JPS5910178A - 電歪式アクチユ−タ - Google Patents
電歪式アクチユ−タInfo
- Publication number
- JPS5910178A JPS5910178A JP57118073A JP11807382A JPS5910178A JP S5910178 A JPS5910178 A JP S5910178A JP 57118073 A JP57118073 A JP 57118073A JP 11807382 A JP11807382 A JP 11807382A JP S5910178 A JPS5910178 A JP S5910178A
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- Japan
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- electrode
- holes
- actuator
- dielectric ceramic
- electrostrictive
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- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は誘電体セラミックの電歪効果を利用した電歪式
アクチュエータに関するものである。
アクチュエータに関するものである。
従来、ＰＺＴ等の誘電体セラミックの電歪効果をポンプ
やパルプ等のアクチュエータに利用する場合、該誘電体
セラミックとしては、両面に金属電極層を形成された薄
板状のものを用い、これを多数枚積層して用いるのが普
通であり、また、該誘電体セラミックを積層するに当っ
ては、金属製の薄い電極板を介在させるのが普通であっ
た。
やパルプ等のアクチュエータに利用する場合、該誘電体
セラミックとしては、両面に金属電極層を形成された薄
板状のものを用い、これを多数枚積層して用いるのが普
通であり、また、該誘電体セラミックを積層するに当っ
ては、金属製の薄い電極板を介在させるのが普通であっ
た。
一般に、電歪式アクチュエータを作動させる場合には、
金属電極板を介して各々の薄板状誘電体セラミックの厚
み方向に数百■の電圧を印加して電歪を発生させるので
あるが、この時、前記の従来型の電歪式アクチュエータ
においては、■外周面に於て、両面の電極間でフラッシ
ュオーバが起り易い、 ■ケーシングへのフラッシュオーバが起り易い、■金属
電極板の弾性が電歪効果を吸収し易い、■各々の誘電体
セラミックの厚みが不均一だったり、反りがあったりす
ると破損し易い、などの問題があった。
金属電極板を介して各々の薄板状誘電体セラミックの厚
み方向に数百■の電圧を印加して電歪を発生させるので
あるが、この時、前記の従来型の電歪式アクチュエータ
においては、■外周面に於て、両面の電極間でフラッシ
ュオーバが起り易い、 ■ケーシングへのフラッシュオーバが起り易い、■金属
電極板の弾性が電歪効果を吸収し易い、■各々の誘電体
セラミックの厚みが不均一だったり、反りがあったりす
ると破損し易い、などの問題があった。
本発明は前記の問題を解決して高能力、低コストの電歪
式アクチュエータを得ることを目的とし、誘電体セラミ
ックに焼成する前の粘土状の素材を２ケの貫通孔を持つ
薄板状に成形し、その両面のうち一方の面を一方の貫通
孔の内周に、又他方の面を他方の貫通孔の内周に導通す
べく電極剤を塗布し、これを多数枚積層して一体に形成
して得られる積層一体形の誘電体セラミックをポンプや
バルブ等のアクチュエータとして使用することにより前
記目的を達成するものである。
式アクチュエータを得ることを目的とし、誘電体セラミ
ックに焼成する前の粘土状の素材を２ケの貫通孔を持つ
薄板状に成形し、その両面のうち一方の面を一方の貫通
孔の内周に、又他方の面を他方の貫通孔の内周に導通す
べく電極剤を塗布し、これを多数枚積層して一体に形成
して得られる積層一体形の誘電体セラミックをポンプや
バルブ等のアクチュエータとして使用することにより前
記目的を達成するものである。
以下、本発明を実施例にもとづいて説明する。
まず、積層一体形の誘電体セラミｙりをポンプのアクチ
ュエータとして使用した本発明の第１実施例の構成およ
び作動について第１．２図より説明する。
ュエータとして使用した本発明の第１実施例の構成およ
び作動について第１．２図より説明する。
■がその積層一体形の誘電体セラミノクアクヂュエータ
（以下略してアクチュエータと呼ぶことにする。）で
あり、軸方向に２ケの連通した貫通孔１１ａ、ｌｌｂを
有する円柱状をしている。アクチュエータ１はその外周
面１２、上端面１３、下端面１４には電極面が形成され
ておらず、連通した貫通孔１１ａ、ｌｌｂのそれぞれの
内周面にＮｉメッキによる電極面１５ａ、１５ｂが形成
しであるが１１両端面１３．１４に至るｌ ／ ２１ｍ
間は欠落１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂが設けである
。
（以下略してアクチュエータと呼ぶことにする。）で
あり、軸方向に２ケの連通した貫通孔１１ａ、ｌｌｂを
有する円柱状をしている。アクチュエータ１はその外周
面１２、上端面１３、下端面１４には電極面が形成され
ておらず、連通した貫通孔１１ａ、ｌｌｂのそれぞれの
内周面にＮｉメッキによる電極面１５ａ、１５ｂが形成
しであるが１１両端面１３．１４に至るｌ ／ ２１ｍ
間は欠落１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂが設けである
。
このアクチュエータ１はポンプ２のケーシング３内に設
けたシリンダ３１内に収納され、その下端面１４は同じ
シリンダ３１内に同軸に収納されるピストン４の上端面
と当接し、その上端面１３はシリンダ３１の上端をふさ
ぐべきキャンプ５と当接している。
けたシリンダ３１内に収納され、その下端面１４は同じ
シリンダ３１内に同軸に収納されるピストン４の上端面
と当接し、その上端面１３はシリンダ３１の上端をふさ
ぐべきキャンプ５と当接している。
キャップ５はケーシング３にねじ込み式に固定されてお
り、その軸方向には、アクチュエータｌの２ケの貫通孔
１１ａ、ｌｌｂと同軸同心に２ケの貫通孔５１ａ、５１
ｂが設けてあって、この貫通孔には各々ゴム製のグロメ
ット５２ａ、５２ｂがはめ込まれており、このグロメッ
）５２ａ、５２ｂを貫通して電極端子６ａ、６ｂが外部
に取り出されている。
り、その軸方向には、アクチュエータｌの２ケの貫通孔
１１ａ、ｌｌｂと同軸同心に２ケの貫通孔５１ａ、５１
ｂが設けてあって、この貫通孔には各々ゴム製のグロメ
ット５２ａ、５２ｂがはめ込まれており、このグロメッ
）５２ａ、５２ｂを貫通して電極端子６ａ、６ｂが外部
に取り出されている。
電極端子６ａ、６ｂは同一形状であり、円筒部６１ａ、
６１ｂと柄部６２ａ、６２ｂとよりなる銅又はアルミの
成形品であり、円筒部６１ａ、６１ｂには軸方向に貫通
するスリットが設けてあって半径方向の弾力性をもたせ
てあり、この円筒部６１３．６１ｂの外周面が各々貫通
孔１１２．１１ｂの内周面に密着していて各々電極面１
５ａ。
６１ｂと柄部６２ａ、６２ｂとよりなる銅又はアルミの
成形品であり、円筒部６１ａ、６１ｂには軸方向に貫通
するスリットが設けてあって半径方向の弾力性をもたせ
てあり、この円筒部６１３．６１ｂの外周面が各々貫通
孔１１２．１１ｂの内周面に密着していて各々電極面１
５ａ。
１５ｂと導通している。
柄部６２ａ、６２ｂはグロメット５２ａ、５２ｂを貫通
して外部に突出しており、電気配線に供される。シリン
ダ３１の下端は閉しており、ピストン４の下端との間の
空間はポンプ室３２を形成している。
して外部に突出しており、電気配線に供される。シリン
ダ３１の下端は閉しており、ピストン４の下端との間の
空間はポンプ室３２を形成している。
ポンプ室３２内には皿ばね７がありピストン４の下端面
に当接して上向きの力を与えている。
に当接して上向きの力を与えている。
なおピストン４の外周には０リング４１が設けてあって
ポンプ室３２内の流体（例えば燃料油）がアクチュエー
タｌと接触しないようにしである。
ポンプ室３２内の流体（例えば燃料油）がアクチュエー
タｌと接触しないようにしである。
ケーシング３の下端部には吸入ボート３３と吐出ボート
３４が設けてあり、吸入ボート３３は逆止弁３５を介し
て、吐出ボート３４は直接、ポンプ室３２に導通してい
る。
３４が設けてあり、吸入ボート３３は逆止弁３５を介し
て、吐出ボート３４は直接、ポンプ室３２に導通してい
る。
なお、吸入ボート３３は外部の図示せぬ燃料タンクと、
吐出ボート３４は外部の図示せぬ燃料噴射弁と連結する
ことにより燃料噴射システムを構成することができる。
吐出ボート３４は外部の図示せぬ燃料噴射弁と連結する
ことにより燃料噴射システムを構成することができる。
次に、アクチェエータ１の製法について、第３図、第４
図を併用して説明する。
図を併用して説明する。
まず、ＰｂＯ，ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の微粉末が混合され
ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略称する）等のバ
インダによって粘土状にされた後０．１〜Ｑ、５ｍｍの
厚さのシート状にされ、このシートから２ケの貫通孔（
１１ａ ’、 １ ｌ ｂ ′）を有する薄板状円盤
が多数打ち抜かれる。その１つが誘電体セラミック板２
０であり、他の物も同一の形状をしている。
ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略称する）等のバ
インダによって粘土状にされた後０．１〜Ｑ、５ｍｍの
厚さのシート状にされ、このシートから２ケの貫通孔（
１１ａ ’、 １ ｌ ｂ ′）を有する薄板状円盤
が多数打ち抜かれる。その１つが誘電体セラミック板２
０であり、他の物も同一の形状をしている。
誘電体セラミック板２０はその片面に白金電極剤（以下
と略称する。）Ｐｔ電極剤が塗布されて電歪エレメント
２００が形成される。Ｐｔ電極剤はｐｔの微粉末を高密
度にＰＶＡ等の有機溶媒に混合させたものである。この
時のＰｔ電極剤の塗右方法は、円盤１８の破線で示した
電極層１８１のように、外周に対して１〜２ｆｌの環状
の塗り残し１８２、一方の貫通孔に対して１〜２謳の環
状の塗り残し１８３を設け、逆に他方の貫通孔に対し１
〜２龍の電極はみ出し部１８４を設ける。このようにし
て形成された電歪エレメント２００から成る円盤１８の
位相を１８０°変えると円盤１９の形になる。
と略称する。）Ｐｔ電極剤が塗布されて電歪エレメント
２００が形成される。Ｐｔ電極剤はｐｔの微粉末を高密
度にＰＶＡ等の有機溶媒に混合させたものである。この
時のＰｔ電極剤の塗右方法は、円盤１８の破線で示した
電極層１８１のように、外周に対して１〜２ｆｌの環状
の塗り残し１８２、一方の貫通孔に対して１〜２謳の環
状の塗り残し１８３を設け、逆に他方の貫通孔に対し１
〜２龍の電極はみ出し部１８４を設ける。このようにし
て形成された電歪エレメント２００から成る円盤１８の
位相を１８０°変えると円盤１９の形になる。
次に、１８のような円盤を最下端としてその上に１９の
ような円盤を、その上に又１８のような円盤をと交互に
同軸に、貫通孔が一致するようにおよそ１００枚程積み
重ねていき、最上端として電極剤を塗布せぬものを乗せ
る。
ような円盤を、その上に又１８のような円盤をと交互に
同軸に、貫通孔が一致するようにおよそ１００枚程積み
重ねていき、最上端として電極剤を塗布せぬものを乗せ
る。
このように積層して柱状としたものに軸方向に圧縮力を
作用させながら１２００°Ｃ位で焼成すれば積層−・体
形のセラミックが得られるが、この貫通孔の内面に前述
のようにＮｉメ・ツキを行なし）、更に分極を施せば積
層一体形の電歪式アクチュエータ１が得られる。
作用させながら１２００°Ｃ位で焼成すれば積層−・体
形のセラミックが得られるが、この貫通孔の内面に前述
のようにＮｉメ・ツキを行なし）、更に分極を施せば積
層一体形の電歪式アクチュエータ１が得られる。
次に、前記第１実施例の作動について説明する。
ポンプ２の電極端子５ａ、５ｂ間に５００Ｖ程の電圧を
印加すると、アクチュエータ１の内部に於て、例えば電
極面１８１と１９１との間のような電極面間どうしに５
００■が印加されることになり、この間で０．５μ程度
の伸長を起すが、これが１００ケ程加算されることによ
り、アクチュエータｌは軸方向に５０μ程度伸長する。
印加すると、アクチュエータ１の内部に於て、例えば電
極面１８１と１９１との間のような電極面間どうしに５
００■が印加されることになり、この間で０．５μ程度
の伸長を起すが、これが１００ケ程加算されることによ
り、アクチュエータｌは軸方向に５０μ程度伸長する。
従ってピストン４は皿ばね７に逆って下降し、ポンプ室
３２内の流体を圧縮して吐出ボート３４より外部に吐出
せしめる。
３２内の流体を圧縮して吐出ボート３４より外部に吐出
せしめる。
前記の電圧を解除するとアクチュエータｌは元の長さ復
元する為、ピストン４は皿ばね７によって押し戻され、
ポンプ室３２は吸入ボート３３、逆止弁３５を介して外
部の流体を吸入する。
元する為、ピストン４は皿ばね７によって押し戻され、
ポンプ室３２は吸入ボート３３、逆止弁３５を介して外
部の流体を吸入する。
以上の作動を返すことによってポンプ２はポンプ動作を
おこうなうことができる。
おこうなうことができる。
以上に於て、アクチュエータ１に電圧を印加する際、ケ
ーシング３やキャップ５やピストン４と接触もしくは接
触しやすいアクチュエータ１の外表面には電極面が形成
されておらず、又露出もしていないのでフラッシュオー
バの危険はない。
ーシング３やキャップ５やピストン４と接触もしくは接
触しやすいアクチュエータ１の外表面には電極面が形成
されておらず、又露出もしていないのでフラッシュオー
バの危険はない。
また、電極面間にはフラッシュオーバする為の空間が存
在しないのでこれも危険がない。
在しないのでこれも危険がない。
更に円盤２０の厚みにむらがあったり、反りがあったと
しても、一体に焼成する際に均一な密度になるので破…
する心配もない。
しても、一体に焼成する際に均一な密度になるので破…
する心配もない。
また、当然ながら金属電極板を円盤間に介在させていな
いのでこれによる電歪効果の吸収もおきない。
いのでこれによる電歪効果の吸収もおきない。
なお、本発明において、誘電体セラミックの材料は実施
例のＰｂＯ，ＺｒＯ２、Ｔ ｉ ０２に限定されるもの
ではなく、Ｂ ａ Ｔ ｉ ０３等誘導体セラミック材
料なら何でもよい。
例のＰｂＯ，ＺｒＯ２、Ｔ ｉ ０２に限定されるもの
ではなく、Ｂ ａ Ｔ ｉ ０３等誘導体セラミック材
料なら何でもよい。
また、アクチュエータ１の形状は、断面の外形が円では
なく多角形でもよく、また、貫通孔の断面も多角形でも
よい。
なく多角形でもよく、また、貫通孔の断面も多角形でも
よい。
第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に関するもの
であり、第１図は本発明の電歪式アクチュエータの断面
構造図、第２図は本発明の主要部分をなす誘電体セラミ
ックアクチュエータ１の断面図、第３図は誘電体セラミ
ックアクチュエータ１の構成要素である電歪エレメント
２００の平面図、第４図は電歪エレメント２００および
、その素材である誘電体セラミック板２０の縦断面図を
各々示している。 １１ａ′、ｌｌｂ′・・・貫通孔、２０・・・誘電体セ
ラミック板、１８１・・・電極層、１８４・・・電極は
み出し部、２００・・・電歪エレメント、ｌｌａ、１１
ｂ・・・連通した貫通孔、１５ａ、１５ｂ・・・電極面
。 １・・・誘電体セラミックアクチュエータ。 代理人弁理士 岡 部 隆
であり、第１図は本発明の電歪式アクチュエータの断面
構造図、第２図は本発明の主要部分をなす誘電体セラミ
ックアクチュエータ１の断面図、第３図は誘電体セラミ
ックアクチュエータ１の構成要素である電歪エレメント
２００の平面図、第４図は電歪エレメント２００および
、その素材である誘電体セラミック板２０の縦断面図を
各々示している。 １１ａ′、ｌｌｂ′・・・貫通孔、２０・・・誘電体セ
ラミック板、１８１・・・電極層、１８４・・・電極は
み出し部、２００・・・電歪エレメント、ｌｌａ、１１
ｂ・・・連通した貫通孔、１５ａ、１５ｂ・・・電極面
。 １・・・誘電体セラミックアクチュエータ。 代理人弁理士 岡 部 隆
Claims (1)
- 誘電体セラミックの電歪効果を利用する電歪式アクチュ
エータにおいて、軸方向に貫通する２個の貫通孔（１１
ａ ′、 １ ｌｂ’）を有する平板状の誘電体セラ
ミック板（２０）の片側の表面に電極１（１８１）を形
成するとともに前記貫通孔（Ｉｌａ’、１ｌｂＮ のう
ち一方の内周面にのみ電極はみ出し部（１８４）を設け
た電歪ニレメン）（２００）を１８０°ずつ位相をずら
して貫通孔（ｌｌａ’、ｌｌｂ′）が連通ずるように重
ね合わせ、その連通した貫通孔（ｌｌａ、１ｌｂ）の各
々の内周面に電極面（１５ａ、１５ｂ）を形成して誘導
体セラミックアクチュエータ（１）を構成したことを特
徴とする電歪式アクチュエータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57118073A JPS5910178A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 電歪式アクチユ−タ |
| US06/504,304 US4471256A (en) | 1982-06-14 | 1983-06-14 | Piezoelectric actuator, and valve apparatus having actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57118073A JPS5910178A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 電歪式アクチユ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5910178A true JPS5910178A (ja) | 1984-01-19 |
Family
ID=14727328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57118073A Pending JPS5910178A (ja) | 1982-06-14 | 1982-07-06 | 電歪式アクチユ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910178A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644212A (en) * | 1984-05-11 | 1987-02-17 | Nippon Soken, Inc. | Power supply for piezoelectric-element driving device |
| JPH01146379A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Nec Corp | 電歪効果素子組立体 |
| JPH02168680A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-06-28 | Nippondenso Co Ltd | 圧電型アクチュエータ |
| JPH0296758U (ja) * | 1989-01-20 | 1990-08-01 | ||
| US5004945A (en) * | 1988-09-26 | 1991-04-02 | Nippondenso Co., Ltd. | Piezoelectric type actuator |
| JP2005525068A (ja) * | 2002-05-06 | 2005-08-18 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | ピエゾアクチュエータおよびピエゾアクチュエータの製造方法 |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP57118073A patent/JPS5910178A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644212A (en) * | 1984-05-11 | 1987-02-17 | Nippon Soken, Inc. | Power supply for piezoelectric-element driving device |
| JPH01146379A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Nec Corp | 電歪効果素子組立体 |
| JPH02168680A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-06-28 | Nippondenso Co Ltd | 圧電型アクチュエータ |
| US5004945A (en) * | 1988-09-26 | 1991-04-02 | Nippondenso Co., Ltd. | Piezoelectric type actuator |
| JPH0296758U (ja) * | 1989-01-20 | 1990-08-01 | ||
| JP2005525068A (ja) * | 2002-05-06 | 2005-08-18 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | ピエゾアクチュエータおよびピエゾアクチュエータの製造方法 |
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