JP2016178836A - アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】容量的アクチュエータ10L,10Rと、容量的アクチュエータの伸縮の変位を拡大する座屈型変位拡大機構40と、を備えたアクチュエータにおいて、座屈型変位拡大機構40は、出力特性を調整する出力特性調整手段を有する。出力特性調整手段とは、PCS予圧機構60とピエゾ予圧機構70を指している。PCS予圧機構60は、出力部14の変位−推力特性の推力オフセット量を調整する機構を有する。
【選択図】図6
Description
容量的アクチュエータと、
前記容量的アクチュエータの伸縮の変位を拡大する座屈型変位拡大機構と、を備えたアクチュエータにおいて、
前記座屈型変位拡大機構は、出力特性を調整する出力特性調整手段を有することを特徴とする。
次に、図3に基づいてアクチュエータ1を構成する座屈型変位拡大機構40の基本的動作を説明する。図3は、座屈型変位拡大機構40の基本的動作を説明する概念図である。また、図3は説明の関係上、キャップCP1〜CP4は省略した。
図6は、座屈型変位拡大機構40に予荷重の高精度な調整を可能にする2種類の出力特性調整機構を説明する模式図である。因みに、図6は転がり接触式座屈型アクチュエータを示している。図6に示すように、本発明は、第1の機構として出力部14の変位y以外に、弾性体19(PCS)に対して出力軸方向に一定の変位y0を与えることで、出力部14の変位−推力特性の推力オフセット量を調整する機構を有する。以下、第1の機構をPCS予圧機構60と表記する。
PCS予圧機構60について説明する。出力部14(弾性体19)に対して一定の変位を可変可能に与える予圧機構として、図7に示すくさび形の変位調整手段を利用して実施できる。
図7はPCS予圧機構60を備えたアクチュエータユニット100の斜視図である。図8は図7とは異なる構造SH1でPCS予圧機構60を実現した場合の縦断面図である。
次に、ピエゾ予圧機構70について説明する。
ピエゾ素子10L、10Rに、その伸縮方向に対して一定の圧縮量(ZPL)を可変可能に与える予圧機構として、図11に示す手段により実施できる。
以下、その点を論理的に説明する。
図12に、PCS予圧機構60、ピエゾ予圧機構70を備え、転がりジョイントを用いて構成された転がり接触式座屈型アクチュエータの各構成要素に作用する力を示す模式図を示した。
次に、PCS予圧機構60により、予荷重を調整可能な論理を説明する。ここで、図14に示すようにPCS予圧機構60(スペーサSH1)により弾性体19に対する一定の変位量y0が与えられる。即ち、式(3)に対して、弾性体19(PCS)に対する一定の変位量y0(予荷重)が作用した場合、推力Fyは式(4)で表される。
図15は、PCS予圧機構60の予荷重を3段階変化させた際の、変位−推力特性の変化の例を示すグラフである。
次に、ピエゾ予圧機構70により、ピエゾ素子10L、10Rの伸縮方向に対する予荷重を調整可能な論理を説明する。ピエゾ予圧機構70とは、図11で説明した通り、ピエゾ素子10Lおよび10Rの外側の端部とキャップCP1、CP2およびCP3、CP4との間にスペーサSH3を介在させることで、ピエゾ素子に一定の変位量ZPLを付与させる機構である。ここで、図17に示すようにピエゾ予圧機構70(スペーサSH3)によりピエゾ素子10L、10Rに対して伸縮方向に一定の変位量zPLが与えられる。
図18は、ピエゾ素子に電圧が印加された状態(以下、PZT−ON)における、厚さの異なる3つのスペーサSH3(zPL)毎の変位−推力特性の例を示している。図19は、ピエゾ素子に電圧が印加されていない状態(以下、PZT−OFF)における、厚さの異なる3つのスペーサSH3(zPL)毎の変位−推力特性の例を示している。
100 アクチュエータユニット
1000 圧電アクチュエータ型直動モータ
2 フレーム部
3 接合器
10L、10R ピエゾ素子
12L、12R サイドブロック
14 出力部
15 ベース部
18 板バネ
40 座屈型変位拡大機構
50 変位調整手段
500 予圧付与手段
51 板バネ
52 荷重調整部
52a 台座
52b 滑り部
52c ボルト
53 支持部
54 調整手段
55 締結部
510 ホルダー部
520 コイルバネ
60、600 PCS予圧機構
SH1 スペーサ
SH2 スペーサ
70 ピエゾ予圧機構
SH3 スペーサ
Claims (3)
- 容量的アクチュエータと、
前記容量的アクチュエータの伸縮の変位を拡大する座屈型変位拡大機構と、を備えたアクチュエータにおいて、
前記座屈型変位拡大機構は、出力特性を調整する出力特性調整手段を有することを特徴とするアクチュエータ。 - 前記出力特性調整手段は、前記容量的アクチュエータの伸縮方向における予荷重を調整することを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。
- 前記出力特性調整手段は、前記座屈型変位拡大機構の出力軸方向の予荷重を調整することを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ。
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JP2015058708A JP6498485B2 (ja) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | アクチュエータ及び直動モータ |
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JP2015058708A JP6498485B2 (ja) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | アクチュエータ及び直動モータ |
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- 2015-03-20 JP JP2015058708A patent/JP6498485B2/ja active Active
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