JPH02131373A - 圧電アクチュエータ - Google Patents
圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH02131373A JPH02131373A JP63279494A JP27949488A JPH02131373A JP H02131373 A JPH02131373 A JP H02131373A JP 63279494 A JP63279494 A JP 63279494A JP 27949488 A JP27949488 A JP 27949488A JP H02131373 A JPH02131373 A JP H02131373A
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- JP
- Japan
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- displacement
- preload
- bolt
- piezoelectric element
- elastic lever
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- Granted
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、精密位置決め機構等に用いられる圧電アクチ
ュエー夕で、特に圧電素子に弾性テコ式変位拡大機構を
組合わせた圧電アクチュエー夕に関するものである。
ュエー夕で、特に圧電素子に弾性テコ式変位拡大機構を
組合わせた圧電アクチュエー夕に関するものである。
上記圧電アクチュエータは第５図に示すようになってい
て、圧電素子１の変位量を弾性テコ式変位拡大機構２で
拡大して負荷３に伝達するようになっている。
て、圧電素子１の変位量を弾性テコ式変位拡大機構２で
拡大して負荷３に伝達するようになっている。
端に負荷３を置き、これを変位させるようとする場合、
負荷３の静止摩擦力Ｆｓが働くため、圧電素子１へ電圧
を印加しても出力端の発生力がＦｓになるまで負荷３は
動かない。すなわち、第７図に示すように電圧一拡大変
位特性に不感帯が生じる。
負荷３の静止摩擦力Ｆｓが働くため、圧電素子１へ電圧
を印加しても出力端の発生力がＦｓになるまで負荷３は
動かない。すなわち、第７図に示すように電圧一拡大変
位特性に不感帯が生じる。
これを解決し、所定の拡大変位を得るためには次の２つ
の手段が考えられる。
の手段が考えられる。
その１つは、不感帯分だけ所定の印加電圧にバイアス電
圧をかける。その２つは弾性テコ式変位拡大機構にあら
かじめ負荷の静止摩擦力Ｆｓ分だけプリロードをかける
。このための方法としては、例えば、ピッチの小さいボ
ルトを弾性テコ式変位拡大機構の基端側に当接し、この
ボルトにてプリロードをかけるようにしたものがある。
圧をかける。その２つは弾性テコ式変位拡大機構にあら
かじめ負荷の静止摩擦力Ｆｓ分だけプリロードをかける
。このための方法としては、例えば、ピッチの小さいボ
ルトを弾性テコ式変位拡大機構の基端側に当接し、この
ボルトにてプリロードをかけるようにしたものがある。
しかしながら上記２つの解決策にあっても、その前者で
は、バイアス電圧がかかる分だけ制本発明は上記のこと
にかんがみなされたもので、弾性テコ式変位拡大機構に
加えるプリロード量を微調整できるようにして電圧一拡
大変位特性の不感帯をなくすことができるようにした圧
電アクチュエー夕を提供しようとするものである。
は、バイアス電圧がかかる分だけ制本発明は上記のこと
にかんがみなされたもので、弾性テコ式変位拡大機構に
加えるプリロード量を微調整できるようにして電圧一拡
大変位特性の不感帯をなくすことができるようにした圧
電アクチュエー夕を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明の圧電アクチュエー
夕は、圧電素子と弾性テコ式変位拡大機構を組合わせ、
上記弾性テコ式変位拡大機構の基端側に、外力により撓
み変形して外側寸法が増大するようにしたプリロード調
整機構を介装した構成となっている。
夕は、圧電素子と弾性テコ式変位拡大機構を組合わせ、
上記弾性テコ式変位拡大機構の基端側に、外力により撓
み変形して外側寸法が増大するようにしたプリロード調
整機構を介装した構成となっている。
弾性テコ式変位拡大機構に組込む圧電素子をプリロード
調整機構に当接して仮止めした状態で弾性テコ式変位拡
大機構の変形負荷部の先端を負荷に当接し、ついでプリ
ロード調整機構に外力を加えて撓み変形させてこれの外
側寸法を増大し、これにより圧電素子を押して弾性テコ
〔実 施 例〕 本発明の実施例を第１図から第４図に基づいて説明する
。なお、第５図に示す従来例と同一部材は同一符号を付
して説明を省略する。
調整機構に当接して仮止めした状態で弾性テコ式変位拡
大機構の変形負荷部の先端を負荷に当接し、ついでプリ
ロード調整機構に外力を加えて撓み変形させてこれの外
側寸法を増大し、これにより圧電素子を押して弾性テコ
〔実 施 例〕 本発明の実施例を第１図から第４図に基づいて説明する
。なお、第５図に示す従来例と同一部材は同一符号を付
して説明を省略する。
圧電素子１の両端はプレート５及び３０と接着され、そ
の一方のプレート５はブラケット４とビス３１により固
着されてブラケット４、プレート５、圧電素子１及びプ
レート３０は一体構造となっており、これは、プレート
３０の先端がビン８を介して変形負荷部９に接する状態
でとス７にて弾性テコ式変位拡大機構２内に組込まれて
いる。そしてこの弾性式テコ変位拡大機構２は架台１０
に対してボルト１１にて固着されるようになっている。
の一方のプレート５はブラケット４とビス３１により固
着されてブラケット４、プレート５、圧電素子１及びプ
レート３０は一体構造となっており、これは、プレート
３０の先端がビン８を介して変形負荷部９に接する状態
でとス７にて弾性テコ式変位拡大機構２内に組込まれて
いる。そしてこの弾性式テコ変位拡大機構２は架台１０
に対してボルト１１にて固着されるようになっている。
１２は上記圧電素子１を組込んだ弾性テコ式変位拡大機
構２の基端に設けたプリロード調整機構であり、このプ
リロード調整機構１２は第２図に示すようになっていて
、略菱形に形成された枠体１３と、この枠体１３の一方
の対向する両辺部材１４ａ，１４ｂの一方の辺部材１４
ａト１６にビス１７にて取付けられており、このブラケ
ット１６は被変形側の辺部材の反対側がブラケット４と
接する状態で架台１０にボルト１８にて固定されている
。
構２の基端に設けたプリロード調整機構であり、このプ
リロード調整機構１２は第２図に示すようになっていて
、略菱形に形成された枠体１３と、この枠体１３の一方
の対向する両辺部材１４ａ，１４ｂの一方の辺部材１４
ａト１６にビス１７にて取付けられており、このブラケ
ット１６は被変形側の辺部材の反対側がブラケット４と
接する状態で架台１０にボルト１８にて固定されている
。
上記構成における作用を負荷３を駆動する場合について
説明する。
説明する。
まずプリロード調整機構１２をボルト１８にて架台１０
に固定する。次に圧電素子１を弾性テコ式変位拡大機構
２に組込みボルト７で仮止めし、こ．の状態でブラケッ
ト４がブリロ一ド調整機構１２と接するように押しあて
、ボルト１ｌで架台１０に固定する。。ここで架台１０
ごと移動して、弾性テコ式変位拡大機構２の変形負荷部
９の出力端を負荷３に接触させてこの架台方向に撓み、
これにより他方の対向する両辺１５ａ，１５ｂの外側間
寸法Ｌが大きくなるように枠体１３が変形するようにな
っている。そしてこのプリロード調整機構１２はこれの
被変形側の辺部材１５ａ，１５ｂの片側がブラケツ枠体
１３が変形し、これによりブラケット４、圧電素子１、
ピン８を介して変形負荷部９が押され、出力端を変位さ
せて負荷３を押そうとする。ところが前述の通り、負荷
３には静止摩擦が働くため、負荷３を押すことができず
、第１図で２点鎖線で示すように逆側へたわむ、このた
わみ量がすなわちプリロード量である。したがって第８
図に示すように、あらかじめプリロード量と上記変形負
荷部９の変位量を校正しておき、調整時に変位センサ２
０にてこの変位量を検出することによりプリロード量を
確認することができる。
に固定する。次に圧電素子１を弾性テコ式変位拡大機構
２に組込みボルト７で仮止めし、こ．の状態でブラケッ
ト４がブリロ一ド調整機構１２と接するように押しあて
、ボルト１ｌで架台１０に固定する。。ここで架台１０
ごと移動して、弾性テコ式変位拡大機構２の変形負荷部
９の出力端を負荷３に接触させてこの架台方向に撓み、
これにより他方の対向する両辺１５ａ，１５ｂの外側間
寸法Ｌが大きくなるように枠体１３が変形するようにな
っている。そしてこのプリロード調整機構１２はこれの
被変形側の辺部材１５ａ，１５ｂの片側がブラケツ枠体
１３が変形し、これによりブラケット４、圧電素子１、
ピン８を介して変形負荷部９が押され、出力端を変位さ
せて負荷３を押そうとする。ところが前述の通り、負荷
３には静止摩擦が働くため、負荷３を押すことができず
、第１図で２点鎖線で示すように逆側へたわむ、このた
わみ量がすなわちプリロード量である。したがって第８
図に示すように、あらかじめプリロード量と上記変形負
荷部９の変位量を校正しておき、調整時に変位センサ２
０にてこの変位量を検出することによりプリロード量を
確認することができる。
プリロードが調整されたところで、ボルト７を締め、圧
電素子１の付いたブラケット４を変位拡大機構２に固定
する。
電素子１の付いたブラケット４を変位拡大機構２に固定
する。
上記操作により圧電アクチュエー夕の負荷３に対するセ
ットが終了し、この状態で圧電素子１に所定の電圧を印
加して圧電アクチュエー夕としての作動を行なう。
ットが終了し、この状態で圧電素子１に所定の電圧を印
加して圧電アクチュエー夕としての作動を行なう。
部９の出力端が液圧調整弁２１の作動ピン２２に当接さ
れており、この作動ピン２２を変形負荷部９の出力端に
て押し込むことにより、戻しばね２３に抗してボベット
弁２４が開動ずるようになっている。２５は磁気抵抗式
変位センサである。
れており、この作動ピン２２を変形負荷部９の出力端に
て押し込むことにより、戻しばね２３に抗してボベット
弁２４が開動ずるようになっている。２５は磁気抵抗式
変位センサである。
このとき第９図に示すように、戻しばね２３初期の設定
力（ｋｇｆ）（プリロード）が先の例における静止摩擦
力Ｆｓに相当するため、これにより不感帯の量が決まり
、同一電圧の印加による変位量も第４図に示すように異
なってくる。
力（ｋｇｆ）（プリロード）が先の例における静止摩擦
力Ｆｓに相当するため、これにより不感帯の量が決まり
、同一電圧の印加による変位量も第４図に示すように異
なってくる。
上記初期設定力（ｋｇｆ）は第９図に示す関係において
、（ばね自然長一ばねセット長）Ｘばね定数、により求
まる値である。
、（ばね自然長一ばねセット長）Ｘばね定数、により求
まる値である。
なお上記プリロード量は、戻しばね２３を受けるカバー
２６にシム２７を挿入してばねセット長を変えることで
も調整できるが、プリロード調整機構１２を用いること
により容易に、かつ正確にプリロード量を設定すること
ができる。
２６にシム２７を挿入してばねセット長を変えることで
も調整できるが、プリロード調整機構１２を用いること
により容易に、かつ正確にプリロード量を設定すること
ができる。
本発明によれば、弾性テコ式変位拡大機構２に加えるプ
リロード量を極めて微細に調整することができ、電圧一
拡大変位特性の不感帯をな《すことができる。
リロード量を極めて微細に調整することができ、電圧一
拡大変位特性の不感帯をな《すことができる。
第１図から第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は正面図、第２図はプリロード調整機構を示す正面図
、第３図は液圧調整弁に適用した場合の実施例図、第４
図は異なるプリロード量における圧電素子への印加電圧
に対する出力変位を示す線図であり、第５図は従来の圧
電アクチュエー夕を示す正面図、第６図、第７図は圧電
素子への印加電圧に対する変位量を示す線図、第８図は
変位拡大機構出力端のたわみ量とプリロードの関係を示
す線図、第９図は液圧制御弁の戻しばねの初期設定力の
説明図である。 １は圧電素子、２は弾性テコ式変位拡大機構、１０はボ
ディ、１２はプリロード調整機構。 第４図 印 力ｒｆ ｅ 圧 Ｖ （Ｖ））圧電奉トＶ印加
ｔ圧 ｉｔ＃千へめｔｐ才σ１口Ｌ 第 図
図は正面図、第２図はプリロード調整機構を示す正面図
、第３図は液圧調整弁に適用した場合の実施例図、第４
図は異なるプリロード量における圧電素子への印加電圧
に対する出力変位を示す線図であり、第５図は従来の圧
電アクチュエー夕を示す正面図、第６図、第７図は圧電
素子への印加電圧に対する変位量を示す線図、第８図は
変位拡大機構出力端のたわみ量とプリロードの関係を示
す線図、第９図は液圧制御弁の戻しばねの初期設定力の
説明図である。 １は圧電素子、２は弾性テコ式変位拡大機構、１０はボ
ディ、１２はプリロード調整機構。 第４図 印 力ｒｆ ｅ 圧 Ｖ （Ｖ））圧電奉トＶ印加
ｔ圧 ｉｔ＃千へめｔｐ才σ１口Ｌ 第 図
Claims (1)
- 圧電素子１と弾性テコ式変位拡大機構２を組合わせ、
上記弾性テコ式変位拡大機構２の基端側に、外力により
撓み変形して外側寸法が増大するようにしたプリロード
調整機構１２を介装したことを特徴とする圧電アクチュ
エータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63279494A JPH0681519B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63279494A JPH0681519B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 圧電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02131373A true JPH02131373A (ja) | 1990-05-21 |
| JPH0681519B2 JPH0681519B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=17611830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63279494A Expired - Lifetime JPH0681519B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681519B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114123850A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-01 | 盐城工学院 | 一种箝位力可调的尺蠖式压电作动器及其使用方法 |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP63279494A patent/JPH0681519B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114123850A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-01 | 盐城工学院 | 一种箝位力可调的尺蠖式压电作动器及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681519B2 (ja) | 1994-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |