JPH02101780A - Piezoelectric actuator - Google Patents

Piezoelectric actuator

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JPH02101780A
JPH02101780A JP63254462A JP25446288A JPH02101780A JP H02101780 A JPH02101780 A JP H02101780A JP 63254462 A JP63254462 A JP 63254462A JP 25446288 A JP25446288 A JP 25446288A JP H02101780 A JPH02101780 A JP H02101780A
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JP
Japan
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piezoelectric
piezoelectric element
plunger
stroke
applied voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP63254462A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Tsutsui
修 筒井
Takao Yoshida
孝雄 吉田
Kinya Arita
欽也 有田
Hidehiko Kuwabara
桑原 英彦
Ryoichi Tsukada
良一 塚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the accurate operation of a piezoelectric actuator without decreasing the clamping force to a plunger by a method wherein, when the operating speed of the piezoelectric actuator is decreased, only the applied voltage to a piezoelectric element for stroke use is changed, and the applied voltage to a piezoelectric element for clamp use is kept constant. CONSTITUTION:In accordance with an input from a valve opening and shutting switch, a control signal is output to an actuator A of a diaphragm valve V1 from a control unit C, and drives each piezoelectric element to make said valve V1 execute an open and shut operation. At the time of operation speed control of the piezoelectric actuator, only the applied voltage to a piezoelectric element for stroke use is changed, and the applied voltage to a piezoelectric element for clamp use is kept constant. As a result, also when the operation speed is decreased, only the applied voltage to the element for stroke use is changed, and the applied voltage to the element for clamp use can be kept constant. Thereby, the clamping force to a plunger is not decreased, and the generation of plunger slip can be prevented, so that the accurate operation of piezoelectric actuator is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、被駆動体のスリップを防止しつつ作動速度の
制御が可能な圧電アクチュエータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a piezoelectric actuator that can control the operating speed while preventing the driven member from slipping.

(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
ストローク用の圧電素子の一側を固定し、同素子の他側
にクランプ用の圧電素子を取り付け、クランプ用の圧電
素子で被駆動体としてのプランジャー等をクランプさせ
、ストローク用の圧電素子を伸縮させてプランジャーを
進退させる事を繰り返して、同1ランジヤーを大きく移
動させるようにした圧電アクチュエータや、クランプ用
とストローク用の圧電素子で超音波振動を売主させ、同
振動により被駆動体を移動させるようにしたものがあり
、同アクチュエータの作動速度を制御するのに、各圧電
素子に印加する電圧を変更して同素子の1回毎の伸縮量
を変更するようにしたものがあった。
(b) Conventional technology Conventionally, as a form of piezoelectric actuator, one side of a piezoelectric element for stroke is fixed to a fixed part, a piezoelectric element for clamping is attached to the other side of the same element, and the piezoelectric element for clamping is A piezoelectric actuator that moves a plunger over a large distance by repeatedly moving the plunger forward and backward by clamping a plunger as a driven body and expanding and contracting a piezoelectric element for stroke, and a piezoelectric actuator for clamping and stroke. There is a piezoelectric element that generates ultrasonic vibrations and uses the vibrations to move a driven object.The actuator's operating speed can be controlled by changing the voltage applied to each piezoelectric element. There was one in which the amount of expansion and contraction of the element was changed each time.

(ハ) 発明が解決しようとする課題 ところが、上記の従来技術では、クランプ用とストロー
ク用の両方の圧電素子への印加電圧を同様に変更するよ
うになされており、作動速度を遅くするために各圧電素
子への印加電圧を低下させると、クランプ用の圧電素子
のクランプ力も同時に低下して、被駆動体としてのプラ
ンジャーがスリップし作動が不安定になるという欠点が
あった。
(c) Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned prior art, the voltage applied to both piezoelectric elements for clamping and for stroke is changed in the same way, and in order to slow down the operating speed, When the voltage applied to each piezoelectric element is reduced, the clamping force of the clamping piezoelectric element is also reduced at the same time, causing the plunger as a driven member to slip, resulting in unstable operation.

(ニ) 課題を解決するための手段 この発明では、ストローク用の圧電素子と、クランプ用
の圧電素子とにパルス状圧電を印加して同素子に進退動
作とクランプ動作とを繰り返し行わせることにより被駆
動体を作動させるようにした圧電アクチュエータにおい
て、クランプ用の印加電圧は一定に保持しつつ、信号の
入力があったときは作動速度の変更ストローク用の印加
電圧を変更すべく構成した駆動制御部を備えた圧電アク
チュエータを提供せんとするものである。
(d) Means for Solving the Problems In the present invention, pulsed piezoelectricity is applied to a piezoelectric element for stroke and a piezoelectric element for clamping to cause the same elements to repeatedly perform forward and backward movement and clamping movement. In a piezoelectric actuator that operates a driven object, drive control configured to maintain the applied voltage for clamping constant while changing the applied voltage for changing the stroke when a signal is input. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric actuator equipped with a piezoelectric actuator.

(ホ) 作用・効果 本発明によれば、圧電アクチュエータの作動速度制御に
おいて、作動速度を遅くする際にも、ストローク用の圧
電素子への印加電圧だけを変更し、クランプ用の圧電素
子への印加電圧を一定に保持しているので、プランジャ
ーへのクランプ力が低下せず、従って被駆動体のスリッ
プが防止され、圧電アクチュエータに正確な作動を行わ
せることができる。
(E) Functions and Effects According to the present invention, in controlling the operating speed of a piezoelectric actuator, even when slowing down the operating speed, only the voltage applied to the piezoelectric element for stroke is changed, and the voltage applied to the piezoelectric element for clamping is changed. Since the applied voltage is kept constant, the clamping force on the plunger does not decrease, thus preventing the driven member from slipping and allowing the piezoelectric actuator to operate accurately.

(へ) 実施例 本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、第1図中
(^)は第1実施例の圧電アクチュエータを示し、前後
壁(a) (b)を具備する筒状ゲージング(C)内に
、同心円的にかつ軸線に沿って進退自在に被駆動体とし
ての筒状プランジャ(d)を取付け、さらに、筒状プラ
ンジャ(d)の外周面上に同心円的に、4個の圧電素子
(e)(f)(g)(h)からなる圧電組織組立体を配
設することによって構成している。
Embodiment Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. (C), a cylindrical plunger (d) as a driven body is installed concentrically and movably back and forth along the axis, and furthermore, four cylindrical plungers are installed concentrically on the outer peripheral surface of the cylindrical plunger (d). It is constructed by arranging a piezoelectric structure assembly consisting of piezoelectric elements (e), (f), (g), and (h).

また、(iHj)はその基端をストローク用の圧電素子
(g)(h)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, (iHj) has its base end fixed to the piezoelectric elements (g) and (h) for stroke, and its tip end to the front and rear walls (a
)(b) is a cantilever-like elastic bridge extending toward

そして、同弾性ブリッジ(i)(j)の先端は、その外
周面にクランプ用の圧電素子(e)(f)を取付けると
ともに、その内周面に、ブレーキシュー(k)(+)を
固着している。
Piezoelectric elements (e) and (f) for clamping are attached to the outer peripheral surfaces of the tips of the elastic bridges (i) and (j), and brake shoes (k) (+) are fixed to the inner peripheral surfaces thereof. are doing.

そして、この圧電素子(e)(f)(g)(h)のうち
クランプ用の圧電素子(e)(f)はクランプ部材とし
て機能するものであり、電源をオンした際に、ストロー
ク用の圧電素子(a)(h)はオフした際に縮むように
構成されている。
Of these piezoelectric elements (e), (f), (g), and (h), the piezoelectric elements (e) and (f) for clamping function as clamp members, and when the power is turned on, the piezoelectric elements for stroke The piezoelectric elements (a) and (h) are configured to contract when turned off.

即ち、クランプ用の圧電素子(e)(f)は、通電状態
では縮んでその内径が縮径する方向に作用して筒状プラ
ンジャ(d)のクランプ力を増大するとともに、通電し
ていない状態では伸びて内径が拡径する方向に作用して
筒状1ランジヤ(d)のクランプ力を低減する。一方、
ストローク用の圧電素子(g)(h)は、通電していな
い状態では筒状プランジャ(d)上を軸線方向に縮んだ
状態にあり、通電状態では、筒状プランジャ(d)上を
伸び、その軸線方向の全長を長くすることになる。
That is, the piezoelectric elements (e) and (f) for clamping contract in the energized state and act in a direction to reduce the inner diameter, increasing the clamping force of the cylindrical plunger (d), while in the non-energized state Then, the clamping force of the cylindrical first langeer (d) is reduced by acting in a direction in which the inner diameter expands. on the other hand,
The stroke piezoelectric elements (g) and (h) are in a contracted state on the cylindrical plunger (d) in the axial direction when not energized, and extend over the cylindrical plunger (d) when energized. The total length in the axial direction is increased.

そして、筒状プランジャ(d)は、かかる4つの圧電素
子(e) (f)((J)(h)を後述する制御装置(
C)によって制御することにより、軸線方向に移動する
ことができる。
The cylindrical plunger (d) controls the four piezoelectric elements (e) (f) ((J) and (h) by a control device (
C), it can be moved in the axial direction.

各圧電素子(e) (f)(+;+)(h)は、第2図
及び第5図に示すように多数の圧電素子片を筒状プラン
ジャ(d)の軸線方向に積層して形成した円筒状の素子
で、円筒の両端に電極が設けられており、この両端に電
圧を印加することにより、印加電圧に略比例した量だけ
#縮するように構成されており、クランプ力及びストロ
ーク量を印加電圧で制御することができる。
Each piezoelectric element (e) (f) (+;+) (h) is formed by laminating a large number of piezoelectric element pieces in the axial direction of the cylindrical plunger (d), as shown in FIGS. 2 and 5. It is a cylindrical element with electrodes provided at both ends of the cylinder, and by applying a voltage to both ends, it is configured to contract by an amount approximately proportional to the applied voltage, reducing the clamping force and stroke. The amount can be controlled by the applied voltage.

なお、圧電素子片は、例えば、圧電セラミックスを用い
ることができ、かかる圧電セラミックスとしては、AB
o3ペロブスカイト形の結晶構造をもつ強誘電材料であ
ってPZT[Pb(Zr。
Note that the piezoelectric element piece can be made of, for example, piezoelectric ceramics, and examples of such piezoelectric ceramics include AB
PZT[Pb(Zr.

Ti ’) 03 ]系、やPLZT [Pb、La 
(Zr。
Ti') 03 ] system, and PLZT [Pb, La
(Zr.

Ti )Oa ] 、PT (PbTiOa )系、あ
るいはPZTを基にした3成分系のものを用いることが
できる。
A three-component system based on Ti ) Oa ], PT (PbTiOa ), or PZT can be used.

また、圧電素子(e)(f)(g)(tl)は、第3図
に示すように、多数の薄肉リング状の圧電素子片を筒状
プランジャ(d)の軸芯廻りにラジアル方向に積層して
形成することもできる。この場合、電圧の印加力向を9
0度変えることになる。
Furthermore, as shown in Fig. 3, the piezoelectric elements (e), (f), (g), and (tl) are formed by forming a large number of thin ring-shaped piezoelectric element pieces in the radial direction around the axis of the cylindrical plunger (d). It can also be formed by laminating. In this case, the applied force direction of the voltage is 9
It will change by 0 degrees.

なお、上記構成において、圧電素子(e)(f)(g)
(h)は円形断面のみでなく、例えば、矩形断面等とす
ることもでき、また、第4図及び第5図に示す如く、分
割片から形成することもできる。
Note that in the above configuration, piezoelectric elements (e) (f) (g)
(h) can have not only a circular cross section but also a rectangular cross section, for example, and can also be formed from divided pieces as shown in FIGS. 4 and 5.

また、筒状プランジャ(d)は、ブレーキシュー(kH
I)によって多数回クランプされるものであるため、線
膨張係数が小さく、硬度、強度、耐クリープ性及び耐鷹
耗性が大きく、さらに、加工精度が高いものが望ましく
、例えば、セラミック素材としたものが考えられる。
Moreover, the cylindrical plunger (d) has a brake shoe (kH
Since the material is clamped many times by I), it is desirable to use a material with a small coefficient of linear expansion, high hardness, strength, creep resistance, and wear resistance, and high processing accuracy. For example, a material made of ceramic material is desirable. I can think of things.

次に、かかる構成を有する圧電アクチュエータ(^)に
よる筒状プランジャ(d)の移動について、第6図〜第
8図を参照して説明する。
Next, the movement of the cylindrical plunger (d) by the piezoelectric actuator (^) having such a configuration will be explained with reference to FIGS. 6 to 8.

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(e)に電圧が印加されると、第6図に示す
ように、縮径する方向に作用することにより筒状グラン
ジャ(d)のクランプ力を増大させるとともに、圧電素
子(f)の電圧を解除して拡径させて圧電素子(f)に
よる筒状プランジャ(d)のクランプ力を低減する。
When a voltage is applied to the piezoelectric element (e) from a control device (C), which will be described later, according to a drive program, as shown in FIG. While increasing the clamping force, the voltage of the piezoelectric element (f) is released to expand the diameter of the piezoelectric element (f), thereby reducing the clamping force of the cylindrical plunger (d) by the piezoelectric element (f).

次に、第7図に示すように、圧電素子(g)(h)に電
圧を印加して伸長せしめると、圧電素子(e)(f)が
矢印方向に移動し、これに伴って圧電素子(e)のクラ
ン1力の方が圧電素子(f)のクランプ力よりも大きい
ので、圧電素子(f)のクランプ部で滑って筒状プラン
ジャ(d)も矢印方向6:′移動する。
Next, as shown in FIG. 7, when a voltage is applied to the piezoelectric elements (g) and (h) to cause them to expand, the piezoelectric elements (e) and (f) move in the direction of the arrow, and as a result, the piezoelectric elements Since the clamping force of (e) is larger than the clamping force of the piezoelectric element (f), the cylindrical plunger (d) also moves in the direction of the arrow 6:' by slipping on the clamping portion of the piezoelectric element (f).

その後、第8図に示すように、圧電素子(f)に電圧を
印加して筒状プランジャ(d)のクランプ力を増大させ
、ついで圧電素子(e)の印加電圧を解除して拡径方向
に作用せしめて、筒状1ランジヤ(d)のクランプ力を
低減すると共に、圧電素子(+I+)(h)の印加電圧
を解除すると、圧電素子(a)(h)は矢印方向に短縮
し、筒状プランジャ(d)はさらに矢印方向に移動する
Thereafter, as shown in FIG. 8, a voltage is applied to the piezoelectric element (f) to increase the clamping force of the cylindrical plunger (d), and then the voltage applied to the piezoelectric element (e) is released to increase the clamping force in the radially expanding direction. When the clamping force of the cylindrical first langeer (d) is reduced and the voltage applied to the piezoelectric element (+I+) (h) is released, the piezoelectric elements (a) and (h) shorten in the direction of the arrow. The cylindrical plunger (d) further moves in the direction of the arrow.

その後、上記動作を繰り返すことにより、筒状プランジ
ャ(d)をμmオーダ或はサブμmオーダのストローク
で尺とり去状に移動することができ、筒状プランジャ(
d)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 operation, the cylindrical plunger (d) can be moved in a lengthwise manner with a stroke on the μm order or sub-μm order, and the cylindrical plunger (
d) Various actuating devices connected to the tip can be operated precisely.

次いで、第9図〜第11図で圧電アクチュエータの別形
態である超音波リニアモーター(B)を第2実施例とし
て説明する。
Next, an ultrasonic linear motor (B), which is another form of the piezoelectric actuator, will be described as a second embodiment with reference to FIGS. 9 to 11.

第9図に示す超音波リニアモータ(B)は、前後壁(a
Hb)を具備する筒状のアクチュエータゲージング(C
)内に軸線に沿って進退自在にプランジャ(d)を取付
け、同プランジャ(d)の上面に、超音波振動によりプ
ランジャ(d)を微小距離無段階に駆動させる振動体(
n)を設け、対向する側に1ランジヤ(d)を押圧する
押圧部材(P)及び押圧摺動部材(Pl)を設は同押圧
部材(P)はスプリング(fl)を介して適当な圧力で
押圧される構造になっており同振動体(n)の外周面に
、電圧印加により同振動体(P)を振動させる平板状の
圧電素子(V)(w)(x)(X) (y) (y)を
、軸方向に一定間隔を開けて複数個設け、各圧電素子(
v) (w) (x)(X) (y)(y)を駆動回路
(D)に各々接続して構成している。
The ultrasonic linear motor (B) shown in FIG. 9 has front and rear walls (a
Cylindrical actuator gauging (C
) is equipped with a plunger (d) that can move forward and backward along the axis, and a vibrating body (
n), and a pressing member (P) and a pressing sliding member (Pl) for pressing the 1 langeer (d) are provided on opposite sides, and the pressing member (P) applies an appropriate pressure via a spring (fl). A flat piezoelectric element (V) (w) (x) (X) ( y) A plurality of (y) are provided at regular intervals in the axial direction, and each piezoelectric element (
v) (w) (x) (X) (y) (y) are respectively connected to a drive circuit (D).

そして、圧電素子(v)(w) (x)(X) (y)
(y)の素材としては、ABOaへロブスカイト形の結
晶構造をもつ強誘電材料であってPZT [Pb (Z
r、Ti ) Oa ]系や、PLZT [Pb、La
 (Zr。
And piezoelectric element (v) (w) (x) (X) (y)
The material for (y) is a ferroelectric material with an ABOa lobskite crystal structure, PZT [Pb (Z
r, Ti ) Oa ] system, PLZT [Pb, La
(Zr.

Ti)Oa]、PT[PbTi0a]系、あるいはPZ
Tを基にしな3成分系のものを用いることができる。
Ti)Oa], PT[PbTi0a] system, or PZ
A three-component system based on T can be used.

従って、駆動回路(D)により各圧電素子(V) n)
(x)(X) (y)(y)に電圧を印加すると、各圧
電素子(v) (W) (x)(X) (y)(y)が
異なる位相で超音波振動を起し、振動体(n)を振動さ
せ、同振動体(n)が1ランジヤ(d)を、μmオーダ
或はサブμmオーダのストロークで進退させることがで
き、又印加電圧を解除すると、スプリング(Q)の付勢
力によりプランジャ(d)を進出させることができるた
めに、かかる進退作動を繰返し行なうことにより、同グ
ランジャ(d)先端のプランジャヘッド(dl)に連結
・接続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。
Therefore, each piezoelectric element (V) n) is controlled by the drive circuit (D).
When voltage is applied to (x) (X) (y) (y), each piezoelectric element (v) (W) (x) (X) (y) (y) causes ultrasonic vibration with different phases, By vibrating the vibrating body (n), the vibrating body (n) can move one rungeer (d) forward and backward with a stroke on the μm order or sub-μm order, and when the applied voltage is released, the spring (Q) Since the plunger (d) can be advanced by the urging force of the plunger (d), by repeatedly performing such forward and backward movement, various actuating devices connected to the plunger head (dl) at the tip of the plunger (d) can be precisely operated. This means that you will be able to do so.

(S)は振動体(n)の内周面に設けたプランジャ(d
)への振動伝達突起、(r)(r’)は振動体(n)の
振動を吸収する板振動弾性体である。
(S) is a plunger (d) provided on the inner peripheral surface of the vibrating body (n).
), (r) and (r') are plate vibrating elastic bodies that absorb the vibrations of the vibrating body (n).

また、第10図及び第11図で示すように振動体(n)
の裏面に一対のクランプ用の圧電素子(V)(W)を配
設し、同内外側面には二対のストローク用の圧電素子(
X)(X)(V)(V)を上記圧電素子(t)(u)の
それぞれ側方位置に配設している。
In addition, as shown in FIGS. 10 and 11, a vibrating body (n)
A pair of piezoelectric elements (V) and (W) for clamping are arranged on the back surface of the same, and two pairs of piezoelectric elements for stroke (
X)(X)(V)(V) are arranged at respective lateral positions of the piezoelectric elements (t) and (u).

各圧電素子(xHx)(y) (y)には、後記の制#
装置(C)にあらかじめ記憶させておいた駆動プログラ
ムに従って制御された駆動パルスが印加されており、同
パルスによって、振動体(n)の摺接面(p)に略トロ
コイド形状の波動を発生させ、同摺接面(p)に設けた
多数の振動伝達突起(S)にそれぞれ第12図で示すよ
うに略楕円運動をさせる。
Each piezoelectric element (xHx) (y) (y) has the following restrictions.
A drive pulse controlled according to a drive program stored in advance in the device (C) is applied, and the pulse generates approximately trochoid-shaped waves on the sliding surface (p) of the vibrating body (n). , a large number of vibration transmitting protrusions (S) provided on the sliding contact surface (p) are each caused to make approximately elliptical movements as shown in FIG.

略楕円運動をしている振動伝達突起(S)には、プラン
ジャ(d)が圧接しているが、摺接面(p)が上記のよ
うに略トロコイド状に振動しているので、振動伝達突起
(S)が同波形の波頭に位置したときしか圧接状態が生
起せず、従ってプランジャ(d)は、一方向にのみ送ら
れることになり、これを繰り返してプランジャ(d)を
進退作動させる。
The plunger (d) is in pressure contact with the vibration transmission protrusion (S) which is moving approximately in an ellipse, but since the sliding surface (p) is vibrating approximately in a trochoidal shape as described above, the vibration is not transmitted. A pressure contact state occurs only when the protrusion (S) is located at the top of the same waveform, so the plunger (d) is sent only in one direction, and this is repeated to move the plunger (d) forward and backward. .

特に、振動伝達突起(S)の波高(α)、すなわち、ク
ラン1力は、クランプ用の圧電素子(V)(W)への印
加電圧にほぼ比例しており、従って、各圧電素子(V)
(W) (x)(x)(y) (y)への印加電圧を制
御することでクランプ力と回動速度とを制御することが
できる。
In particular, the wave height (α) of the vibration transmission protrusion (S), that is, the clamp force is approximately proportional to the voltage applied to the piezoelectric elements (V) (W) for clamping, and therefore, each piezoelectric element (V )
(W) (x) (x) (y) By controlling the voltage applied to (y), the clamping force and rotation speed can be controlled.

かかる圧電アクチュエータ(A)と超音波リニアモータ
ー(8)の作動は、第13図で示す制御装置(C)で制
御されており、同装置(C)は、マイクロプロセッサ−
(HPU) 、入出力インターフェース(I)(0)、
駆動プログラムを記憶したメモリー(M)によって構成
されており、入力インターフェース(1)には、作動速
度設定器(Vs)と弁開閉スイッチ(Sw)が接続し、
出力インターフェース(0)には、クランプ用及びスト
ローク用の駆動回路(DC)(DS)と、ストローク用
の駆動回路(Ds)への印加電圧を制御するための電圧
制御回路(V)が接続している。
The operation of the piezoelectric actuator (A) and the ultrasonic linear motor (8) is controlled by a control device (C) shown in FIG. 13, which is controlled by a microprocessor.
(HPU), input/output interface (I) (0),
It is composed of a memory (M) that stores the drive program, and the input interface (1) is connected to the operating speed setting device (Vs) and the valve open/close switch (Sw).
A voltage control circuit (V) for controlling the voltage applied to the clamp and stroke drive circuits (DC) (DS) and the stroke drive circuit (Ds) are connected to the output interface (0). ing.

また、各駆動回路(DC)(Os)は駆動電源(S)が
接続しており、特に、ストローク用の駆動回路(Ds)
は上記の電圧制御回路(V)を介して駆動電源(S)と
接続しており、制御装置(C)からの電圧制御信号によ
ってストローク用の駆動回路(Os)に出力する印加電
圧を制御するようにしている。
In addition, each drive circuit (DC) (Os) is connected to a drive power source (S), and in particular, the drive circuit for stroke (Ds)
is connected to the drive power source (S) via the voltage control circuit (V) mentioned above, and controls the applied voltage output to the stroke drive circuit (Os) by the voltage control signal from the control device (C). That's what I do.

上記のように、アクチュエータの作動速度を変更するた
めにストローク用の圧電素子(a)(h)及び圧電素子
(x)(x)(y)(y)への印加電圧を電圧制御回路
で昇降させているが、クランプ用の圧電素子(a)(h
)及び圧電素子(V)(W)へは、電源電圧が減圧され
ずにそのまま同電極圧電素子(a)(h)及び(V)(
W)に印加される為、常に充分なりラング力を生起させ
ることができ、スリップを防止してアクチュエータに正
確な作動を行わせることができる。
As mentioned above, in order to change the operating speed of the actuator, the voltage applied to the stroke piezoelectric elements (a) (h) and piezoelectric elements (x) (x) (y) (y) is raised and lowered by the voltage control circuit. However, piezoelectric elements (a) (h) for clamping
) and piezoelectric elements (V) (W), the same electrode piezoelectric elements (a), (h) and (V) (
W), a sufficient rung force can always be generated, preventing slippage and allowing the actuator to operate accurately.

かかる圧電アクチュエータ(A)と超音波リニアモータ
ー(B)とは、第1図と第9図で示すように、被駆動体
としてプランジャー(dl)(d2)の先端にダイヤフ
ラム弁(vl)(v2)ノハイロット弁体(Pl)(P
2)を連設して、同ダイヤプラム弁(Vl)(V2)の
開閉及び流量調整を行わせることができる。
As shown in FIGS. 1 and 9, the piezoelectric actuator (A) and ultrasonic linear motor (B) have a diaphragm valve (vl) at the tip of a plunger (dl) (d2) as a driven body. v2) Nohirot valve body (Pl) (P
2) can be connected in series to open and close the diaphragm valves (Vl) (V2) and adjust the flow rate.

なお、第1図及び第9図中、(1)(1)は弁本体、(
2)(2)は流入路、(3)(3)は流出路、(4)(
4)は主弁座、(5)(5)はパイロット弁座、(6H
6)はダイヤフラム、(7) (7)はオリフィス、f
8)(8)はシールを示す。
In addition, in Fig. 1 and Fig. 9, (1) and (1) indicate the valve body, (
2) (2) is the inflow path, (3) (3) is the outflow path, (4) (
4) is the main valve seat, (5) (5) is the pilot valve seat, (6H
6) is the diaphragm, (7) (7) is the orifice, f
8) (8) indicates a seal.

本発明の実施例は上記のように構成されており、特に、
弁開閉スイッチ(SW″)からの入力により制御装置(
C)からダイヤプラム弁(Vl)(V2)のアクチュエ
ータ(^)(B)に制御信号が出力され、各圧電素子を
、前記のように作動させて量弁(Vl)(V2)に開閉
作動を行わせるものであり、圧電アクチュエータの作動
速度制御に際し、ストローク用の圧電素子への印加電圧
だけを変更し、クランプ用の圧電素子への印加電圧は一
定に保持すべく構成したことで、作動速度を遅くする際
にも、ストローク用の圧電素子への印加電圧だけを変更
し、クランプ用の圧電素子への印加電圧を一定に保持す
ることができ、プランジャーへのクランプ力が低下せず
、従って、プランジャーのスリップの発生が防止され、
圧電アクチュエータに正確な作動を行わせることができ
るという効果がある。
Embodiments of the present invention are configured as described above, and in particular:
The control device (
A control signal is output from C) to the actuator (^) (B) of the diaphragm valve (Vl) (V2), and each piezoelectric element is operated as described above to open and close the volume valve (Vl) (V2). When controlling the operating speed of the piezoelectric actuator, only the voltage applied to the piezoelectric element for stroke is changed, and the voltage applied to the piezoelectric element for clamping is kept constant. Even when slowing down the speed, only the voltage applied to the piezoelectric element for stroke is changed, and the voltage applied to the piezoelectric element for clamping can be kept constant, so the clamping force on the plunger does not decrease. , Therefore, occurrence of plunger slip is prevented,
This has the effect that the piezoelectric actuator can be operated accurately.

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

第1図は、本発明による圧電アクチュエータの断面説明
図。 第2図は、第1図I−I線による断面図。 第3図〜第5図は、圧電素子の他の具体例の説明図。 第6図〜第8図は、圧電アクチュエータの作動順序を示
す説明図。 第9図は、超音波リニアモーターの断面説明図。 第10図は、振動体の断面図。 第11図は、第10図■−■線による断面図。 第12図は、超音波リニアモーターの作動を示す説明図
。 第13図は、制御装置の構成を示すブロツク図。 (A):圧電アクチュエータ (B):超音波リニアモーター (C)二制御装置 (Dc) :クランプ用の駆動回路 Ds) :ストローク用の駆動回路 V :電圧制御回路 d :被駆動体としてのプランジャー e(f):フラング用の圧電素子 q(h):ストローク用の圧電素子 V(W)ニクランプ用の圧電素子
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory diagram of a piezoelectric actuator according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line II in FIG. 1. 3 to 5 are explanatory diagrams of other specific examples of piezoelectric elements. FIGS. 6 to 8 are explanatory diagrams showing the order of operation of the piezoelectric actuator. FIG. 9 is a cross-sectional explanatory diagram of the ultrasonic linear motor. FIG. 10 is a sectional view of the vibrating body. FIG. 11 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 10. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the operation of the ultrasonic linear motor. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the control device. (A): Piezoelectric actuator (B): Ultrasonic linear motor (C) Two control devices (Dc): Drive circuit for clamp Ds): Drive circuit for stroke V: Voltage control circuit d: Plan as driven object Jar e(f): piezoelectric element for the flang q(h): piezoelectric element for the stroke V(W) piezoelectric element for the clamp

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ストローク用の圧電素子と、クランプ用の圧電素
子とにパルス状圧電を印加して同素子に進退動作とクラ
ンプ動作とを繰り返し行わせることにより被駆動体を作
動させるようにした圧電アクチュエータにおいて、クラ
ンプ用の印加電圧は一定に保持しつつ、信号の入力があ
つたときは作動速度の変更ストローク用の印加電圧を変
更すべく構成した駆動制御部を備えた圧電アクチュエー
タ。
(1) A piezoelectric actuator that operates a driven body by applying pulsed piezoelectricity to a piezoelectric element for stroke and a piezoelectric element for clamping, and causing the same elements to repeatedly perform forward and backward movement and clamping movement. A piezoelectric actuator comprising a drive control section configured to maintain an applied voltage for clamping constant while changing an applied voltage for an actuation speed change stroke when a signal is input.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6095270A (en) * 1983-10-27 1985-05-28 Nec Corp Fine adjustment device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6095270A (en) * 1983-10-27 1985-05-28 Nec Corp Fine adjustment device

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