JP2849611B2 - Piezo actuator and active vibration isolator - Google Patents

Piezo actuator and active vibration isolator

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JP2849611B2 JP1068776A JP6877689A JP2849611B2 JP 2849611 B2 JP2849611 B2 JP 2849611B2 JP 1068776 A JP1068776 A JP 1068776A JP 6877689 A JP6877689 A JP 6877689A JP 2849611 B2 JP2849611 B2 JP 2849611B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はピエゾアクチュエータ及びアクティブ振動絶
縁装置に係り、特に積層形ピエゾ素子を用いたピエゾア
クチュエータとこのピエゾアクチュエータを利用したア
クティブ振動絶縁装置に関する。
The present invention relates to a piezo actuator and an active vibration isolator, and more particularly, to a piezo actuator using a stacked piezo element and an active vibration isolator using the piezo actuator.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のピエゾ素子の積層形圧電素子をアクチュエータ
(ピエゾアクチュエータ)として用いたアクティブ振動
絶縁装置は、第9図に示すような構成が基本となってい
る。即ち、下部架台10と機器搭載台12との間にピエゾア
クチュエータ14を配設し、振動検出器16、17によって振
動が検出されると、制御装置18はその検出された振動と
逆位相の振動を発生させるべく制御信号をピエゾアクチ
ュエータ14に出力する。
A conventional active vibration isolator using a laminated piezoelectric element of a piezo element as an actuator (piezoactuator) is basically configured as shown in FIG. That is, the piezo actuator 14 is disposed between the lower gantry 10 and the device mounting table 12, and when the vibrations are detected by the vibration detectors 16 and 17, the control device 18 controls the vibration in the opposite phase to the detected vibration. A control signal is output to the piezo actuator 14 in order to generate the following.

しかしながら、このような構成の場合、下部架台10か
ら入力する鉛直方向の振動を絶縁することは可能である
が、実際の振動はほとんどが三次元振動であるため、実
用範囲が限定される。そのため、第10図及び第11図に示
すような構成をとている。
However, in the case of such a configuration, it is possible to insulate the vertical vibration input from the lower gantry 10, but the practical range is limited because most of the actual vibration is three-dimensional vibration. Therefore, the configuration shown in FIGS. 10 and 11 is adopted.

第10図に示すアクティブ振動絶縁装置は、振動絶縁効
果を鉛直方向だけでなく水平方向にも広げるために、下
部架台20、中部架台22、機器搭載台24の三段構造をとっ
ている(特開昭61−286634号公報)。
The active vibration isolator shown in FIG. 10 has a three-stage structure of a lower gantry 20, a middle gantry 22, and a device mounting gantry 24 in order to extend the vibration isolation effect not only vertically but also horizontally. JP-A-61-286634).

このアクティブ振動絶縁装置は、中央架台22と下部架
台26との間にボール28を配して中部架台22を水平方向に
移動自在に支持し、鉛直方向の振動はピエゾアクチュエ
ータ30を振動させることによって絶縁し、水平方向の振
動は第10図上で左右方向のピエゾアクチュエータ32及び
第10図上で紙面と直交する方向のピエゾアクチュエータ
(図示せず)を駆動させることによって絶縁し、これに
より三次元振動を絶縁するようにしている。
In this active vibration isolator, a ball 28 is arranged between the center mount 22 and the lower mount 26 to support the middle mount 22 so as to be movable in the horizontal direction, and the vertical vibration is caused by vibrating the piezo actuator 30. The horizontal vibration is insulated by driving the piezo actuator 32 in the horizontal direction on FIG. 10 and the piezo actuator (not shown) in the direction perpendicular to the plane of FIG. Vibration is insulated.

また、第11図に示すアクティブ振動絶縁装置は、機器
搭載台41と上部枠体42との間にピエゾアクチュエータ40
が配設され、上部枠体42と壁部43との間にピエゾアクチ
ュエータ44、44が配設され、下部枠体48と壁部49との間
にピエゾアクチュエータ46、46が配設されて構成されて
いる。そして、鉛直方向の振動絶縁は鉛直方向に取付け
たピエゾアクチュエータ40で行い、水平方向の振動絶縁
はピエゾアクチュエータ44及び46の組み合わせで行い、
これらの組み合わせで三次元振動を絶縁するようにして
いる。
The active vibration isolator shown in FIG. 11 has a piezo actuator 40 between a device mounting table 41 and an upper frame 42.
Are arranged, piezo actuators 44, 44 are arranged between the upper frame 42 and the wall 43, and piezo actuators 46, 46 are arranged between the lower frame 48 and the wall 49. Have been. Then, vertical vibration isolation is performed by the piezo actuator 40 mounted in the vertical direction, and horizontal vibration isolation is performed by a combination of the piezo actuators 44 and 46.
Three-dimensional vibration is insulated by these combinations.

更に、ピエゾアクチュエータには、第12図に示すよう
にピエゾ素子52と防振ゴム部材54とを一体或いは連結し
たものがある(特開昭59−65640号公報)。このピエゾ
アクチュエータ50は、積層形ピエゾ素子52により振動の
吸収を可能にするとともに、積層形ピエゾ素子52によっ
て吸収されない振動を防振ゴム部材54の内部摩擦によっ
て減衰させることを狙ったものである。
Further, there is a piezo actuator in which a piezo element 52 and an anti-vibration rubber member 54 are integrated or connected as shown in FIG. 12 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-65640). The piezo actuator 50 aims at enabling vibration to be absorbed by the laminated piezo element 52 and attenuating vibration not absorbed by the laminated piezo element 52 by internal friction of the vibration-proof rubber member 54.

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

しかしながら、第10図に示したアクティブ振動絶縁装
置は、ミクロンオーダの微振動を対象とする場合、ボー
ル28が効果的に作動しないという欠点がある。
However, the active vibration isolator shown in FIG. 10 has a drawback that the ball 28 does not operate effectively when targeting micro vibrations on the order of microns.

また、水平方向の振動制御時に、一方のピエゾアクチ
ュエータを駆動させることによって、これと直交する方
向の他方のピエゾアクチュエータに剪断力が加わるとい
う問題がある。特に、ピエゾアクチュエータは剪断力に
弱く、このため外部からピエゾアクチュエータに働く剪
断力を除去するためには、更にもう一段の架台を組み込
むことが考えられるが、この場合には4段構造となって
装置が複雑になり過ぎるという欠点がある。
In addition, there is a problem in that when one of the piezo actuators is driven during the vibration control in the horizontal direction, a shearing force is applied to the other piezo actuator in a direction orthogonal to this. In particular, the piezo actuator is weak to shearing force. Therefore, in order to remove the shearing force acting on the piezo actuator from the outside, it is conceivable to further incorporate another stage, but in this case, a four-stage structure is used. The disadvantage is that the device becomes too complicated.

一方、第11図に示したアクティブ振動絶縁装置は、前
記欠点の一つである微振動領域での効果の低下を防止す
ることができるが、構造が複雑となる欠点は解決できな
い。
On the other hand, the active vibration isolator shown in FIG. 11 can prevent the effect in the micro-vibration region, which is one of the above-mentioned drawbacks, but cannot solve the drawback that the structure becomes complicated.

更に、上記従来のアクティブ振動絶縁装置のピエゾア
クチュエータとして第12図に示したピエゾアクチュエー
タ50を使用すると、防振ゴム部材54によってピエゾアク
チュエータ50の横方向に加わる力に対して柔軟性をもつ
ようになり、ピエゾアクチュエータの強度上の問題は解
決できる。しかし、このピエゾアクチュエータ50はその
駆動方向にも柔軟性をもつことになり、微振動の振動制
御ができないという問題がある。
Further, when the piezo actuator 50 shown in FIG. 12 is used as the piezo actuator of the above conventional active vibration isolator, the vibration isolating rubber member 54 provides flexibility against the force applied to the piezo actuator 50 in the lateral direction. Thus, the problem of the strength of the piezo actuator can be solved. However, the piezo actuator 50 also has flexibility in its driving direction, and there is a problem that vibration control of minute vibration cannot be performed.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ミ
クロンオーダの三次元微振動を制御するのに好適なピエ
ゾアクチュエータとともに、三次元の微振動を良好に制
御可能で且つ装置の構造も簡単なアクティブ振動絶縁装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and together with a piezo actuator suitable for controlling microscopic three-dimensional microvibration, it is possible to control three-dimensional microvibration well, and the structure of the device is simple. It is an object of the present invention to provide a simple active vibration isolator.

〔課題を解決する為の手段〕[Means for solving the problem]

本発明は前記目的を達成するために、積層形ピエゾ素
子の駆動方向の端面に薄膜状の弾性体を圧着状態で挟ん
だ板材を取り付け、前記弾性体に前記積層形ピエゾ素子
の駆動方向に対して直交する方向のみにミクロンオーダ
の弾性をもたせるようにしたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention attaches a plate material sandwiching a thin-film elastic body in a crimped state to an end face in the driving direction of the stacked piezo element, and attaches the elastic body to the driving direction of the stacked piezo element in the driving direction It is characterized by having micron-order elasticity only in the direction perpendicular to the direction.

また、本発明は、前記ピエゾアクチュエータを複数準
備するとともに、各ピエゾアクチュエータの駆動方向が
X、Y、Z方向に一致するように下部架台と機器搭載台
との間に配設し、且つX、Y、Z方向の振動を検出する
振動検出器を前記機器搭載台に設け、該振動検出器によ
って検出されるX、Y、Z方向の各振動を示す信号に基
づいて駆動方向がX、Y、Z方向に一致するように配設
された各ピエゾアクチュエータをそれぞれ制御し、前記
機器搭載台の三次元の振動を防止するようにしたことを
特徴としている。
In addition, the present invention provides a plurality of the piezo actuators, and arranges the piezo actuators between the lower gantry and the device mounting table so that the driving directions of the piezo actuators coincide with the X, Y, and Z directions. A vibration detector for detecting vibrations in the Y and Z directions is provided on the device mounting table, and the driving directions are X, Y, and X based on signals indicating the vibrations in the X, Y, and Z directions detected by the vibration detector. Each piezo actuator disposed so as to coincide with the Z direction is individually controlled to prevent three-dimensional vibration of the device mounting base.

〔作用〕[Action]

前記ピエゾアクチュエータは、駆動方向に対して直交
する方向のみに弾性をもっている。すなわち、前記ピエ
ゾアクチュエータはその駆動方向には剛性をもってお
り、駆動方向と直交する方向には柔軟性をもっている。
The piezo actuator has elasticity only in a direction orthogonal to the driving direction. That is, the piezo actuator has rigidity in the driving direction and has flexibility in a direction orthogonal to the driving direction.

従って、駆動方向と同方向のミクロンオーダの微振動
に対しても振動制御が可能であり、一方、駆動方向と直
交する振動に対しては柔軟性をもっているため、ピエゾ
アクチュエータに大きな剪断力が加わることがなく、ピ
エゾアクチュエータの強度上の問題を解決することがで
きるとともに、互いに直交関係をもって配設される他の
ピエゾアクチュエータの振動時に大きな負荷となること
がない。
Therefore, vibration control is possible even for micro vibrations on the micron order in the same direction as the driving direction, while flexibility is provided for vibration perpendicular to the driving direction, so that a large shear force is applied to the piezo actuator. Thus, the problem of the strength of the piezo actuator can be solved, and a large load does not occur when other piezo actuators arranged in an orthogonal relationship to each other vibrate.

これにより、前記ピエゾアクチュエータを使用したア
クティブ振動絶縁装置は、簡単な構造で三次元の微振動
を良好に制御できるようになる。
Thus, the active vibration isolator using the piezo actuator can favorably control three-dimensional microvibration with a simple structure.

〔実施例〕 以下添付図面に従って本発明に係るピエゾアクチュエ
ータ及びアクティブ振動絶縁装置の好ましい実施例を詳
説する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a piezo actuator and an active vibration isolator according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

第4図は本発明に係るピエゾアクチュエータの一実施
例を示す側面図である。このピエゾアクチュエータ60
は、積層形ピエゾ素子62と、2枚の金属板64、66と、弾
性体68とを有し、積層形ピエゾ素子62の積層方向(駆動
方向)70の端面に金属板64が取付けられ、この金属板64
の他方の面と金属板66との間に、薄膜状の弾性体68が圧
着状態で挟まれて構成されている。
FIG. 4 is a side view showing one embodiment of the piezo actuator according to the present invention. This piezo actuator 60
Has a laminated piezo element 62, two metal plates 64 and 66, and an elastic body 68, and a metal plate 64 is attached to an end face of the laminated piezo element 62 in the laminating direction (driving direction) 70, This metal plate 64
An elastic body 68 in the form of a thin film is sandwiched between the other surface and the metal plate 66 in a pressed state.

尚、弾性体68の予圧縮力は積層形ピエゾ素子62が発生
する力よりも大きくなるように設定されており、これに
より弾性体68は積層形ピエゾ素子62の駆動方向70には剛
性をもち、駆動方向70と直交する方向(横方向)72のみ
に弾性(柔軟性)をもっている。
The pre-compression force of the elastic body 68 is set to be larger than the force generated by the laminated piezo element 62, whereby the elastic body 68 has rigidity in the driving direction 70 of the laminated piezo element 62. , Has elasticity (flexibility) only in a direction (lateral direction) 72 perpendicular to the driving direction 70.

第5図は第4図のピエゾアクチュエータ60と同等の効
果をもつピエゾアクチュエータ74の側面図であり、この
アクチュエータ74は金属板64、66間に前記弾性体68の代
わりにベアリング76が配設されている点で相違する。
FIG. 5 is a side view of a piezo actuator 74 having the same effect as that of the piezo actuator 60 of FIG. 4. In this actuator 74, a bearing 76 is provided between metal plates 64 and 66 instead of the elastic body 68. Is different.

即ち、ピエゾアクチュエータ60の弾性体68は、駆動方
向70に積層形ピエゾ素子62が振動するとき、上記のよう
に弾性体68が圧着されているため、駆動方向70には剛と
して作用し、横方向72には弾性体68の弾性力の効果で柔
として作用する。尚、弾性体68を用いることは、ベアリ
ング76等の剛体を用いる場合と違ってサブミクロンオー
ダの微振動時に対して特に有効に作用するという効果が
ある。
That is, when the laminated piezo element 62 vibrates in the driving direction 70, the elastic body 68 of the piezo actuator 60 acts as a rigid body in the driving direction 70 because the elastic body 68 is crimped as described above. In the direction 72, the elastic body 68 acts as soft under the effect of the elastic force. The use of the elastic body 68 has an effect that it works particularly effectively at the time of micro-vibration on the order of submicrons, unlike the case where a rigid body such as the bearing 76 is used.

この結果、ピエゾアクチュエータ60は駆動方向70には
非常に剛で、駆動方向70と直交する方向の横方向72に
は、自由に動ける柔らかさをもっている。そのため、同
一剛体の異方向に取付けられたピエゾアクチュエータ60
はそれぞれ自由に独立した動きが可能で、ピエゾアクチ
ュエータ60を自在に配置することで、三次元的に振動制
御可能なアクチュエータ振動絶縁装置を提供できる。
As a result, the piezo actuator 60 is very rigid in the driving direction 70, and has a softness in which it can move freely in the lateral direction 72 perpendicular to the driving direction 70. Therefore, piezo actuators 60 mounted in the same rigid body in different directions
Can freely and independently move, and by arranging the piezo actuators 60 freely, it is possible to provide an actuator vibration isolation device capable of three-dimensionally controlling vibration.

第6図乃至第8図はそれぞれ本発明に係るピエゾアク
チュエータの他の実施例を示す縦断面図である。尚、第
3図と共通の部分に関しては同一の符号を付し、その説
明は省略する。
6 to 8 are longitudinal sectional views showing other embodiments of the piezo actuator according to the present invention. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

第6図において、金属板64と71とには、それぞれ積層
形ピエゾ素子62を囲むように同心状の筒体73、75が配設
されている。筒体73、75間は、積層形ピエゾ素子62の駆
動方向に伸縮自在になっており、かつ筒内の機密を保持
できるようになっている。
In FIG. 6, concentric cylinders 73 and 75 are arranged on the metal plates 64 and 71 so as to surround the laminated piezo element 62, respectively. The space between the cylinders 73 and 75 is expandable and contractible in the driving direction of the laminated piezo element 62, and can maintain confidentiality in the cylinder.

これにより、積層形ピエゾ素子62の雰囲気の湿度を所
定値(80%)以下に保持し、ピエゾ素子の特性が変化し
ないようにしている。また、筒体73、75は、積層形ピエ
ゾ素子62に加わる剪断方向の衝撃力を吸収する作用もあ
る。
As a result, the humidity of the atmosphere of the stacked piezo element 62 is kept at a predetermined value (80%) or less, so that the characteristics of the piezo element do not change. Further, the cylindrical bodies 73 and 75 also have an effect of absorbing an impact force in the shear direction applied to the laminated piezo element 62.

第7図に示すピエゾアクチュエータは、第6図に示し
た筒体73、75の代わりに、金属筒77とゴム筒78を用いた
ものであり、第8図に示すピエゾアクチュエータは蛇腹
79を用いたものであり、いずれも積層形ピエゾ素子62の
防湿を図っている。
The piezo actuator shown in FIG. 7 uses a metal cylinder 77 and a rubber cylinder 78 instead of the cylinders 73 and 75 shown in FIG. 6, and the piezo actuator shown in FIG.
In this case, the laminated piezo element 62 is moisture-proof.

第1図及び第2図はそれぞれ本発明に係るアクティブ
振動絶縁装置の一実施例を示す平断面図及び立断面図で
ある。尚、第1図は第2図のA−A線に沿う断面図であ
る。
1 and 2 are a plan sectional view and a vertical sectional view, respectively, showing an embodiment of the active vibration isolator according to the present invention. FIG. 1 is a sectional view taken along line AA of FIG.

これらの図面に示すように、このアクチュエータ振動
絶縁装置は、下部架台80、機器搭載台82、ピエゾアクチ
ュエータ60X、60Y、60Z、コイルばね84X、84Y、振動検
出器86等から構成されている。
As shown in these drawings, the actuator vibration isolator includes a lower frame 80, a device mounting table 82, piezo actuators 60X, 60Y, 60Z, coil springs 84X, 84Y, a vibration detector 86, and the like.

下部架台80は、高さ調節ねじ88により基盤90上に水平
になるように設置され、機器搭載台82はピエゾアクチュ
エータ60X、60Y、60Z、コイルばね84X、84Yを介して下
部架台80上に配設されている。
The lower mount 80 is installed horizontally on the base 90 by a height adjusting screw 88, and the device mount 82 is mounted on the lower mount 80 via piezo actuators 60X, 60Y, 60Z and coil springs 84X, 84Y. Has been established.

ここで、ピエゾアクチュエータ60X、60Y、60Zはそれ
ぞれ前述したピエゾアクチュエータ60(第4図)又は第
6図乃至第8図に示したピエゾアクチュエータと同様に
構成されており、ピエゾアクチュエータ60X、60Xは、そ
の駆動方向がXY平面(水平面)のX方向と一致するよう
に下部架台80と機器搭載台82との間に配設され、同様に
してピエゾアクチュエータ60Y、60Yはその駆動方向がY
方向と一致するように、4つのピエゾアクチュエータ60
Zはその駆動方向がZ方向(鉛直方向)と一致するよう
に下部架台80と機器搭載台82との間に配設されている。
Here, the piezo actuators 60X, 60Y, and 60Z are each configured similarly to the above-described piezo actuator 60 (FIG. 4) or the piezo actuator shown in FIGS. 6 to 8, and the piezo actuators 60X, 60X The piezo actuators 60Y and 60Y are similarly driven in the Y direction by disposing the piezo actuators 60Y and 60Y in such a manner that their driving directions coincide with the X direction of the XY plane (horizontal plane).
Four piezo actuators 60 to match the directions
The Z is disposed between the lower frame 80 and the device mounting table 82 such that the driving direction thereof coincides with the Z direction (vertical direction).

また、コイルばね84X、84X及び84Y84Yは、それぞれピ
エゾアクチュエータ60X、60X及び60Y、60Yと対向する側
の下部架台80と機器搭載台82との間に配設されている。
尚、ピエゾアクチュエータ60X、60Yのピエゾ素子が常に
圧縮応力場で歪みが生じることが出来るように、各コイ
ルばね84X、84Yは常にピエゾアクチュエータ60X、60Yに
予圧縮力を掛けるように設けられている。また、コイル
ばね84X、84Yにも、ピエゾアクチュエータ60の金属板6
4、66及び弾性体68から成る横方向のみ柔軟性をもつ手
段が設けられているが、コイルばね84X、84Yはもともと
横方向に柔軟性をもっているため、この手段は必ずしも
必要ではない。
Further, the coil springs 84X, 84X, and 84Y84Y are disposed between the lower frame 80 and the device mounting table 82 on the side facing the piezo actuators 60X, 60X, 60Y, and 60Y, respectively.
The coil springs 84X and 84Y are provided so as to always apply a pre-compression force to the piezo actuators 60X and 60Y so that the piezo elements of the piezo actuators 60X and 60Y can always be distorted in a compressive stress field. . The metal plate 6 of the piezo actuator 60 is also provided to the coil springs 84X and 84Y.
Means having flexibility only in the horizontal direction, which is composed of the elastic members 68 and 66, is provided. However, since the coil springs 84X and 84Y are originally flexible in the horizontal direction, this means is not always necessary.

振動絶縁装置86は、機器搭載台82上の機器(図示せ
ず)から伝播する三次元振動、即ちX、Y、Z方向の振
動を検出し、各方向の振動を示す信号を図示しない制御
装置に出力する。制御装置は、振動検出器86からの入力
信号に基づいて機器搭載台82を静止させるに必要なピエ
ゾアクチュエータ60X、60Y、60Zの伸び量、即ちピエゾ
アクチュエータ60X、60Y、60Zに印加すべき電圧信号を
求め、その電圧信号を各ピエゾアクチュエータ60X、60
Y、60Zに出力して機器搭載台82の振動を制御する。
The vibration isolator 86 detects a three-dimensional vibration propagated from a device (not shown) on the device mounting base 82, that is, a vibration in the X, Y, and Z directions, and outputs a signal indicating the vibration in each direction. Output to The control device controls the amount of extension of the piezo actuators 60X, 60Y, and 60Z required to stop the device mounting base 82 based on the input signal from the vibration detector 86, that is, the voltage signal to be applied to the piezo actuators 60X, 60Y, and 60Z. And obtain the voltage signal of each piezoelectric actuator 60X, 60
Output to Y and 60Z to control the vibration of the equipment mounting table 82.

これにより、機器搭載台82の三次元的な振動を制御す
ることができる。また、ピエゾアクチュエータ60X、60
Y、60Zは、その端部に取付けた薄膜状の弾性体68(第4
図)の効果で互いに直角方向における駆動制御の妨げに
ならず、これにより、それぞれ同時に独立して制御する
ことができる。
Thereby, three-dimensional vibration of the device mounting base 82 can be controlled. Also, the piezo actuators 60X, 60
Y and 60Z are thin film-like elastic bodies 68 (fourth
The effect of FIG. 4 does not hinder the drive control in the direction perpendicular to each other, whereby the control can be performed simultaneously and independently.

第3図は本発明に係るアクティブ振動絶縁装置の他の
実施例を示す立断面図である。尚、第2図と共通の部分
に関しては同一の符号を付し、その説明は省略する。こ
のアクティブ振動絶縁装置は、第2図に示した装置と比
較して、主として下部架台81の形状及びピエゾアクチュ
エータ60Zの配設位置が相違している。
FIG. 3 is an elevational sectional view showing another embodiment of the active vibration isolator according to the present invention. The same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This active vibration isolating device is different from the device shown in FIG. 2 mainly in the shape of the lower frame 81 and the arrangement position of the piezo actuator 60Z.

尚、前記実施例においては、薄膜状の弾性体をピエゾ
素子の片端面に配設したが両端面に配設してもよい。
In the above embodiment, the thin film-shaped elastic body is provided on one end surface of the piezo element, but may be provided on both end surfaces.

また、水平方向用ピエゾアクチュエータの対向面に
は、ピエゾ素子に予圧縮状態を作るために反力を利用で
きるコイルばねを用いたが、コイルばねの代わりに同じ
ようにピエゾアクチュエータを設置して、対向面と反転
した振動信号を与えることで左右両方の振動変位を与え
る方式をとってもよい。
Also, on the opposite surface of the horizontal piezo actuator, a coil spring that can use a reaction force to create a pre-compressed state in the piezo element was used, but instead of the coil spring, a piezo actuator was installed in the same way, A method of giving both left and right vibration displacements by giving a vibration signal inverted from the facing surface may be adopted.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明に係るピエゾアクチュエー
タによれば、ピエゾ素子の駆動方向には剛性をもってい
るため微振動領域でも振動制御が可能となり、一方、駆
動方向と直交する方向には柔軟性をもっているためピエ
ゾアクチュエータには剪断力が加わらず、互いに直交関
係をもって配設される他のピエゾアクチュエータの駆動
時に大きな負荷となることがない。これにより、上記ピ
エゾアクチュエータを利用した本発明に係るアクティブ
振動絶縁装置は、下部架台と機器搭載台の簡単な2段構
造で三次元6自由度の微振動を良好に制御できる。
As described above, the piezo actuator according to the present invention has rigidity in the driving direction of the piezo element, so that vibration control can be performed even in a micro-vibration region, while flexibility is provided in a direction orthogonal to the driving direction. Therefore, no shearing force is applied to the piezo actuator, and a large load does not occur when driving other piezo actuators arranged in an orthogonal relationship to each other. As a result, the active vibration isolator according to the present invention using the above-described piezo actuator can satisfactorily control three-dimensional six-degree-of-freedom fine vibration with a simple two-stage structure of the lower frame and the device mounting table.

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

第1図及び第2図はそれぞれ本発明に係るアクティブ振
動絶縁装置の一実施例を示す平断面図及び立断面図、第
3図は本発明に係るアクティブ振動絶縁装置の他の実施
例を示す立断面図、第4図及び第5図はそれぞれ本発明
に係るピエゾアクチュエータの側面図及びその効果を模
擬的に示した側面図、第6図乃至第8図はそれぞれ本発
明に係るピエゾアクチュエータの他の実施例を示す縦断
面図、第9図乃至第11図はそれぞれ従来のアクティブ振
動絶縁装置を示す図、第12図は従来のピエゾアクチュエ
ータの一例を示す側面図である。 60、60X、60Y、60Z……ピエゾアクチュエータ、62……
積層形ピエゾ素子、64、66……金属板、68……弾性体、
80……下部架台、82……機器搭載台、86……振動検出
器。
1 and 2 are a plan sectional view and a vertical sectional view, respectively, showing an embodiment of the active vibration isolator according to the present invention, and FIG. 3 shows another embodiment of the active vibration isolator according to the present invention. 4 and 5 are side views of the piezo actuator according to the present invention and side views simulating the effects thereof, and FIGS. 6 to 8 are piezo actuators according to the present invention, respectively. FIGS. 9 to 11 are longitudinal sectional views showing another embodiment, FIGS. 9 to 11 are views showing a conventional active vibration isolator, and FIG. 12 is a side view showing an example of a conventional piezo actuator. 60, 60X, 60Y, 60Z …… Piezo actuator, 62 ……
Laminated piezo element, 64, 66 ... metal plate, 68 ... elastic body,
80… Lower frame, 82… Equipment mounting table, 86… Vibration detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 特許機器株式会社 兵庫県尼崎市南初島町10番地133 (72)発明者 藤田 隆史 千葉県流山市中野久木575―28 (72)発明者 村井 信義 大阪府南河内郡美原町木材通3―1―8 (72)発明者 速水 浩 東京都江東区南砂2丁目5―14 (72)発明者 高橋 良典 大阪府南河内郡美原町木材通3―1―8 (72)発明者 片山 和喜 大阪府南河内郡美原町木材通3―1―8 (72)発明者 竹下 章治 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 株式会社日立建設設計内 (72)発明者 秋田 幸一郎 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 株式会社日立建設設計内 (72)発明者 鶴田 顕 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 日立プラント建設株式会社内 (72)発明者 福井 伊津志 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 日立プラント建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−286634(JP,A) 実開 昭62−24147(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 41/08 H01L 41/083 H01L 41/09 B06B 1/06──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (73) Patentee 999999999 Patent Equipment Co., Ltd. 10-133 Minamihatsushima-cho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture (72) Inventor Takashi Fujita 575-28 Nakano Hisagi, Naganoyama City, Chiba Prefecture (72) Inventor Murai Nobuyoshi 3-1-8 Timber Dori, Miharacho, Minamikawachi-gun, Osaka (72) Inventor Hiroshi Hayami 2-5-1-14 Minamisuna, Koto-ku, Tokyo (72) Yoshinori Takahashi 3-1 Timberdori, Mihara-cho, Minamikawachi-gun, Osaka 8 (72) Inventor Kazuki Katayama 3-1-8 Mitsudori, Mihara-cho, Minamikawachi-gun, Osaka (72) Inventor Shoji Takeshita 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Construction Design Co., Ltd. (72) Inventor Koichiro Akita 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Hitachi Construction Design Co., Ltd. (72) Inventor Akira Tsuruta 1-1-14 Uchikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Plant Construction (72) Inventor Itoshi Fukui 1-1-1 Uchikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Plant Construction Co., Ltd. (56) References JP-A-61-286634 (JP, A) 24147 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 41/08 H01L 41/083 H01L 41/09 B06B 1/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】積層形ピエゾ素子の駆動方向の端面に薄膜
状の弾性体を圧着状態で挟んだ板材を取り付け、前記弾
性体に前記積層形ピエゾ素子の駆動方向に対して直交す
る方向のみにミクロンオーダの弾性をもたせるようにし
たことを特徴とするピエゾアクチュエータ。
1. A plate member in which a thin film-like elastic body is sandwiched in a crimped state on an end face in a driving direction of a laminated piezoelectric element, and the elastic body is attached to the elastic body only in a direction orthogonal to a driving direction of the laminated piezoelectric element. A piezo actuator characterized by having micron-order elasticity.
【請求項2】積層形ピエゾ素子の端面に薄膜状の弾性体
を圧着状態で挟んだ板材を取り付け、前記弾性体に前記
積層形ピエゾ素子の駆動方向に対して直交する方向のみ
にミクロンオーダの弾性をもたせるようにした複数のピ
エゾアクチュエータを、各ピエゾアクチュエータの駆動
方向がX、Y、Z方向に一致するように下部架台と機器
搭載台との間に配設し、且つX、Y、Z方向の振動を検
出する振動検出器を前記機器搭載台に設け、該振動検出
器によって検出されるX、Y、Z方向の各振動を示す信
号に基づいて駆動方向がX、Y、Z方向に一致するよう
に配設された各ピエゾアクチュエータをそれぞれ制御
し、前記機器搭載台の三次元の振動を防止するようにし
たことを特徴とするアクティブ振動絶縁装置。
2. A laminated plate member in which a thin film-like elastic body is sandwiched in a press-fit state is attached to an end face of a laminated piezo element, and the elastic body has a micron order only in a direction orthogonal to a driving direction of the laminated piezo element. A plurality of piezo actuators having elasticity are arranged between the lower gantry and the device mounting base so that the driving directions of the piezo actuators coincide with the X, Y, Z directions, and X, Y, Z A vibration detector for detecting vibrations in the directions is provided on the device mounting table, and the driving directions are set in the X, Y, and Z directions based on signals indicating the vibrations in the X, Y, and Z directions detected by the vibration detectors. An active vibration isolator, wherein each of the piezo actuators disposed so as to coincide with each other is controlled to prevent three-dimensional vibration of the device mounting base.
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