JPH0745972Y2 - 圧電アクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は圧電アクチュエータに関し、特に積層形圧電素
子の電気歪みを増幅拡大する変位拡大機構を有する圧電
方式のアクチュエータに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の圧電アクチュエータは変位拡大機構の最
終段に座屈ばねを用いているものが多い。

第２図は圧電アクチュエータの従来例を示す図である。

積層形圧電素子11が取付部材12に接着され、取付部材12
はヒンジ11を介してレバー14に接続され、レバー14はヒ
ンジ15を介して固定部材16の積層形圧電素子11に近い方
の一端に接続され、レバー14のもう一方の端には座屈ば
ね17に接続されており、積層形圧電素子11のリード線18
間に電気信号を加えると電気歪による変位を生じ、レバ
ー14により変位が拡大されて座屈ばね17が矢印方向に変
位する。

〔考案が解決しようとする課題〕

上述した従来の圧電アクチュエータは、座屈ばねを用い
ているため、発生力が弱く、応力が限界点に達すると変
位方向が反転する欠点があり、また、座屈ばねの中央に
被駆動体を接続する際、熱を加えると座屈ばねの性能が
低下する欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の圧電アクチュエータは、積層形圧電素子と、積
層形圧電素子の変位方向とは逆向きに左右対称にを拡大
し、拡大された変位方向とは90°異なる方向にさらに左
右対称に変位を拡大する２段変位拡大機構とを有し、か
つ２段目の変位拡大部にＬ字型テコが左右対称に配置さ
れ、このテコの先端どうしがπ字型部材で接続されてい
る。

〔作用〕

本考案は第２図の従来の圧電アクチュエータの例のよう
な座屈ばねを用いていないため発生力を大きくすること
ができ、変位方向が反転することなく直線的な変位が得
られ、しかも被駆動体との接続方法は溶接、熱硬化性脂
による接着、ネジ止めなどが可能であり接続が容易であ
る。試作例による両者の性能比較を次表に示す。

〔実施例〕 次に、本考案の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本考案の圧電アクチュエータの一実施例の正面
図である。

積層形圧電素子１は取付部材２に接着され、取付部材２
はヒンジ３を介してレバー４に接続され、レバー４はヒ
ンジ５を介して固定部材６の積層形圧電素子１に近い方
の一端に接続されて一段目の変位拡大機構を形成してい
る。かかる変位拡大機構が左右対称に形成されている。
レバー４のもう一方の端はヒンジ７を介してＬ字型テコ
８の一端に接続され、Ｌ字型テコ８の中程部分はヒンジ
９を介して固定部材６のもう一方の端に接続されて二段
目の変位拡大機構を形成している。Ｌ字型テコ８のもう
一方の端どうしはπ字型部材10で左右対称となるよう接
続されている。

いま、積層形圧電素子１のリード線間11に電気信号を加
えると電気歪による変位を生じ、上述の二段変位拡大機
構により変位が拡大されてπ字型部材10が図下方へ変位
する。このπ字型部材10へ被駆動体を接続すれば、積層
形圧電素子１に加える電気信号の大きさに応じて被駆動
体を動かすことができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案は、２段変位拡大機構を有
し、変位拡大機構の最終段に座屈ばねの代りにＬ字型の
テコを左右対称に配置し、これらのテコの先端どうしを
π字型の変位取り出し部材で接続した構造とすることに
より、以下の効果がある。

（１） 座屈ばね式に比べ変位量はやや少ないが発生力
が大きく、変位方向が反転することなく直線的な変位が
得られ、現在多数使用されているソレノイド方式による
アクチュエータに比べ応答速度が速く、変位精度が高い
ため、各種バルブ、自動車の燃料噴射装置等への幅広い
応用が可能となる。

（２） 被駆動体との接続は、溶接、熱硬化性樹脂によ
る接着、ネジ止めなどが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の圧電アクチュエータの一実施例の正面
図、第２図は圧電アクチュエータの従来例の正面図であ
る。 １……積層形圧電素子、２……取付部材、3,5,7,9……
ヒンジ、４……レバー、６……固定部材、８……Ｌ字型
テコ、10……π字型部材、11……リード線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電素子が第１のヒンジを介してレバーの
   一端に接続され、前記レバーの他端は第２のヒンジを介
   してテコの一端に接続され、前記テコの他端は被駆動体
   接続部材に接続され、前記テコ及び前記レバーは、第３
   及び第４のヒンジを介してそれぞれ固定部材に接続され
   ていることを特徴とする圧電アクチュエータ。