JP2940376B2 - 積層形圧電アクチュエータ - Google Patents
積層形圧電アクチュエータInfo
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- JP2940376B2 JP2940376B2 JP5348087A JP34808793A JP2940376B2 JP 2940376 B2 JP2940376 B2 JP 2940376B2 JP 5348087 A JP5348087 A JP 5348087A JP 34808793 A JP34808793 A JP 34808793A JP 2940376 B2 JP2940376 B2 JP 2940376B2
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- Japan
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- piezoelectric element
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Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は積層形圧電アクチュエータ
に係り、特に積層形圧電素子の電歪効果を利用した積層
形圧電アクチュエータに関する。
に係り、特に積層形圧電素子の電歪効果を利用した積層
形圧電アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の積層形圧電アクチュエー
タは、積層形圧電素子の下端がケーシングの底板に固着
した状態で支持されると共に、積層形圧電素子の上端に
加圧上板が固着した状態で支持されていた。そして、積
層形圧電素子に駆動電圧を印加して積層形圧電素子を積
層方向に伸縮駆動させて加圧上板を動作させることによ
り、積層形圧電素子が発生する駆動力を駆動源として外
部に対して仕事をする。
タは、積層形圧電素子の下端がケーシングの底板に固着
した状態で支持されると共に、積層形圧電素子の上端に
加圧上板が固着した状態で支持されていた。そして、積
層形圧電素子に駆動電圧を印加して積層形圧電素子を積
層方向に伸縮駆動させて加圧上板を動作させることによ
り、積層形圧電素子が発生する駆動力を駆動源として外
部に対して仕事をする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、積層形圧電
素子は、積層方向上端面及び下端面が平坦状に形成さ
れ、端面隅部に圧縮力や引張力が集中すると積層形圧電
素子が破壊され易い性質がある。この為、従来の積層形
圧電アクチュエータのように、積層形圧電素子の上端面
と加圧上板及び積層形圧電素子の下端面と底板とが直接
固着されていると、加圧上板に偏荷重や回転力が加わっ
た時に、積層形圧電素子の端面隅部に圧縮力や引張力が
生じ、積層形圧電素子が破壊されるという欠点がある。
素子は、積層方向上端面及び下端面が平坦状に形成さ
れ、端面隅部に圧縮力や引張力が集中すると積層形圧電
素子が破壊され易い性質がある。この為、従来の積層形
圧電アクチュエータのように、積層形圧電素子の上端面
と加圧上板及び積層形圧電素子の下端面と底板とが直接
固着されていると、加圧上板に偏荷重や回転力が加わっ
た時に、積層形圧電素子の端面隅部に圧縮力や引張力が
生じ、積層形圧電素子が破壊されるという欠点がある。
【０００４】本発明は、このうような事情に鑑みてなさ
れたもので、加圧上板に偏荷重や水平方向の回転力が加
わっても積層形圧電素子が破壊されない積層形圧電アク
チュエータを提供することを目的とする。
れたもので、加圧上板に偏荷重や水平方向の回転力が加
わっても積層形圧電素子が破壊されない積層形圧電アク
チュエータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、底板と側板とで筒状に形成されたケーシング
と、前記ケーシング内で前記底板の中央部にその積層方
向下端が支持され、駆動電圧が印加されることにより積
層方向に伸縮駆動する積層形圧電素子と、その中央部が
前記積層形圧電素子の積層方向上端に支持され、前記積
層形圧電素子の伸縮駆動と共に動作する加圧上板と、前
記ケーシングの側板と前記加圧上板の側面との間に挟持
され、前記積層形圧電素子の伸縮駆動を阻害しないよう
に加圧上板を水平に支持する弾性部材と、から成る積層
形圧電アクチュエータに於いて、前記積層形圧電素子と
前記加圧上板の間と、積層形圧電素子と底板の間との少
なくとも一方の間を、球面接合したことを特徴とする。
する為に、底板と側板とで筒状に形成されたケーシング
と、前記ケーシング内で前記底板の中央部にその積層方
向下端が支持され、駆動電圧が印加されることにより積
層方向に伸縮駆動する積層形圧電素子と、その中央部が
前記積層形圧電素子の積層方向上端に支持され、前記積
層形圧電素子の伸縮駆動と共に動作する加圧上板と、前
記ケーシングの側板と前記加圧上板の側面との間に挟持
され、前記積層形圧電素子の伸縮駆動を阻害しないよう
に加圧上板を水平に支持する弾性部材と、から成る積層
形圧電アクチュエータに於いて、前記積層形圧電素子と
前記加圧上板の間と、積層形圧電素子と底板の間との少
なくとも一方の間を、球面接合したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明によれば、前記積層形圧電素子と前記加
圧上板の間と、積層形圧電素子と底板の間との少なくと
も一方の間を、球面接合した。これにより、加圧上板に
偏荷重が加わった場合、偏荷重は球面接合部を介して積
層形圧電素子に伝達されるので、偏荷重は積層形圧電素
子に対して積層方向に均等な荷重として作用する。ま
た、加圧上板に水平方向の回転力が加わった場合、加圧
上板は球面接合部を支点として回転するので、加圧上板
に加わった回転力が吸収される。
圧上板の間と、積層形圧電素子と底板の間との少なくと
も一方の間を、球面接合した。これにより、加圧上板に
偏荷重が加わった場合、偏荷重は球面接合部を介して積
層形圧電素子に伝達されるので、偏荷重は積層形圧電素
子に対して積層方向に均等な荷重として作用する。ま
た、加圧上板に水平方向の回転力が加わった場合、加圧
上板は球面接合部を支点として回転するので、加圧上板
に加わった回転力が吸収される。
【０００７】従って、加圧上板に偏荷重や回転力が加わ
っても積層形圧電素子の端面隅部に圧縮力や引張力が生
じないので、積層形圧電素子が破壊されることがない。
っても積層形圧電素子の端面隅部に圧縮力や引張力が生
じないので、積層形圧電素子が破壊されることがない。
【０００８】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る積層形圧
電アクチュエータの好ましい実施例について詳説する。
図１は本発明の積層形圧電アクチュエータの縦方向の断
面図である。図１に示すように、本発明の積層形圧電ア
クチュエータ１０は、主として底板１２と側板１４とで
筒状に形成されたケーシング１６と、ケーシング１６内
に設けられ駆動源としての積層形圧電素子１８と、積層
形圧電素子１８の駆動と共に動作する加圧上板２０と、
ケーシング１６の側板１４と加圧上板２０の側面との間
に挟持され、積層形圧電素子１８の伸縮駆動を阻害しな
いように加圧上板２０を水平に支持する弾性部材２２
と、積層形圧電素子１８の上端と加圧上板２０との間に
介在される上部受け部材２４と、積層形圧電素子１８の
下端と底板１２との間に介在される下部受け部材２６と
で構成されている。
電アクチュエータの好ましい実施例について詳説する。
図１は本発明の積層形圧電アクチュエータの縦方向の断
面図である。図１に示すように、本発明の積層形圧電ア
クチュエータ１０は、主として底板１２と側板１４とで
筒状に形成されたケーシング１６と、ケーシング１６内
に設けられ駆動源としての積層形圧電素子１８と、積層
形圧電素子１８の駆動と共に動作する加圧上板２０と、
ケーシング１６の側板１４と加圧上板２０の側面との間
に挟持され、積層形圧電素子１８の伸縮駆動を阻害しな
いように加圧上板２０を水平に支持する弾性部材２２
と、積層形圧電素子１８の上端と加圧上板２０との間に
介在される上部受け部材２４と、積層形圧電素子１８の
下端と底板１２との間に介在される下部受け部材２６と
で構成されている。
【０００９】積層形圧電素子１８は複数の矩形状の圧電
板１８Ａ、１８Ａ…が積層された構造を有し、積層形圧
電素子１８に駆動電圧を印加することにより、積層方向
（図中矢印２７方向）に伸長又は収縮する。この積層形
圧電素子１８を駆動源として加圧上板２０を動作させる
ことにより、外部に対して仕事を行う。また、積層形圧
電素子１８の下端と底板１２との間に介在される下部受
け部材２６は、上面が積層形圧電素子１８の下端面に固
着されると共に、下面中央部に球面状の凹部２６Ａが形
成され、底板１２中央部に形成された球面状の凸部１２
Ａと球面接合している。また、下部受け部材２６と底板
１２とは間隙２８を有するように球面接合され、これに
より球面接合部が遊動できるようになっている。また、
積層形圧電素子１８の上端と加圧上板２０との間に介在
される上部受け部材２４は、下面が積層形圧電素子１８
の上端面に固着されると共に、上面中央部に球面状の凹
部２４Ａが形成され、加圧上板２０の下面中央部に形成
された球面状の凸部２０Ａと球面接合している。また、
上部受け部材２４と加圧上板２０とは間隙３０を有する
ように球面接合され、これにより球面接合部が遊動でき
るようになっている。従って、積層形圧電素子１８は下
部受け部材２６を介して遊動自在に床板１２に支持され
ると共に、加圧上板２０は上部受け部材２４を介して遊
動自在に積層形圧電素子１８に支持される。
板１８Ａ、１８Ａ…が積層された構造を有し、積層形圧
電素子１８に駆動電圧を印加することにより、積層方向
（図中矢印２７方向）に伸長又は収縮する。この積層形
圧電素子１８を駆動源として加圧上板２０を動作させる
ことにより、外部に対して仕事を行う。また、積層形圧
電素子１８の下端と底板１２との間に介在される下部受
け部材２６は、上面が積層形圧電素子１８の下端面に固
着されると共に、下面中央部に球面状の凹部２６Ａが形
成され、底板１２中央部に形成された球面状の凸部１２
Ａと球面接合している。また、下部受け部材２６と底板
１２とは間隙２８を有するように球面接合され、これに
より球面接合部が遊動できるようになっている。また、
積層形圧電素子１８の上端と加圧上板２０との間に介在
される上部受け部材２４は、下面が積層形圧電素子１８
の上端面に固着されると共に、上面中央部に球面状の凹
部２４Ａが形成され、加圧上板２０の下面中央部に形成
された球面状の凸部２０Ａと球面接合している。また、
上部受け部材２４と加圧上板２０とは間隙３０を有する
ように球面接合され、これにより球面接合部が遊動でき
るようになっている。従って、積層形圧電素子１８は下
部受け部材２６を介して遊動自在に床板１２に支持され
ると共に、加圧上板２０は上部受け部材２４を介して遊
動自在に積層形圧電素子１８に支持される。
【００１０】また、加圧上板２０の側面とケーシング１
６の側板１４との間に挟持された弾性部材２２は、ゴム
部材、板バネ等が用いられ、これにより、加圧上板２０
が積層形圧電素子１８により積層方向に動作する際に、
積層形圧電素子１８の伸縮駆動を阻害しないように加圧
上板２０を水平に支持する。また、加圧上板２０の上に
は支持ラバー３２を介してフランジ３４が接合され、積
層形圧電素子１８の駆動により動作する加圧上板２０
は、支持ラバー３２及びフランジ３４を介してフランジ
３４上の物体３６に対して仕事をする。
６の側板１４との間に挟持された弾性部材２２は、ゴム
部材、板バネ等が用いられ、これにより、加圧上板２０
が積層形圧電素子１８により積層方向に動作する際に、
積層形圧電素子１８の伸縮駆動を阻害しないように加圧
上板２０を水平に支持する。また、加圧上板２０の上に
は支持ラバー３２を介してフランジ３４が接合され、積
層形圧電素子１８の駆動により動作する加圧上板２０
は、支持ラバー３２及びフランジ３４を介してフランジ
３４上の物体３６に対して仕事をする。
【００１１】また、積層形圧電素子１８は配線（図示せ
ず）で駆動アンプ（図示せず）に接続され、積層形圧電
素子１８に所定の駆動電圧を印加できるようになってい
る。次に、上記の如く構成された本発明の積層形圧電ア
クチュエータ１０の作用について説明する。積層形圧電
素子１８に所定の駆動電圧を印加して積層形圧電素子１
８を駆動すると、加圧上板２０は弾性部材２２で水平に
支持されながら支持ラバー３２及びフランジ３４を介し
て、フランジ３４上の物体３６を動かす。この時、物体
３６の荷重が加圧上板２０に均等に加わらずに所謂、偏
荷重となった場合、偏荷重は加圧上板２０と上部受け部
材２４との球面接合部を介して積層形圧電素子１８に伝
達される。これにより、偏荷重は積層形圧電素子１８に
対して積層方向の均等な荷重として作用する。従って、
加圧上板２０に偏荷重が加わっても積層形圧電素子１８
の端面隅部３８に圧縮力が集中することがないので、積
層形圧電素子１８が破壊されることがない。
ず）で駆動アンプ（図示せず）に接続され、積層形圧電
素子１８に所定の駆動電圧を印加できるようになってい
る。次に、上記の如く構成された本発明の積層形圧電ア
クチュエータ１０の作用について説明する。積層形圧電
素子１８に所定の駆動電圧を印加して積層形圧電素子１
８を駆動すると、加圧上板２０は弾性部材２２で水平に
支持されながら支持ラバー３２及びフランジ３４を介し
て、フランジ３４上の物体３６を動かす。この時、物体
３６の荷重が加圧上板２０に均等に加わらずに所謂、偏
荷重となった場合、偏荷重は加圧上板２０と上部受け部
材２４との球面接合部を介して積層形圧電素子１８に伝
達される。これにより、偏荷重は積層形圧電素子１８に
対して積層方向の均等な荷重として作用する。従って、
加圧上板２０に偏荷重が加わっても積層形圧電素子１８
の端面隅部３８に圧縮力が集中することがないので、積
層形圧電素子１８が破壊されることがない。
【００１２】また、フランジ３４上の物体３６が回転し
て、加圧上板２０に水平方向の回転力が加わった場合、
加圧上板２０は、加圧上板２０と上部受け部材２４の球
面接合部、及び下部受け部材２６と底板１２の球面接合
部を支点として物体３６の回転方向に回転するので、加
圧上板２０に加えられた回転力が吸収される。これによ
り、加圧上板２０に水平方向の回転力が加わっても、積
層形圧電素子１８の端面隅部３８に引張力が発生しない
ので、積層形圧電素子１８が破壊されることがない。
て、加圧上板２０に水平方向の回転力が加わった場合、
加圧上板２０は、加圧上板２０と上部受け部材２４の球
面接合部、及び下部受け部材２６と底板１２の球面接合
部を支点として物体３６の回転方向に回転するので、加
圧上板２０に加えられた回転力が吸収される。これによ
り、加圧上板２０に水平方向の回転力が加わっても、積
層形圧電素子１８の端面隅部３８に引張力が発生しない
ので、積層形圧電素子１８が破壊されることがない。
【００１３】以上のように、本発明の積層形圧電アクチ
ュエータ１０は、積層形圧電素子１８と加圧上板２０の
間と、積層形圧電素子１８と底板１２の間を、球面接合
する受け部材２４、２６を介在させて、加圧上板２０に
偏荷重や回転力が加わっても積層形圧電素子１８の端面
隅部３８に圧縮力や引張力が生じない構造にしたので、
積層形圧電素子の破壊を防止することができる。
ュエータ１０は、積層形圧電素子１８と加圧上板２０の
間と、積層形圧電素子１８と底板１２の間を、球面接合
する受け部材２４、２６を介在させて、加圧上板２０に
偏荷重や回転力が加わっても積層形圧電素子１８の端面
隅部３８に圧縮力や引張力が生じない構造にしたので、
積層形圧電素子の破壊を防止することができる。
【００１４】尚、本実施例では、積層形圧電素子と加圧
上板の間、及び積層形圧電素子と底板の間の両方に受け
部材を介在させるようにしたが、積層形圧電素子と加圧
上板の間、及び積層形圧電素子と底板の間のうち、何方
か一方に受け部材を設けるようにしてもよい。また、上
部受け部材及び下部受け部材に球面状の凹部を形成し、
加圧上板及び底板に球面状の凸部を形成したが、上部受
け部材及び下部受け部材に球面状の凸部を形成し、加圧
上板及び底板に球面状の凹部を形成してもよい。要は、
加圧上板と上部受け部材、及び下部受け部材と底板とが
遊動自在に係合できる組み合わせであればよい。
上板の間、及び積層形圧電素子と底板の間の両方に受け
部材を介在させるようにしたが、積層形圧電素子と加圧
上板の間、及び積層形圧電素子と底板の間のうち、何方
か一方に受け部材を設けるようにしてもよい。また、上
部受け部材及び下部受け部材に球面状の凹部を形成し、
加圧上板及び底板に球面状の凸部を形成したが、上部受
け部材及び下部受け部材に球面状の凸部を形成し、加圧
上板及び底板に球面状の凹部を形成してもよい。要は、
加圧上板と上部受け部材、及び下部受け部材と底板とが
遊動自在に係合できる組み合わせであればよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る積層
形圧電アクチュエータによれば、積層形圧電素子と加圧
上板の間と、積層形圧電素子と底板の間との少なくとも
一方の間を、球面接合して、加圧上板に加わる偏荷重が
積層形圧電素子の積層方向の均等な荷重として作用する
ようにすると共に、加圧上板に加わる水平方向の回転力
を吸収するようにした。
形圧電アクチュエータによれば、積層形圧電素子と加圧
上板の間と、積層形圧電素子と底板の間との少なくとも
一方の間を、球面接合して、加圧上板に加わる偏荷重が
積層形圧電素子の積層方向の均等な荷重として作用する
ようにすると共に、加圧上板に加わる水平方向の回転力
を吸収するようにした。
【００１６】これにより、加圧上板に偏荷重や回転力が
加わっても、積層形圧電素子の端面隅部に圧縮力や引張
力が集中しないので、積層形圧電素子の破壊を防止する
ことができる。
加わっても、積層形圧電素子の端面隅部に圧縮力や引張
力が集中しないので、積層形圧電素子の破壊を防止する
ことができる。
【図１】本発明に係る積層形圧電アクチュエータの縦方
向の断面図
向の断面図
１０…積層形圧電アクチュエータ １２…底板 １４…側板 １６…ケーシング １８…積層形圧電素子 ２０…加圧上板 ２２…弾性部材 ２４…上部受け部材 ２６…下部受け部材 ３２…支持ラバー ３４…フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 41/00 - 41/26
Claims (1)
- 【請求項１】底板と側板とで筒状に形成されたケーシン
グと、 前記ケシング内で前記底板の中央部にその積層方向下端
が支持され、駆動電圧が印加されることにより積層方向
に伸縮駆動する積層形圧電素子と、 その中央部が前記積層形圧電素子の積層方向上端に支持
され、前記積層形圧電素子の伸縮駆動とともに動作する
加圧上板と、 前記ケーシングの側板と前記加圧上板の側面との間に挟
持され、前記積層形圧電素子の伸縮駆動を阻害しないよ
うに加圧上板を略水平に支持する弾性部材と、からなり
加圧上板の上方の物体を支持する積層形圧電アクチュエ
ータにおいて、前記物体を加圧上板の上に配置した支持ラバーを介して
支持するとともに、 前記積層形圧電素子と前記加圧上板
の間と、積層形圧電素子と底板の間との少なくとも一方
の間を、球面接合したことを特徴とする積層形圧電アク
チュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5348087A JP2940376B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 積層形圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5348087A JP2940376B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 積層形圧電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183586A JPH07183586A (ja) | 1995-07-21 |
| JP2940376B2 true JP2940376B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=18394658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5348087A Expired - Fee Related JP2940376B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 積層形圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940376B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1010366C2 (nl) | 1998-10-21 | 2000-04-25 | Hoogovens Corporate Services B | Inrichting voor een nauwkeurige positieregeling van een krachtoverbrengend systeem. |
| DE19909450A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-09-07 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrischer Aktor |
| DE19928177C2 (de) * | 1999-06-19 | 2001-04-26 | Bosch Gmbh Robert | Piezoaktor |
| JP5123491B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2013-01-23 | 日本碍子株式会社 | 積層型圧電／電歪素子 |
| JP4896448B2 (ja) * | 2005-06-29 | 2012-03-14 | 株式会社安川電機 | 積層コア用背圧装置、プレス順送金型、および背圧付与方法 |
| JP7061950B2 (ja) * | 2018-11-01 | 2022-05-02 | 浜名湖電装株式会社 | バルブ部材及び蒸発燃料処理装置 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5348087A patent/JP2940376B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07183586A (ja) | 1995-07-21 |
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