JP7018388B2 - 電気機械要素を制御する方法 - Google Patents
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Description
従って、基礎は、電気機械要素の少なくとも一部分を制御する方法であり、この場合に、この対応する部分は、変化セクションを定義している。この時点において、変化セクションは、電気機械要素の全体を有することもできることを強調しておくべきであろう。換言すれば、本発明は、電気機械要素の全体が変化セクションに対応しており、且つ、電気機械要素の全体が本発明による方法によって起動されることを含んでいる。
電圧パルスの振幅及び持続時間に応じて、電気機械要素の変化セクションの定義されており且つ永続する変形変化が結果的に得られるように、分極状態が、ドメインの相対的に小さな又は相対的に大きな部分において、少なくとも1つの電圧パルスにより、永久的に変更されている。このケースにおいて、異なる分極方向を有する対応するドメインが、同一の分極方向の状態に変換された場合には、結果は、延伸方向Vに沿った電気機械要素の変化セクションの延伸の拡大であるが、同一の分極方向を有するドメインを異なる分極方向の状態に変換すれば、延伸方向Vに沿った電気機械要素の変化部分の延伸の減少がもたらされる。
このケースにおいては、電圧パルスの立ち上がりセクションの持続時間及び電圧パルスの立ち下がりセクションの持続時間が、5~20msであり、且つ、好ましくは、8~12msであることが有利でありうる。
更には、第2電圧パルスの振幅は、第1の電圧パルスの振幅とは異なっており、且つ、好ましくは、第2電圧パルスの振幅は、第1電圧パルスの振幅よりも大きさが小さいことが有利でありうる。
これに加えて、本発明は、互いに対して運動する2つの要素の間における、上述の方法による電気機械的被駆動要素の装置にも関する。
Claims (16)
- 電気機械要素の少なくとも1つのセクションを制御する方法であって、対応するセクションは、変化セクションを定義しており、
調節要素としての電気機械要素を提供するステップであって、前記電気機械要素の少なくとも前記変化セクションは、相互に離隔した少なくとも2つの電極と、前記電極の間において配設された複数のドメインを有する多結晶性及び強誘電性又は強誘電性-圧電材料と、を有し、初期状態において、前記ドメインの少なくとも一部分は、互いに異なる分極方向を有し、前記ドメインの別の一部分は、互いに同一の分極方向を有する、前記提供するステップと、
前記調節要素の前記変化セクションの制御された永続する延伸の変化のために電圧パルスの振幅および持続時間に依存する前記変化セクションの分極の程度の永続的な変化が生じるように、定義された振幅及び定義された持続時間を有する少なくとも1つの電圧パルスの形態における電圧を印加することにより、前記変化セクションの前記電極の間に電界を生成するステップと、
前記少なくとも1つの電圧パルスに起因して、互いに分岐する分極方向を有するドメインの一部分を同一の分極方向を有する状態に変換し、且つ、これにより、延伸の方向Vに沿った前記電気機械要素の前記変化セクションの定義された増大を生成するか、ここで、前記変化セクションの前記延伸の増大が電圧の存在なしに残留し、或いは、前記少なくとも1つの電圧パルスに起因して、同一の分極方向を有する前記ドメインの一部分を互いに分岐する分極方向を有する状態に変換し、且つ、これにより、延伸の方向Vに沿った前記電気機械要素の前記変化セクションの定義された減少を生成する、ステップであって、ここで、前記変化セクションの前記延伸の減少が電圧の存在なしに残留する、前記ステップと、
を含む方法。 - 前記電圧パルスの持続時間は、50~150msであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記電圧パルスの持続時間は、70~120msであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記電気機械要素を提供するステップの後に、且つ、少なくとも1つの電圧パルスの形態における電圧を印加することによって前記変化セクションの前記電極の間に電界を生成するステップの前に、前記変化セクションの定義された初期延伸を生成する更なる方法ステップが実行され、このステップにおいては、前記変化セクションの100%の分極の程度に対応する最大延伸増大及び/又は0%の分極程度に対応する最大延伸減少が結果的に得られるような1つ又は複数の電圧が前記変化セクションの前記電極に印加され、前記最大延伸増大と前記最大延伸減少の間の差は、最大可能延伸変化範囲を定義している請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記最大可能延伸変化範囲の50%未満である意図された延伸の変化において、0%の分極の程度を結果的にもたらすような電圧が前記変化セクションの前記電極に印加され、且つ、前記最大可能延伸変化範囲の50%超である意図された延伸の変化において、100%の分極の程度が結果的に得られるような電圧が前記変化セクションの前記電極に印加されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記初期状態において、前記電気機械要素の前記変化セクションの材料の分極の程度が、40%~60%である、電気機械要素の提供を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記初期状態において、前記電気機械要素の前記変化セクションの材料の分極の程度が、50%である、電気機械要素の提供を特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記延伸の方向Vに沿った前記電気機械要素の前記変化セクションの前記延伸の定義された増大のための前記少なくとも1つの電圧パルスの前記振幅は、隣接する電極の間の結果的に得られる電界強度が保磁力の50%~200%となるように、サイズ設定されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記延伸の方向Vに沿った前記電気機械要素の前記変化セクションの前記延伸の定義された減少のための前記少なくとも1つの電圧パルスの前記振幅は、隣接する電極の間の結果的に得られる電界強度が保磁力の10%~90%となるように、サイズ設定されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。
- 第2電圧パルスが第1電圧パルスに後続しており、前記第2電圧パルスは、前記第1電圧パルスとは異なる極性を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2電圧パルスの振幅は、前記第1電圧パルスの前記振幅とは異なっていることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記第2電圧パルスの前記振幅は、前記第1電圧パルスの前記振幅よりも大きさが小さいことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法によって制御された電気機械要素の調節要素としての使用方法。
- 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法によって制御される、互いに対して運動する2つの要素の間における電気機械要素の装置。
- 更なる電気機械要素が、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法によって制御される前記電気機械要素と、互いに対して運動する要素のうちの1つとの間において配置されていることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記更なる電気機械要素が圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項15に記載の装置。
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