JPH10173247A - ピエゾアクチュエータ - Google Patents
ピエゾアクチュエータInfo
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- JPH10173247A JPH10173247A JP8326926A JP32692696A JPH10173247A JP H10173247 A JPH10173247 A JP H10173247A JP 8326926 A JP8326926 A JP 8326926A JP 32692696 A JP32692696 A JP 32692696A JP H10173247 A JPH10173247 A JP H10173247A
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- piezo
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- spring
- gas chamber
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピエゾアクチュエータにおいて、無理無く与
圧荷重を付加することを目的とする。 【解決手段】 印加される電圧により伸長する複数のピ
エゾ素子１３を積層し、積層された各ピエゾ素子１３の
両端に接合する一対の端板２，３を備え、積層された各
ピエゾ素子１３を圧縮方向に与圧する与圧手段として各
端板２，３の間にコイルバネ４を介装するものとした。
圧荷重を付加することを目的とする。 【解決手段】 印加される電圧により伸長する複数のピ
エゾ素子１３を積層し、積層された各ピエゾ素子１３の
両端に接合する一対の端板２，３を備え、積層された各
ピエゾ素子１３を圧縮方向に与圧する与圧手段として各
端板２，３の間にコイルバネ４を介装するものとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、印加される電圧に
より伸長するピエゾアクチュエータの与圧構造に関する
ものである。
より伸長するピエゾアクチュエータの与圧構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンに備えられる燃料噴射
弁等に、印加電圧に応じて伸張するピエゾ素子を積層し
たピエゾアクチュエータを備え、ピエゾアクチュエータ
を介してニードル（弁体）を開弁作動させるものがあっ
た。ニードルをピエゾアクチュエータにより駆動するこ
とにより、燃料噴射弁の高速応答性が高まり、高出力化
に対応するための噴射可能範囲を拡大できる。また、少
量の燃料を安定して噴射することが可能となり、燃費の
低減がはかれる。
弁等に、印加電圧に応じて伸張するピエゾ素子を積層し
たピエゾアクチュエータを備え、ピエゾアクチュエータ
を介してニードル（弁体）を開弁作動させるものがあっ
た。ニードルをピエゾアクチュエータにより駆動するこ
とにより、燃料噴射弁の高速応答性が高まり、高出力化
に対応するための噴射可能範囲を拡大できる。また、少
量の燃料を安定して噴射することが可能となり、燃費の
低減がはかれる。
【０００３】従来、この種のピエゾアクチュエータとし
て、例えば図４に示すようなものがある(特開平７−１
９３２９５号公報、参照)。
て、例えば図４に示すようなものがある(特開平７−１
９３２９５号公報、参照)。
【０００４】これについて説明すると、積層型ピエゾア
クチュエータ７１は、その両端に端板７２，７３が取付
けられ、各端板７２，７３を介してピエゾアクチュエー
タ７１を圧縮する円筒状をしたバネ７４が設けられる。
ピエゾアクチュエータ７１は筒状バネ７４を介して通常
の動作力の２〜３割の与圧が付与されることにより、安
定した作動性が確保される。
クチュエータ７１は、その両端に端板７２，７３が取付
けられ、各端板７２，７３を介してピエゾアクチュエー
タ７１を圧縮する円筒状をしたバネ７４が設けられる。
ピエゾアクチュエータ７１は筒状バネ７４を介して通常
の動作力の２〜３割の与圧が付与されることにより、安
定した作動性が確保される。
【０００５】ピエゾアクチュエータ７１の製造時、筒状
バネ７４は所定温度に加熱された状態で各端板７２，７
３に溶接により結合される。溶接後に筒状バネ７４が常
温まで低下すると、熱膨張差により所定の与圧荷重がピ
エゾアクチュエータ７１に付与されるようになってい
る。
バネ７４は所定温度に加熱された状態で各端板７２，７
３に溶接により結合される。溶接後に筒状バネ７４が常
温まで低下すると、熱膨張差により所定の与圧荷重がピ
エゾアクチュエータ７１に付与されるようになってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の筒状バネ７４は、熱膨張差を利用して与圧荷
重を発生させる構造のため、与圧荷重にバラツキが生じ
やすいという問題点があった。
うな従来の筒状バネ７４は、熱膨張差を利用して与圧荷
重を発生させる構造のため、与圧荷重にバラツキが生じ
やすいという問題点があった。
【０００７】また、ピエゾアクチュエータ７１の温度変
化によって筒状バネ７４が付与する与圧荷重が大きく変
化するため、ピエゾアクチュエータ７１の作動特性が安
定しないという問題点があった。
化によって筒状バネ７４が付与する与圧荷重が大きく変
化するため、ピエゾアクチュエータ７１の作動特性が安
定しないという問題点があった。
【０００８】特に、こうしたピエゾアクチュエータを例
えば自動車用エンジンに備えられる燃料噴射弁のように
使用環境が高温になる装置に適用すると、高温時に与圧
荷重が少なくなり、ピエゾアクチュエータの安定作動が
より一層困難になるのである。
えば自動車用エンジンに備えられる燃料噴射弁のように
使用環境が高温になる装置に適用すると、高温時に与圧
荷重が少なくなり、ピエゾアクチュエータの安定作動が
より一層困難になるのである。
【０００９】これに対処して、筒状バネ７４を各端板７
２，７３に溶接する際の温度を３００°Ｃ程度に高める
ことが考えられるが、これはピエゾアクチュエータ７１
を過熱することになり、この場合、複数のピエゾ素子を
積層する際に用いられる接着剤等の剥離を招く可能性が
ある。
２，７３に溶接する際の温度を３００°Ｃ程度に高める
ことが考えられるが、これはピエゾアクチュエータ７１
を過熱することになり、この場合、複数のピエゾ素子を
積層する際に用いられる接着剤等の剥離を招く可能性が
ある。
【００１０】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、ピエゾアクチュエータに無理無く与圧荷重を
付加することを目的とする。
のであり、ピエゾアクチュエータに無理無く与圧荷重を
付加することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のピエゾ
アクチュエータは、印加される電圧により伸長する複数
のピエゾ素子を積層し、積層された各ピエゾ素子を圧縮
方向に与圧する与圧手段を備えたピエゾアクチュエータ
において、積層された各ピエゾ素子の両端に接合する一
対の端板を備え、与圧手段として各端板の間にコイルバ
ネを介装するものとした。
アクチュエータは、印加される電圧により伸長する複数
のピエゾ素子を積層し、積層された各ピエゾ素子を圧縮
方向に与圧する与圧手段を備えたピエゾアクチュエータ
において、積層された各ピエゾ素子の両端に接合する一
対の端板を備え、与圧手段として各端板の間にコイルバ
ネを介装するものとした。
【００１２】請求項２に記載のピエゾアクチュエータ
は、請求項１に記載の発明において、前記コイルバネの
荷重を端板に作用させる部材と端板のいずか一方に凹部
を形成し、この凹部に収装したボールを介してコイルバ
ネの荷重を端板に作用させるようにものとした。
は、請求項１に記載の発明において、前記コイルバネの
荷重を端板に作用させる部材と端板のいずか一方に凹部
を形成し、この凹部に収装したボールを介してコイルバ
ネの荷重を端板に作用させるようにものとした。
【００１３】請求項３に記載のピエゾアクチュエータ
は、請求項１または２に記載の発明において、前記コイ
ルバネの端部に環状をしたバネケースを連結し、バネケ
ースと端板の間に筒状をしたアクチュエータガイドを介
装し、バネケースをアクチュエータガイドの外周に螺合
させるものとした。
は、請求項１または２に記載の発明において、前記コイ
ルバネの端部に環状をしたバネケースを連結し、バネケ
ースと端板の間に筒状をしたアクチュエータガイドを介
装し、バネケースをアクチュエータガイドの外周に螺合
させるものとした。
【００１４】請求項４に記載のピエゾアクチュエータの
製造方法は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発
明において、前記コイルバネの内側に積層されたピエゾ
素子が収装されるガス室を備えるものとした。
製造方法は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発
明において、前記コイルバネの内側に積層されたピエゾ
素子が収装されるガス室を備えるものとした。
【００１５】請求項５に記載のピエゾアクチュエータ
は、請求項４に記載の発明において、前記ガス室を画成
する筒状をしたベローズを備えるものとした。
は、請求項４に記載の発明において、前記ガス室を画成
する筒状をしたベローズを備えるものとした。
【００１６】請求項６に記載のピエゾアクチュエータ
は、請求項４に記載の発明において、前記ガス室を画成
する筒状をした一対のアクチュエータガイドを備え、各
アクチュエータガイドを摺動可能に嵌合させ、各アクチ
ュエータガイドの嵌合部にガス室を密封するＯリングを
介装するものとした。
は、請求項４に記載の発明において、前記ガス室を画成
する筒状をした一対のアクチュエータガイドを備え、各
アクチュエータガイドを摺動可能に嵌合させ、各アクチ
ュエータガイドの嵌合部にガス室を密封するＯリングを
介装するものとした。
【００１７】
【発明の作用および効果】請求項１に記載の発明におい
て、ピエゾアクチュエータは各ピエゾ素子に電圧が印加
されて電荷が蓄えられることにより瞬時に伸長し、電圧
を遮断しその両端子間を短絡することにより瞬時に収縮
する。
て、ピエゾアクチュエータは各ピエゾ素子に電圧が印加
されて電荷が蓄えられることにより瞬時に伸長し、電圧
を遮断しその両端子間を短絡することにより瞬時に収縮
する。
【００１８】ピエゾアクチュエータはコイルバネを介し
て通常の動作力に対して所定割合の圧縮荷重が軸方向に
付与される。線材がコイル状に巻かれたコイルバネは、
各ピエゾ素子の径方向に付与するアンバランス荷重が小
さく、ピエゾアクチュエータの安定した作動性が確保さ
れる。
て通常の動作力に対して所定割合の圧縮荷重が軸方向に
付与される。線材がコイル状に巻かれたコイルバネは、
各ピエゾ素子の径方向に付与するアンバランス荷重が小
さく、ピエゾアクチュエータの安定した作動性が確保さ
れる。
【００１９】線材がコイル状に巻かれたコイルバネは、
積層されたピエゾ素子の両端の距離に応じて線材が大き
く弾性変形する構造のため、コイルバネの加工精度や組
立精度に影響されることなく、ピエゾアクチュエータに
付与される与圧荷重を高い精度で管理することができ
る。
積層されたピエゾ素子の両端の距離に応じて線材が大き
く弾性変形する構造のため、コイルバネの加工精度や組
立精度に影響されることなく、ピエゾアクチュエータに
付与される与圧荷重を高い精度で管理することができ
る。
【００２０】また、コイルバネと各ピエゾ素子間の熱膨
張差による与圧荷重の変化が小さく、温度変化によって
与圧荷重が変動することが抑えられ、ピエゾアクチュエ
ータの安定した作動性が確保される。
張差による与圧荷重の変化が小さく、温度変化によって
与圧荷重が変動することが抑えられ、ピエゾアクチュエ
ータの安定した作動性が確保される。
【００２１】請求項２に記載の発明において、コイルバ
ネはその伸縮に伴ってボールを介してピエゾアクチュエ
ータに対して相対回転し、コイルバネから捩り荷重が各
ピエゾ素子に付与されることがなく、ピエゾアクチュエ
ータの安定した作動性が得られる。
ネはその伸縮に伴ってボールを介してピエゾアクチュエ
ータに対して相対回転し、コイルバネから捩り荷重が各
ピエゾ素子に付与されることがなく、ピエゾアクチュエ
ータの安定した作動性が得られる。
【００２２】請求項３に記載の発明において、バネケー
スのアクチュエータガイドに対する螺合位置を変えるこ
とにより、コイルバネがピエゾアクチュエータに付与す
るコイルバネの圧縮荷重を容易に調節することができ、
生産性、整備性の向上がはかれる。
スのアクチュエータガイドに対する螺合位置を変えるこ
とにより、コイルバネがピエゾアクチュエータに付与す
るコイルバネの圧縮荷重を容易に調節することができ、
生産性、整備性の向上がはかれる。
【００２３】請求項４に記載の発明において、ピエゾ素
子を収装するガス室が画成されることにより、ピエゾア
クチュエータの温度変化による結露が各ピエゾ素子に生
じることを防止できる。
子を収装するガス室が画成されることにより、ピエゾア
クチュエータの温度変化による結露が各ピエゾ素子に生
じることを防止できる。
【００２４】ガス室がコイルバネの内側に配置されるこ
とにより、ピエゾアクチュエータの大型化が避けられ
る。
とにより、ピエゾアクチュエータの大型化が避けられ
る。
【００２５】請求項５に記載の発明において、各ピエゾ
素子の伸縮に伴ってベローズが伸縮し、ガス室の密封性
が確保される。
素子の伸縮に伴ってベローズが伸縮し、ガス室の密封性
が確保される。
【００２６】請求項６に記載の発明において、各ピエゾ
素子の伸縮に伴って各アクチュエータガイドが摺動し、
両者の間に介装されたＯリングを介してガス室の密封性
が確保される。
素子の伸縮に伴って各アクチュエータガイドが摺動し、
両者の間に介装されたＯリングを介してガス室の密封性
が確保される。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００２８】図１に示すように、ピエゾアクチュエータ
１は円盤状をした複数のピエゾ素子１３が、同じく円盤
状をした内部電極板を挟んで積層され、接着剤を介して
固定される。各ピエゾ素子は内部電極板を介して電圧が
印加されて電荷が蓄えられることにより瞬時に板厚が増
え、電圧を遮断しその両内部電極板を短絡することによ
り瞬時に板厚が減るようになっている。
１は円盤状をした複数のピエゾ素子１３が、同じく円盤
状をした内部電極板を挟んで積層され、接着剤を介して
固定される。各ピエゾ素子は内部電極板を介して電圧が
印加されて電荷が蓄えられることにより瞬時に板厚が増
え、電圧を遮断しその両内部電極板を短絡することによ
り瞬時に板厚が減るようになっている。
【００２９】各ピエゾ素子１３の間にはマイナス側の内
部電極板とプラス側の内部電極板が交互に積層される。
マイナス側の内部電極板と、プラス側の内部電極板は、
それぞれ積層された各ピエゾ素子１３の側面に設けられ
た帯状の各外部電極に結合され、リード線を介して駆動
回路に接続されている。
部電極板とプラス側の内部電極板が交互に積層される。
マイナス側の内部電極板と、プラス側の内部電極板は、
それぞれ積層された各ピエゾ素子１３の側面に設けられ
た帯状の各外部電極に結合され、リード線を介して駆動
回路に接続されている。
【００３０】円柱状に積層された各ピエゾ素子１３の両
端には一対の端板２，３が設けられる。各端板２，３は
ピエゾ素子１３に内部電極板を介して接着される。
端には一対の端板２，３が設けられる。各端板２，３は
ピエゾ素子１３に内部電極板を介して接着される。
【００３１】円柱状に積層された各ピエゾ素子１３を圧
縮方向に与圧するコイルバネ４が設けられる。コイルバ
ネ４の両端には一対のバネケース６，５が取付けられ
る。各バネケース６，５の間にコイルバネ４が伸長した
状態で介装され、バネケース６，５の間に端板２．３を
介して積層された各ピエゾ素子１３が挟持される。
縮方向に与圧するコイルバネ４が設けられる。コイルバ
ネ４の両端には一対のバネケース６，５が取付けられ
る。各バネケース６，５の間にコイルバネ４が伸長した
状態で介装され、バネケース６，５の間に端板２．３を
介して積層された各ピエゾ素子１３が挟持される。
【００３２】上部バネケース６と上部端板２の間にはア
クチュエータガイド７が設けられる。アクチュエータガ
イド７は有底円筒状に形成され、上部端板２を着座させ
る円盤状の底部２１と、底部２１から筒状に延びるガイ
ド部２２を有する。ガイド部２２の外周にはネジ部９が
刻まれ、環状の上部バネケース６がこのネジ部９に螺合
する。これによりバネケース６６に形成されたバネ支持
部６ｂはコイルバネ４の上部を任意の位置に保持するこ
とができる。同じく有底円筒状のバネケース５に端板３
を収納すことにより、バネ支持部５５はコイルバネ４の
下端を保持する。
クチュエータガイド７が設けられる。アクチュエータガ
イド７は有底円筒状に形成され、上部端板２を着座させ
る円盤状の底部２１と、底部２１から筒状に延びるガイ
ド部２２を有する。ガイド部２２の外周にはネジ部９が
刻まれ、環状の上部バネケース６がこのネジ部９に螺合
する。これによりバネケース６６に形成されたバネ支持
部６ｂはコイルバネ４の上部を任意の位置に保持するこ
とができる。同じく有底円筒状のバネケース５に端板３
を収納すことにより、バネ支持部５５はコイルバネ４の
下端を保持する。
【００３３】上部端板２の中央部にはアクチュエータガ
イド７の底部２１に対峙するように円錐上に窪む凹部２
４が形成され、凹部２４とアクチュエータガイド７の間
に鋼球等の硬質材料からなるボール８が介装される。な
お、凹部２４を底部２１側に形成することも可能であ
る。
イド７の底部２１に対峙するように円錐上に窪む凹部２
４が形成され、凹部２４とアクチュエータガイド７の間
に鋼球等の硬質材料からなるボール８が介装される。な
お、凹部２４を底部２１側に形成することも可能であ
る。
【００３４】ピエゾアクチュエータ５を構成する、上下
の各端板２，３、各バネケース６，５、コイルバネ４、
アクチュエータガイド７、ボール８は、それぞれ円柱状
に積層された各ピエゾ素子１３と同軸上に配置される。
の各端板２，３、各バネケース６，５、コイルバネ４、
アクチュエータガイド７、ボール８は、それぞれ円柱状
に積層された各ピエゾ素子１３と同軸上に配置される。
【００３５】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００３６】ピエゾアクチュエータ１は各ピエゾ素子１
３に電圧が印加されることにより伸長し、電圧が遮断さ
れることにより収縮する。
３に電圧が印加されることにより伸長し、電圧が遮断さ
れることにより収縮する。
【００３７】ピエゾアクチュエータ１はコイルバネ４を
介して通常の動作力に対して所定割合の圧縮荷重が軸方
向に付与される。線材がコイル状に巻かれたコイルバネ
４は、各ピエゾ素子１３の径方向に付与するアンバラン
ス荷重が小さく、ピエゾアクチュエータ１の安定した作
動性が確保される。
介して通常の動作力に対して所定割合の圧縮荷重が軸方
向に付与される。線材がコイル状に巻かれたコイルバネ
４は、各ピエゾ素子１３の径方向に付与するアンバラン
ス荷重が小さく、ピエゾアクチュエータ１の安定した作
動性が確保される。
【００３８】線材がコイル状に巻かれたコイルバネ４
は、バネケース６，５間の距離に応じて線材が大きく弾
性変形する構造のため、コイルバネ４の加工精度や組立
精度に影響されることなく、ピエゾアクチュエータ１に
付与される与圧荷重を高い精度で管理することができ
る。
は、バネケース６，５間の距離に応じて線材が大きく弾
性変形する構造のため、コイルバネ４の加工精度や組立
精度に影響されることなく、ピエゾアクチュエータ１に
付与される与圧荷重を高い精度で管理することができ
る。
【００３９】また、コイルバネ４と各ピエゾ素子１３の
熱膨張差による与圧荷重の変化が小さく、温度変化によ
って与圧荷重が変動することが抑えられ、ピエゾアクチ
ュエータ１の作動特性が安定する。
熱膨張差による与圧荷重の変化が小さく、温度変化によ
って与圧荷重が変動することが抑えられ、ピエゾアクチ
ュエータ１の作動特性が安定する。
【００４０】上部バネケース６のアクチュエータガイド
７に対する螺合位置を変えることにより、コイルバネ４
がピエゾアクチュエータ１に付与するコイルバネ４の圧
縮荷重を容易に調節することができ、生産性、整備性の
向上がはかれる。
７に対する螺合位置を変えることにより、コイルバネ４
がピエゾアクチュエータ１に付与するコイルバネ４の圧
縮荷重を容易に調節することができ、生産性、整備性の
向上がはかれる。
【００４１】このとき、アクチュエータガイド７と端板
２との間にボール８が介装されているので、アクチュエ
ータガイド７を回転させることにより、コイルバネ４を
捩ることなく、バネケース６とアクチュエータガイド７
との螺合位置を変えることができる。
２との間にボール８が介装されているので、アクチュエ
ータガイド７を回転させることにより、コイルバネ４を
捩ることなく、バネケース６とアクチュエータガイド７
との螺合位置を変えることができる。
【００４２】さらに、コイルバネ４の組付け時にピエゾ
アクチュエータ１を加熱する必要がなく、接着剤等の剥
離を回避できる。
アクチュエータ１を加熱する必要がなく、接着剤等の剥
離を回避できる。
【００４３】コイルバネ４が各ピエゾ素子１３の外周を
包むように配置されるため、ピエゾアクチュエータ５の
コンパクト化がはかれる。
包むように配置されるため、ピエゾアクチュエータ５の
コンパクト化がはかれる。
【００４４】コイルバネ４はその伸縮に伴ってボール８
を介してピエゾアクチュエータ１と相対回転し、コイル
バネ４から捩り荷重を各ピエゾ素子１３に付与すること
がなく、ピエゾアクチュエータ１の安定した作動性が得
られる。
を介してピエゾアクチュエータ１と相対回転し、コイル
バネ４から捩り荷重を各ピエゾ素子１３に付与すること
がなく、ピエゾアクチュエータ１の安定した作動性が得
られる。
【００４５】次に、図２に示す実施形態について説明す
る。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
る。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００４６】コイルバネ４の内側に積層された各ピエゾ
素子１３を収装するガス室１４が設けられる。
素子１３を収装するガス室１４が設けられる。
【００４７】ガス室１４は一対のアクチュエータガイド
７，１０とベローズ１５等によって画成される。ガス室
１４には窒素ガスが封入される。
７，１０とベローズ１５等によって画成される。ガス室
１４には窒素ガスが封入される。
【００４８】上部アクチュエータガイド７は有底円筒状
に形成され、上部端板２を着座させる円盤状の底部２１
と、底部２１から筒状に延びるガイド部２２を有する。
ガイド部２２の外周にはネジ部９が刻まれ、環状の上部
バネケース６はこのネジ部９に螺合する。
に形成され、上部端板２を着座させる円盤状の底部２１
と、底部２１から筒状に延びるガイド部２２を有する。
ガイド部２２の外周にはネジ部９が刻まれ、環状の上部
バネケース６はこのネジ部９に螺合する。
【００４９】下部アクチュエータガイド１０は円筒状に
形成され、その下端がＯリング１６を介して下部バネケ
ース５に着座する。
形成され、その下端がＯリング１６を介して下部バネケ
ース５に着座する。
【００５０】ベローズ１５はその断面が蛇腹状に曲折し
た筒状に形成され、各アクチュエータガイド７，１０の
間に圧縮された状態で介装される。
た筒状に形成され、各アクチュエータガイド７，１０の
間に圧縮された状態で介装される。
【００５１】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００５２】ガス室１４には窒素ガスが封入されること
により、ピエゾアクチュエータ１の温度変化による結露
が各ピエゾ素子１３に生じることを防止できる。
により、ピエゾアクチュエータ１の温度変化による結露
が各ピエゾ素子１３に生じることを防止できる。
【００５３】各ピエゾ素子１３の伸縮に伴ってベローズ
１５が伸縮し、ベローズ１５の弾性復元力によりＯリン
グ１６が下部バネケース５に押圧され、ガス室１４の密
封性が確保される。
１５が伸縮し、ベローズ１５の弾性復元力によりＯリン
グ１６が下部バネケース５に押圧され、ガス室１４の密
封性が確保される。
【００５４】また、ガス室１４がコイルバネ４の内側に
配置されることにより、ピエゾアクチュエータ１の大型
化が避けられる。
配置されることにより、ピエゾアクチュエータ１の大型
化が避けられる。
【００５５】次に、図３に示す実施形態について説明す
る。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
る。なお、図１との対応部分には同一符号を付す。
【００５６】コイルバネ４の内側に積層された各ピエゾ
素子１３を収装するガス室１４が設けられる。
素子１３を収装するガス室１４が設けられる。
【００５７】ガス室１４は一対のアクチュエータガイド
７，１０等によって画成される。ガス室１４には窒素ガ
スが封入される。
７，１０等によって画成される。ガス室１４には窒素ガ
スが封入される。
【００５８】上部アクチュエータガイド７は有底円筒状
に形成され、上部端板２を着座させる円盤状の底部２１
と、底部２１から筒状に延びるガイド部２２を有する。
ガイド部２２の外周にはネジ部９が刻まれ、環状の上部
バネケース６はこのネジ部９に螺合する。
に形成され、上部端板２を着座させる円盤状の底部２１
と、底部２１から筒状に延びるガイド部２２を有する。
ガイド部２２の外周にはネジ部９が刻まれ、環状の上部
バネケース６はこのネジ部９に螺合する。
【００５９】下部アクチュエータガイド１０は円筒状に
形成され、その下端が下部端板３に溶接により結合され
る。
形成され、その下端が下部端板３に溶接により結合され
る。
【００６０】上部アクチュエータガイド７の筒部２２の
外側に下部アクチュエータガイド１０が嵌合し、両者の
間にＯリング１７が介装される。
外側に下部アクチュエータガイド１０が嵌合し、両者の
間にＯリング１７が介装される。
【００６１】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００６２】この場合も、ガス室１４には窒素ガスが封
入されることにより、ピエゾアクチュエータ１の温度変
化による結露が各ピエゾ素子１３に生じることを防止で
きる。
入されることにより、ピエゾアクチュエータ１の温度変
化による結露が各ピエゾ素子１３に生じることを防止で
きる。
【００６３】各ピエゾ素子１３の伸縮に伴って各アクチ
ュエータガイド７，１０が摺動し、両者の間に介装され
たＯリング１７を介してガス室１４の密封性が確保され
る。
ュエータガイド７，１０が摺動し、両者の間に介装され
たＯリング１７を介してガス室１４の密封性が確保され
る。
【図１】本発明の実施形態を示すピエゾアクチュエータ
の断面図。
の断面図。
【図２】他の実施形態を示すピエゾアクチュエータの断
面図。
面図。
【図３】さらに他の実施形態を示すピエゾアクチュエー
タの断面図。
タの断面図。
【図４】従来例を示すピエゾアクチュエータの断面図。
１ ピエゾアクチュエータ ２ 端板 ３ 端板 ４ コイルバネ ５ バネケース ６ バネケース ７ アクチュエータガイド ８ ボール ９ ネジ部 １０ アクチュエータガイド １３ ピエゾ素子 １４ ガス室 １５ ベローズ １６ Ｏリング １７ Ｏリング ２１ 底部 ２２ ガイド部 ２４ 凹部
Claims (6)
- 【請求項１】印加される電圧により伸長する複数のピエ
ゾ素子を積層し、 積層された各ピエゾ素子を圧縮方向に与圧する与圧手段
を備えたピエゾアクチュエータにおいて、 積層された各ピエゾ素子の両端に接合する一対の端板を
備え、 与圧手段として各端板の間にコイルバネを介装したこと
を特徴とするピエゾアクチュエータ。 - 【請求項２】コイルバネの荷重を端板に作用させる部材
と端板のいずか一方に凹部を形成し、この凹部に収装し
たボールを介してコイルバネの荷重を端板に作用させる
ようにしたことを特徴とする請求項１に記載のピエゾア
クチュエータ。 - 【請求項３】前記コイルバネの端部に環状をしたバネケ
ースを連結し、 バネケースと端板の間に筒状をしたアクチュエータガイ
ドを介装し、 バネケースをアクチュエータガイドの外周に螺合させた
ことを特徴とする請求項１または２に記載のピエゾアク
チュエータ。 - 【請求項４】前記コイルバネの内側に積層された各ピエ
ゾ素子が収装されるガス室を備えたことを特徴とする請
求項１から３のいずれか一つに記載のピエゾアクチュエ
ータ。 - 【請求項５】前記ガス室を画成する筒状をしたベローズ
を備えたことを特徴とする請求項４に記載のピエゾアク
チュエータ。 - 【請求項６】前記ガス室を画成する筒状をした一対のア
クチュエータガイドを備え、 各アクチュエータガイドを摺動可能に嵌合させ、 各アクチュエータガイドの嵌合部にガス室を密封するＯ
リングを介装したことを特徴とする請求項４に記載のピ
エゾアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32692696A JP3944931B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ピエゾアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32692696A JP3944931B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ピエゾアクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10173247A true JPH10173247A (ja) | 1998-06-26 |
| JP3944931B2 JP3944931B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=18193314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32692696A Expired - Fee Related JP3944931B2 (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ピエゾアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3944931B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6448692B1 (en) * | 1999-03-04 | 2002-09-10 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelectric actuator |
| JP2006522494A (ja) * | 2003-04-04 | 2006-09-28 | バイキング テクノロジィーズ エル．シー． | 機能材料アクチュエータ製品からの仕事を最適化する機器および方法 |
| JP2008051798A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-03-06 | Sii Nanotechnology Inc | 圧電アクチュエータおよびそれを用いた走査型プローブ顕微鏡 |
| US7358646B2 (en) | 2001-12-10 | 2008-04-15 | Denso Corporation | Piezoelectric actuator |
| JP2009117834A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Robert Bosch Gmbh | 保護層システムを備えたピエゾアクチエータ及びピエゾアクチエータモジュール |
| JP2011129736A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Denso Corp | 圧電アクチュエータ |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP32692696A patent/JP3944931B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| US7427744B2 (en) | 2006-07-27 | 2008-09-23 | Sii Nanotechnology Inc. | Piezoelectric actuator and scanning probe microscope using the same |
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| JP2011129736A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Denso Corp | 圧電アクチュエータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3944931B2 (ja) | 2007-07-18 |
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