JPH05315662A - 圧電アクチュエータ - Google Patents
圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH05315662A JPH05315662A JP4121510A JP12151092A JPH05315662A JP H05315662 A JPH05315662 A JP H05315662A JP 4121510 A JP4121510 A JP 4121510A JP 12151092 A JP12151092 A JP 12151092A JP H05315662 A JPH05315662 A JP H05315662A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric actuator
- metal fitting
- conical projection
- effect element
- cover member
- Prior art date
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- Withdrawn
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】円錐突起の上金具を有する圧電アクチュエータ
において、使用頻度が増しても、圧電アクチュエータ全
体を変換することなく、一部の部品の変換のみで、長期
にわたって十分に変位・力を伝えることができる圧電ア
クチュエータを提供する。 【構成】厚さ０．１ｍｍの電歪剤９と厚さ１０μｍの内
部電極１０とが交互に積層され、内部電極１０の端面を
一層おきにしかもそれぞれの側面で互い違いにガラス等
で構成された外部電極１２で電気的に接続されており、
それぞれの外部電極に半田１３でリード線５が接続さ
れ、上下端面以外は全てエポキシ樹脂１４で塗装してい
る電歪効果素子において、素子の上端部は、円錐突起３
ａを有する上金具３が接着剤で接合しており、下端部は
下金具６と接着剤で接合されている。また円錐突起３ａ
を有する上金具３上には、円錐突起７ａを有する脱着可
能な覆い部材７を有している。 【効果】使用頻度が増して円錐状の突起の先端が摩耗し
た時は覆い部材を変換することで長期にわたって使用で
きる。
において、使用頻度が増しても、圧電アクチュエータ全
体を変換することなく、一部の部品の変換のみで、長期
にわたって十分に変位・力を伝えることができる圧電ア
クチュエータを提供する。 【構成】厚さ０．１ｍｍの電歪剤９と厚さ１０μｍの内
部電極１０とが交互に積層され、内部電極１０の端面を
一層おきにしかもそれぞれの側面で互い違いにガラス等
で構成された外部電極１２で電気的に接続されており、
それぞれの外部電極に半田１３でリード線５が接続さ
れ、上下端面以外は全てエポキシ樹脂１４で塗装してい
る電歪効果素子において、素子の上端部は、円錐突起３
ａを有する上金具３が接着剤で接合しており、下端部は
下金具６と接着剤で接合されている。また円錐突起３ａ
を有する上金具３上には、円錐突起７ａを有する脱着可
能な覆い部材７を有している。 【効果】使用頻度が増して円錐状の突起の先端が摩耗し
た時は覆い部材を変換することで長期にわたって使用で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電アクチュエータに関
し、特に変位・力の伝達を改善した圧電アクチュエータ
の構造に関する。
し、特に変位・力の伝達を改善した圧電アクチュエータ
の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電歪効果素子は図５に示すよう
に、厚さ約０．１ｍｍの電歪材９と厚さ約１０μｍの内
部電極１０とが交互に積層され、内部電極１０が露出し
ている一対の側面には内部電極１０の端面を一層おきに
しかもそれぞれの側面で互い違いにガラス等の絶縁層１
１で絶縁し、絶縁されていない内部電極はそれぞれの側
面で銀ペースト等で構成された外部電極１２で電気的に
接続されている。この時それぞれの外部電極に半田１３
で接続されたリード線５に電圧（１５０Ｖ）を印加する
と、長さ２０ｍｍの電歪効果素子で約２０μｍの変位を
発生する。通常この電歪効果素子は上下の両端面以外は
全てエポキシ樹脂１４で塗装している。
に、厚さ約０．１ｍｍの電歪材９と厚さ約１０μｍの内
部電極１０とが交互に積層され、内部電極１０が露出し
ている一対の側面には内部電極１０の端面を一層おきに
しかもそれぞれの側面で互い違いにガラス等の絶縁層１
１で絶縁し、絶縁されていない内部電極はそれぞれの側
面で銀ペースト等で構成された外部電極１２で電気的に
接続されている。この時それぞれの外部電極に半田１３
で接続されたリード線５に電圧（１５０Ｖ）を印加する
と、長さ２０ｍｍの電歪効果素子で約２０μｍの変位を
発生する。通常この電歪効果素子は上下の両端面以外は
全てエポキシ樹脂１４で塗装している。
【０００３】また、電歪効果素子の下端面には、取付け
用の下金具６が接着材を介して電歪効果素子と接合して
いる。片方の上端面には変位の力を伝えるための円錐状
の突起３ａを有する上金具３が接着剤を介して電歪効果
素子の片端面に接合している。
用の下金具６が接着材を介して電歪効果素子と接合して
いる。片方の上端面には変位の力を伝えるための円錐状
の突起３ａを有する上金具３が接着剤を介して電歪効果
素子の片端面に接合している。
【０００４】この圧電アクチュエータに電圧を印加する
と、電歪効果素子の変位・力が上金具３に伝わり、円錐
状の突起３ａを通して、被駆動体８に伝えることができ
る。
と、電歪効果素子の変位・力が上金具３に伝わり、円錐
状の突起３ａを通して、被駆動体８に伝えることができ
る。
【０００５】
【発明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、使用頻度が増加すると、電歪効果素子
の端面に接着された上金具の円錐状の突起の先端が摩耗
して、十分に変位，力が伝わらなくなる。また、水や塩
酸などの腐食性水溶液中で円錐状の突起の先端部を駆動
させると、腐食が生じ先端部がもろくなる。その結果十
分に変位，力が伝わらなくなり、圧電アクチュエータ全
体を交換しなければならないという問題があった。
クチュエータは、使用頻度が増加すると、電歪効果素子
の端面に接着された上金具の円錐状の突起の先端が摩耗
して、十分に変位，力が伝わらなくなる。また、水や塩
酸などの腐食性水溶液中で円錐状の突起の先端部を駆動
させると、腐食が生じ先端部がもろくなる。その結果十
分に変位，力が伝わらなくなり、圧電アクチュエータ全
体を交換しなければならないという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、使用頻度が増しても、圧
電アクチュエータ全体を変換することなく、一部の部材
の変換のみで長期にわたって十分に変位・力を伝えるこ
とができる圧電アクチュエータを提供することにある。
電アクチュエータ全体を変換することなく、一部の部材
の変換のみで長期にわたって十分に変位・力を伝えるこ
とができる圧電アクチュエータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電アクチュエ
ータは、圧電セラミック層と内部電極導体とを交互に積
層した電歪効果素子の両端にそれぞれ蓋部材が接続さ
れ、前記蓋部材のどちらか一方が前記蓋部材の素子接着
面と反対の面に円錐状の突起を有する圧電アクチュエー
タにおいて、前記円錐状の突起上に、脱着可能な円錐状
の突起を有する覆い部材を有している。
ータは、圧電セラミック層と内部電極導体とを交互に積
層した電歪効果素子の両端にそれぞれ蓋部材が接続さ
れ、前記蓋部材のどちらか一方が前記蓋部材の素子接着
面と反対の面に円錐状の突起を有する圧電アクチュエー
タにおいて、前記円錐状の突起上に、脱着可能な円錐状
の突起を有する覆い部材を有している。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の圧電アクチュエータ
の縦断面図、図２は第１の実施例において、変位・力を
伝える際の上金具と変位・力を受ける部材との接合を表
わした図である。
る。図１は本発明の第１の実施例の圧電アクチュエータ
の縦断面図、図２は第１の実施例において、変位・力を
伝える際の上金具と変位・力を受ける部材との接合を表
わした図である。
【０００９】電歪効果素子は図１に示すように、厚さ約
０．１ｍｍの電歪材９と厚さ約１０μｍの内部電極１０
とが交互に積層され、内部電極１０が露出している一対
の側面には内部電極１０の端面を一層おきにしかもそれ
ぞれの側面で互い違いにガラス等の絶縁層１１で絶縁
し、絶縁されていない内部電極はそれぞれの側面で銀ペ
ースト等で構成された外部電極１２で電気的に接続され
ている。この時それぞれの外部電極に半田１３で接続さ
れたリード線５に電圧（１５０Ｖ）を印加すると、長さ
２０ｍｍの電歪効果素子で約２０μｍの変位を発生す
る。通常この電歪効果素子は上下の両端面以外は全てエ
ポキシ樹脂１４で塗装している。また図１，図２に示す
ように電歪効果素子２の下端面に厚さが２ｍｍ底面直径
５ｍｍのステンレス製で円盤状の下金具６とまた上端面
には高さ２．５ｍｍ底面直径が５ｍｍの円錐状の突起３
ａを有する上金具３とが接着剤で接着されている。上金
具３の先端部は高さ１．５ｍｍ、底面の直径３ｍｍのス
テンレス製で円錐突起７ａを有する覆い部材７に覆われ
ている。
０．１ｍｍの電歪材９と厚さ約１０μｍの内部電極１０
とが交互に積層され、内部電極１０が露出している一対
の側面には内部電極１０の端面を一層おきにしかもそれ
ぞれの側面で互い違いにガラス等の絶縁層１１で絶縁
し、絶縁されていない内部電極はそれぞれの側面で銀ペ
ースト等で構成された外部電極１２で電気的に接続され
ている。この時それぞれの外部電極に半田１３で接続さ
れたリード線５に電圧（１５０Ｖ）を印加すると、長さ
２０ｍｍの電歪効果素子で約２０μｍの変位を発生す
る。通常この電歪効果素子は上下の両端面以外は全てエ
ポキシ樹脂１４で塗装している。また図１，図２に示す
ように電歪効果素子２の下端面に厚さが２ｍｍ底面直径
５ｍｍのステンレス製で円盤状の下金具６とまた上端面
には高さ２．５ｍｍ底面直径が５ｍｍの円錐状の突起３
ａを有する上金具３とが接着剤で接着されている。上金
具３の先端部は高さ１．５ｍｍ、底面の直径３ｍｍのス
テンレス製で円錐突起７ａを有する覆い部材７に覆われ
ている。
【００１０】覆い部材７は円錐突起７ａをもって、位置
決め（センター出し）を行い、電歪効果素子２の変位・
力を円錐突起７ａを通して被駆動体８に伝えることがで
きる。
決め（センター出し）を行い、電歪効果素子２の変位・
力を円錐突起７ａを通して被駆動体８に伝えることがで
きる。
【００１１】具体的には、縦２０ｍｍ，横５ｍｍ，厚さ
５ｍｍの電歪効果素子を用いた圧電アクチュエータに直
流電流１５０Ｖを印加した時、円錐突起７ａの先端で１
６μｍの変位量，また変位拘束時の力が８０ｋｇｆ生じ
た。さらに、覆い部材７を用いない時に比べて、エネル
ギー伝達ロスもほとんどなかった。
５ｍｍの電歪効果素子を用いた圧電アクチュエータに直
流電流１５０Ｖを印加した時、円錐突起７ａの先端で１
６μｍの変位量，また変位拘束時の力が８０ｋｇｆ生じ
た。さらに、覆い部材７を用いない時に比べて、エネル
ギー伝達ロスもほとんどなかった。
【００１２】図３は本発明の第２の実施例の圧電アクチ
ュエータの縦断面図およびその平面図，図４は第２の実
施例において、変位・力を伝える際の上金具と変位・力
を受ける部材との接合を表わした図である。
ュエータの縦断面図およびその平面図，図４は第２の実
施例において、変位・力を伝える際の上金具と変位・力
を受ける部材との接合を表わした図である。
【００１３】円筒状のステンレス製金属ケース１に、挿
入された電歪効果素子２の両端面に厚さ５ｍｍのステン
レス製円盤状で電歪効果素子を接着しない面側に、高さ
３ｍｍ，底面直径が６ｍｍの円錐状の突起３ａを有する
上金具３と厚さ５ｍｍのステンレス製で左右にリード線
が貫通する孔４ａを有する円盤状の下金具４とが接着剤
で接着され、下金具４と金属ケース１とがスポット溶接
により固着されている。また、上金具３は金属ケース１
に覆われており、両者の摩擦力によって上金具３に保持
されている。
入された電歪効果素子２の両端面に厚さ５ｍｍのステン
レス製円盤状で電歪効果素子を接着しない面側に、高さ
３ｍｍ，底面直径が６ｍｍの円錐状の突起３ａを有する
上金具３と厚さ５ｍｍのステンレス製で左右にリード線
が貫通する孔４ａを有する円盤状の下金具４とが接着剤
で接着され、下金具４と金属ケース１とがスポット溶接
により固着されている。また、上金具３は金属ケース１
に覆われており、両者の摩擦力によって上金具３に保持
されている。
【００１４】電歪効果素子２から引き出されたリード線
５は、孔４ａを通してケースの外に引き出されている。
また上金具３の先端部は高さ１．５ｍｍ，底面の直径３
ｍｍのセラミック製で円錐突起７ａを有する覆い部材７
に覆われている。
５は、孔４ａを通してケースの外に引き出されている。
また上金具３の先端部は高さ１．５ｍｍ，底面の直径３
ｍｍのセラミック製で円錐突起７ａを有する覆い部材７
に覆われている。
【００１５】覆い部材７は円錐突起７ａをもって、位置
決め（センター出し）を行い、金属ケース１の内側の面
を案内にして摺動して、電歪効果素子２の変位・力を円
錐突起７ａを通して被駆動体８に伝えることができる。
決め（センター出し）を行い、金属ケース１の内側の面
を案内にして摺動して、電歪効果素子２の変位・力を円
錐突起７ａを通して被駆動体８に伝えることができる。
【００１６】具体的には、縦１２０ｍｍ，横５ｍｍ，厚
さ５ｍｍの電歪効果素子を用いた金属ケース入り圧電ア
クチュエータに直流電流１５０Ｖを印加した時、円錐突
起７ａ先端で９０μｍの変位量，また変位拘束時の力が
８０ｋｇｆ生じた。さらに、覆い部材７を用いない時に
比べて、エネルギー伝達ロスもほとんどなかった。
さ５ｍｍの電歪効果素子を用いた金属ケース入り圧電ア
クチュエータに直流電流１５０Ｖを印加した時、円錐突
起７ａ先端で９０μｍの変位量，また変位拘束時の力が
８０ｋｇｆ生じた。さらに、覆い部材７を用いない時に
比べて、エネルギー伝達ロスもほとんどなかった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電アク
チュエータは、電歪効果素子の片端面と固着している蓋
部材（上金具）が脱着可能な覆い部材で覆われている構
造のため、従来の圧電アクチュエータに比べて、 （１）使用頻度が増加し、覆い部材の伝達面が摩耗した
場合、容易に取りかえることができ、長期にわたって十
分に変位，力を伝えることができる。 （２）水や腐食溶液中で使用する場合、覆い部材にセラ
ミック等の耐蝕性の高い材料を用いることにより、覆い
部材の腐食なしに十分に変位，力を伝えることができ
る。 という効果を有する。
チュエータは、電歪効果素子の片端面と固着している蓋
部材（上金具）が脱着可能な覆い部材で覆われている構
造のため、従来の圧電アクチュエータに比べて、 （１）使用頻度が増加し、覆い部材の伝達面が摩耗した
場合、容易に取りかえることができ、長期にわたって十
分に変位，力を伝えることができる。 （２）水や腐食溶液中で使用する場合、覆い部材にセラ
ミック等の耐蝕性の高い材料を用いることにより、覆い
部材の腐食なしに十分に変位，力を伝えることができ
る。 という効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例の縦断面図である。
【図２】第１の実施例における上金具と変位・力を受け
る部材との接合図である。
る部材との接合図である。
【図３】本発明の第２の実施例の縦断面図およびその平
面図である。
面図である。
【図４】図４は第２の実施例における上金具と変位・力
を受ける部材との接合図である。
を受ける部材との接合図である。
【図５】従来の圧電アクチュエータの一部の縦断面図で
ある。
ある。
【図６】従来の実施例における上金具と変位・力を受け
る部材との接合図である。
る部材との接合図である。
１ 金属ケース ２ 電歪効果素子 ３ 上金具 ３ａ 突起 ４ 下金具 ４ａ 孔 ５ リード線 ６ 下金具 ７ａ 円錐突起 ７ 覆い部材 ８ 被駆動体 ９ 電歪材 １０ 内部電極 １１ 絶縁層 １２ 外部電極 １３ 半田 １４ エポキシ樹脂
Claims (4)
- 【請求項１】 圧電セラミック層と内部電極導体とを交
互に積層した電歪効果素子の両端にそれぞれ蓋部材が接
着され、前記蓋部材のどちらか一方が蓋部材の素子接着
面と反対の面に円錐状の突起を有する圧電アクチュエー
タにおいて、前記円錐状の突起上に、脱着可能な円錐状
の突起を有する覆い部材を有することを特徴とする圧電
アクチュエータ。 - 【請求項２】 前記蓋部材が金属ケースを介して、接合
していることを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュ
エータ。 - 【請求項３】 前記覆い部材が、チタン，タングステン
などの耐摩耗の高い材料からなることを特徴とする請求
項１記載の圧電アクチュエータ。 - 【請求項４】 前記覆い部材が、セラミックスやエンジ
ニアプラスチックなどの酸，アルカリ等の腐触性薬品に
強い、耐蝕性の高い材料からなることを特徴とする請求
項１記載の圧電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4121510A JPH05315662A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4121510A JPH05315662A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 圧電アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315662A true JPH05315662A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14812990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4121510A Withdrawn JPH05315662A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05315662A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2906165A1 (fr) * | 2006-09-27 | 2008-03-28 | Corneal Ind Soc Par Actions Si | Systeme d'emission d'ultrasons et machine de traitement par ultrasons integrant ledit systeme |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP4121510A patent/JPH05315662A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2906165A1 (fr) * | 2006-09-27 | 2008-03-28 | Corneal Ind Soc Par Actions Si | Systeme d'emission d'ultrasons et machine de traitement par ultrasons integrant ledit systeme |
| WO2008037932A2 (fr) * | 2006-09-27 | 2008-04-03 | Corneal Innovation | Systeme d'emission d'ultrasons et machine de traitement par ultrasons integrant ledit systeme |
| WO2008037932A3 (fr) * | 2006-09-27 | 2008-05-29 | Corneal Innovation | Systeme d'emission d'ultrasons et machine de traitement par ultrasons integrant ledit systeme |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |