JPH0436140Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0436140Y2 JPH0436140Y2 JP1986111092U JP11109286U JPH0436140Y2 JP H0436140 Y2 JPH0436140 Y2 JP H0436140Y2 JP 1986111092 U JP1986111092 U JP 1986111092U JP 11109286 U JP11109286 U JP 11109286U JP H0436140 Y2 JPH0436140 Y2 JP H0436140Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- insulating member
- piston
- actuator
- piezoelectric
- 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
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
考案の目的
［産業上の利用分野］
本考案はアクチユエータに関し、詳しくは圧電
素子を用いた圧電アクチユエータに関する。
素子を用いた圧電アクチユエータに関する。
［従来の技術］
圧電素子は応答性が良いため、従来より、各種
のアクチユエータに広く応用されている。例え
ば、圧電素子の高速応答性を利用した内燃機関の
燃料噴射弁（特開昭48−4823等）が知られてい
る。このような燃料噴射弁に用いられた圧電アク
チユエータでは、圧電素子の一端は金属製のケー
ス等に固定され、他端はピストン等の移動部材等
に取り付けられており、圧電素子には、これを伸
縮させるために数百ボルトの電圧が印加される。
従つて、こうした圧電アクチユエータでは、圧電
素子とケースあるいは移動部材等との電気的絶縁
性を確保すべく、圧電素子の伸縮方向の端面に絶
縁部材を接着していた。
のアクチユエータに広く応用されている。例え
ば、圧電素子の高速応答性を利用した内燃機関の
燃料噴射弁（特開昭48−4823等）が知られてい
る。このような燃料噴射弁に用いられた圧電アク
チユエータでは、圧電素子の一端は金属製のケー
ス等に固定され、他端はピストン等の移動部材等
に取り付けられており、圧電素子には、これを伸
縮させるために数百ボルトの電圧が印加される。
従つて、こうした圧電アクチユエータでは、圧電
素子とケースあるいは移動部材等との電気的絶縁
性を確保すべく、圧電素子の伸縮方向の端面に絶
縁部材を接着していた。
［考案が解決しようとする問題点］
しかしながら、こうした従来の圧電アクチユエ
ータには以下の如き問題点があつた。即ち、 (1) 組立時、圧電素子の端面に絶縁部材がずれて
接着されると、駆動する際に接触面圧が高くな
ると共に、圧電素子に曲げ応力が加わり、圧電
素子が破損する場合があるという問題があつ
た。
ータには以下の如き問題点があつた。即ち、 (1) 組立時、圧電素子の端面に絶縁部材がずれて
接着されると、駆動する際に接触面圧が高くな
ると共に、圧電素子に曲げ応力が加わり、圧電
素子が破損する場合があるという問題があつ
た。
(2) また、圧電素子の伸縮量は0.1mm前後と小さ
いものの、100μsec以下の時間で移動するので
加速度が大きい。従つて、移動時に圧電素子と
絶縁部材との間に大きな力が加わり、接着部が
剥離する場合があつた。この剥離により圧電素
子と絶縁部材とがずれ、上記(1)と同様の不具合
が駆動中においても発生するという問題があつ
た。
いものの、100μsec以下の時間で移動するので
加速度が大きい。従つて、移動時に圧電素子と
絶縁部材との間に大きな力が加わり、接着部が
剥離する場合があつた。この剥離により圧電素
子と絶縁部材とがずれ、上記(1)と同様の不具合
が駆動中においても発生するという問題があつ
た。
そこで本考案は上記の問題点を解決することを
目的とし、高信頼性の圧電アクチユエータを提供
することを目的としてなされた。
目的とし、高信頼性の圧電アクチユエータを提供
することを目的としてなされた。
考案の構成
［問題点を解決するための手段］
かかる目的を達成すべく、本考案は問題点を解
決するための手段として次の構成を取つた。即
ち、アクチユエータ本体に摺動自在に支持された
ピストンと、上記アクチユエータ本体に固定され
たアウタカバとの間に圧電素子を配置し、上記圧
電素子と上記ピストン若しくは上記アウタカバの
少なくとも導電性部材により形成された側との間
に絶縁部材を設けた圧電アクチユエータにおい
て、 上記絶縁部材が、 上記圧電素子側に上記圧電素子とはめあう上記
圧電素子の伸縮量より深い有底の嵌合孔を有し、
かつ、上記アウタカバ若しくは上記ピストン側に
上記アウタカバ若しくは上記ピストンに設けた嵌
合孔とはめあう凸部を備え、 また、上記アクチユエータ本体と上記ピストン
との間に介装され上記ピストンを上記圧電素子が
縮小する方向に付勢するばねを備え たことを特徴とする圧電アクチユエータの構成が
それである。
決するための手段として次の構成を取つた。即
ち、アクチユエータ本体に摺動自在に支持された
ピストンと、上記アクチユエータ本体に固定され
たアウタカバとの間に圧電素子を配置し、上記圧
電素子と上記ピストン若しくは上記アウタカバの
少なくとも導電性部材により形成された側との間
に絶縁部材を設けた圧電アクチユエータにおい
て、 上記絶縁部材が、 上記圧電素子側に上記圧電素子とはめあう上記
圧電素子の伸縮量より深い有底の嵌合孔を有し、
かつ、上記アウタカバ若しくは上記ピストン側に
上記アウタカバ若しくは上記ピストンに設けた嵌
合孔とはめあう凸部を備え、 また、上記アクチユエータ本体と上記ピストン
との間に介装され上記ピストンを上記圧電素子が
縮小する方向に付勢するばねを備え たことを特徴とする圧電アクチユエータの構成が
それである。
［作用］
上記構成を有する本考案の圧電アクチユエータ
は、絶縁部材の嵌合孔が圧電素子の径方向のずれ
を制限すると共に、アウタカバ若しくはピストン
の嵌合孔が絶縁部材の嵌合部のずれを制限しなが
ら圧電素子が伸縮し、該伸縮によりピストンを移
動する。また、ばねが絶縁部材を介して、圧電素
子を縮小方向に付勢し、圧電素子をアウタカバと
ピストンとの間に保持する。
は、絶縁部材の嵌合孔が圧電素子の径方向のずれ
を制限すると共に、アウタカバ若しくはピストン
の嵌合孔が絶縁部材の嵌合部のずれを制限しなが
ら圧電素子が伸縮し、該伸縮によりピストンを移
動する。また、ばねが絶縁部材を介して、圧電素
子を縮小方向に付勢し、圧電素子をアウタカバと
ピストンとの間に保持する。
［実施例］
以下本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第１図は本考案の一実施例である圧電アクチユ
エータの断面図である。この圧電アクチユエータ
はアクチユエータ本体１に摺動自在に支持された
金属製のピストン２を備えている。このピストン
２の摺動部２ａにはバツクアツプリング４により
変形を防止されるＯリング６を装着すると共に、
ピストン２の上端部２ｂとアクチユエータ本体１
との間には皿バネ８と皿バネ８の付勢力を調整す
るリング状のプリロード調整用スペーサ１０とを
装着している。
エータの断面図である。この圧電アクチユエータ
はアクチユエータ本体１に摺動自在に支持された
金属製のピストン２を備えている。このピストン
２の摺動部２ａにはバツクアツプリング４により
変形を防止されるＯリング６を装着すると共に、
ピストン２の上端部２ｂとアクチユエータ本体１
との間には皿バネ８と皿バネ８の付勢力を調整す
るリング状のプリロード調整用スペーサ１０とを
装着している。
上記ピストン２の上端にはアルミナを主成分と
した電気的絶縁性を有する下絶縁部材１２を介し
て圧電素子１４が配設されている。この圧電素子
１４の上端には同じくアルミナを主成分とした電
気的絶縁性を有する上部絶縁部材１６を介して金
属製のアウタカバ１８が設けられ、皿バネ８が圧
電素子１４をその縮小方向に付勢して、下部及び
上部絶縁部材１２，１４を介して、アウタカバ１
８とピストン２との間に圧電素子１４を保持する
ようにされている。この構成については後述す
る。
した電気的絶縁性を有する下絶縁部材１２を介し
て圧電素子１４が配設されている。この圧電素子
１４の上端には同じくアルミナを主成分とした電
気的絶縁性を有する上部絶縁部材１６を介して金
属製のアウタカバ１８が設けられ、皿バネ８が圧
電素子１４をその縮小方向に付勢して、下部及び
上部絶縁部材１２，１４を介して、アウタカバ１
８とピストン２との間に圧電素子１４を保持する
ようにされている。この構成については後述す
る。
上記圧電素子１４の詳細を第２図に示す。この
圧電素子１４は圧電単体を多数積層した積層構造
体２０とその両端面に各々設けられたステンレス
製の電極２２，２４とから構成されている。一方
の電極２２から延出された３本の接続部２２ａが
積層構造体２０の側面軸方向に沿つて等間隔に設
けられている。また、他の電極２４からも同様に
延出された３本の接続部２４ａが上記各接続部２
２ａの間に積層構造体２０の側面軸方向に沿つて
等間隔に設けられている。
圧電素子１４は圧電単体を多数積層した積層構造
体２０とその両端面に各々設けられたステンレス
製の電極２２，２４とから構成されている。一方
の電極２２から延出された３本の接続部２２ａが
積層構造体２０の側面軸方向に沿つて等間隔に設
けられている。また、他の電極２４からも同様に
延出された３本の接続部２４ａが上記各接続部２
２ａの間に積層構造体２０の側面軸方向に沿つて
等間隔に設けられている。
また、ピストン２の上端には嵌合孔２ｃが穿設
され、下部絶縁部材１２の下端に突設された嵌合
部としての凸部１２ａがこの嵌合孔２ｃに嵌挿さ
れている。次に、下部絶縁部材１２の上端の構成
について、第１図のＡ−Ａ断面図である第３図に
拠つて説明する。図示するように、下部絶縁部材
１２の上端には圧電素子１４の外径よりわずかに
大きい有底の嵌合孔１２ｂが穿設されている。こ
の嵌合孔１２ｂの深さは圧電素子１４の伸縮量よ
り十分大きい値である。また、嵌合孔１２ｂには
等間隔に６個の溝１２ｃも設けられており、この
溝１２ｃの位置と圧電素子１４の接続部２２ａ，
２４ａの位置とを合せて嵌合孔１２ｂに圧電素子
１４の一端が嵌挿されている。
され、下部絶縁部材１２の下端に突設された嵌合
部としての凸部１２ａがこの嵌合孔２ｃに嵌挿さ
れている。次に、下部絶縁部材１２の上端の構成
について、第１図のＡ−Ａ断面図である第３図に
拠つて説明する。図示するように、下部絶縁部材
１２の上端には圧電素子１４の外径よりわずかに
大きい有底の嵌合孔１２ｂが穿設されている。こ
の嵌合孔１２ｂの深さは圧電素子１４の伸縮量よ
り十分大きい値である。また、嵌合孔１２ｂには
等間隔に６個の溝１２ｃも設けられており、この
溝１２ｃの位置と圧電素子１４の接続部２２ａ，
２４ａの位置とを合せて嵌合孔１２ｂに圧電素子
１４の一端が嵌挿されている。
一方、圧電素子１４の上端に配設された上部絶
縁部材１６の下端にも下部絶縁部材１２の嵌合孔
１２ｂ及び溝１２ｃと同形状の嵌合孔１６ｂ及び
溝１６ｃが形成されている。この溝１６ｃの位置
と圧電素子１４の接続部２２ａ，２４ａの位置と
を合せて嵌合孔１６ｂに圧電素子１４の他端が嵌
挿されている。一方、上部絶縁部材１６の上端に
突設された嵌合部としての凸部１６ａはアウタカ
バ１８に穿設された嵌合孔１８ａに嵌合されてい
る。
縁部材１６の下端にも下部絶縁部材１２の嵌合孔
１２ｂ及び溝１２ｃと同形状の嵌合孔１６ｂ及び
溝１６ｃが形成されている。この溝１６ｃの位置
と圧電素子１４の接続部２２ａ，２４ａの位置と
を合せて嵌合孔１６ｂに圧電素子１４の他端が嵌
挿されている。一方、上部絶縁部材１６の上端に
突設された嵌合部としての凸部１６ａはアウタカ
バ１８に穿設された嵌合孔１８ａに嵌合されてい
る。
このアウタカバ１８はパツキン２５を介してア
クチユエータ本体１にボルト２６により固定され
ると共に、アウタカバ１８にはハーメチツクシー
ル２８を介して２本の電極３０，３２が挿入され
ている。一方の電極３０は圧電素子１４の一方の
電極２２の接続部２２ａとリード線３４により接
続されると共に、他方の電極３２は圧電素子１４
の他方の電極２４の接続部２４ａとリード線３６
により接続されている。
クチユエータ本体１にボルト２６により固定され
ると共に、アウタカバ１８にはハーメチツクシー
ル２８を介して２本の電極３０，３２が挿入され
ている。一方の電極３０は圧電素子１４の一方の
電極２２の接続部２２ａとリード線３４により接
続されると共に、他方の電極３２は圧電素子１４
の他方の電極２４の接続部２４ａとリード線３６
により接続されている。
更に、アクチユエータ本体１内にはアクチユエ
ータ本体１の内壁と圧電素子１４の側面とを絶縁
する絶縁スリーブ３８が嵌挿されている。
ータ本体１の内壁と圧電素子１４の側面とを絶縁
する絶縁スリーブ３８が嵌挿されている。
上記構成を有する本実施例の圧電アクチユエー
タは、第１図の状態から電極３０，３２を介して
下部絶縁部材１２及び上部絶縁部材１６により周
囲から絶縁された圧電素子１４に正電圧にを印加
すると、圧電素子１４は伸長する。この伸長によ
り皿バネ８のバネ力に抗して、下部絶縁部材１２
と共にピストン２を図下方に移動する。この時、
圧電素子１４の一端がはめあわされた下部絶縁部
材１２の嵌合孔１２ｂ及びピストン２の嵌合孔２
ｃとはめあわされた下部絶縁部材１２の凸部１２
ａにより、圧電素子１４は、径方向の動きを制限
される。これと共に、圧電素子１４の他端がはめ
あわされた上部絶縁部材１６の嵌合孔１６ｂ及び
アウタカバ１８の嵌合孔１８ａとはめあわされた
上部絶縁部材１６の凸部１６ａにより、圧電素子
１４は、径方向の動きを制限される。
タは、第１図の状態から電極３０，３２を介して
下部絶縁部材１２及び上部絶縁部材１６により周
囲から絶縁された圧電素子１４に正電圧にを印加
すると、圧電素子１４は伸長する。この伸長によ
り皿バネ８のバネ力に抗して、下部絶縁部材１２
と共にピストン２を図下方に移動する。この時、
圧電素子１４の一端がはめあわされた下部絶縁部
材１２の嵌合孔１２ｂ及びピストン２の嵌合孔２
ｃとはめあわされた下部絶縁部材１２の凸部１２
ａにより、圧電素子１４は、径方向の動きを制限
される。これと共に、圧電素子１４の他端がはめ
あわされた上部絶縁部材１６の嵌合孔１６ｂ及び
アウタカバ１８の嵌合孔１８ａとはめあわされた
上部絶縁部材１６の凸部１６ａにより、圧電素子
１４は、径方向の動きを制限される。
また、この状態から圧電素子１４への正電圧を
取り去ると、下部絶縁部材１２及び上部絶縁部材
１６により径方向の動きを制限された圧電素子１
４は径方向にずれることなく縮小する。この縮小
で、ピストン２は皿バネ８の伸長力により下部絶
縁部材１２と共に図上方に移動する。この際、ピ
ストン２及び下部絶縁部材１２が圧電素子１４の
縮小する動きに追従することができなかつた場合
でも、圧電素子１４は十分な深さを有する嵌合孔
１２ｂから抜けることがない。
取り去ると、下部絶縁部材１２及び上部絶縁部材
１６により径方向の動きを制限された圧電素子１
４は径方向にずれることなく縮小する。この縮小
で、ピストン２は皿バネ８の伸長力により下部絶
縁部材１２と共に図上方に移動する。この際、ピ
ストン２及び下部絶縁部材１２が圧電素子１４の
縮小する動きに追従することができなかつた場合
でも、圧電素子１４は十分な深さを有する嵌合孔
１２ｂから抜けることがない。
上述したごとく本実施例の圧電アクチユエータ
に拠ると圧電素子１４の両端に設けた下部絶縁部
材１２及び上部絶縁部材１６により圧電素子１４
を周囲から良好に絶縁する。また、圧電素子１４
の伸縮時には、下部絶縁部材１２に設けられた凸
部１２ａ、嵌合孔１２ｂ及び上部絶縁部材１６に
設けられた凸部１６ａ、嵌合孔１６ｂにより圧電
素子１４の径方向のずれをも防止する。よつて、
圧電素子１４のずれによるシヨートの発生を招く
ことがない。更に、本圧電アクチユエータは圧電
素子１４と下部絶縁部材１２及び上部絶縁部材１
６との接着が不要であり、圧電素子１４の径方向
のずれのない正確な組立をはめあいで容易に行な
うことができ、しかも、接着剤を用いたことによ
る平坦度や平行度の悪化により、圧電素子１４に
偏荷重が加わつて、圧電素子１４に亀裂や割れが
生ずるといつたことがない。
に拠ると圧電素子１４の両端に設けた下部絶縁部
材１２及び上部絶縁部材１６により圧電素子１４
を周囲から良好に絶縁する。また、圧電素子１４
の伸縮時には、下部絶縁部材１２に設けられた凸
部１２ａ、嵌合孔１２ｂ及び上部絶縁部材１６に
設けられた凸部１６ａ、嵌合孔１６ｂにより圧電
素子１４の径方向のずれをも防止する。よつて、
圧電素子１４のずれによるシヨートの発生を招く
ことがない。更に、本圧電アクチユエータは圧電
素子１４と下部絶縁部材１２及び上部絶縁部材１
６との接着が不要であり、圧電素子１４の径方向
のずれのない正確な組立をはめあいで容易に行な
うことができ、しかも、接着剤を用いたことによ
る平坦度や平行度の悪化により、圧電素子１４に
偏荷重が加わつて、圧電素子１４に亀裂や割れが
生ずるといつたことがない。
尚、下部絶縁部材１２は第４図に示す第２実施
例のごとく、ピストン２に穿設した嵌合孔２ｄに
下部絶縁部材１２の外周を嵌合した構成として径
方向のずれを防止してもよい。
例のごとく、ピストン２に穿設した嵌合孔２ｄに
下部絶縁部材１２の外周を嵌合した構成として径
方向のずれを防止してもよい。
以上本考案の実施例について説明したが、本考
案はこのような実施例に何等限定されるものでは
なく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において
種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
案はこのような実施例に何等限定されるものでは
なく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において
種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
考案の効果
以上、詳記したように本考案の圧電アクチユエ
ータによると、絶縁部材により圧電素子を周囲か
ら良好に絶縁すると共に、接着剤を用いなくて
も、組立時及び駆動時において径方向のずれを防
止し、シヨートの発生を招くことがないという優
れた効果を奏する。また、接着剤を用いることな
く、ピストン若しくはアウタカバ及び圧電素子を
絶縁部材とはめあわせることにより容易に正確な
組立を行うことができる。しかも、接着剤による
平坦度や平行度の悪化により圧電素子に亀裂や割
れが発生するのを防止できる。更に、絶縁部材が
圧電素子にずれて取り付けられることによる圧電
素子の破損を防止することができるという効果も
奏する。従つて、圧電アクチユエータの故障率を
改善することができる。
ータによると、絶縁部材により圧電素子を周囲か
ら良好に絶縁すると共に、接着剤を用いなくて
も、組立時及び駆動時において径方向のずれを防
止し、シヨートの発生を招くことがないという優
れた効果を奏する。また、接着剤を用いることな
く、ピストン若しくはアウタカバ及び圧電素子を
絶縁部材とはめあわせることにより容易に正確な
組立を行うことができる。しかも、接着剤による
平坦度や平行度の悪化により圧電素子に亀裂や割
れが発生するのを防止できる。更に、絶縁部材が
圧電素子にずれて取り付けられることによる圧電
素子の破損を防止することができるという効果も
奏する。従つて、圧電アクチユエータの故障率を
改善することができる。
第１図は本考案の一実施例を示す圧電アクチユ
エータの断面図、第２図は圧電素子の部品図、第
３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は他の実施
例を示す断面図、である。 ２……ピストン、１２……下部絶縁部材、１４
……圧電素子、１６……上部絶縁部材。
エータの断面図、第２図は圧電素子の部品図、第
３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は他の実施
例を示す断面図、である。 ２……ピストン、１２……下部絶縁部材、１４
……圧電素子、１６……上部絶縁部材。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 アクチユエータ本体に摺動自在に支持されたピ
ストンと、上記アクチユエータ本体に固定された
アウタカバとの間に圧電素子を配置し、上記圧電
素子と上記ピストン若しくは上記アウタカバの少
なくとも導電性部材により形成された側との間に
絶縁部材を設けた圧電アクチユエータにおいて、 上記絶縁部材が、 上記圧電素子側に上記圧電素子とはめあう上記
圧電素子の伸縮量より深い有底の嵌合孔を有し、
かつ、上記アウタカバ若しくは上記ピストン側に
上記アウタカバ若しくは上記ピストンに設けた嵌
合孔とはめあう凸部を備え、 また、上記アクチユエータ本体と上記ピストン
との間に介装され上記ピストンを上記圧電素子が
縮小する方向に付勢するばねを備え たことを特徴とする圧電アクチユエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986111092U JPH0436140Y2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986111092U JPH0436140Y2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316470U JPS6316470U (ja) | 1988-02-03 |
| JPH0436140Y2 true JPH0436140Y2 (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=30990694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986111092U Expired JPH0436140Y2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0436140Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6038810Y2 (ja) * | 1980-06-23 | 1985-11-20 | ダイキン工業株式会社 | 床置形空気調和機 |
| JPS6153956U (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | ||
| JPS6188772A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-07 | Nippon Soken Inc | 圧電素子を用いたアクチユエ−タ |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP1986111092U patent/JPH0436140Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316470U (ja) | 1988-02-03 |
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