JP2611784B2 - 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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- JP2611784B2 JP2611784B2 JP25577387A JP25577387A JP2611784B2 JP 2611784 B2 JP2611784 B2 JP 2611784B2 JP 25577387 A JP25577387 A JP 25577387A JP 25577387 A JP25577387 A JP 25577387A JP 2611784 B2 JP2611784 B2 JP 2611784B2
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- Japan
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- electrostrictive
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- laminate
- laminates
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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。
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。
＜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、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。
体を配設して、その駆動端を作動部に対置し、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。
増大し得る制御方法の提供を目的とするものである。
＜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
ことを特徴とするものである。
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
ことを特徴とするものである。
＜作用＞ 前記した作動部の上下に配置された一対の電歪積層体
の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。
の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。
ところで、前記非印加状態で、上下の電歪積層体の駆
動端を作動部に当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積層体の作動端を、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。
動端を作動部に当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積層体の作動端を、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。
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
る伸張量を生じさせるように、相互に正電圧を印加す
る。
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
る伸張量を生じさせるように、相互に正電圧を印加す
る。
而て、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。
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、挺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,2c（2b,2d）間で、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積
層体2a,2b,2c,2dの各駆動端３と対向する位置で当接球
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。
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,2c（2b,2d）間で、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積
層体2a,2b,2c,2dの各駆動端３と対向する位置で当接球
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
合材料または圧電磁器材料からなり、厚み方向に分極さ
れた図中四枚の電歪素子10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。かか
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d31のモードに
より駆動端３の伸縮をもたらす。
合材料または圧電磁器材料からなり、厚み方向に分極さ
れた図中四枚の電歪素子10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。かか
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d31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2c,2d
にあって、圧電定数d31は小さいが、比較的低電圧で、
小積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、前記積層方向にあっては、各電歪素子10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
って積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d31のモード
を使用しているから、引張力に対しても強い。
にあって、圧電定数d31は小さいが、比較的低電圧で、
小積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、前記積層方向にあっては、各電歪素子10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
って積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d31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、前記駆動端３は当接球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。
について説明する。
上下で対向する電歪積層体2a,2b及び2c,2d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/mmの印
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。
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/mmの印
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6m
mの間隔（第３図イ参照）を生じさせる。
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6m
mの間隔（第３図イ参照）を生じさせる。
一方、この電圧解除状態では、作動部5aを保持できな
いから、作動杆５の非作動状態では、第３図ロで示すよ
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。
いから、作動杆５の非作動状態では、第３図ロで示すよ
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，ニで
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積層し、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
球７に当接するようにし、圧電定数d33モードによって
積層方向の力を当接球７に付与する電歪積層体20a,20b,
20c,20dを適用するようにしてもよい。
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積層し、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
球７に当接するようにし、圧電定数d33モードによって
積層方向の力を当接球７に付与する電歪積層体20a,20b,
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,20b及び20c,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。
電歪積層体20a,20b及び20c,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、挺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
対の電歪積層体のみを用いて、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。
した傾動運動を付与し、挺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
対の電歪積層体のみを用いて、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。
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。
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;電歪積層体、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,20
c,20d;電歪積層体、21;電歪素子、22;駆動端
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;電歪積層体、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,20
c,20d;電歪積層体、21;電歪素子、22;駆動端
Claims (3)
- 【請求項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。 - 【請求項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d31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。 - 【請求項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d33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 JPH0199672A (ja) | 1989-04-18 |
| JP2611784B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI20070521L (fi) | 2006-11-10 | 2008-05-11 | Atacama Labs Oy | Rakeita, tabletteja ja rakeistusmenetelmä |
| WO2009135946A1 (en) | 2008-05-09 | 2009-11-12 | Atacama Labs Oy | Method and apparatus for dry granulation |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25577387A patent/JP2611784B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0199672A (ja) | 1989-04-18 |
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