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JPH0436141Y2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0436141Y2
JPH0436141Y2 JP1986132864U JP13286486U JPH0436141Y2 JP H0436141 Y2 JPH0436141 Y2 JP H0436141Y2 JP 1986132864 U JP1986132864 U JP 1986132864U JP 13286486 U JP13286486 U JP 13286486U JP H0436141 Y2 JPH0436141 Y2 JP H0436141Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
cylindrical case
cylindrical
piezoelectric
piston
Prior art date
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Application number
JP1986132864U
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Japanese (ja)
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JPS6339965U (en
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Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP1986132864U priority Critical patent/JPH0436141Y2/ja
Publication of JPS6339965U publication Critical patent/JPS6339965U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0436141Y2 publication Critical patent/JPH0436141Y2/ja
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Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 [産業上の利用分野] 本考案は、圧電アクチユエータに関し、詳しく
は圧電素子の伸縮に応じて、機械的な変位を得る
圧電アクチユエータに関する。
[Detailed Description of the Invention] Purpose of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a piezoelectric actuator, and more particularly to a piezoelectric actuator that obtains mechanical displacement in response to expansion and contraction of a piezoelectric element.

[従来の技術] 近年、圧電素子は、その伸長作用の高い応答性
に着目し、アクチユエータとして、高速応答性が
要求される分野で広く用いられている。こうした
分野の一例としては、内燃機関の高速回転に応じ
て応答性良く燃料噴射を行なう燃料噴射装置を挙
げることができ、燃料噴射弁に圧電素子を応用し
た提案が既になされている(例えば特開昭48−
4823号公報の「液圧燃料バブル組立体」)。このよ
うな燃料噴射装置に用いられる圧電アクチユエー
タの一つに、圧電素子の一端を金属製の筒状ケー
スの一開口部に設けられたカバーに固定すると共
に、他端をその筒状ケースの他の開口部に設けら
れた移動部材に取り付けるようにして、圧電素子
が筒状ケース内にその筒状ケースと間〓を持つよ
う設けられたものがある。この圧電素子には数百
Vの電圧が印加され、圧電素子の伸縮に応じて移
動部材を移動させる。こうした圧電アクチユエー
タでは、圧電素子の動作を保障するために、圧電
素子と筒状ケースとの間の電気的絶縁性を充分確
保する必要がある。従つて、従来から、上記筒状
ケース内に電気的絶縁性の液体を封入するか(例
えば特公昭55−10153号公報の「圧電装置の分離
を防ぐ方法」。)、或いは圧電素子に熱収縮チユー
ブ等の被覆材を被覆するか等の対処がなされてい
た。
[Prior Art] In recent years, piezoelectric elements have been widely used as actuators in fields that require high-speed response, with attention paid to the high responsiveness of their extension action. An example of such a field is a fuel injection device that injects fuel with good responsiveness in response to the high-speed rotation of an internal combustion engine, and proposals have already been made to apply piezoelectric elements to fuel injection valves (for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1972-
``Hydraulic Fuel Bubble Assembly'' of Publication No. 4823). In one type of piezoelectric actuator used in such a fuel injection device, one end of the piezoelectric element is fixed to a cover provided at one opening of a metal cylindrical case, and the other end is fixed to the other end of the piezoelectric element. There is a device in which a piezoelectric element is installed in a cylindrical case so as to be attached to a moving member provided in an opening of the cylindrical case. A voltage of several hundred volts is applied to this piezoelectric element, and the moving member is moved in accordance with the expansion and contraction of the piezoelectric element. In such a piezoelectric actuator, in order to ensure the operation of the piezoelectric element, it is necessary to ensure sufficient electrical insulation between the piezoelectric element and the cylindrical case. Therefore, conventionally, an electrically insulating liquid is sealed in the cylindrical case (for example, ``Method for preventing separation of piezoelectric device'' in Japanese Patent Publication No. 10153/1983), or heat shrinkage is applied to the piezoelectric element. Countermeasures were taken, such as covering the tube with covering material.

[考案が解決しようとする問題点] しかしながら、上記従来の技術には以下の如き
問題点があり、未だ充分なものではなかつた。即
ち、 (1) 筒状ケース内に電気的絶縁性の液体を封入し
た従来技術は、経時変化に伴い筒状ケースにさ
び等が発生し、上記液体中に不純物が混入する
ようになる。この結果、圧電素子と筒状ケース
との間の電気的絶縁性を損ねるという問題点が
あつた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems and are still not satisfactory. That is, (1) In the conventional technology in which an electrically insulating liquid is sealed in a cylindrical case, rust etc. develop in the cylindrical case over time, and impurities become mixed in the liquid. As a result, there was a problem in that the electrical insulation between the piezoelectric element and the cylindrical case was impaired.

(2) 圧電素子に熱収縮チユーブ等の被覆材を被覆
した従来技術は、圧電素子を被覆材で接触して
覆うものであるため、圧電素子の伸縮の際の変
位および発生力を上記被覆材が抑えて減少させ
る問題点があつた。実際、圧電素子の変位は圧
電素子の全長1/1000程度であることから、上記
減少量は大きな問題となる。
(2) In the conventional technology in which a piezoelectric element is covered with a covering material such as a heat shrink tube, the piezoelectric element is covered with the covering material in contact with the piezoelectric element. There was a problem that could be suppressed and reduced. In fact, since the displacement of the piezoelectric element is about 1/1000 of the total length of the piezoelectric element, the amount of reduction described above becomes a big problem.

本考案は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、筒状ケースと圧電素子との間に不純物が介在
することを防止するとともに、圧電素子の伸縮の
変位および発生力を減少することのない圧電アク
チユエータを提供することを目的としている。
The present invention has been developed in view of the above problems, and is designed to prevent impurities from intervening between the cylindrical case and the piezoelectric element, and to prevent the displacement and force generated by the expansion and contraction of the piezoelectric element from being reduced. The purpose is to provide a piezoelectric actuator.

考案の構成 [問題点を解決するための手段] かかる目的を達成すべく、本考案は問題点を解
決するための手段として次の構成を取つた。即
ち、本考案は、 電気的絶縁性を有するセラミツクにより形成し
た筒状ケースと、 前記筒状ケース内に該筒状ケースと間〓を隔て
て配設され、印加された電圧に応じて伸縮する圧
電素子と、 前記筒状ケースの両開口部のそれぞれにシール
部材を介して収納され、該開口部のそれぞれを液
密に閉じると共に、前記圧電素子の両端に各々位
置し前記圧電素子の伸縮に応じて移動可能とされ
た二つの円柱部材と、 前記筒状ケースと前記圧電素子との間〓に封入
された電気的絶縁性を有する冷却用液体と、 前記二つの円柱部材の少なくとも一方に埋設さ
れ該円柱部材を貫通して、一端が前記筒状ケース
内に位置して前記圧電素子に電気的に接続され、
他端が前記筒状ケース外に位置した一対の電極
と、 を備え、 前記電極を埋設した前記円柱部材を電気的絶縁
性を有するセラミツクにより形成したことを特徴
とする圧電アクチユエータを要旨としている。
Structure of the invention [Means for solving the problems] In order to achieve the above object, the present invention has the following structure as a means for solving the problems. That is, the present invention includes: a cylindrical case made of ceramic having electrical insulation properties; and a cylindrical case disposed within the cylindrical case with a space between the cylindrical case and the cylindrical case, which expands and contracts in response to applied voltage. The piezoelectric element is housed in each of the openings of the cylindrical case via a sealing member to liquid-tightly close each of the openings, and is located at each end of the piezoelectric element to accommodate expansion and contraction of the piezoelectric element. two cylindrical members that are movable according to the conditions; a cooling liquid having electrical insulation sealed between the cylindrical case and the piezoelectric element; and a cooling liquid embedded in at least one of the two cylindrical members. and passing through the cylindrical member, one end of which is located within the cylindrical case and electrically connected to the piezoelectric element;
A piezoelectric actuator comprising: a pair of electrodes with the other end located outside the cylindrical case; and the cylindrical member in which the electrodes are embedded is made of electrically insulating ceramic.

ここで、圧電素子は、電圧を加えることにより
力学的な歪みを発生し変位や力が発生するもので
あればどのようなものでもよく、例えばPZTを
積層してなるセラミツクス等の圧電セラミツク
ス、ポリマー系圧電材料、水晶等がそうである。
更に、その構造は、例えば薄い圧電単体を多数積
層したものでもよく、あるいは厚い圧電単体を数
個積層したものでもよい。
Here, the piezoelectric element may be of any type as long as it generates mechanical strain and displacement or force by applying a voltage, such as piezoelectric ceramics such as ceramics made of laminated PZT, polymers, etc. This includes piezoelectric materials, crystal, etc.
Furthermore, the structure may be, for example, one in which a large number of thin piezoelectric elements are laminated, or one in which several thick piezoelectric elements are laminated.

電気的絶縁性を有するセラミツクとは、例え
ば、アルミナ、ベリリア、マグネシウム、あるい
は窒化圭素等がそうである。
Examples of ceramics having electrical insulating properties include alumina, beryllia, magnesium, and nitride.

[作用] 以上のように構成された本考案の圧電アクチユ
エータは、圧電素子と間〓を持つて圧電素子を覆
う筒状ケースを備えるが、該筒状ケースが、電気
的絶縁性を有するセラミツクにより形成されてお
り、耐食性に優れている。従つて、筒状ケースは
腐蝕することがなく、さび等の不純物が筒状ケー
スと圧電素子との間に介在することがない。更
に、筒状ケースは、圧電素子と間〓を持つような
されているので、圧電素子の伸縮駆動に影響を与
えることもなく、圧電素子の変位および発生力を
抑えることがない。
[Function] The piezoelectric actuator of the present invention configured as described above includes a cylindrical case that covers the piezoelectric element with a space between the cylindrical case and the piezoelectric element. It has excellent corrosion resistance. Therefore, the cylindrical case will not corrode, and impurities such as rust will not be present between the cylindrical case and the piezoelectric element. Furthermore, since the cylindrical case is spaced from the piezoelectric element, it does not affect the expansion and contraction drive of the piezoelectric element, and does not suppress the displacement and generated force of the piezoelectric element.

また、筒状ケースと圧電素子との間〓には、冷
却用液体が封入されたいるので、圧電素子に電圧
を加えたとき圧電素子から生じる熱は冷却用液体
を介して発散する。
Furthermore, since a cooling liquid is sealed between the cylindrical case and the piezoelectric element, heat generated from the piezoelectric element when voltage is applied to the piezoelectric element is dissipated through the cooling liquid.

加えて、筒状ケースの両開口部には、二つの円
柱部材がシール部材を介して収納されているの
で、どちらの円柱部材も筒状ケースに対し相対移
動させることができる。
In addition, since two cylindrical members are housed in both openings of the cylindrical case via seal members, both cylindrical members can be moved relative to the cylindrical case.

さらに加えて、電極を埋設した円柱部材が電気
的絶縁性を有するセラミツクで形成されているの
で、電極埋設部分のシール及び電気的絶縁を確保
することが容易である。
In addition, since the cylindrical member in which the electrode is embedded is made of electrically insulating ceramic, it is easy to ensure sealing and electrical insulation of the electrode-embedded portion.

[実施例] 以下、本考案の実施例を図面と共に説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本考案の一実施例としての圧電アクチ
ユエータの一部破断図である。
FIG. 1 is a partially cutaway view of a piezoelectric actuator as an embodiment of the present invention.

同図に示すように、圧電アクチユエータ1は円
筒形状をした円筒ケース3により外形が形成され
ている。この円筒ケース3は、鋼材と熱伝導率が
同程度の電気絶縁性を有する窒化圭素を材料とし
て成型されたもので、その図左側開口部5の内周
壁5aには円環状溝5bが設けられている。円環
状溝5bにはOリングであるシール部材7が持着
されており、該シール部材7を介して円柱部材9
が収納されている。円柱部材9は、アルミナを主
成分とするセラミツクにより形成されたもので、
その周縁がテーパとなるようなされており、また
その図右側側面には嵌合孔11を備えている。さ
らに円柱部材9には、図示しない駆動回路から電
圧を印加される2本の電極13が嵌挿されてい
る。
As shown in the figure, the piezoelectric actuator 1 has an outer shape formed by a cylindrical case 3 having a cylindrical shape. This cylindrical case 3 is molded from a material made of phosphorous nitride, which has an electrically insulating property and a thermal conductivity comparable to that of steel, and an annular groove 5b is provided in the inner circumferential wall 5a of the opening 5 on the left side of the figure. It is being A sealing member 7, which is an O-ring, is attached to the annular groove 5b, and a cylindrical member 9 is inserted through the sealing member 7.
is stored. The columnar member 9 is made of ceramic whose main component is alumina.
Its peripheral edge is tapered, and a fitting hole 11 is provided on the right side in the figure. Furthermore, two electrodes 13 are fitted into the cylindrical member 9 to which a voltage is applied from a drive circuit (not shown).

円筒ケース3の内部には、圧電素子15が、一
端を円柱部材9の嵌合孔11に嵌合固着し円筒ケ
ース3と所定の間〓をおくようにして設けられて
いる。圧電素子15は、PZTを積層して構成さ
れたもので、電極13から導線17を介して電圧
が印加されると図における左右方向に伸縮する。
A piezoelectric element 15 is provided inside the cylindrical case 3 so that one end thereof is fitted and fixed into the fitting hole 11 of the cylindrical member 9 and is spaced from the cylindrical case 3 by a predetermined distance. The piezoelectric element 15 is constructed by laminating PZT, and expands and contracts in the horizontal direction in the figure when a voltage is applied from the electrode 13 through the conductor 17.

一方、円筒ケース3の図右側開口部105の内
周壁105aには、図左側開口部5と同様に、円
環状溝105bが設けられ、該円環状溝105b
にはシール部材107が持着されており、該シー
ル部材107を介してピストン109が摺動自在
に収納されている。ピストン109は、円柱部材
9と同様、アルミナを主成分とするセラミツクに
より形成され、その周縁がテーパとなるようなさ
れており、またその図左側面には嵌合孔111を
備えている。圧電素子15の円柱部材9と反対方
向の端は上記嵌合孔111に嵌合して当接するよ
うなされている。第1図から明らかなように、円
柱部材9及びピストン109は、それぞれシール
部材7及び107を介して円筒ケース3の両開口
部に収納固定されている。従つて、圧電素子15
が伸長すると、円柱部材9及びピストン109
は、それぞれ円筒ケース3に対し相対移動する。
例えば、一般的な利用態様として、図示しない壁
面等の固定部材に円筒ケース3と共に円柱部材9
を固定した場合、圧電素子15が伸長するとピス
トン109は図右方向に押圧移動する。また圧電
素子15が短縮すると、ピストン109の圧電素
子15と反対側の面115に加えられる図示しな
いバネ等の復元力によりピストン109は図左方
向に移動する。
On the other hand, the inner peripheral wall 105a of the opening 105 on the right side of the figure in the cylindrical case 3 is provided with an annular groove 105b, similar to the opening 5 on the left side in the figure.
A sealing member 107 is attached to the piston 107, and a piston 109 is slidably housed through the sealing member 107. Like the columnar member 9, the piston 109 is made of ceramic mainly composed of alumina, has a tapered peripheral edge, and is provided with a fitting hole 111 on the left side of the figure. The end of the piezoelectric element 15 in the opposite direction from the cylindrical member 9 is adapted to fit into and abut the fitting hole 111 . As is clear from FIG. 1, the cylindrical member 9 and the piston 109 are housed and fixed in both openings of the cylindrical case 3 via seal members 7 and 107, respectively. Therefore, piezoelectric element 15
When expanded, the cylindrical member 9 and the piston 109
move relative to the cylindrical case 3, respectively.
For example, as a general usage mode, the cylindrical member 9 is attached to a fixed member such as a wall (not shown) together with the cylindrical case 3.
When fixed, when the piezoelectric element 15 expands, the piston 109 moves in the right direction in the figure. Further, when the piezoelectric element 15 shortens, the piston 109 moves to the left in the figure due to a restoring force such as a spring (not shown) applied to the surface 115 of the piston 109 on the opposite side to the piezoelectric element 15.

なお、上記円筒ケース3と圧電素子15との間
〓には、シリコンオイル120が充填されてい
る。
Note that silicone oil 120 is filled between the cylindrical case 3 and the piezoelectric element 15.

以上の如く構成された本実施例の圧電アクチユ
エータ1は、例えば燃料噴射弁に用いる場合、ピ
ストン109の圧電素子15と反対側の面115
にプランジヤを当接するように構成し、圧電素子
15へ印加する電圧を制御しプランジヤを駆動す
るようなされる。またピストン109にプランジ
ヤを直接当接させるのではなく、圧力室を介して
圧電素子15の変位を増巾してプランジヤを駆動
するよう構成してもよい。
When the piezoelectric actuator 1 of this embodiment configured as described above is used, for example, in a fuel injection valve, the surface 115 of the piston 109 opposite to the piezoelectric element 15
The plunger is configured to abut against the piezoelectric element 15, and the voltage applied to the piezoelectric element 15 is controlled to drive the plunger. Furthermore, instead of bringing the plunger into direct contact with the piston 109, the plunger may be driven by amplifying the displacement of the piezoelectric element 15 via a pressure chamber.

以上詳述してきた本実施例の圧電アクチユエー
タ1は、圧電素子15の覆う円筒ケース3が窒化
圭素を材料として形成されている。このために、
円筒ケース3が経時変化に伴い腐蝕したりするこ
とがなく、シリコンオイル120中に不純物が混
入することもない。この結果、圧電素子15と円
筒ケース3との間の電気的絶縁性が損ねられるこ
とがない。また円筒ケース3を軽量化することが
でき、ひいては圧電アクチユエータ1を軽量化す
ることができる。
In the piezoelectric actuator 1 of this embodiment that has been described in detail above, the cylindrical case 3 that the piezoelectric element 15 covers is made of phosphorus nitride. For this,
The cylindrical case 3 will not corrode over time, and no impurities will be mixed into the silicone oil 120. As a result, the electrical insulation between the piezoelectric element 15 and the cylindrical case 3 is not impaired. Furthermore, the cylindrical case 3 can be made lighter, and the piezoelectric actuator 1 can also be made lighter.

また、円筒ケース3は、圧電素子15と所定の
間〓を持つよう構成されているため、圧電素子1
3の伸縮駆動に影響を与えることもなく、圧電素
子15の変位および発生力を減少させることがな
い。
Further, since the cylindrical case 3 is configured to have a predetermined distance from the piezoelectric element 15,
This does not affect the expansion/contraction drive of the piezoelectric element 15, and does not reduce the displacement and generated force of the piezoelectric element 15.

更に、本実施例の圧電アクチユエータ1は、円
筒ケース3の内部にシリコンオイル120のよう
な電気的絶縁性を有する冷却液体を充填するよう
構成されているため、圧電素子15の発生する熱
量をより多く発散することが出来る。従つて、圧
電素子15の温度上昇によつて、圧電素子15の
静電容量が変化し、圧電素子15の変位および発
生力の特性劣化を起こすようなこともなく、圧電
アクチユエータ1の駆動性能を安定化することが
できる。なお、本実施例においては円筒ケース3
が熱伝導性の良い窒化圭素により構成されている
ため、より一層既述した熱量の発散性が高く、上
記効果をより優れたものにしている。
Furthermore, since the piezoelectric actuator 1 of this embodiment is configured to fill the inside of the cylindrical case 3 with a cooling liquid having electrical insulation properties such as silicone oil 120, the amount of heat generated by the piezoelectric element 15 can be further reduced. It can emit a lot. Therefore, the capacitance of the piezoelectric element 15 does not change due to the temperature rise of the piezoelectric element 15, and the displacement of the piezoelectric element 15 and the characteristics of the generated force do not deteriorate, and the drive performance of the piezoelectric actuator 1 is improved. It can be stabilized. Note that in this embodiment, the cylindrical case 3
Since it is made of phosphoric nitride, which has good thermal conductivity, the heat dissipation property described above is even higher, making the above-mentioned effects even more excellent.

加えて、圧電素子15の両端にそれぞれ当接す
る円柱部材9及びピストン109は、それぞれシ
ール部材7及び107を介して円筒ケース3の両
開口部に収納固定されているので、円柱部材9及
びピストン109の各々は、圧電素子15の伸長
により円筒ケース3に対し相対移動可能とされて
いる。従つて、圧電アクチユエータ1を用いる態
様に応じ、例えば円柱部材9又はピストン109
のどちらか都合の良い一方を円筒ケース3と共に
固定することにより、他方を圧電素子15の伸縮
に応じ移動可能とすることができる。それ故、そ
の固定側又は可動側のどちらか電気配線の取り易
い側を円柱部材9とすることができるので、円柱
部材9に埋め込まれた電極13と電源との間の電
気配線を簡便にすることが可能である。
In addition, the cylindrical member 9 and the piston 109, which contact both ends of the piezoelectric element 15, are housed and fixed in both openings of the cylindrical case 3 via the seal members 7 and 107, respectively. Each of them is movable relative to the cylindrical case 3 by expansion of the piezoelectric element 15. Therefore, depending on the manner in which the piezoelectric actuator 1 is used, for example, the cylindrical member 9 or the piston 109
By fixing a convenient one of them together with the cylindrical case 3, the other can be made movable according to the expansion and contraction of the piezoelectric element 15. Therefore, the cylindrical member 9 can be used on either the fixed side or the movable side, whichever is easier to connect the electrical wiring to, thereby simplifying the electrical wiring between the electrode 13 embedded in the cylindrical member 9 and the power source. Is possible.

また、前述のように円柱部材9及びピストン1
09共に、圧電素子15の伸縮に応じ、それぞれ
円筒ケース3に対し相対移動可能であるため、例
えば、円筒ケース3のみを固定して円柱部材9及
びピストン109を共に移動可能とし、円柱部材
9の外側面及びピストン109の外側面の各々に
接続した二つの部材間の距離を圧電素子15の伸
縮に応じ変化させることもできる。
Further, as described above, the cylindrical member 9 and the piston 1
09 are movable relative to the cylindrical case 3 according to the expansion and contraction of the piezoelectric element 15. For example, by fixing only the cylindrical case 3 and making the cylindrical member 9 and the piston 109 movable together, the cylindrical member 9 can be moved. The distance between the two members connected to each of the outer surface and the outer surface of the piston 109 can also be changed according to the expansion and contraction of the piezoelectric element 15.

また、円柱部材9及びピストン109の何れも
円筒ケース3から取り外すことができるので、圧
電素子15を円筒ケース3から取り出し修理など
を行うことが容易である。
Moreover, since both the columnar member 9 and the piston 109 can be removed from the cylindrical case 3, it is easy to take out the piezoelectric element 15 from the cylindrical case 3 and perform repairs.

更に、電極13を電気的絶縁性があるセラミツ
クで形成された円柱部材9に埋め込んでいるの
で、簡易に電極13と円柱部材9との間のシール
及び電気的絶縁を図ることができる。
Furthermore, since the electrode 13 is embedded in the cylindrical member 9 made of electrically insulating ceramic, it is possible to easily achieve sealing and electrical insulation between the electrode 13 and the cylindrical member 9.

また、圧電アクチユエータ1は、円筒ケース3と
円柱部材9との間にシール部材7が、円筒ケース
3とピストン109との間にシール部材107が
装着されている。このために、シリコンオイル1
20のシール性が高く、シリコンオイル120が
円筒ケース3の外部に流出することもなく、また
外部の空気等が円筒ケース3内に侵入することも
ない。
Further, in the piezoelectric actuator 1, a seal member 7 is installed between the cylindrical case 3 and the cylindrical member 9, and a seal member 107 is installed between the cylindrical case 3 and the piston 109. For this, silicone oil 1
20 has a high sealing performance, the silicone oil 120 does not leak out of the cylindrical case 3, and external air etc. do not enter into the cylindrical case 3.

更に圧電アクチユエータ1は、円柱部材9およ
びピストン109が、その周縁がテーパとなるよ
う構成されている。このため、圧電アクチユエー
タ1の組立て時にシール部材7,107を損傷す
るようなことがない。
Furthermore, the piezoelectric actuator 1 is configured such that the cylindrical member 9 and the piston 109 have tapered peripheral edges. Therefore, the seal members 7 and 107 are not damaged during assembly of the piezoelectric actuator 1.

なお、上記実施例は、円筒ケース3の内部にシ
リコンオイルを充填するよう構成されているが、
シリコンオイル120に代えて、軽油、オイル、
もしくは純粋な水等の他の電気的絶縁性を有する
冷却液体を充填するよう構成してもよく、その冷
却液体もシリコンオイル120と同様の効果を奏
する。
Although the above embodiment is configured to fill the inside of the cylindrical case 3 with silicone oil,
Instead of silicone oil 120, light oil, oil,
Alternatively, the cooling liquid may be filled with another electrically insulating cooling liquid such as pure water, and this cooling liquid also has the same effect as the silicone oil 120.

また、円筒ケース3の熱発散性を高めるため
に、円筒ケース3の外周壁あるいは内周壁をフイ
ン形状とするよう構成してもよく、圧電素子15
の発生する熱量をより多く発散することができ
る。
Further, in order to improve heat dissipation of the cylindrical case 3, the outer peripheral wall or the inner peripheral wall of the cylindrical case 3 may be configured to have a fin shape, and the piezoelectric element 15
can dissipate more of the heat generated.

以上、本考案の実施例を詳述してきたが、本考
案は、上記実施例に何等限定されるものではな
く、本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々なる態
様となり得る。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and may be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.

考案の効果 以上詳述してきた本考案の圧電アクチユエータ
は、圧電素子と間〓を持つて圧電素子を覆う筒状
ケースが、電気的絶縁性を有するセラミツクによ
り形成されている。このために、筒状ケースが経
時変化に伴い腐蝕したりすることがなく圧電素子
と筒状ケースとの間の電気的絶縁性が損ねられる
こともない。また圧電素子の変位および発生力を
減少させることがない。更に副次的な効果とし
て、筒状ケースを軽量化することができ、ひいて
は圧電アクチユエータ全体の軽量化に貢献するこ
とができる。
Effects of the Invention In the piezoelectric actuator of the present invention described in detail above, the cylindrical case that covers the piezoelectric element with a space between the piezoelectric element and the piezoelectric element is formed of ceramic having electrical insulation properties. Therefore, the cylindrical case does not corrode over time, and the electrical insulation between the piezoelectric element and the cylindrical case is not impaired. Further, the displacement and generated force of the piezoelectric element are not reduced. Furthermore, as a secondary effect, it is possible to reduce the weight of the cylindrical case, which in turn contributes to reducing the weight of the piezoelectric actuator as a whole.

加えて、筒状ケースと圧電素子との間〓に封入
された冷却用液体により圧電素子から生じた熱は
発散され易くなつているので、圧電素子の温度上
昇は抑えられ、安定した圧電素子の作動を確保す
ることができる。
In addition, the heat generated from the piezoelectric element is easily dissipated by the cooling liquid sealed between the cylindrical case and the piezoelectric element, so the temperature rise of the piezoelectric element is suppressed and the piezoelectric element becomes stable. Operation can be ensured.

また、筒状ケースの両開口部にシール部材を介
して収納された二つの円柱部材は、何れも筒状ケ
ースに対し相対移動させることができるので、本
発明を用いる態様に応じ二つの円柱部材の任意の
一方を筒状ケースと共に固定し、他方を圧電素子
の伸縮に応じて移動可能とすることができる。
Further, since the two cylindrical members housed in both openings of the cylindrical case via the seal members can be moved relative to the cylindrical case, the two cylindrical members can be moved depending on the mode of using the present invention. Any one of them can be fixed together with the cylindrical case, and the other can be made movable according to the expansion and contraction of the piezoelectric element.

更に、筒状ケースのみを固定し、二つの円柱部
材を共に移動可能として、圧電素子の伸縮に応じ
二つの円柱部材の各々を共に移動させることもで
きる。
Furthermore, it is also possible to fix only the cylindrical case and make the two cylindrical members movable together so that each of the two cylindrical members can move together in accordance with the expansion and contraction of the piezoelectric element.

加えて、二つの円柱部材は共に、筒状ケースに
対し相対移動可能に収納されているので、筒状ケ
ースから円柱部材を外して圧電素子を取り出し圧
電素子の修理などを行うことが容易である。
In addition, since both of the two cylindrical members are housed so that they can move relative to the cylindrical case, it is easy to remove the cylindrical members from the cylindrical case, take out the piezoelectric element, and repair the piezoelectric element. .

また、電気的絶縁性を有するセラミツクで形成
された円柱部材に電極を埋め込んでいるので、ハ
ーメチツクシール等の複雑なシール構造を用いる
ことなく簡易に電極部分のシールを確保すること
ができ、更に電気的絶縁も確保することが出来
る。
In addition, since the electrodes are embedded in a cylindrical member made of electrically insulating ceramic, it is possible to easily secure the sealing of the electrode portion without using a complicated sealing structure such as a hermetic seal. Furthermore, electrical insulation can also be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の一実施例としての圧電アクチ
ユエータの一部断面図である。 1……圧電アクチユエータ、3……円筒ケー
ス、7,107……シール材、9……円柱部材、
15……圧電素子、109……ピストン、120
……シリコンオイル。
FIG. 1 is a partial sectional view of a piezoelectric actuator as an embodiment of the present invention. 1...Piezoelectric actuator, 3...Cylindrical case, 7,107...Sealing material, 9...Cylindrical member,
15... Piezoelectric element, 109... Piston, 120
……silicon oil.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 電気的絶縁性を有するセラミツクにより形成し
た筒状ケースと、 前記筒状ケース内に該筒状ケースと間〓を隔て
て配設され、印加された電圧に応じて伸縮する圧
電素子と、 前記筒状ケースの両開口部のそれぞれにシール
部材を介して収納され、該開口部のそれぞれを液
密に閉じると共に、前記圧電素子の両端に各々位
置し前記圧電素子の伸縮に応じて移動可能とされ
た二つの円柱部材と、 前記筒状ケースと前記圧電素子との間〓に封入
された電気的絶縁性を有する冷却用液体と、 前記二つの円柱部材の少なくとも一方に埋設さ
れ該円柱部材を貫通して、一端が前記筒状ケース
内に位置して前記圧電素子に電気的に接続され、
他端が前記筒状ケース外に位置した一対の電極
と、 を備え、 前記電極を埋設した前記円柱部材を電気的絶縁
性を有するセラミツクにより形成したことを特徴
とする圧電アクチユエータ。
[Scope of Claim for Utility Model Registration] A cylindrical case formed of ceramic having electrical insulation properties; a piezoelectric element that expands and contracts; and a piezoelectric element that is housed in each of the openings of the cylindrical case via a sealing member to liquid-tightly close each of the openings, and that is located at both ends of the piezoelectric element and two cylindrical members movable according to expansion and contraction; a cooling liquid having electrical insulation sealed between the cylindrical case and the piezoelectric element; and at least one of the two cylindrical members. embedded in the cylindrical member, passing through the cylindrical member, and having one end located within the cylindrical case and electrically connected to the piezoelectric element;
A piezoelectric actuator comprising: a pair of electrodes whose other ends are located outside the cylindrical case; and the cylindrical member in which the electrodes are embedded is made of electrically insulating ceramic.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59231884A (en) * 1983-06-15 1984-12-26 Nippon Soken Inc Laminating type piezoelectric body

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