04 | 1994-04-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric ceramic laminate device |
| JPH06132579A (ja) * | 1992-09-01 | 1994-05-13 | Canon Inc | 変位素子及びそれを用いたプローブ、同プローブを有する機器 |
| IL106296A0 (en) * | 1993-07-09 | 1993-12-28 | Nanomotion Ltd | Ceramic motor |
| US5616980A (en) * | 1993-07-09 | 1997-04-01 | Nanomotion Ltd. | Ceramic motor |
| US5682076A (en) * | 1993-08-03 | 1997-10-28 | Nanomotion Ltd. | Ceramic disc-drive actuator |
| DE4411569C1 (de) * | 1994-04-02 | 1995-07-20 | Itw Dynatec Gmbh Klebetechnik | Auftragskopf zur dosierten Abgabe von strömenden Medien |
| JP3432001B2 (ja) * | 1994-06-27 | 2003-07-28 | キヤノン株式会社 | 振動波装置 |
| DE19540155C2 (de) * | 1995-10-27 | 2000-07-13 | Daimler Chrysler Ag | Servoventil für eine Einspritzdüse |
| US6016024A (en) * | 1996-04-05 | 2000-01-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric component |
| JP3271517B2 (ja) * | 1996-04-05 | 2002-04-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3266031B2 (ja) * | 1996-04-18 | 2002-03-18 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| US5939819A (en) * | 1996-04-18 | 1999-08-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electronic component and ladder filter |
| JPH1079639A (ja) * | 1996-07-10 | 1998-03-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| TW432730B (en) * | 1996-07-12 | 2001-05-01 | Taiheiyo Cement Corp | Piezoelectric transformer device |
| JPH1084244A (ja) * | 1996-07-18 | 1998-03-31 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3271541B2 (ja) * | 1996-07-26 | 2002-04-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3577170B2 (ja) * | 1996-08-05 | 2004-10-13 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子とその製造方法およびそれを用いた電子部品 |
| JPH10107579A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-04-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電部品 |
| JPH10126203A (ja) * | 1996-08-27 | 1998-05-15 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3267171B2 (ja) * | 1996-09-12 | 2002-03-18 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JPH10126202A (ja) * | 1996-10-23 | 1998-05-15 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| WO1998024296A2 (en) * | 1996-11-20 | 1998-06-11 | The Regents Of The University Of California | Multilaminate piezoelectric high voltage stack |
| DE19648545B4 (de) † | 1996-11-25 | 2009-05-07 | Ceramtec Ag | Monolithischer Vielschichtaktor mit Außenelektroden |
| JP3271538B2 (ja) * | 1996-11-28 | 2002-04-02 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| US6097135A (en) | 1998-05-27 | 2000-08-01 | Louis J. Desy, Jr. | Shaped multilayer ceramic transducers and method for making the same |
| DE19930585B4 (de) * | 1998-08-06 | 2017-11-09 | Epcos Ag | Piezoaktor mit verbesserter elektrischer Kontaktierung und Verwendung eines derartigen Piezoaktors |
| DE19849203A1 (de) | 1998-10-26 | 2000-04-27 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
| DE19909106C2 (de) * | 1999-03-02 | 2001-08-23 | Siemens Ag | Temperaturkompensierte piezoelektrische Aktoreinheit |
| DE19945933C1 (de) * | 1999-09-24 | 2001-05-17 | Epcos Ag | Piezoaktor mit isolationszonenfreier elektrischer Kontaktierung und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2002054526A (ja) * | 2000-05-31 | 2002-02-20 | Denso Corp | インジェクタ用圧電体素子 |
| JP3741027B2 (ja) * | 2001-01-10 | 2006-02-01 | 株式会社村田製作所 | 振動子およびそれを用いた振動ジャイロおよびそれを用いた電子装置 |
| US6794795B2 (en) | 2001-12-19 | 2004-09-21 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for exciting a piezoelectric material |
| US6597083B2 (en) | 2001-12-19 | 2003-07-22 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for compensating for temperature induced deformation of a piezoelectric device |
| DE10246618B4 (de) * | 2002-10-07 | 2008-09-18 | L'orange Gmbh | Kraftstoff-Injektor |
| US20040075368A1 (en) * | 2002-10-21 | 2004-04-22 | Lockheed Martin Corporation | Piezoelectric micro positioner for large temperature range |
| JP4401965B2 (ja) * | 2003-04-16 | 2010-01-20 | 富士通株式会社 | 圧電アクチュエータを使用したヘッドアセンブリ |
| DE102004031402A1 (de) * | 2004-06-29 | 2006-02-09 | Siemens Ag | Piezoelektrisches Bauteil mit Sollbruchstelle, Verfahren zum Herstellen des Bauteils und Verwendung des Bauteils |
| JP4878133B2 (ja) | 2004-09-13 | 2012-02-15 | 株式会社デンソー | 圧電アクチュエータ |
| US20090051250A1 (en) * | 2007-08-21 | 2009-02-26 | Dushyant Shah | Mesh Terminals For Piezoelectric Elements |
| US20090094277A1 (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Ann Mead Corrao | Automatic optimization of display layout for mobile devices |
| DE102009002304A1 (de) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer Aktor und Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Aktors |
| WO2012099233A1 (ja) * | 2011-01-21 | 2012-07-26 | 京セラ株式会社 | 積層型圧電素子およびこれを備えた圧電アクチュエータ、噴射装置ならびに燃料噴射システム |
| CN115623852B (zh) * | 2022-11-04 | 2026-04-21 | 南京航空航天大学 | 一种抗温变数字压电执行器及其驱动方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1939302A (en) * | 1929-04-12 | 1933-12-12 | Edward B Benjamin | Apparatus for and art of carburation |
| US2453595A (en) * | 1943-08-27 | 1948-11-09 | Scophony Corp Of America | Apparatus for dispensing liquid fuel |
| CH399021A (de) * | 1964-02-19 | 1966-03-31 | Kistler Instrumente Ag | Beschleunigungs-Messgerät |
| CH429228A (de) * | 1964-12-10 | 1967-01-31 | Kistler Instrumente Ag | Piezoelektrischer Einbaukörper zum Einbau in einen piezoelektrischen Wandler |
| AT269514B (de) * | 1966-07-12 | 1969-03-25 | Piezoelektrischer Meßwandler | |
| US3437849A (en) * | 1966-11-21 | 1969-04-08 | Motorola Inc | Temperature compensation of electrical devices |
| US3634787A (en) * | 1968-01-23 | 1972-01-11 | Westinghouse Electric Corp | Electromechanical tuning apparatus particularly for microelectronic components |
| DE1751543A1 (de) * | 1968-06-15 | 1970-08-27 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Elektrisch steuerbares Einspritzventil |
| US3673443A (en) * | 1970-12-31 | 1972-06-27 | Sundstrand Data Control | Pressure transducer with reduced temperature sensitivity |
| US3854060A (en) * | 1973-10-12 | 1974-12-10 | Us Navy | Transducer for fm sonar application |
| JPS5747769A (en) * | 1980-09-05 | 1982-03-18 | Murata Manufacturing Co | Piezoelectric ceramic composition |
| DE3037078C2 (de) * | 1980-10-01 | 1982-08-12 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Elektrisch angesteuertes Stellglied |
| JPS58137317A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Nec Corp | 圧電薄膜複合振動子 |
| US4471256A (en) * | 1982-06-14 | 1984-09-11 | Nippon Soken, Inc. | Piezoelectric actuator, and valve apparatus having actuator |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58109244A patent/JPS601877A/ja active Granted
-
1984
- 1984-06-18 US US06/621,624 patent/US4570098A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-20 DE DE19843422935 patent/DE3422935A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3422935A1 (de) | 1984-12-20 |
| JPS601877A (ja) | 1985-01-08 |
| US4570098A (en) | 1986-02-11 |
| DE3422935C2 (ja) | 1992-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0256824B2 (ja) | ||
| JP4933554B2 (ja) | 積層型圧電素子、これを用いた噴射装置及び燃料噴射システム、並びに積層型圧電素子の製造方法 | |
| CA2013903A1 (en) | Laminated ceramic device and method of manufacturing the same | |
| JP5050164B2 (ja) | 圧電アクチュエータユニット及びその製造方法 | |
| JP5050165B2 (ja) | 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置 | |
| JP5270578B2 (ja) | 積層型圧電素子、これを備えた噴射装置及び燃料噴射システム | |
| JP2005536067A (ja) | ピエゾアクチュエータ | |
| KR20070084493A (ko) | 압전소자 | |
| JP5203621B2 (ja) | 積層型圧電素子、これを備えた噴射装置及び燃料噴射システム | |
| JP2012216875A (ja) | 積層型圧電素子、噴射装置、燃料噴射システム、及び積層型圧電素子の製造方法 | |
| JP5679677B2 (ja) | 積層型圧電素子およびこれを備えた噴射装置ならびに燃料噴射システム | |
| JP5562382B2 (ja) | 積層型圧電素子、これを備えた噴射装置及び燃料噴射システム | |
| JP5027448B2 (ja) | 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置 | |
| US10978635B2 (en) | Piezoelectric element, piezoelectric actuator and piezoelectric transformer | |
| JPS59218784A (ja) | 積層セラミツク圧電体 | |
| JP4956054B2 (ja) | 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置 | |
| JPS59135784A (ja) | 積層型圧電体 | |
| JPH0985947A (ja) | 圧電ポンプ | |
| JP5701397B2 (ja) | 積層型圧電素子およびこれを備えた圧電アクチュエータ、噴射装置、燃料噴射システム | |
| JPH0517897Y2 (ja) | ||
| JPS6042637B2 (ja) | 杆状圧電微動素子 | |
| JPS63184374A (ja) | 積層型圧電体の製造方法 | |
| JPH02284483A (ja) | 積層型圧電素子とその製法 | |
| JP2005243677A (ja) | 積層型電子部品とその製造方法およびこれを用いた噴射装置 | |
| JPH0258383A (ja) | 積層型圧電素子 |