[发明专利]压电执行元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电执行元件，具体的说是用于控制喷射器的流体的机械结构，属于压电技术领域。

背景技术

现有技术中，根据压电材料的压电性能，在对压电材料加载一定外部电压时，压电材料会产生一定方向的机械尺寸变形，并且这种变形可以在克服相当大的力的条件下产生。而当外部电压去除时，压电材料可以准确地回复到加载电压之前的尺寸状态。用压电材料制作的压电执行元件由于具有驱动力大、响应迅速和回位准确的优点，尤其适用于快速和准确的开关过程中，如内燃机喷油装置的喷射器等机构中。

CN00800631.8中公开了一种压电执行元件体，它具有一个多层的层压结构形式的执行元件体，该层压结构由许多层叠的压电材料层以及位于其间的导电层构成，当对压电执行元件体施加脉冲电压时，它在改变其两端之间的间距情况下执行脉动行程。

类似的压电执行元件体在CN200480030282.4等专利中都有不少公开的叙述，它们在结构和控制上有一个共同的特点，就是对压电元件体施加脉冲电压时，利用沿单个压电片叠层方向的尺寸（升程）伸长和收缩，来实现对控制阀或者类似机构的控制。由于目前压电材料的单位通电伸长量有限，因此上述压电执行元件体都需要有数量众多的压电片进行叠层，这就存在两个缺点：一是由于压电执行元件体叠层的压电片数量多，在制造和使用过程中出现压电片之间的开裂、脱节等安全隐患的几率大；二是众多的叠片数量增加了制造难度和成本，上述两个缺点在大规模制造和应用中显得尤为严重。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种叠片数量大幅减少的压电执行元件，降低压电执行元件制造和使用过程中的安全隐患，并且降低制造成本，从而更容易实现批量生产和应用。

按照本发明提供的技术方案，压电执行元件包括多个压电片、内电极和外电极，其特征是：每个压电片沿竖直方向设置，多个压电片沿着水平方向依次层叠连接；每个压电片的左右表面中的一面为内电极连接面，多个压电片的内电极连接面均为同一侧表面，内电极连接面上设有内电极；多个压电片的前后表面均为外电极连接面，外电极连接面上连接外电极；多个压电片的前后表面上的外电极的内侧面分别与该侧的内电极连接，多个压电片的前后表面上的外电极的外侧面分别通过导线与外部电源连接。

进一步的，内电极为矩形平面。外电极为网格状柔性电极，能够伸缩。

进一步的，内电极的上下边位于其所在内电极连接面的上下边之内，并且内电极的上下边与内电极连接面的上下边不重合；内电极的左右边位于其所在内电极连接面的左右边之内，并且内电极左右边中的一边与内电极连接面相同侧边重合形成内电极连接边，内电极左右边中相对与内电极连接边的另一边与内电极连接面相同侧边不重合；相邻内电极连接边在相邻压电片左右侧间隔设置。内电极的面积S1与其所在内电极连接面的面积S2的比例范围为0.5<S1：S2<1。

本发明与已有技术相比具有以下优点：本发明结构简单、紧凑、合理，叠片数量大幅减少，降低压电执行元件制造和使用过程中的安全隐患；同时，降低了制造成本，能够实现批量生产和应用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为压电片结构示意图。

图3为压电片施加电压前结构示意图。

图4为压电片施加电压后结构示意图。

图5为图1中AA剖视图。

图6为现有技术的压电执行元件结构示意图。

图7为现有技术的压电片结构示意图。

图8为图6中BB剖视图。

附图标记说明：1-压电片、1a-施加电压之前的压电片、1b-施加电压之后的压电片、2-内电极、3-外电极、4-内电极连接面、5-内电极连接边、6-外电极连接面、7-导线。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1～2所示，本发明主要包括多个压电片1、内电极2和外电极3，每个压电片1沿竖直方向设置，多个压电片1沿着水平方向依次层叠连接。

如图5所示，每个压电片1的左右表面中的一面为内电极连接面4，多个压电片1的内电极连接面4均为同一侧表面。