WO2010106190A1 - Piezoaktor in vielschichtbauweise - Google Patents

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Definitions

  • piezoelectric actuator in multilayer construction with a stack of piezoelectric layers and arranged therebetween electrode layers indicated.
  • Such piezo actuators can be used for example for actuating an injection valve in a motor vehicle.
  • such a piezoelectric actuator is clamped between a head part and a foot part of a holding device.
  • the end faces of the body lie against receiving areas of the holding device.
  • the piezoelectric actuator expands when a voltage is applied and contracts again. It can the Contact pressure of the piezoelectric actuator to the holding device vary over time.
  • lateral resonance amplitudes may occur, resulting in significant lateral forces. This can lead to the piezoactuator tending to slip or tilt laterally relative to its holding device, which could result in a loss of performance as far as a component failure.
  • the main body of the piezoelectric actuator is a monolithic sintered body.
  • the main body has a head area and a foot area, each of which adjoins one end of the stack.
  • the head portion and the root portion include a ceramic material which is sintered together with the stack of electrode layers and piezoelectric layers. After sintering, structuring, for example by material removal, can be produced on one end face of the main body.
  • the structuring is carried out such that the main body can be performed as stable as possible in a holding device.
  • the structuring should allow a lateral guidance of the main body in a holding device.
  • the end face has at least one partial area, which is offset relative to a further partial area in the stacking direction of the stack.
  • an area is available to which a force perpendicular to the Stacking direction can be exercised and thus allows lateral guidance of the body.
  • a receiving area of a holding device and the end face of the base body engage in such a way that the base body rests positively against the receiving area at least between the first and the second partial area.
  • the end face has at least one curvature.
  • the vault can be curved inward, d. H. convex, or arched outwards, d. H. concave, be executed.
  • a receiving area of a holding device has a complementary shaped curvature.
  • the end face in the form of a hemisphere or a spherical segment.
  • the end face has at least one step.
  • the end face of the main body has rounded edges and corners.
  • a piezoelectric actuator is provided with a holding device, which has at least one receiving area.
  • the receiving area the front side of the body is added.
  • the receiving area is also structured. The receiving area and the front side engage in such a way that a lateral slipping of the body is obstructed.
  • the end face is positively against the receiving area.
  • the end face of the base body and the receiving area are formed complementary.
  • the holding device comprises a
  • Clamping element for generating a mechanical bias of the piezoelectric actuator.
  • the bracing element has a head part and a foot part, each having a receiving region, between which the main body is clamped.
  • the bias voltage can be generated by means of a tube spring which surrounds the piezoelectric actuator and is connected to the head part and the foot part of the receiving area.
  • a method for producing such a piezoelectric actuator is specified.
  • a monolithic base body containing a stack of piezoelectric layers and electrode layers is provided.
  • the material is removed by means of CNC grinding.
  • the specified piezoelectric actuator and its advantageous embodiments are explained with reference to schematic and not to scale figures. Show it:
  • FIG. 1A shows a piezoelectric actuator with convexly curved end faces
  • FIG. 1B shows a piezoactuator according to FIG. 1A in a holding device
  • FIG. 2A shows a piezoactuator with concavely curved end faces
  • FIG. 2B shows a piezoactuator according to FIG. 2A in a holding device
  • FIG. 3A shows a piezoactuator with stepped end faces
  • FIG. 3B shows a piezoactuator according to FIG. 3A in a holding device.
  • FIG. 1 shows a piezoelectric actuator 1 in which piezoelectric layers 21 and electrode layers 22 arranged therebetween are arranged along a stacking direction S to form a stack 20.
  • piezoelectric layers 21 and electrode layers 22 arranged therebetween are arranged along a stacking direction S to form a stack 20.
  • the piezoelectric layers 21 for example, thin films containing a piezoceramic material such as lead zirconate titanate (PZT) are used.
  • PZT lead zirconate titanate
  • a metal paste for example, a silver-palladium paste or a copper-containing paste may be applied to the films in a screen printing process.
  • the ends of the stack 20 are adjoined by a head region 3a and a foot region 3b, which are each formed from ceramic layers stacked on top of each other. All layers of the base body 2, the stack 20 of piezoelectric layers 21 and Electrode layers 22, as well as the head portion 3a and the foot portion 3b includes are sintered together.
  • a base metallization can be applied to the outside of the stack 20 (not shown here).
  • the base metallization is preferably applied in the form of a silver-palladium paste or a copper-containing paste and baked during sintering of the base body 2 with.
  • the stack 20 forms the active region of the main body 2, which expands upon application of a voltage between adjacent electrode layers 22 along the stacking direction S.
  • the head region 3a and the foot region 3b do not expand during operation of the piezoactuator and thus form the inactive region of the main body 2.
  • the end faces 31a, 31b of the main body 2 each have a convexly shaped curvature 32.
  • a cuboid base body is preferably provided, in which the edge regions of the end faces 31a, 31b are rounded off.
  • a partial region 311 of an end face 31a, 31b is offset relative to a further partial region 312 along the stacking direction S.
  • an engagement surface for a receiving region 41a, 41b of a holding device 4 which can bring about a lateral guidance of the piezoelectric actuator 1, is produced.
  • FIG. 1B shows the piezoelectric actuator 1 according to FIG. 1A, which is accommodated in a holding device 4, which generates a prestressing of the piezoelectric actuator 1 as a clamping element 40.
  • the Holding device 4 has a head part 40a and a foot part 40b, between which the base body 2 of the piezoelectric actuator 1 is clamped.
  • receiving areas 41a and 41b are receiving areas 41a and 41b, in which the end faces 31a, 31b of the piezoelectric actuator 1 fit positively.
  • the receiving areas 41a, 41b are curved concave and shaped complementary to the end faces 31a, 31b of the piezoelectric actuator.
  • the receiving areas 41a, 41b and the end faces 31a, 31b of the piezoelectric actuator 1 engage in one another in such a way that lateral slipping of the base body 2 is hindered.
  • the piezoelectric actuator 1 is held in the holding device solely by the positive contact of the end faces 31a, 31b and the receiving areas 41a, 41b.
  • FIG. 2A shows a further embodiment of a piezoactuator 1 with structured end faces 31a, 31b.
  • the end faces 31a, 31b each have a convexly shaped curvature 32, ie a depression.
  • the partial areas 311 are offset in the central direction of the end faces 31a, 31b with respect to further partial areas 312 at the edge of the end faces 31a, 31b in the stacking direction.
  • FIG. 2B shows the piezoactuator 1 according to FIG. 2A, which is clamped in a holding device 4 with complementary shaped receiving areas 41a, 41b.
  • the receiving areas 41a, 41b are arched outward and engage in the inner bulge 32 of the end faces 31a, 31b.
  • the end faces 31a, 31b are positively against the receiving areas 4a, 4b.
  • FIG. 3A shows a piezoactuator 1, in which the end faces 31a, 31b have steps 33, so that in each case a cuboid extension 34 results.
  • a partial area 311 of the front side is offset relative to a further partial area 312 along the stacking direction S.
  • FIG. 3B shows the piezoactuator according to FIG. 3A, which is clamped in a holding device 4 with complementary shaped receiving areas 41a, 41b.
  • the receiving areas 41a, 42b have cuboid depressions 42, in which the extensions 34 of the piezoelectric actuator 1 are accommodated.
  • the end faces 31a, 31b of the main body 2 are positively against the receiving areas 4a, 4b.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

Es wird ein Piezoaktor (1) in Vielschichtbauweise mit einem Grundkörper (2) aufweisend einen Stapel (20) aus piezoelektrischen Schichten (21) und dazwischen angeordneten Elektrodenschichten (22) angegeben. Wenigstens eine Stirnseite (31a, 31b) des Grundkörpers (2) ist derart strukturiert, dass sie zur Aufnahme in eine Haltevorrichtung (4 ) geeignet ist, die ein seitliches Wegrutschen des Grundkörpers (2) behindert.

Description

Beschreibung
Piezoaktor in Vielschichtbauweise
Es wird ein Piezoaktor in Vielschichtbauweise mit einem Stapel aus piezoelektrischen Schichten und dazwischen angeordneten Elektrodenschichten angegeben. Derartige Piezoaktoren können beispielsweise zum Betätigen eines Einspritzventils in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.
In der Druckschrift DE 19928185 B4 ist ein Piezoaktor beschrieben, der zwischen einer Grundplatte und einem Federteller gehalten wird und unter mechanischer Vorspannung steht .
Es ist eine zu lösende Aufgabe, einen Piezoaktor anzugeben, der möglichst zuverlässig von einer Haltevorrichtung gehalten werden kann.
Es wird ein Piezoaktor in Vielschichtbauweise angegeben, der einen Grundkörper mit einem Stapel aus piezoelektrischen Schichten und dazwischen angeordneten Elektrodenschichten aufweist. Wenigstens eine Stirnseite des Grundkörpers ist derart strukturiert, dass sie zur Aufnahme in eine Haltevorrichtung geeignet ist, die ein seitliches Wegrutschen des Grundkörpers behindert.
Beispielsweise wird ein derartiger Piezoaktor zwischen einem Kopfteil und einem Fußteil einer Haltevorrichtung eingespannt. Die Stirnseiten des Grundkörpers liegen dabei an Aufnahmebereichen der Haltevorrichtung an. Im Betrieb des Piezoaktors dehnt sich der Piezoaktor beim Anlegen einer Spannung aus und zieht sich wieder zusammen. Dabei kann der Anpressdruck des Piezoaktors an die Haltevorrichtung zeitlich variieren. Darüber hinaus können laterale Resonanzamplituden auftreten, die deutliche laterale Kräfte zur Folge haben. Dies kann dazu führen, dass der Piezoaktor dazu neigt, gegenüber seiner Haltevorrichtung lateral zu verrutschen oder zu verkippen, was einen Performanceverlust bis hin zu einem Bauelementversagen zur Folge haben könnte.
Vorzugsweise ist der Grundkörper des Piezoaktors ein monolithischer Sinterkörper.
Beispielsweise weist der Grundkörper einen Kopfbereich und einen Fußbereich auf, die jeweils an ein Ende des Stapels angrenzen. Vorzugsweise enthalten der Kopfbereich und der Fußbereich ein keramisches Material, das gemeinsam mit dem Stapel aus Elektrodenschichten und piezoelektrischen Schichten gesintert ist. Nach dem Sintern kann an einer Stirnseite des Grundkörpers eine Strukturierung, beispielsweise durch Materialabtrag, erzeugt werden.
Die Strukturierung ist derart ausgeführt, dass der Grundkörper möglichst stabil in einer Haltevorrichtung geführt werden kann.
Insbesondere sollte die Strukturierung eine seitliche Führung des Grundkörpers in einer Haltevorrichtung ermöglichen.
Vorzugsweise weist die Stirnseite wenigstens einen Teilbereich auf, der gegenüber einem weiteren Teilbereich in Stapelrichtung des Stapels versetzt ist.
In diesem Fall steht zumindest zwischen den Teilbereichen ein Bereich zur Verfügung, auf den eine Kraft senkrecht zur Stapelrichtung ausgeübt werden kann und damit eine seitliche Führung des Grundkörpers ermöglicht. Dabei können ein Aufnahmebereich einer Haltevorrichtung und die Stirnseite des Grundkörpers derart ineinandergreifen, dass der Grundkörper wenigstens zwischen dem ersten und dem zweiten Teilbereich formschlüssig am Aufnahmebereich anliegt.
Beispielsweise weist die Stirnseite wenigstens eine Wölbung auf .
Die Wölbung kann nach innen gewölbt, d. h. konvex, oder nach außen gewölbt, d. h. konkav, ausgeführt sein. Vorzugsweise weist ein Aufnahmebereich einer Haltevorrichtung eine komplementäre geformte Wölbung auf. Beispielsweise weist die Stirnseite die Form einer Halbkugel oder eines Kugelsegments auf .
In einer Ausführungsform weist die Stirnseite wenigstens eine Stufe auf.
Vorzugsweise weist die Stirnseite des Grundkörpers abgerundete Kanten und Ecken auf.
Auf diese Weise können lokale Überhöhungen mechanischer Spannungsfelder vermieden werden, die zur Beschädigung des Piezoaktors führen können.
Weiterhin wird ein Piezoaktor mit einer Haltevorrichtung angegeben, die wenigstens einen Aufnahmebereich aufweist. Im Aufnahmebereich ist die Stirnseite des Grundkörpers aufgenommen. Vorzugsweise ist der Aufnahmebereich ebenfalls strukturiert. Der Aufnahmebereich und die Stirnseite greifen derart ineinander, dass ein seitliches Wegrutschen des Grundkörpers behindert wird.
Vorzugsweise liegt die Stirnseite formschlüssig am Aufnahmebereich an.
Vorzugsweise sind die Stirnseite des Grundkörpers und der Aufnahmebereich komplementär ausgebildet.
In einer Ausführungsform umfasst die Haltevorrichtung ein
Verspannelement zur Erzeugung einer mechanischen Vorspannung des Piezoaktors.
Beispielsweise weist das Verspannelement ein Kopfteil und ein Fußteil mit jeweils einem Aufnahmebereich auf, zwischen denen der Grundkörper eingespannt ist.
Die Vorspannung kann mittels einer Rohrfeder erzeugt werden, die den Piezoaktor umgibt und mit dem Kopfteil und dem Fußteil des Aufnahmebereichs verbunden ist.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Piezoaktors angegeben. Dabei wird ein monolithischer Grundkörper enthaltend einen Stapel aus piezoelektrischen Schichten und Elektrodenschichten bereitgestellt.
Anschließend wird an wenigstens einer Stirnseite Material abgetragen .
Beispielsweise wird das Material mittels CNC-Schleifens abgetragen. Im Folgenden werden der angegebene Piezoaktor und seine vorteilhaften Ausgestaltungen anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur IA einen Piezoaktor mit konvex gewölbten Stirnseiten,
Figur IB einen Piezoaktor gemäß Figur IA in einer Haltevorrichtung,
Figur 2A einen Piezoaktor mit konkav gewölbten Stirnseiten,
Figur 2B einen Piezoaktor gemäß Figur 2A in einer Haltevorrichtung,
Figur 3A einen Piezoaktor mit stufig geformten Stirnseiten,
Figur 3B einen Piezoaktor gemäß Figur 3A in einer Haltevorrichtung.
Figur 1 zeigt einen Piezoaktor 1, bei dem piezoelektrische Schichten 21 und dazwischen angeordnete Elektrodenschichten 22 entlang einer Stapelrichtung S zu einem Stapel 20 angeordnet sind. Für die piezoelektrischen Schichten 21 werden beispielsweise dünne Folien, die ein piezokeramisches Material wie Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) enthalten, verwendet. Zur Bildung der Elektrodenschichten 22 kann in einem Siebdruckverfahren eine Metallpaste, zum Beispiel eine Silber-Palladium-Paste oder eine kupferhaltige Paste auf die Folien aufgebracht werden. An die Enden des Stapels 20 schließt sich ein Kopfbereich 3a und ein Fußbereich 3b an, die jeweils aus übereinander gestapelten keramischen Schichten gebildet sind. Alle Schichten des Grundkörpers 2, der den Stapel 20 aus piezoelektrischen Schichten 21 und Elektrodenschichten 22, sowie den Kopfbereich 3a und den Fußbereich 3b umfasst, sind gemeinsam gesintert.
Zur elektrischen Kontaktierung der Elektrodenschichten 22 kann auf die Außenseite des Stapels 20 eine Grundmetallisierung aufgebracht sein (hier nicht gezeigt) . Die Grundmetallisierung wird vorzugsweise in Form einer Silber- Palladium-Paste oder einer kupferhaltigen Paste aufgetragen und beim Sintern des Grundkörpers 2 mit eingebrannt.
Der Stapel 20 bildet den aktiven Bereich des Grundkörpers 2, der sich beim Anlegen einer Spannung zwischen benachbarte Elektrodenschichten 22 entlang der Stapelrichtung S ausdehnt. Der Kopfbereich 3a und der Fußbereich 3b dehnt sich im Betrieb des Piezoaktors nicht aus und bildet somit den inaktiven Bereich des Grundkörpers 2.
Die Stirnseiten 31a, 31b des Grundkörpers 2 weisen jeweils eine konvex geformte Wölbung 32 auf. Vorzugsweise wird zur Herstellung der Wölbung 32 ein quaderförmiger Grundkörper bereitgestellt, bei dem die Randbereiche der Stirnseiten 31a, 31b abgerundet werden.
Durch die Wölbung 32 ist ein Teilbereich 311 einer Stirnseite 31a, 31b gegenüber einem weiteren Teilbereich 312 entlang der Stapelrichtung S versetzt. Auf diese Weise entsteht wenigstens zwischen den Teilbereichen 311, 312 eine Angriffsfläche für einen Aufnahmebereich 41a, 41b einer Haltevorrichtung 4, die eine seitliche Führung des Piezoaktors 1 bewirken kann.
Figur IB zeigt den Piezoaktor 1 gemäß Figur IA, der in eine Haltevorrichtung 4 aufgenommen ist, die als Verspannelement 40 eine Vorspannung des Piezoaktors 1 erzeugt. Die Haltevorrichtung 4 weist ein Kopfteil 40a und ein Fußteil 40b auf, zwischen denen der Grundkörper 2 des Piezoaktors 1 eingespannt ist.
Am Kopfteil 40a und am Fußteil 40b befinden sich Aufnahmebereiche 41a und 41b, an denen die Stirnseiten 31a, 31b des Piezoaktors 1 formschlüssig anliegen.
Die Aufnahmebereiche 41a, 41b sind konkav gewölbt und komplementär zu den Stirnseiten 31a, 31b des Piezoaktors geformt. Die Aufnahmebereiche 41a, 41b und die Stirnseiten 31a, 31b des Piezoaktors 1 greifen derart ineinander, dass ein seitliches Wegrutschen des Grundkörpers 2 behindert wird.
Der Piezoaktor 1 wird dabei allein durch den formschlüssigen Kontakt der Stirnseiten 31a, 31b und der Aufnahmebereiche 41a, 41b in der Haltevorrichtung gehalten.
Figur 2A zeigt eine weitere Ausführungsform für einen Piezoaktor 1 mit strukturierten Stirnseiten 31a, 31b. Die Stirnseiten 31a, 31b weisen jeweils eine konvex geformte Wölbung 32, also eine Mulde, auf. Dabei sind die Teilbereiche 311 im zentralen Bereich der Stirnseiten 31a, 31b gegenüber weiteren Teilbereichen 312 am Rand der Stirnseiten 31a, 31b in Stapelrichtung versetzt.
Figur 2B zeigt den Piezoaktor 1 gemäß Figur 2A, der in eine Haltevorrichtung 4 mit komplementär geformten Aufnahmebereichen 41a, 41b eingespannt ist. Die Aufnahmebereiche 41a, 41b sind nach außen gewölbt und greifen in die innere Wölbung 32 der Stirnseiten 31a, 31b ein. Die Stirnseiten 31a, 31b liegen formschlüssig an den Aufnahmebereichen 4a, 4b an. Figur 3A zeigt einen Piezoaktor 1, bei dem die Stirnseiten 31a, 31b Stufen 33 aufweisen, so dass sich jeweils ein quaderförmiger Fortsatz 34 ergibt. Dabei ist ein Teilbereich 311 der Stirnseite gegenüber einem weiteren Teilbereich 312 entlang der Stapelrichtung S versetzt.
Figur 3B zeigt den Piezoaktor gemäß Figur 3A, der in eine Haltevorrichtung 4 mit komplementär geformten Aufnahmebereichen 41a, 41b eingespannt ist. Die Aufnahmebereiche 41a, 42b weisen quaderförmige Vertiefungen 42 auf, in denen die Fortsätze 34 des Piezoaktors 1 aufgenommen sind. Die Stirnseiten 31a, 31b des Grundkörpers 2 liegen formschlüssig an den Aufnahmebereichen 4a, 4b an.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung an Hand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen. Dies beinhaltet insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
1 Piezoaktor
2 Grundkörper 20 Stapel
21 piezoelektrische Schicht
22 Elektrodenschicht 3a Kopfbereich
3b Fußbereich 31a, 31b Stirnseite
32 Wölbung
33 Stufe
34 Fortsatz
311 Teilbereich 312 weiterer Teilbereich
4 Haltevorrichtung
40 Verspannelement
40a Kopfteil
40b Fußteil 41a, 41b Aufnahmebereich
42 Vertiefung

Claims

Patentansprüche
1. Piezoaktor in Vielschichtbauweise
- mit einem Grundkörper (2) aufweisend einen Stapel (20) aus piezoelektrischen Schichten (21) und dazwischen angeordneten Elektrodenschichten (22),
- bei dem wenigstens eine Stirnseite (31a, 31b) des Grundkörpers (2) derart strukturiert ist, dass sie zur Aufnahme in eine Haltevorrichtung (4) geeignet ist, die ein seitliches Wegrutschen des Grundkörpers (2) behindert .
2. Piezoaktor nach Anspruch 1,
- bei dem der Grundkörper (2) ein monolithischer Sinterkörper ist.
3. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
- bei dem die Stirnseite (31a, 31b) wenigstens einen Teilbereich (311) aufweist, der gegenüber einem weiteren Teilbereich (312) in Stapelrichtung (S) des Stapels (20) versetzt ist.
4. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
- bei dem die Stirnseite (31a, 31b) wenigstens eine Wölbung (32) aufweist.
5. Piezoaktor nach Anspruch 4,
- bei dem die Wölbung (32) konkav ist.
6. Piezoaktor nach Anspruch 4,
- bei dem die Wölbung (32) konvex ist.
7. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
- bei dem die Stirnseite (31a, 31b) wenigstens eine Stufe (32) aufweist.
8. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
- bei dem die Stirnseite (31a, 31b) abgerundete Kanten und Ecken aufweist.
9. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, - mit einer Haltevorrichtung (4) aufweisend wenigstens einen Aufnahmebereich (4a, 4b), in dem die Stirnseite (31a, 31b) des Grundkörpers (2) aufgenommen ist,
- bei dem die Stirnseite (31a, 31b) und der Aufnahmebereich (41a, 41b) derart ineinandergreifen, dass ein seitliches Wegrutschen des Grundkörpers (2) behindert wird.
10. Piezoaktor nach Anspruch 9,
- bei dem die Stirnseite (31a, 31b) formschlüssig am Aufnahmebereich (41a, 41b) anliegt.
11. Piezoaktor nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
- bei dem die Haltevorrichtung (4) ein Verspannelement (40) zur Erzeugung einer mechanischen Vorspannung des Piezoaktors (1) umfasst.
12. Piezoaktor nach Anspruch 11,
- bei dem das Verspannelement (40) ein Kopfteil (40a) und ein Fußteil (40b) mit jeweils einem Aufnahmebereich (41a, 41b) aufweist, zwischen denen der Grundkörper (2) eingespannt ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktors nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend die Schritte:
A) Bereitstellen eines monolithischen Grundkörpers (2) enthaltend einen Stapel (20) aus piezoelektrischen Schichten (21) und Elektrodenschichten (22) ,
B) Abtragen von Material an wenigstens einer Stirnseite (31a, 31b) des Grundkörpers (2) .
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Material mittels CNC-Schleifens abgetragen wird.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6041422B2 (ja) * 2012-04-23 2016-12-07 日本特殊陶業株式会社 圧電アクチュエータおよびその製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0358489A (ja) * 1989-07-26 1991-03-13 Fuji Electric Co Ltd 積層型圧電素子
JPH03104290A (ja) * 1989-09-19 1991-05-01 Fuji Electric Co Ltd 積層体連結型圧電素子
US5094430A (en) * 1991-03-04 1992-03-10 Stec, Inc. Control valve
JPH1126829A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Kyocera Corp 圧電アクチュエータ装置
WO2001054207A2 (de) * 2000-01-21 2001-07-26 Robert Bosch Gmbh Piezoaktor
DE19928185B4 (de) 1999-06-19 2006-05-24 Robert Bosch Gmbh Piezoaktor
EP1705722A2 (de) * 2005-03-24 2006-09-27 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Piezoelektrisches Vielschichtelement, Einspritzventil mit diesem piezoelektrischen Element und Herstellungsverfahren für piezoelektrisches Element

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19906468B4 (de) * 1999-02-16 2008-02-07 Robert Bosch Gmbh Piezoelektrischer Aktor
DE10046661A1 (de) * 2000-09-20 2002-04-04 Bosch Gmbh Robert Piezoaktor
JP2003097418A (ja) * 2001-07-18 2003-04-03 Denso Corp 圧電体素子の変位伝達構造
DE102006041154B4 (de) * 2006-09-01 2010-11-18 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Stellantrieb

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0358489A (ja) * 1989-07-26 1991-03-13 Fuji Electric Co Ltd 積層型圧電素子
JPH03104290A (ja) * 1989-09-19 1991-05-01 Fuji Electric Co Ltd 積層体連結型圧電素子
US5094430A (en) * 1991-03-04 1992-03-10 Stec, Inc. Control valve
JPH1126829A (ja) * 1997-06-30 1999-01-29 Kyocera Corp 圧電アクチュエータ装置
DE19928185B4 (de) 1999-06-19 2006-05-24 Robert Bosch Gmbh Piezoaktor
WO2001054207A2 (de) * 2000-01-21 2001-07-26 Robert Bosch Gmbh Piezoaktor
EP1705722A2 (de) * 2005-03-24 2006-09-27 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Piezoelektrisches Vielschichtelement, Einspritzventil mit diesem piezoelektrischen Element und Herstellungsverfahren für piezoelektrisches Element

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