JPS6293988A - 積層圧電アクチユエ−タ - Google Patents
積層圧電アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS6293988A JPS6293988A JP60235944A JP23594485A JPS6293988A JP S6293988 A JPS6293988 A JP S6293988A JP 60235944 A JP60235944 A JP 60235944A JP 23594485 A JP23594485 A JP 23594485A JP S6293988 A JPS6293988 A JP S6293988A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- units
- piezoelectric elements
- laminated
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Drive or control circuitry or methods for piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば液体或いは気体の流量制御に用いられ
る流量制御弁の駆動源、又は位置決め装置の駆動源とし
て使用される積層圧電アクチュエータに関する。
る流量制御弁の駆動源、又は位置決め装置の駆動源とし
て使用される積層圧電アクチュエータに関する。
積層圧電アクチュエータは、圧電効果を示すチタン酸鉛
やジルコン酸鉛等を素材とする圧電素子を複数個Ｃ数１
００個）積層し、隣接する圧電素子に同極の電圧が印加
されるように接続し、各圧電素子に電圧を印加すると、
その積層方向に印加電圧の大きさに応じた寸法歪を生じ
るものであり、優れた高速応答性を有するものである。
やジルコン酸鉛等を素材とする圧電素子を複数個Ｃ数１
００個）積層し、隣接する圧電素子に同極の電圧が印加
されるように接続し、各圧電素子に電圧を印加すると、
その積層方向に印加電圧の大きさに応じた寸法歪を生じ
るものであり、優れた高速応答性を有するものである。
しかしながら、上記積層圧電アクチュエータを構成する
圧電素子は、印加電圧が比較的小さいうちは、印加電圧
と歪量とが略比例（リニア）に変化するが、印加電圧が
大きくなるに従って履歴（ヒステリシス）が大きくなり
、積層圧電アクチュエータを安定に使用することができ
なくなる。
圧電素子は、印加電圧が比較的小さいうちは、印加電圧
と歪量とが略比例（リニア）に変化するが、印加電圧が
大きくなるに従って履歴（ヒステリシス）が大きくなり
、積層圧電アクチュエータを安定に使用することができ
なくなる。
このような非直線性、ヒステリシス性を除去するには特
殊な駆動回路を必要とするため、従来の積層圧電アクチ
ェエータの用途は限られていた。
殊な駆動回路を必要とするため、従来の積層圧電アクチ
ェエータの用途は限られていた。
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、リニアリティに冨み安定に使用し
得る積層圧電アクチュエータを提供することにある。
目的とするところは、リニアリティに冨み安定に使用し
得る積層圧電アクチュエータを提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明に係る積層圧電アク
チュエータは、各ユニットの圧電素子の積層数の比が２
の倍数である複数のユニットを直列に積層した点に特徴
がある。
チュエータは、各ユニットの圧電素子の積層数の比が２
の倍数である複数のユニットを直列に積層した点に特徴
がある。
〔作用］
各ユニットの圧電素子の積層数の比を２の倍数としたユ
ニットを個々にスイッチを介して励振用電源に接続し、
入力電圧を２進変換して前記各スイッチを個別にオンオ
フし、これによって入力電圧に比例した歪量を得ること
ができる。
ニットを個々にスイッチを介して励振用電源に接続し、
入力電圧を２進変換して前記各スイッチを個別にオンオ
フし、これによって入力電圧に比例した歪量を得ること
ができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は、本発明に係る積層圧電アクチュエータの構成
を示し、１０はアクチュエータで、各ユニット１１．１
２．１３．１４・・・の圧電素子Ａの積層数の比は、２
の倍数となるように構成されている。即ち、ユニット１
１は１枚の圧電素子Ａからなり、ユニット１２は２枚の
圧電素子Ａ、Ａからなり、以下順次２の倍数枚の圧電素
子Ａ・・・によって各ユニット１３゜１４・・・がそれ
ぞれ構成され、しかも隣接するユニ。
を示し、１０はアクチュエータで、各ユニット１１．１
２．１３．１４・・・の圧電素子Ａの積層数の比は、２
の倍数となるように構成されている。即ち、ユニット１
１は１枚の圧電素子Ａからなり、ユニット１２は２枚の
圧電素子Ａ、Ａからなり、以下順次２の倍数枚の圧電素
子Ａ・・・によって各ユニット１３゜１４・・・がそれ
ぞれ構成され、しかも隣接するユニ。
トは互いに密着するようにして配置される。
なお、各ユニット１１．１２．１３．１４・・・の積層
順は、アトランダムであってもよい。
順は、アトランダムであってもよい。
第２図は、８枚の圧電素子Ａ・・・を積層してなる１ニ
ツト１４の構成を示し、同図において、Ｌ、 Ｐ 。
ツト１４の構成を示し、同図において、Ｌ、 Ｐ 。
ＬＮは図外の直流電ａ端子に接続されたリード線、ＤＩ
）、ＤＮは電極である。
）、ＤＮは電極である。
再び第１図に戻り、２０はｍＩ記各ユニノ［１，１２゜
１３、１４・・・にそれぞれ対応して設けられる複数の
スイッチ２１，２２，２３．２４・・・からなるビット
駆動回路で、前記各ユニノ）１１，１２，１３．１４・
・・の各圧電素子Ａに印加される直流電圧（例えばＤＣ
２００Ｖ ）をオンオフするスイッチ回路として機能す
る。このビット駆動回路２０として例えば日立製作新製
の圧電素子駆動用ＩＣがある。
１３、１４・・・にそれぞれ対応して設けられる複数の
スイッチ２１，２２，２３．２４・・・からなるビット
駆動回路で、前記各ユニノ）１１，１２，１３．１４・
・・の各圧電素子Ａに印加される直流電圧（例えばＤＣ
２００Ｖ ）をオンオフするスイッチ回路として機能す
る。このビット駆動回路２０として例えば日立製作新製
の圧電素子駆動用ＩＣがある。
３０はアナログ量で与えられる入力電圧を２進変換し、
ビット４８号ＢＳを出力するＡ／Ｄ変換器で、Ｍｉ記ビ
ット信号ＢＳに隻づいて前記ピント駆動回路２０のスイ
ッチ２１．２２，２３．２４・・・がオンオフされる。
ビット４８号ＢＳを出力するＡ／Ｄ変換器で、Ｍｉ記ビ
ット信号ＢＳに隻づいて前記ピント駆動回路２０のスイ
ッチ２１．２２，２３．２４・・・がオンオフされる。
次に、上記構成の積層圧電アクチュエータの動作につい
て説明する。
て説明する。
今、圧電素子への数が１のユニ７）１と、圧電素子Ａの
数が２のユニッ）［１とを互いに密着するようにして積
層してアクチュエータを構成した場合における入力端子
、各ユニノ１−の歪量及びアクチュエータの歪量は次表
のようになる。
数が２のユニッ）［１とを互いに密着するようにして積
層してアクチュエータを構成した場合における入力端子
、各ユニノ１−の歪量及びアクチュエータの歪量は次表
のようになる。
第３図は、積層するユニット数を増加したときの入力電
圧と歪量との関係を示す特性図である。
圧と歪量との関係を示す特性図である。
この図から階段績ではあるが、歪量が入力電圧に比例変
化することが判る。
化することが判る。
上述の説明から理解されるように、本発明に係る積層ｌ
ＪＥ電アグアクチ１エータ完全なディジタル数値による
取り扱いが可能となる。従って、従来アナログ方式の場
合必要であったＮ ＦＢ （、ネガチブフィードバノク
）が不要となる。又、マイクロコンビ１−夕やメモリ等
のソフトウェアを付加することにより、ダイナミックに
特性を変えることが可能になる６特に、特性を変える場
合、個々の圧電素子への特性を記ｔαさせておき、これ
をもとにヒステリシスを予測して所定の補正が可能であ
る。
ＪＥ電アグアクチ１エータ完全なディジタル数値による
取り扱いが可能となる。従って、従来アナログ方式の場
合必要であったＮ ＦＢ （、ネガチブフィードバノク
）が不要となる。又、マイクロコンビ１−夕やメモリ等
のソフトウェアを付加することにより、ダイナミックに
特性を変えることが可能になる６特に、特性を変える場
合、個々の圧電素子への特性を記ｔαさせておき、これ
をもとにヒステリシスを予測して所定の補正が可能であ
る。
そして、例えば、８ビツトのアクチュエータの場合、つ
まり圧電素子の数が１．２．４．８．１６．３２．６４
．１２８個からなる８個のユニット（圧電素子の総数２
５５）によってアクチュエータを構成した場合、約０．
４％（１／２５５）の分解能が得られ、それだけ細かく
しかも正確に制御することが可能になる。
まり圧電素子の数が１．２．４．８．１６．３２．６４
．１２８個からなる８個のユニット（圧電素子の総数２
５５）によってアクチュエータを構成した場合、約０．
４％（１／２５５）の分解能が得られ、それだけ細かく
しかも正確に制御することが可能になる。
更に、本発明によれば、歪率が大きいけれども、直線性
がそれほど良くない圧電素子でも使用することができ、
アクチュエータ全体を小型化し得る。
がそれほど良くない圧電素子でも使用することができ、
アクチュエータ全体を小型化し得る。
〔発明の効果〕
以北説明した。ように、本発明に係る積層圧電アクチュ
エータは、各ユニットの圧電素子の積層数の比が２の倍
数である？！数のユニットを直列に積層しているので、
ヒステリシスのない直線性に優れ、安定に使用すること
ができ、用途が大きく広がった。
エータは、各ユニットの圧電素子の積層数の比が２の倍
数である？！数のユニットを直列に積層しているので、
ヒステリシスのない直線性に優れ、安定に使用すること
ができ、用途が大きく広がった。
第１図は本発明に係る積層圧電アクチュエータの構成図
、第２図はユニットの分解斜視図、第３図は前記積層圧
電アクチュエータの特性図である。 １１．１．２，１３．１４・・・ユニット、Ａ・・・圧
電素子。
、第２図はユニットの分解斜視図、第３図は前記積層圧
電アクチュエータの特性図である。 １１．１．２，１３．１４・・・ユニット、Ａ・・・圧
電素子。
Claims (1)
- 各ユニットの圧電素子の積層数の比が２の倍数である
複数のユニットを直列に積層したことを特徴とする積層
圧電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235944A JPS6293988A (ja) | 1985-10-19 | 1985-10-19 | 積層圧電アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235944A JPS6293988A (ja) | 1985-10-19 | 1985-10-19 | 積層圧電アクチユエ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293988A true JPS6293988A (ja) | 1987-04-30 |
Family
ID=16993533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60235944A Pending JPS6293988A (ja) | 1985-10-19 | 1985-10-19 | 積層圧電アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6293988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969464A (en) * | 1989-04-18 | 1999-10-19 | Minolta Co., Ltd. | Drive device using electromechanical transducer and an apparatus employing the drive device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60227078A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-12 | Nippon Enraajingu Color Kk | 流量制御弁 |
-
1985
- 1985-10-19 JP JP60235944A patent/JPS6293988A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60227078A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-12 | Nippon Enraajingu Color Kk | 流量制御弁 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969464A (en) * | 1989-04-18 | 1999-10-19 | Minolta Co., Ltd. | Drive device using electromechanical transducer and an apparatus employing the drive device |
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