JP2844726B2 - Piezoelectric actuator with position detection function - Google Patents

Piezoelectric actuator with position detection function

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JP2844726B2
JP2844726B2 JP1269716A JP26971689A JP2844726B2 JP 2844726 B2 JP2844726 B2 JP 2844726B2 JP 1269716 A JP1269716 A JP 1269716A JP 26971689 A JP26971689 A JP 26971689A JP 2844726 B2 JP2844726 B2 JP 2844726B2
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巳喜夫 澤井
昭司 井上
孝則 松野
啓史 堀内
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、位置検出機能を有する圧電アクチュエータ
に関する。
The present invention relates to a piezoelectric actuator having a position detecting function.

(ロ)従来の技術 従来、圧電アクチュエータの一形態として、固定部分
にストローク用圧電電子の一側を固定し、同素子の他側
にクランプ用圧電素子を取付け、各圧電素子にパルス上
の駆動電圧を印加して、クランプ用圧電素子でプランジ
ャをクランプさせ、ストローク用圧電素子を伸縮させて
プランジャを大きく移動させるようにした圧電アクチュ
エータがある。
(B) Conventional technology Conventionally, as one form of a piezoelectric actuator, one side of a piezoelectric element for stroke is fixed to a fixed portion, a piezoelectric element for clamping is mounted on the other side of the same element, and each piezoelectric element is driven by pulses. There is a piezoelectric actuator in which a voltage is applied, a plunger is clamped by a clamping piezoelectric element, and a stroke piezoelectric element is expanded and contracted to largely move the plunger.

そして、同圧電アクチュエータの作動制御は、プラン
ジャの移動量が、ストローク用圧電素子に印加した電荷
量と、パルス数に略比例することに鑑み、オープンルー
プ制御で行っている。
The operation control of the piezoelectric actuator is performed by open-loop control in consideration that the amount of movement of the plunger is substantially proportional to the amount of charge applied to the stroke piezoelectric element and the number of pulses.

しかし、圧電アクチュエータの作動において、駆動電
圧の誤差、プランジャと圧電素子間のスリップ等によ
り、プランジャの位置に誤差が生じ、更に、この誤差が
累積して大きな集積誤差を生じ、ひいてはプランジャの
進退動作を正確に行うことができないという問題を生じ
ていた。
However, in the operation of the piezoelectric actuator, an error occurs in the position of the plunger due to a drive voltage error, a slip between the plunger and the piezoelectric element, and further, these errors accumulate to generate a large integration error, and as a result, the plunger moves forward and backward. Cannot be performed accurately.

そこで、この課題を解決する手段として、プランジャ
のストロークエンド位置にリミットスイッチまたはフォ
トセンサ等を配設して、これらのリミットスイッチやセ
ンサが、プランジャを検出したときに、プランジャの位
置データを更新するようにしたもの、または、プランジ
ャにエンコーダを連結してプランジャ位置を検出し、プ
ランジャの位置データを更新することが考えられる。
Therefore, as a means for solving this problem, a limit switch or a photo sensor is disposed at the stroke end position of the plunger, and when these limit switches and sensors detect the plunger, the position data of the plunger is updated. It is conceivable to detect the plunger position by connecting an encoder to the plunger or to update the plunger position data.

(ハ)発明が解決しようとする課題 しかし、上記のリミットスイッチまたはフォトセンサ
による位置検出手段では、プランジャがストロークエン
ドにきたときしかプランジャ位置データ更新をすること
が出来ず、プランジャが中間位置で進退作動を繰り返し
ていると、次第に誤差が累積して行くと言う欠点があ
る。
(C) Problems to be Solved by the Invention However, in the position detecting means using the limit switch or the photo sensor, the plunger position data can be updated only when the plunger reaches the stroke end, and the plunger moves forward and backward at the intermediate position. There is a drawback that if the operation is repeated, errors gradually accumulate.

特に、リミットスイッチを用いたものでは、同スイッ
チにヒステリシスがある為、進退動作において、プラン
ジャが検出される位置が異なるという欠点があった。
In particular, in the case of using a limit switch, there is a disadvantage that the position where the plunger is detected in the forward / backward movement is different because the switch has hysteresis.

また、プランジャにエンコーダを連結する手段も、エ
ンコーダは一般に高価であり、パルスカウンタ型のもの
は、頻繁に位置の較正をしなければ誤差が累積するとい
う欠点があり、アブソリュート型のものは、位置の較正
は必要ないものの非常に高価であるという難点がある。
Also, the means for connecting the encoder to the plunger is generally expensive, and the pulse counter type has a disadvantage that errors are accumulated unless the position is frequently calibrated. Calibration is not necessary, but very expensive.

また、リミットスイッチやエンコーダは相当の大きさ
の取付空間を別途必要とし、圧電アクチュエータの構造
を大型化することになっていた。
In addition, limit switches and encoders require a considerable amount of additional mounting space, resulting in an increase in the size of the piezoelectric actuator structure.

本発明は、上記課題を解決することができる圧電アク
チュエータを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator that can solve the above problems.

(ニ)問題点を解決するための手段 この発明は、プランジャを直線的に駆動すべく構成し
たリニア駆動式の圧電アクチュエータにおいて、プラン
ジャに移動電極を取付けるとともに同圧電アクチュエー
タの固定側に固定電極を取付け、両電極を対峙させ、プ
ランジャの進退作動に伴う各電極間の静電容量の変化を
検出して、同検出値に基づいてプランジャの位置を演算
すべく構成し、かつ、移動電極を筒状体から形成し、プ
ランジャの移動電極取付部に嵌入装着可能としたことを
特徴とする位置検出機能を有する圧電アクチュエータを
提供せんとすもである。
(D) Means for Solving the Problems The present invention relates to a linear drive type piezoelectric actuator configured to linearly drive a plunger, wherein a moving electrode is mounted on the plunger and a fixed electrode is mounted on a fixed side of the piezoelectric actuator. Attach, make both electrodes face each other, detect the change in capacitance between each electrode due to the plunger's reciprocating operation, calculate the position of the plunger based on the detected value, and move the moving electrode to the cylinder Another object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator having a position detecting function, wherein the piezoelectric actuator is formed from a shape and can be fitted and attached to a moving electrode mounting portion of a plunger.

また、本発明は、上記構成において、プランジャの移
動電極取付部を他の部分より縮径して段部を設け、同段
部に移動電極の一端を当接させた状態で、移動電極を移
動電極取付部に取付けた構成にも特徴を有する。
Further, according to the present invention, in the above configuration, the moving electrode mounting portion of the plunger is reduced in diameter from other portions to provide a step portion, and the moving electrode is moved while one end of the moving electrode is in contact with the step portion. There is also a feature in the configuration attached to the electrode attachment portion.

(ホ)作用・効果 本発明では、プランジャが進退作動すると、両電極間
の静電容量が変化するので、この容量変化からプランジ
ャの位置を検出することにしている。従って、プランジ
ャがいかなる位置にあっても、常にその位置を検出する
ことができ、従来プランジャがストロークエンドに来た
時しかプランジャの位置検出ができないという課題を解
決することができる。
(E) Function / Effect In the present invention, when the plunger moves forward and backward, the capacitance between both electrodes changes. Therefore, the position of the plunger is detected from the change in the capacitance. Therefore, regardless of the position of the plunger, the position can always be detected, and the problem that the position of the plunger can be detected only when the conventional plunger reaches the stroke end can be solved.

また、高価なエンコーダを要しないことから、安価に
プランジャの位置検出ができるという利点もある。
Further, since an expensive encoder is not required, there is an advantage that the position of the plunger can be detected at low cost.

さらに、移動電極を筒状体から形成し、プランジャの
縮径した移動電極取付部に嵌入装着可能な構成としたの
で、移動電極の取付作業を容易、迅速かつ確実に行うこ
とができ、また、電極付プランジャの個体差を無くすこ
とができ、マイコン等によるプランジャ進退移動の制御
性を高めることができる。
Furthermore, since the movable electrode is formed from a cylindrical body and can be fitted and attached to the reduced-diameter movable electrode attaching portion of the plunger, the attaching operation of the movable electrode can be performed easily, quickly and reliably. The individual difference of the plunger with an electrode can be eliminated, and the controllability of the plunger advance / retreat movement by the microcomputer or the like can be improved.

また、移動電極を筒状体から形成し、プランジャの縮
径した移動電極取付部に嵌入装着可能な構成としたの
で、移動電極の取付スペースを最小限とすることがで
き、制御機能の向上を図る一方で、圧電アクチュエータ
の構造を可及的にコンパクトに保持することができる。
In addition, since the movable electrode is formed from a cylindrical body and can be fitted and attached to the reduced-diameter movable electrode mounting portion of the plunger, the movable electrode mounting space can be minimized, and the control function can be improved. Meanwhile, the structure of the piezoelectric actuator can be kept as compact as possible.

(ヘ)実施例 本発明の第1実施例を第1図〜第7図を参照し具体的
に説明する。
(F) Embodiment A first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS.

第1図において、Aはリニア駆動アクチュエータとし
ての圧電アクチュエータを示し、前後壁a,bを具備する
ケーシングc内に、同心円的にかつ軸洗に沿って進退自
在に被駆動体としてのプランジャPの外周面上に同心円
的に、3個の圧電素子e,f,gを配設している。
In FIG. 1, A denotes a piezoelectric actuator as a linear drive actuator, and a plunger P as a driven body is provided concentrically and freely forward and backward along a shaft wash in a casing c having front and rear walls a and b. Three piezoelectric elements e, f, and g are arranged concentrically on the outer peripheral surface.

また、iはその基端を支持材hに、jはその基端をス
トローク用圧電素子gに固着するとともにその先端を前
後壁a,bに向けて伸延する片持ち梁状の弾性ブリッジで
ある。
In addition, i is a cantilever-like elastic bridge whose base end is fixed to the support member h and j is fixed to its base end to the piezoelectric element g for stroke and whose front end extends toward the front and rear walls a and b. .

そして、同弾性ブリッジi,jの先端には、その外周面
にクランプ用圧電素子e,fを取りつけるとともに、その
内周面にクランプ部材k,lを固着している。
At the ends of the elastic bridges i, j, clamping piezoelectric elements e, f are attached to the outer peripheral surface, and clamp members k, l are fixed to the inner peripheral surface.

そして、この圧電素子e,f,gのうち、クランプ用合電
素子e,fは、電圧印加状態では内径を縮径させてプラン
ジャPをクランプすると共に、非電圧印加状態では内径
を拡径してプランジャPへのクランプを解除する。
Among the piezoelectric elements e, f, g, the clamping element e, f clamps the plunger P by reducing the inner diameter in the voltage applied state and expands the inner diameter in the non-voltage applied state. To release the clamp to the plunger P.

一方、ストローク用圧電素子gは、電圧印加状態では
プランジャP上を軸線方向に伸長し、非電圧印加状態で
はプランジャP上を軸線方向に収縮する。
On the other hand, the stroke piezoelectric element g extends in the axial direction on the plunger P in the voltage applied state, and contracts in the axial direction on the plunger P in the non-voltage applied state.

次に、かかる構成を有する圧電アクチュエータAによ
るプランジャPの移動について、第2図〜第5図を参照
して説明する。
Next, the movement of the plunger P by the piezoelectric actuator A having such a configuration will be described with reference to FIGS.

後述する制御装置Cから、駆動プログラムに従って、
圧電素子fに電圧を印加して、第2図に示すように、プ
ランジャPをクランプし、圧電素子eへの電圧印加を解
除してプランジャPのクランプを解除する。
From a control device C described later, according to a drive program,
As shown in FIG. 2, a voltage is applied to the piezoelectric element f to clamp the plunger P, and the application of the voltage to the piezoelectric element e is released to release the clamp of the plunger P.

次に、第3図に示すように、圧電素子gの電圧を解除
して収縮せしめると、圧電素子fが矢印方向に移動し、
これに伴ってプランジャPも矢印方向に移動する。
Next, as shown in FIG. 3, when the voltage of the piezoelectric element g is released and contracted, the piezoelectric element f moves in the direction of the arrow,
Accordingly, the plunger P also moves in the direction of the arrow.

その後、第4図に示すように、圧電素子eに電圧を印
加してプランジャPをクランプし、ついで圧電素子fの
印加電圧を解除してプランジャPのクランプを解除し、
圧電素子gに電圧を印加すると、圧電素子gが伸長して
圧電素子fが第5図の位置に復帰する。
Thereafter, as shown in FIG. 4, a voltage is applied to the piezoelectric element e to clamp the plunger P, and then the applied voltage to the piezoelectric element f is released to release the clamp of the plunger P,
When a voltage is applied to the piezoelectric element g, the piezoelectric element g expands and the piezoelectric element f returns to the position shown in FIG.

その後、上記動作を繰り返すことにより、プランジャ
Pをμmオーダ或いはサブオーディネイションμmオー
ダのストロークで尺とり虫状に移動することができ、プ
ランジャP先端に連結した各種作動装置を精密に動作さ
せることができることになる。
Thereafter, by repeating the above-described operation, the plunger P can be moved like a scale with a stroke of the order of μm or subordination μm, and the various actuators connected to the tip of the plunger P can be operated precisely. You can do it.

かかる電圧アクチュエータAの作動は、第6図で示す
制御装置Cで制御されており、同制御装置Cは、マイク
ロプロセッサMPU、入出力インターフェースI,O、駆動プ
ログラムを記憶したメモリMによって構成されており、
入力インターフェースIには、プログラムを作動させる
ためのスイッチSwが接続し、出力インターフェースOに
は、駆動回路Dを介してクランプ用及びストローク用の
圧電素子e,f,gが接続している。
The operation of the voltage actuator A is controlled by a control device C shown in FIG. 6, and the control device C is constituted by a microprocessor MPU, input / output interfaces I and O, and a memory M storing a drive program. Yes,
A switch Sw for operating a program is connected to the input interface I, and piezoelectric elements e, f, g for clamping and stroke are connected to the output interface O via a drive circuit D.

そして、スイッチSwからプランジャPへの制御指令信
号が制御装置Cに入力すると、駆動プログラムに従って
パルス状の駆動電圧が出力され、前記のようにプログラ
ムを作動させることができる。
When the control command signal from the switch Sw to the plunger P is input to the control device C, a pulse-like drive voltage is output according to the drive program, and the program can be operated as described above.

本発明は、かかるプランジャPの進退移動の制御を正
確かつ確実に行うためのプランジャ位置センサ構造を、
その要旨とするものであり、以下、同構造を具体的に説
明する。
The present invention provides a plunger position sensor structure for accurately and reliably controlling the movement of the plunger P.
This is a gist thereof, and the structure will be specifically described below.

即ち、第1図及び第7図に示すように、圧電アクチュ
エータAは、その後壁bに筒状体からなる固定電極psを
取付けとともに、同固定電極psと対峙する側のプランジ
ャPの後端の外周面に形成した移動電極取付部mに、固
定電極psの内径より小さい外径を有する筒状体からなる
移動電極pmを取付けている。
That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 7, the piezoelectric actuator A has a cylindrical fixed electrode ps attached to the rear wall b and a rear end of the plunger P facing the fixed electrode ps. A moving electrode pm formed of a cylindrical body having an outer diameter smaller than the inner diameter of the fixed electrode ps is mounted on the moving electrode mounting portion m formed on the outer peripheral surface.

そして、移動電極pmは、その一部が同心円的に、即ち
オーバーラップ状態に固定電極ps内に配設されていると
ともに、固定電極psと移動電極pmとの間には絶縁を図る
ための環状空間が形成されており、コンデンサを構成し
ている。
The movable electrode pm is partially disposed concentrically, that is, in the overlapped state within the fixed electrode ps, and has an annular shape for insulating between the fixed electrode ps and the movable electrode pm. A space is formed and constitutes a capacitor.

かかる構成において、プランジャPの軸線方向の移動
によって、移動電極pmの固定電極psに対するオーバーラ
ップ部の長さ変化し、このオーバーラップ量の変化によ
って、コンデンサの静電容量も変化することになる。
In such a configuration, the length of the overlap portion of the movable electrode pm with respect to the fixed electrode ps changes due to the movement of the plunger P in the axial direction, and the change in the amount of overlap also changes the capacitance of the capacitor.

次に、第7図を参照して、上記した静電容量の変化を
検出し、制御装置Cに検出出力を送るための構成につい
て説明する。
Next, with reference to FIG. 7, a configuration for detecting the above-described change in capacitance and sending a detection output to the control device C will be described.

すなわち、第7図で示すように、移動電極pmと固定電
極psとオーバーラップ部が有する静電容量を発振定数の
一つとして発振回路C1を構成し、その発振周波数をFV変
換回路C2で電圧に変換し、制御装置Cに入力するように
している。
That is, as shown in FIG. 7, the oscillation circuit C1 is configured with the capacitance of the overlapping portion of the movable electrode pm, the fixed electrode ps and the overlap portion as one of the oscillation constants, and the oscillation frequency is applied to the voltage by the FV conversion circuit C2. , And input to the control device C.

このようにして検出された周波数は、オーバーラップ
部が有する静電容量に反比例し、かつ、オーバーラップ
部の長さに反比例することから、オーバーラップ部の長
さ、すなわちプランジャPの位置を検出することができ
る。
Since the frequency thus detected is inversely proportional to the capacitance of the overlap portion and inversely proportional to the length of the overlap portion, the length of the overlap portion, that is, the position of the plunger P is detected. can do.

次に、上記構成を有するプランジャ位置センサによる
プランジャPの位置決め制御について説明する。
Next, positioning control of the plunger P by the plunger position sensor having the above configuration will be described.

まず、圧電素子e,f,gへの電圧印加によって、プラン
ジャPがいずれかの軸線方向に移動すると、コンデンサ
を形成する移動電極pmと固定電極psとの間のオーバーラ
ップ量、即ち、両電極ps,pm間の静電容量が変化する。
First, when the plunger P moves in one of the axial directions by applying a voltage to the piezoelectric elements e, f, and g, the amount of overlap between the moving electrode pm and the fixed electrode ps forming a capacitor, that is, both electrodes The capacitance between ps and pm changes.

そして、この変化する固定電極psと移動電極pmとの間
の静電容量は、上述した発振回路C1とFV変換回路C2を介
して、上記静電容量からプランジャPの位置を算出する
ルーチンを記憶してなる制御装置Cに入力させることに
なる。
The changing capacitance between the fixed electrode ps and the moving electrode pm is stored in a routine for calculating the position of the plunger P from the capacitance via the oscillation circuit C1 and the FV conversion circuit C2 described above. This is input to the control device C.

上記のようにして制御装置Cに入力した移動電極pmと
固定電極psとの間の静電容量データを、前記のルーチン
により処理して、プランジャPの位置を算出することが
できる。
The position of the plunger P can be calculated by processing the capacitance data between the moving electrode pm and the fixed electrode ps input to the control device C as described above by the above-described routine.

このようにして検出したプランジャPの位置を用い
て、クローズドループによるプランジャPの位置制御を
行うことができ、特に高価なエンコーダを要しないこと
から安価に上記制御を実現することができるという高価
を有する。
Using the position of the plunger P detected in this way, the position of the plunger P can be controlled in a closed loop, and the above-mentioned control can be realized at low cost because no expensive encoder is required. Have.

上記のように、プランジャPの位置検出ができる圧電
アクチュエータAは、プランジャPの先端に、各種機器
を連結して同機器を正確に制御することができる。
As described above, the piezoelectric actuator A capable of detecting the position of the plunger P can accurately control the same by connecting various devices to the tip of the plunger P.

さらに、本実施例では、移動電極pmを筒状体から形成
し、プランジャPの縮径した移動電極取付部mに嵌入装
着可能な構成としたので、移動電極の取付作業を容易、
迅速かつ確実に行うことができ、また、電極付プランジ
ャPの個体差を無くすことができ、マイコン等によるプ
ランジャ進退移動の制御性を高めることができる。ま
た、移動電極pmの取付スペースを最小限とすることがで
き、制御機能の向上を図る一方で、圧電アクチュエータ
Aの構造を可及的にコンパクトに保持することができ
る。
Further, in the present embodiment, the moving electrode pm is formed from a cylindrical body, and is configured to be fitted into the moving electrode mounting portion m having the reduced diameter of the plunger P.
This can be performed quickly and reliably, the individual difference of the plunger P with an electrode can be eliminated, and the controllability of the plunger advance / retreat movement by the microcomputer or the like can be enhanced. Further, the space for mounting the moving electrode pm can be minimized, and the control function can be improved, while the structure of the piezoelectric actuator A can be kept as compact as possible.

また、第8図で示すように、上記オーバーラップ部の
静電容量を発振定数の一つとした発振回路C3を構成し、
その発振周波数を直接制御装置Cに入力して、同装置C
の内部でデジタル的に(例えば、周波数カウントなど)
周波数を検出するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 8, an oscillation circuit C3 in which the capacitance of the overlap portion is one of oscillation constants is configured,
The oscillation frequency is directly input to the control device C, and the control device C
Digitally inside (eg frequency counting, etc.)
The frequency may be detected.

第9図は上記の圧電アクチュエータAをダイヤフラム
弁Vの作動制御に適用して、同弁Vの開閉及び流量調整
を行わせるようにしたものを示している。
FIG. 9 shows an example in which the above-described piezoelectric actuator A is applied to the operation control of the diaphragm valve V so as to open and close the valve V and adjust the flow rate.

図中、1は弁本体、2は流出路、3は流入路、4は主
便座、5は主弁体、6はパイロット弁座、7はダイヤフ
ラム、8はオリフィス、9はプランジャPの先端に連設
されたパイロット弁体を示しており、プランジャPの位
置が常に検出されていることから、パイロット弁体9の
位置が正確に制御され、したがって、主弁体5の位置も
正確になり、正確な流量調整を行うことができる。
In the figure, 1 is a valve body, 2 is an outflow passage, 3 is an inflow passage, 4 is a main toilet seat, 5 is a main valve body, 6 is a pilot valve seat, 7 is a diaphragm, 8 is an orifice, and 9 is a tip of a plunger P. It shows a pilot valve body connected continuously, and since the position of the plunger P is always detected, the position of the pilot valve body 9 is accurately controlled, and therefore, the position of the main valve body 5 is also accurate. Accurate flow rate adjustment can be performed.

また、第10図に第2実施例を示しており、第1実施例
と略同様に構成した移動電極pmと固定電極psとの間に筒
状のアルミナセラミックス等の誘電体Eを開設したもの
であり、第2実施例と同様の作用・効果を奏するもので
ある。
FIG. 10 shows a second embodiment, in which a dielectric E such as a cylindrical alumina ceramic is opened between a moving electrode pm and a fixed electrode ps which are configured substantially in the same manner as the first embodiment. Thus, the same operation and effect as those of the second embodiment can be obtained.

第11図に第3実施例を示しており、固定電極psを所定
間隔を保持して配設した第1固定電極ps1と第2固定電
極ps2とで構成し、移動電極pmを上記間隔と対峙させ、
移動電極pmの両端を第1、第2固定電極ps1,ps2とオー
バーラップさせ、プランジャPの移動に伴い、第1固定
電極ps1と移動電極pm間の静電容量と、第2固定電極ps2
と移動電極pm間の静電容量とが、違いに補数的に増減す
るようにして構成して、両方の静電容量の差からプラン
ジャPの位置を検知できるようにしたものであり、位置
検出の精度を高めると共に温度変化による静電容量の変
化の影響を受け難くしたものである。
In FIG. 11 shows a third embodiment, constituted by a fixed electrode ps and the first fixed electrode ps 1 which is arranged to hold a predetermined distance between the second fixed electrode ps 2, the interval moving electrode pm And confront
Both ends of the movable electrode pm overlap with the first and second fixed electrodes ps 1 and ps 2, and the capacitance between the first fixed electrode ps 1 and the movable electrode pm and the second fixed Electrode ps 2
And the capacitance between the moving electrode pm and the moving electrode pm are configured to increase and decrease in a complementary manner so that the position of the plunger P can be detected from the difference between the two capacitances. And the effect of the change in capacitance due to temperature change is reduced.

なお、図示しないが、上記とは逆に圧電アクチュエー
タAの固定側に一個の固定電極psを設け、プランジャP
に第1、第2移動電極とで構成した移動電極pmを配設し
て、各電極間の静電容量の差からプランジャPの位置を
検出するようにすることもできる。
Although not shown, one fixed electrode ps is provided on the fixed side of the piezoelectric actuator A in a manner opposite to the above, and the plunger P
In addition, a movable electrode pm composed of the first and second movable electrodes may be provided, and the position of the plunger P may be detected from a difference in capacitance between the electrodes.

また、第3実施例においても、第2実施例と同様の誘
電体Eを設けることができる。
Also, in the third embodiment, the same dielectric E as in the second embodiment can be provided.

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

第1図は本発明に係る位置検出機能を有する圧電アクチ
ュエータの断面説明図、第2図〜第5図は圧電アクチュ
エータの作動順序を示す説明図、第6図は制御装置の構
成を示すブロック図、第7図、第8図は静電容量を検出
する回路構成を示すブロック図、第9図は流量調整弁の
断面説明図、第10図は第2実施例の断面説明図、第11図
は第3実施例の断面説明図である。 図中、 A:圧電アクチュエータ P:プランジャ pm:移動電極 ps:固定電極 m:移動電極取付部
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a piezoelectric actuator having a position detecting function according to the present invention, FIGS. 2 to 5 are explanatory views showing an operation sequence of the piezoelectric actuator, and FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a control device. FIG. 7, FIG. 7 and FIG. 8 are block diagrams showing a circuit configuration for detecting the capacitance, FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view of the flow regulating valve, FIG. 10 is a cross-sectional explanatory view of the second embodiment, FIG. FIG. 6 is an explanatory sectional view of the third embodiment. In the figure, A: Piezoelectric actuator P: Plunger pm: Moving electrode ps: Fixed electrode m: Moving electrode mounting part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松野 孝則 神奈川県茅ケ崎市本村2丁目8番1号 東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (72)発明者 堀内 啓史 神奈川県茅ケ崎市本村2丁目8番1号 東陶機器株式会社茅ケ崎工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 41/00 - 41/26──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takanori Matsuno 2-8-1, Honmura, Chigasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toga Kikai Co., Ltd. Chigasaki Plant (72) Inventor Keishi Horiuchi 2-81-1, Honmura, Chigasaki-shi, Kanagawa Prefecture No. Toga Kikai Co., Ltd. Chigasaki Plant (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 41/00-41/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プランジャ(P)を直線的に駆動すべく構
成したリニア駆動式の圧電アクチュエータにおいて、 プランジャ(P)に移動電極(pm)を取付けるとともに
同圧電アクチュエータの固定側に固定電極(ps)を取付
け、両電極(pm)(ps)を対峙させ、プランジャ(P)
の進退作動に伴う各電極(pm)(ps)間の静電容量の変
化を検出して、同検出値に基づいてプランジャ(P)の
位置を演算すべく構成し、かつ、移動電極(pm)を筒状
体から形成し、プランジャ(P)の移動電極取付部
(m)に嵌入装着可能としたことを特徴とする位置検出
機能を有する圧電アクチュエータ。
A linear drive type piezoelectric actuator configured to linearly drive a plunger (P), wherein a moving electrode (pm) is mounted on the plunger (P) and a fixed electrode (ps) is mounted on a fixed side of the piezoelectric actuator. ), Make both electrodes (pm) (ps) face each other, and plunger (P)
It is configured to detect a change in the capacitance between the electrodes (pm) and (ps) due to the forward / backward movement of the plunger and calculate the position of the plunger (P) based on the detected value. ) Is formed from a cylindrical body, and can be fitted and mounted on the moving electrode mounting portion (m) of the plunger (P).
【請求項2】プランジャ(P)の移動電極取付部(m)
を他の部分より縮径して段部を設け、同段部に移動電極
(pm)の一端を当接させた状態で、移動電極(pm)を移
動電極取付部(m)に取付けたことを特徴とする請求項
1記載の位置検出機能を有する圧電アクチュエータ。
2. A moving electrode mounting portion (m) of a plunger (P).
Of the moving electrode (pm) is attached to the moving electrode mounting part (m) in a state where one end of the moving electrode (pm) is in contact with the step part by reducing the diameter of the moving electrode (pm) from the other part. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator has a position detecting function.
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