JP2770459B2 - Manufacturing equipment for piezoelectric actuators - Google Patents

Manufacturing equipment for piezoelectric actuators

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JP2770459B2
JP2770459B2 JP21502889A JP21502889A JP2770459B2 JP 2770459 B2 JP2770459 B2 JP 2770459B2 JP 21502889 A JP21502889 A JP 21502889A JP 21502889 A JP21502889 A JP 21502889A JP 2770459 B2 JP2770459 B2 JP 2770459B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば自動車用内燃機関の燃料噴射装置
に使用することができる、圧電式アクチュエータの製造
装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a piezoelectric actuator that can be used, for example, in a fuel injection device of an internal combustion engine for a vehicle.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

積層されたセラミックス等からなる圧電素子を使用す
る圧電式アクチュエータは、たとえば特開昭61-43266号
公報に記載されている。この従来技術でも、圧電素子に
予め圧縮荷重を付与する皿ばね等の手段を設け、荷重−
ひずみ量の特性曲線における直線領域で作動させること
により、特性のばらつきが生じないようにしている。
A piezoelectric actuator using a piezoelectric element made of laminated ceramics or the like is described in, for example, JP-A-61-43266. Also in this prior art, a means such as a disc spring for applying a compressive load to the piezoelectric element in advance is provided, and the load is reduced.
By operating in the linear region of the characteristic curve of the amount of strain, variation in characteristics is prevented.

従来の技術による圧電式アクチュエータの代表的なも
のは、第3図に示したような構造を有する。積層された
圧電素子101を収容するハウジング102の螺子部103には
袋ナット104が係合し、それによって、キャップ105を取
りつけており、キャップ105によりボール106を介して支
持されるスペーサ107が圧電素子101に接している。圧電
素子101の下端はピストン108によって支持され、ピスト
ン108は適当なばね109によって付勢されていて、圧電素
子101に予荷重を与えている。圧電素子101の伸縮による
ピストン108の変位は、ロッド110によって外部にとり出
される。
A typical piezoelectric actuator according to the prior art has a structure as shown in FIG. A cap nut 104 is engaged with a screw portion 103 of a housing 102 that accommodates the laminated piezoelectric element 101, thereby attaching a cap 105, and a spacer 107 supported by the cap 105 via a ball 106 forms a piezoelectric element. It is in contact with the element 101. The lower end of the piezoelectric element 101 is supported by a piston 108, which is urged by a suitable spring 109 to preload the piezoelectric element 101. The displacement of the piston 108 due to the expansion and contraction of the piezoelectric element 101 is taken out by the rod 110.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

一般に圧電素子は、現実に使用することができる範囲
で、印加電圧に対する変位量が数十μm程度というよう
に極めて小さい。圧電素子を積層して使用するときは、
前記の特開昭61-43266号公報にも記載されているよう
に、各素子板の間には面粗度による間隙などが存在する
ために、素子の端子電圧と変位量との間には非直線的な
関係を生じる。そこで、皿ばね等によって、圧電素子に
大きい予荷重を加えて使用することになるが、あまり大
きい予荷重を加えると、疲労による圧電素子の破損が生
じやすくなるので、適切な初期応力が発生するように、
厳密な管理を行なう必要がある。
In general, a piezoelectric element has an extremely small displacement of about several tens of μm with respect to an applied voltage within a range in which it can be actually used. When using stacked piezoelectric elements,
As described in the above-mentioned JP-A-61-43266, there is a gap between the element plates due to surface roughness, etc., so that there is a non-linear relationship between the terminal voltage of the element and the displacement. Create a positive relationship. Therefore, a large preload is applied to the piezoelectric element by using a disc spring or the like. However, if an excessively large preload is applied, the piezoelectric element is likely to be damaged due to fatigue, so that an appropriate initial stress is generated. like,
Strict management is required.

しかしながら皿ばね等を使用するだけでは、その製造
誤差や特性のばらつき等の原因によって、正確に最適値
の予荷重を発生させ得ない場合がある。
However, simply using a disc spring or the like may not be able to accurately generate an optimum preload due to manufacturing errors or variations in characteristics.

そこで本発明は、圧電素子にかかる予荷重が正確に所
定の値になるように管理しながら組立てを行なう圧電式
アクチュエータの製造装置を提供することを、発明の解
決すべき課題とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus for a piezoelectric actuator that performs assembling while managing a preload applied to a piezoelectric element accurately to a predetermined value.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の圧電式アクチュエータの製造装置は、積層さ
れた圧電素子を収容しているハウジング及びキャップか
らなるアクチュエータのケースを所定の位置に支持する
手段と、前記圧電素子の変位軸方向に前記キャップを介
して荷重を印加してその状態を保持する手段と、前記圧
電素子の発生電圧を計測して予め設定した目標電圧と比
較する手段と、前記圧電素子の発生電圧と前記目標電圧
との差が設定値以下になるまで前記圧電素子に印加して
いる前記荷重の大きさを変化させる手段と、前記電圧の
差が設定値以下になったときに前記圧電素子に印加され
た荷重を保持したまま前記ハウジングに対して前記キャ
ップを固定する手段とを備えていることを特徴とする。
The apparatus for manufacturing a piezoelectric actuator according to the present invention includes means for supporting an actuator case including a housing and a cap accommodating the stacked piezoelectric elements at a predetermined position, and the cap in a displacement axis direction of the piezoelectric element. Means for applying a load via the load and maintaining the state, means for measuring the generated voltage of the piezoelectric element and comparing the measured voltage with a preset target voltage, and calculating the difference between the generated voltage of the piezoelectric element and the target voltage. Means for changing the magnitude of the load applied to the piezoelectric element until the load becomes equal to or less than a set value, and while the load applied to the piezoelectric element is held when the voltage difference becomes equal to or less than the set value, Means for fixing the cap to the housing.

〔作用〕[Action]

本発明は前記のような手段によって構成されているか
ら、まず、積層された圧電素子を収容しているハウジン
グ及びキャップからなるアクチュエータのケースは、仮
組み状態で製造装置の所定の位置に置かれる。次に圧電
素子の変位軸方向に荷重を印加する手段が付勢され、キ
ャップを介して圧電素子に荷重が作用する。そのため、
圧電素子は印加された荷重に対応する電圧を発生するの
で、それが取り出されて予め設定されている目標電圧と
比較される。発生電圧と目標電圧との間の差が設定値以
上のときは荷重の大きさを変化させて、その差が設定値
以下になるように調節される。前記電圧の差が設定値以
下になったときは、印加した荷重が所定値にほぼ合致し
たときであるから、その状態を保持しながらキャップを
ハウジングに対して固定し、圧電式アクチュエータの組
立てを完了する。
Since the present invention is constituted by the above means, first, the case of the actuator including the housing and the cap accommodating the stacked piezoelectric elements is placed at a predetermined position of the manufacturing apparatus in a temporarily assembled state. . Next, means for applying a load in the displacement axis direction of the piezoelectric element is urged, and the load acts on the piezoelectric element via the cap. for that reason,
Since the piezoelectric element generates a voltage corresponding to the applied load, it is extracted and compared with a preset target voltage. When the difference between the generated voltage and the target voltage is equal to or larger than the set value, the magnitude of the load is changed so that the difference is adjusted to be equal to or smaller than the set value. When the difference between the voltages becomes equal to or less than the set value, it is when the applied load substantially matches the predetermined value, and the cap is fixed to the housing while maintaining the state, and the assembly of the piezoelectric actuator is performed. Complete.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の実施例を概念的に示すもので、図
中、PZは被加工物である圧電式アクチュエータを示し、
その部分構造として、1は電圧を印加されて軸方向に変
位する積層された圧電素子、2は圧電素子1の下端を支
持するピストン、3は圧電素子1の伸縮によるピストン
2の変位を伝達するロッド、4はピストン2を下方から
支えて圧縮力を発生しているスプリング、5はスプリン
グ4の圧縮力を支持すると共に圧電素子1のケースとな
るハウジング、6はハウジング5に対し本発明の特徴と
する手段によって結合され、圧縮力を保持するキャッ
プ、7は圧電素子1の上端を支持するスペーサ、8は圧
電素子の軸中心に荷重を印加するためのボールをそれぞ
れ示している。ボール座はキャップ6とスペーサ7の表
面にボール8と略同径の凹球面の一部として形成され、
これらによって球面ジョイントが構成されている。9は
ハウジング5とキャップ6のかしめによる結合部であ
る。
FIG. 1 conceptually shows an embodiment of the present invention, in which PZ indicates a piezoelectric actuator which is a workpiece,
As a partial structure, 1 is a laminated piezoelectric element that is displaced in the axial direction when a voltage is applied, 2 is a piston that supports the lower end of the piezoelectric element 1, and 3 is a displacement of the piston 2 caused by expansion and contraction of the piezoelectric element 1. A rod 4 supports a piston 2 from below and generates a compressive force. A housing 5 supports the compressive force of the spring 4 and serves as a case of the piezoelectric element 1. A cap for holding a compressive force, a spacer 7 for supporting the upper end of the piezoelectric element 1, and a ball 8 for applying a load to the center of the axis of the piezoelectric element are shown. The ball seat is formed on the surface of the cap 6 and the spacer 7 as a part of a concave spherical surface having substantially the same diameter as the ball 8,
These form a spherical joint. Reference numeral 9 denotes a connection portion formed by caulking the housing 5 and the cap 6.

圧電式アクチュエータPZを製造する装置が一般的にM
として示されており、その中で、10はかしめをするため
のローラ、11は圧電式アクチュエータPZの支持台でもあ
る製造装置M本体の固定座、12はアクチュエータPZを固
定座11に対しはさみつけ、圧電素子1に荷重を印加する
ための可動部、13は可動部12を上下に動かすためのボー
ルねじ、14はボールねじ13のねじスピンドル13aを回転
させるための駆動源であるDCサーボモータ15とスピンド
ル13aを結合させるためのカップリングである。なお、1
6は固定座11の一部に支持されたガイド軸で可動部12の
回転を止め、上下方向にのみ移動することができるよう
に案内する。なお、17及び18は圧電素子1の極板から導
出されるリード線を示す。
A device for manufacturing a piezoelectric actuator PZ is generally M
In the drawing, 10 is a roller for caulking, 11 is a fixed seat of the main body of the manufacturing apparatus M which is also a support base of the piezoelectric actuator PZ, and 12 is a pair of fixing the actuator PZ to the fixed seat 11. , A movable portion for applying a load to the piezoelectric element 1, 13 is a ball screw for moving the movable portion 12 up and down, 14 is a DC servo motor 15 which is a driving source for rotating a screw spindle 13a of the ball screw 13. And a coupling for coupling the spindle 13a with the spindle 13a. Note that 1
Reference numeral 6 denotes a guide shaft supported by a part of the fixed seat 11, which stops the rotation of the movable portion 12 and guides the movable portion 12 so that it can move only in the vertical direction. Reference numerals 17 and 18 denote lead wires derived from the pole plates of the piezoelectric element 1.

ローラ10から軸16までを構成要素とするものが、圧電
素子1へ適正な予荷重を印加しながらアクチュエータPZ
を製造する装置Mのワークヘッド部WHであって、20は荷
重を印加された圧電素子1が発生した電荷をコンデンサ
にチャージ(積分)し電圧に変換して出力するチャージ
アンプ、21はチャージアンプ20から出力された電圧Es
設定荷重に対応した目標電圧Ecとの差を増巾する差動増
巾器、22は増巾された電圧ErとDCサーボモータ15の回転
角度を入力としてサーボモータ15を目標電圧Ecに対応し
た位置まで回転させるための電圧Edを出力するサーボア
ンプ、23はサーボモータ15が回転するために必要な電力
(この場合は電流)を増巾する装置、具体的にはパワー
トランジスタアンプである。
The components from the roller 10 to the shaft 16 constitute the actuator PZ while applying an appropriate preload to the piezoelectric element 1.
Is a work head unit WH of an apparatus M for manufacturing a device, 20 is a charge amplifier that charges (integrates) a charge generated by the piezoelectric element 1 to which a load is applied to a capacitor, converts the charge into a voltage and outputs the voltage, and 21 is a charge amplifier. differential increase width unit for Zohaba the difference between the target voltage E c corresponding to the setting load and the voltage E s output from 20, 22 enter the rotation angle of the voltage E r and DC servo motor 15 which is Zohaba servo amplifier for outputting a voltage E d for rotating the servo motor 15 to a position corresponding to the target voltage E c as, 23 Zohaba power (in this case current) required for the servo motor 15 is rotated The device, specifically a power transistor amplifier.

第4図は製造装置Mのワークヘッド部WHを含むかしめ
装置全体を示す正面図、第5図はその平面図を表す。ま
た第6図はワークヘッド部WHの詳細図である。次にかし
め装置の構造を、第4図及び第5図を用いて説明する。
FIG. 4 is a front view showing the entire caulking apparatus including the work head WH of the manufacturing apparatus M, and FIG. 5 is a plan view thereof. FIG. 6 is a detailed view of the work head section WH. Next, the structure of the caulking device will be described with reference to FIGS.

かしめ装置は、前述の圧電式アクチュエータPZを定位
置に保持し、荷重を印加した状態でかしめるワークヘッ
ド部WHと、かしめ工具であるローラ10を圧電式アクチュ
エータPZのケースに接触させるためのスイングアーム3
0、ローラ10を回転させるためのモータ31、スイングア
ームの回転軸である固定シャフト32、スイングアーム30
を、固定シャフト32を中心として回転させるための駆動
源であるモータ33、モータの回転を減速させるためのウ
オーム34、ウオームホイール35、さらに、圧電式アクチ
ュエータPZのケースであるハウジング5とキャップ6を
保持するためのコレットチャック36,37、コレットチャ
ックを締めたり緩めたりするための駆動源であるモータ
38、ワークヘッド部WHが取付けられているコラム39、製
造装置Mの本体のベース40等より成る。
The caulking device holds the above-mentioned piezoelectric actuator PZ at a fixed position, and a work head WH for caulking while applying a load, and a swing for bringing the roller 10 as a caulking tool into contact with the case of the piezoelectric actuator PZ. Arm 3
0, a motor 31 for rotating the roller 10, a fixed shaft 32 which is a rotation axis of the swing arm, a swing arm 30
A motor 33 as a drive source for rotating the fixed shaft 32 as a center, a worm 34 for reducing the rotation of the motor, a worm wheel 35, and a housing 5 and a cap 6 which are the case of the piezoelectric actuator PZ. Collet chucks 36 and 37 for holding, motor as drive source for tightening and loosening collet chucks
38, a column 39 to which the work head WH is attached, a base 40 of the main body of the manufacturing apparatus M, and the like.

次に第6図を用いてワークヘッド部WHの詳細構造を説
明する。41a及び41bは、圧電式アクチュエータPZのケー
スをつかむコレットチャック36,37を持つ同一軸線上の
上下一対の回転可能なシャフト、42,43はコレットチャ
ック36,37を締つけるためのテーパー部と螺子部44,45を
もつ歯車(螺子部44と45は互いに逆ねじになってい
る。)、46はアクチュエータPZを回転させるために、常
時、前記歯車42,43と噛合っている歯車であり、電磁ク
ラッチ47を介して回転軸48に装着されている。49は第4
図に示したコレットチャック36,37を作動させるための
駆動源であるモータ38からの回転力を伝達する歯車であ
る。
Next, the detailed structure of the work head WH will be described with reference to FIG. 41a and 41b are a pair of upper and lower rotatable shafts on the same axis having collet chucks 36 and 37 for grasping the case of the piezoelectric actuator PZ, and 42 and 43 are tapered portions and screws for tightening the collet chucks 36 and 37. Gears having portions 44 and 45 (the screw portions 44 and 45 are oppositely threaded to each other), and 46 is a gear that always meshes with the gears 42 and 43 to rotate the actuator PZ. It is mounted on a rotating shaft 48 via an electromagnetic clutch 47. 49 is the fourth
These gears transmit torque from a motor 38, which is a drive source for operating the collet chucks 36 and 37 shown in the figure.

また、50は外径側にスプラインが設けられた円板、51
は円板50のスプラインに嵌入してシャフト41の回り止め
を行う係止軸、52は係止軸51を軸方向に押すための偏心
カム、53はローラ10の回転軸、54はローラ10を回転する
ための駆動源であるモータ31からの回転力を伝達するた
めの歯付きベルト、55は歯付きベルト54と係合するよう
に回転軸53に取付けられた歯車、56は可動部12が上下方
向に移動するときの案内となるガイド軸16に設けられた
ブッシュである。なお、第6図に示されている圧電式ア
クチュエータPZは、第1図に示されているそれとは若干
構造の異なるもので、スペーサ7やボール8を設けず
に、キャップ6によって直接に圧電素子1の上端を押圧
するようになっているが、このように、本発明における
被加工物である圧電式アクチュエータPZは図示のような
ものに限られない。
Also, 50 is a disk provided with splines on the outer diameter side, 51
Is a locking shaft that fits into a spline of the disk 50 to prevent the rotation of the shaft 41, 52 is an eccentric cam for pushing the locking shaft 51 in the axial direction, 53 is a rotating shaft of the roller 10, and 54 is a roller. A toothed belt for transmitting a rotational force from a motor 31 which is a driving source for rotating, 55 is a gear attached to the rotating shaft 53 so as to engage with a toothed belt 54, and 56 is a movable part 12 This is a bush provided on the guide shaft 16 that serves as a guide when moving in the vertical direction. The piezoelectric actuator PZ shown in FIG. 6 has a slightly different structure from that shown in FIG. 1, and the piezoelectric element PZ is directly provided by the cap 6 without providing the spacers 7 and the balls 8. The upper end of the piezoelectric actuator PZ is pressed, but as described above, the piezoelectric actuator PZ which is the workpiece in the present invention is not limited to the one shown in the figure.

次に、被加工物である圧電式アクチュエータPZが取付
けられる前の装置の状態を第4図及び第5図によって説
明する。ローラ10は作動上の原位置である第5図のAの
位置にある。また、可動部12は、サーボモータ15が原位
置にあるため、第4図でいうと上方向に持ち上ってお
り、被加工物が取付け可能な位置に静止している。上記
状態において被加工物である圧電式アクチュエータPZを
仮組みしてコレットチャック36,37内に挿入する。
Next, the state of the device before the piezoelectric actuator PZ as a workpiece is attached will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. Roller 10 is in its original operational position, position A in FIG. Further, since the servomotor 15 is at the original position, the movable portion 12 is lifted upward in FIG. 4, and is stationary at a position where the workpiece can be mounted. In the above state, the piezoelectric actuator PZ as a workpiece is temporarily assembled and inserted into the collet chucks 36 and 37.

機械の起動ボタンが押されると、圧電素子1が可動部
12からシャフト41aを通じて加えられる荷重によって発
生する電圧Esが、目標電圧Ecに達するまでサーボモータ
15が回転し、ボールねじ13により下方に動かされる可動
部12が被加工物を圧縮する。それによってキャップ6は
ハウジング5に対してより深く重なり合い、圧電素子1
の間隙もなくなる。この状態は、第2図の圧電素子1の
発生電圧を示す特性曲線上において、O点から出発して
屈曲部を過ぎ、直線状部に移ったところの所定位置であ
るC点まで続行される。C点においては、発生電圧Es
目標電圧Ecに達し、荷重あるいは応力はPcとなってい
る。また、圧電素子1の長さの変化を示す可動部12の変
位量Sは、第2図に示す下半の特性曲線上のC′点に達
し、そのときの変位量はScである。目標電圧Ecと発生電
圧Esが等しくなると、サーボモータは回転を停止して、
そ回転角度を保持する。この状態でシャフト41abの回り
止めが行なわれ、電磁クラッチ47がONした後モータ38が
所定の角度だけ回転し、歯車46によって歯車42,43を回
転させ、螺子部44,45によりコレットチャック36,37を締
める。
When the start button of the machine is pressed, the piezoelectric element 1 is moved
Servo motor 12 to the voltage E s generated by a load applied through the shaft 41a has reached the target voltage E c
15 rotates, and the movable part 12 moved downward by the ball screw 13 compresses the workpiece. Thereby, the cap 6 overlaps the housing 5 more deeply, and the piezoelectric element 1
Gap is also eliminated. This state is continued from the point O on the characteristic curve indicating the voltage generated by the piezoelectric element 1 in FIG. 2 to the point C which is a predetermined position after passing the bent portion and moving to the linear portion. . In point C, the voltage generated E s reaches the target voltage E c, load or stress has a P c. Further, the displacement amount S of the movable portion 12 indicating the change in length of the piezoelectric element 1 reaches the point C 'on the characteristic curve of the lower half shown in Figure 2, the displacement amount at this time is S c. When the target voltage E c and the generated voltage E s is equal, the servo motor stops the rotation,
Maintain the rotation angle. In this state, the rotation of the shaft 41ab is stopped, and after the electromagnetic clutch 47 is turned on, the motor 38 rotates by a predetermined angle, the gears 42 and 43 are rotated by the gear 46, and the collet chucks 36 and Tighten 37.

コレットチャック36,37が締められると電磁クラッチ4
7がOFFし、回り止めがはずされる。次にモータ33が所定
の角度だけ回転し、スイングアーム30がAの位置からB
の位置へ回転移動する。この回転移動と同時にモータ31
も連続回転し始め、ベルト54を介してローラ10を回転さ
せる。ローラ10がBの位置へくると圧電式アクチュエー
タPZのキャップ5はケースのハウジング5に対し結合部
9を形成するようにかしめ付けられる。従って圧電素子
1は第2図に示す最適な予荷重(又は応力)Pcを印加さ
れたまま組付けられることになる。かしめは被加工物が
軸41a,41bによって回転することによって被加工物の全
周にわたって行なわれる。組立てられた圧電式アクチュ
エータPZを取りはずす場合は、上記の作動と逆の工程と
なる。
When the collet chucks 36 and 37 are tightened, the electromagnetic clutch 4
7 turns OFF and the rotation stop is removed. Next, the motor 33 rotates by a predetermined angle, and the swing arm 30 moves from the position A to the position B
Rotate to the position. The motor 31
Starts rotating continuously, and rotates the roller 10 via the belt 54. When the roller 10 comes to the position B, the cap 5 of the piezoelectric actuator PZ is swaged so as to form a joint 9 with the housing 5 of the case. Accordingly, the piezoelectric element 1 is assembled with the optimum preload (or stress) Pc shown in FIG. 2 applied. Caulking is performed over the entire circumference of the workpiece by rotating the workpiece by the shafts 41a and 41b. When removing the assembled piezoelectric actuator PZ, the process is the reverse of the above operation.

この作動をフローチャートによって示したものが第7
図である。その内容は明らかであって説明を要しない
が、このような手順の一部又は全部を自動的に行なわせ
るには、マイクロプロセッサを有する電子制御装置を用
いることもできる。
This operation is shown by a flowchart in the seventh part.
FIG. Although the contents are clear and need not be explained, an electronic control unit having a microprocessor can be used to automatically or partially perform such a procedure.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は前記のような手段によって、正確に作動特性
を所定のものに合致させることができるので、厳密な意
味でばらつきのない製品が得られ、最適値の初期荷重を
圧電素子に与えることによって、直線的な作動特性を保
持しながらも、疲労による破損を最小限におさえること
ができる。
According to the present invention, by the means as described above, the operating characteristics can be accurately matched with the predetermined ones, so that a product having no variation in the strict sense can be obtained, and by applying the initial load of the optimum value to the piezoelectric element, In addition, while maintaining linear operation characteristics, it is possible to minimize damage due to fatigue.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例装置を概念的に示す一部断面
図、第2図は圧電素子の特性を示す線図、第3図はアク
チュエータの従来例を示す縦断面図、第4図は本発明実
施例装置を具体的に示す正断面図、第5図はその平面
図、第6図は第4図の一部を拡大して示す断面図、第7
図は実施例装置の作動を示すフローチャートである。 1……圧電素子、4……スプリング、5……ハウジン
グ、6……キャップ、7……スペーサ、8……ボール、
9……かしめ結合部、10……ローラ、11……固定座、12
……可動部、13……ボールねじ、14……カップリング、
15……DCサーボモータ、16……ガイド軸、17,18……リ
ード線、20……チャージアンプ、21……差動増幅器、22
……サーボアンプ、23……パワートランジスタアンプ、
30……スイングアーム、31……モータ、32……固定シャ
フト、33……モータ、35……ウオームホイール、36,37
……コレットチャック、38……モータ、39……コラム、
40……ベース、41a,41b……シャフト、42,43……歯車、
44,45……螺子部、47……電磁クラッチ、48……回転
軸、50……円板、51……係止軸、53……ローラ軸、54…
…歯付きベルト、55……歯車、56……ブッシュ、101…
…圧電素子、103……螺子部、109……ばね、PZ……圧電
式アクチュエータ、WH……ワークヘッド、M……アクチ
ュエータ製造装置。
FIG. 1 is a partial sectional view conceptually showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing characteristics of a piezoelectric element, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a conventional example of an actuator, FIG. FIG. 5 is a front sectional view specifically showing an apparatus according to the present invention, FIG. 5 is a plan view thereof, FIG. 6 is a sectional view showing a part of FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment apparatus. 1 ... piezoelectric element, 4 ... spring, 5 ... housing, 6 ... cap, 7 ... spacer, 8 ... ball,
9 ... caulked joint, 10 ... roller, 11 ... fixed seat, 12
…… Movable part, 13… Ball screw, 14… Coupling,
15 …… DC servo motor, 16 …… Guide shaft, 17,18 …… Lead wire, 20 …… Charge amplifier, 21 …… Differential amplifier, 22
…… Servo amplifier, 23 …… Power transistor amplifier,
30 ... Swing arm, 31 ... Motor, 32 ... Fixed shaft, 33 ... Motor, 35 ... Worm wheel, 36,37
…… Collet chuck, 38 …… Motor, 39 …… Column,
40 …… Base, 41a, 41b …… Shaft, 42,43 …… Gears,
44, 45 Screw part, 47 Electromagnetic clutch, 48 Rotating shaft, 50 Disk, 51 Locking shaft, 53 Roller shaft, 54
... toothed belt, 55 ... gear, 56 ... bush, 101 ...
... Piezoelectric element, 103 ... Screw part, 109 ... Spring, PZ ... Piezoelectric actuator, WH ... Work head, M ... Actuator manufacturing equipment.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】積層された圧電素子を収容しているハウジ
ング及びキャップからなるアクチュエータのケースを所
定の位置に支持する手段と、前記圧電素子の変位軸方向
に前記キャップを介して荷重を印加してその状態を保持
する手段と、前記圧電素子の発生電圧を計測して予め設
定した目標電圧と比較する手段と、前記圧電素子の発生
電圧と前記目標電圧との差が設定値以下になるまで前記
圧電素子に印加している前記荷重の大きさを変化させる
手段と、前記電圧の差が設定値以下になったときに前記
圧電素子に印加された荷重を保持したまま前記ハウジン
グに対して前記キャップを固定する手段とを備えている
ことを特徴とする圧電式アクチュエータの製造装置。
1. A means for supporting a case of an actuator comprising a housing and a cap accommodating a laminated piezoelectric element at a predetermined position, and applying a load via the cap in a displacement axis direction of the piezoelectric element. Means for maintaining the state of the piezoelectric element, means for measuring the generated voltage of the piezoelectric element and comparing the measured voltage with a preset target voltage, and until the difference between the generated voltage of the piezoelectric element and the target voltage becomes equal to or less than a set value. Means for changing the magnitude of the load applied to the piezoelectric element, and the housing with respect to the housing while holding the load applied to the piezoelectric element when the voltage difference is equal to or less than a set value. Means for fixing a cap, the apparatus for manufacturing a piezoelectric actuator.
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