JPS6231182A - 積層型圧電体 - Google Patents

積層型圧電体

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JPS6231182A
JPS6231182A JP60170045A JP17004585A JPS6231182A JP S6231182 A JPS6231182 A JP S6231182A JP 60170045 A JP60170045 A JP 60170045A JP 17004585 A JP17004585 A JP 17004585A JP S6231182 A JPS6231182 A JP S6231182A
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正弘 富田
Etsuro Yasuda
悦朗 安田
Hiroshige Matsuoka
松岡 弘芝
Nobuo Motoda
元田 信男
Masakane Watanabe
渡辺 正金
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電素子からなる板上部材を多数枚積層して
形成され、印加電圧に応じて伸縮作用する積層型圧電体
に関する。
〔従来−の技術〕
従来から、リボン状金属板よりなる電極板と圧電板とを
交互に積層して積層型圧電体を構成するものが考案され
ている。ところが、このような積層型圧電体は単に積層
しただけでは一体構造を維持することが難しく、その駆
動中の振動等により、電極板と圧電板との相対的な位置
が変化し、電極板同士が接触してショートする等の問題
点も有していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記の点に鑑みてなされるものであって、その
目的は外部からの振動等の作用するいかなる条件下にお
いて積層型圧電体を駆動しても、電極板と圧電板との相
対的な位置が変化することなく、良好に一体構造を維持
することができる積層□型圧電体を提供することにある
〔問題点を解決するための手段〕
本発明においては、複数個の圧電板と折曲げられる第1
及び第2のリボン状金属板とを交互に重合積層して積層
体を形成するとともに、前記積層体をケース内に収納し
、そのケースの内壁には前記リボン状金属板の折曲部が
挿入されるようにケースの長手方向に沿う溝が設けられ
ていることを特徴とする。
〔作用〕
本発明の構成によると、ケースの長手方向に沿って設け
られる溝に、電極板となるリボン状金属板の折曲部が挿
入されているため、リボン状金属板と圧電板とを交互に
重合積層した構造のままケース内に収納されて一体構造
を良好に保つことができる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図〜第6図は本発明の第1実施例を示すものであっ
て、第1図はその積層型圧電体の縦断面図、第2図は積
層型圧電体の上面図、第3図は積層する前のリボン状金
属板の平面図、第4図は圧電板とリボン状金属板を積層
する時の説明に供する図、第5図はケースの正面図、第
6図はケースの側面図である。
圧電素子を直径151m、厚さ0.5鶴の円盤状に成形
した複数個の圧電板10の両面には、図示せぬ銀電極が
直径131mで同心状に形成されている。
第3図に示される電圧印加用の第1、第2の金属板1)
.12は、折曲部1)a、12aとなる部分が切り欠き
加工によって周期的に形成されたリボン形状をしており
、例えば厚さ約20μm程度のステンレス板を用いる。
これらの複数個の圧電板10と第1、第2の金属板1)
.12とは、交互に重合積層されて第4図に示す積層体
Aを形成する。
次にこの積層体Aの積層状態について詳細に説明すると
、まず初めは圧電板10を第1の金属板1)の上にセッ
トした後、圧電板10の上面に第2の金属板12をセッ
トし、次に別の圧電板10を第2の金属板12の上にセ
ットした後、第1の金属板1)を折曲部1)aで折曲げ
て積層していく。これを第4図の積層途中の状態で示す
と、圧電板10をセットした後金属板12を図中後方へ
折曲部12aより折り曲げ(第3図の状態)、次にこの
上に別の圧電板10をセットした後金属板1)を折曲部
1)aより右側へ折り曲げる。さらに別の圧電板10を
セットした後、上記金属板12を手前へ折り曲げるとい
うように交互に重合積層していった。こうして積層した
積層体への圧電板10の外周には、第1、第2の金属板
1).12の折曲部1)a、12aの一部が中央部で0
.5鶴未満で突出して、その軸方向に4列に並んで存在
することとなる。このとき折曲部1)a、12aの各列
は、積層体Aの外周に交互に、かつ等間隔になるように
位置させると好ましい。
この積層体Aは、外周が円筒状の樹脂製ケース13内に
一体に収納されて、第1図、第2図に示す積層型圧電体
となる。
ケース13は、第5図、第6図に示す様に半円筒状のケ
ース一対を固定して、円筒状になる。このケース13の
内周は圧電板10の外径とほぼ同一の形状であるととも
に、その長手方向に沿って中央部で深さ0.5 m+i
程度の溝13aが設けられてあり、一対のケース13を
一体に固定すると、その溝13aは金属板1).12の
折曲部1)a1)2aが挿入される溝となる。またケー
ス13の上、下端部には、積層体Aを維持するストッパ
部13bが一体に形成されている。ストッパ部13bは
、ケース13の内周の4本のal 3 aの間に ・あ
り、内側に向って約1龍突出して最下段、最上段の圧電
板10の外周を保持する。
また第1の金属板1)、第2の金属板12には、各々リ
ードwA14.15を介して電圧が印加される。リード
線14.15は、ケース13に設けられる小孔13Cを
介して外部に取り出され、小孔13はグロメット等で密
閉される。
このような構成の積層型圧電体の両リードm 14.1
5に圧電板10の分極方向に500〜700■の電圧が
印加されると、その軸方向に50〜70ミクロン伸縮し
、これによりアクチュエータとして作用する。
このようにして作製した積層型圧電体は、圧電板10と
金属板1).12の積層体Aをケース13内に収納した
ことにより一体構造を保つことができる。また、金属板
1).12の折曲部1)a1)2aがケース13の溝1
3a内に挿入され、しかも圧電板10の外周はケース1
3の内壁で4方向から固定されているため、積層型圧電
体に所望の電圧、周波数を印加して駆動した際にも、振
動等により圧電板10と金属板1).12の相対的位置
の移動が生じない。従って両極(金属板1).12)の
間でショートが起こる等の問題点を解決することができ
る。更に、上述の構造の積層型圧電体は構造が単純であ
るため製造コストを低下することができる。また積層体
Aは全て樹脂製のケース内に収納されているため、この
ままで各種アクチュエータ、例えばインジェクタ(燃料
噴射弁)、切換バルブ等のハウジング内に配設してもち
いることができるというメリットも有する。
尚、上述実施例ではリボン状金属板1).12として厚
さ20μmのステンレス板を用いたが、その材質、板厚
は用途に応じて変更することが可能であって、例えば銅
板(20μm)を用いると、積層型圧電体の変位置を5
〜10%増加することができる。また、一対のケース1
3の固定方法としては、テーピング、接着、はめこみ、
等の方法によって一体に固定することができる。
次に、第2実施例を第7図〜第9図に基づいて説明する
圧電板20は正方形の形状をしており、ケース23は角
柱形状となるこのような積層型圧電体は金属板21.2
2として第9図に示すような極めて単純なリボン状金属
板を用いて、折曲部21a、22aにて前述の実施例と
同様に折り曲げて積層される。ケース23の内壁には、
折曲部21a、22aを挿入する溝23 aが形成され
、また上、下端部にはストッパ部23bが設けられてい
る。
尚、24.25はリード線である。また圧電板20は、
第1実施例と同様に積層された後、ケース23内に収納
される。
よって、金属板21.22の折曲部21a、22aは、
ケース23の溝23aに挿入されて保持されるので、積
層型圧電体を駆動しても金属板21.22がずれること
なく、電極間のショートも発生することはない。更にこ
の金属板21.22の形状が極めて単純な形状のリボン
状であるため、金属板21.22の加工時にパリ等の凹
凸が発生しない。このため、金属板21.22を用いて
製造した積層型圧電体に高圧荷重がその軸方向に作用し
た場合でも、圧電板20には無理な応力が発生すること
がないので、圧電板20に切裂等が入ったりすることも
なくなるというメリットもある。
次に、第10図に第3実施例を示す。第10図は、第2
実施例で使用したケース23の外周側面に長穴23dを
設けた構造であって、その他は第2実施例と同様である
。このように長大23dを設けることにより、積層型圧
電体を駆動した時に発生する熱をケース23の外部に放
熱することができるため、積層型圧電体の耐久性を向上
することができる。尚、穴23dは長穴の形状の他、多
数の円孔、4角形状の孔であっても、ケース23内の圧
電板20、金属板21.22の一部がケース23外の流
体(空気あるいはオイル)に直接に接触する穴であれは
良いことは言うまでもない。
また第1実施例のケース13にも、同様な長大を設けて
もよい。
尚、上述の実施例においては、ケース13.23の上、
下端部にストッパ13b、23bが設けられていたが、
ストッパはケース13.23と別体にして、ケース13
.23内に積層体Aが収納された後、リング状のストッ
パ部材を固定するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べた様に、本発明の構成によると、ケースの長手
方向に沿って設けられる溝に、電極板となるリボン状金
属板の折曲部が挿入されているため、リボン状金属板と
圧電板とを交互に重合積層した構造のままケース内に収
納されて一体構造を良好に保つことができる。
更に、積層型圧電体の駆軌によって生じる振動に対して
も、金属板と圧電板は移動しないため、耐久性が向上す
るという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は本発明の第1実施例を示すものであっ
て、第1図はその積層型圧電体の縦断面図、第2図は積
層型圧電体の上面図、第3図は積層する前のリボン状金
属板の平面図、第4図は圧電板とリボン状金属板を積層
する時の説明に供する図、第5図はケースの正面図、第
6図はケースの側面図である。 第7図〜第9図は第2実施例を示し、第7図はその積層
型圧電体の縦断面図、第8図はその積層型圧電体の上面
図、第9図は積層する前のリボン状金属板の平面図、第
10図は第3実施例を示す積層型圧電体の側面図である
。 10.20・・・圧電板、1).1221.22・・・
金属板、13.23・・・ケース、lla、12a。 21a、22a−折曲部、13a、23a=・溝。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧電素子から成形される複数個の圧電板と、第1
    のリボン状金属板、及び第2のリボン状金属板とを備え
    、前記第1及び第2のリボン状金属板が折曲げられ所定
    の前記圧電板の間に挿入され、前記複数個の圧電板と前
    記第1及び第2のリボン状金属板とが交互に重合積層さ
    れて積層体を形成するとともに、前記積層体をケース内
    に収納し、前記ケースの内壁には前記第1及び第2のリ
    ボン状金属板の折曲部が挿入されるように前記ケースの
    長手方向に沿う溝が設けられていることを特徴とする積
    層型圧電体。
  2. (2)前記ケースには、前記リボン状金属板を冷却する
    ように前記ケースの内壁と外壁とを連通する冷却孔が設
    けられている特許請求の範囲第1項記載の積層型圧電体
JP60170045A 1985-08-01 1985-08-01 積層型圧電体 Granted JPS6231182A (ja)

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JP60170045A JPS6231182A (ja) 1985-08-01 1985-08-01 積層型圧電体

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JPS6231182A true JPS6231182A (ja) 1987-02-10
JPH0416029B2 JPH0416029B2 (ja) 1992-03-19

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6117446U (ja) * 1984-07-09 1986-01-31 三菱自動車工業株式会社 内燃機関のシリンダライナ支持装置
US5168189A (en) * 1991-09-18 1992-12-01 Caterpillar Inc. Solderless connector for a solid state motor stack
US5208506A (en) * 1990-11-14 1993-05-04 Nec Corporation Laminated piezoelectric actuator

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