JPH034078A - Piezoelectric actuator - Google Patents

Piezoelectric actuator

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JPH034078A
JPH034078A JP1137908A JP13790889A JPH034078A JP H034078 A JPH034078 A JP H034078A JP 1137908 A JP1137908 A JP 1137908A JP 13790889 A JP13790889 A JP 13790889A JP H034078 A JPH034078 A JP H034078A
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JP
Japan
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piezoelectric element
plunger
piezoelectric
voltage
clamping
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Application number
JP1137908A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Sawai
澤井 巳喜夫
Kinya Arita
欽也 有田
Hidehiko Kuwabara
桑原 英彦
Shoji Inoue
昭司 井上
Takenori Fukushima
武徳 福島
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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Publication of JPH034078A publication Critical patent/JPH034078A/en
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  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify a structure and driving sequence by arranging a fixed side clamping piezoelectric element and a stroke piezoelectric element in the periphery of a plunger while setting the polarity of each clamping piezoelectric element in a reverse direction to each other and applying drive voltage from the respective drive circuit to each piezoelectric element so as to longitudinally actuate the plunger in the direction of an axial line. CONSTITUTION:Fixed and moving side clamping piezoelectric elements (e), (f) are connected in a parallel state further with the polarity in a reverse direction to each other. The fixed side clamping piezoelectric element (e), when positive voltage is applied, contracts an internal diameter to increase clamping force to a plunger P, while the moving side clamping piezoelectric element (f), when reverse voltage is applied, contracts an internal diameter to increase clamping force of the plunger P. While a stroke piezoelectric element (g) is extended in the direction of an axial line on the plunger P, in a non-voltage applied condition, and contracted in the direction of the axial line on the plunger P in a voltage applied condition. Thus, the plunger P is actuated to advance and retract in the direction of the axial line.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、圧電アクチュエータに関する。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application field The present invention relates to piezoelectric actuators.

(ロ) 従来の技術 従来、ケース中に、プランジャをその軸線上で移動自在
に配設し、同プランジャの外周に固定側クランプ用圧電
素子と、一端をケースに固定し、他端に移動側クランプ
用圧電素子を固着したストローク用圧電素子を配設し、
各圧電素子に駆動電圧を印加することにより、各圧電素
子を伸縮作動させて、プランジャを軸線方向に進退作動
すべく構成した圧電アクチュエータがあり、同アクチュ
エータを駆動するのに、各圧電素子にそれぞれ駆動回路
を接続し、駆動シーケンスに従って、移動側の圧電素子
に電圧を印加してプランジャをクランプし、しかるのち
、固定側の圧電素子への印加電圧を解除してプランジャ
のクランプを解除し、次にストローク用圧電素子に電圧
を印加してこれを収縮させて、移動側の圧電素子がクラ
ンプしたプランジャを移動させ、その後、固定側の圧電
素子に電圧を印加してプランジャをクランプし、しかる
のち、移動側の圧電素子の印加電圧を解除してプランジ
ャのクランプを解除し、圧電素子への印加電圧を解除し
て伸長させ、移動側の圧電素子だけを移動させて、初期
状態に復帰させ、上記の作動を繰り返すことにより、プ
ランジャを大きく移動させるようにしている。
(b) Conventional technology Conventionally, a plunger is disposed in a case so as to be movable on its axis, and a piezoelectric element for a fixed side clamp is attached to the outer periphery of the plunger, one end is fixed to the case, and a movable side clamp is attached to the other end. The piezoelectric element for stroke is fixed to the piezoelectric element for clamp, and
There is a piezoelectric actuator configured to move a plunger forward and backward in the axial direction by expanding and contracting each piezoelectric element by applying a driving voltage to each piezoelectric element. The drive circuit is connected, and according to the drive sequence, a voltage is applied to the piezoelectric element on the moving side to clamp the plunger, and then the applied voltage to the piezoelectric element on the fixed side is released to release the clamp on the plunger. A voltage is applied to the piezoelectric element for stroke to cause it to contract, and the plunger clamped by the piezoelectric element on the moving side is moved, and then a voltage is applied to the piezoelectric element on the fixed side to clamp the plunger, and then , release the applied voltage to the piezoelectric element on the moving side to release the clamp of the plunger, release the applied voltage to the piezoelectric element to cause it to expand, move only the piezoelectric element on the moving side to return to the initial state, By repeating the above operations, the plunger is moved a large amount.

ストローク用圧電素子を配設し、各圧電素子にそれぞれ
駆動回路からの駆動電圧を印加することにより、各圧電
素子を伸縮作動させて、プランジャを軸線方向に進退作
動すべく構成した圧電アクチュエータにおいて、上記の
各クランプ用圧電素子の極性を互に逆方向にして同一の
各クランプ用駆動回路に接続したことを特徴とする圧電
アクチュエータを提供せんとするものである。
In a piezoelectric actuator configured to provide a stroke piezoelectric element and apply a drive voltage from a drive circuit to each piezoelectric element to cause each piezoelectric element to expand and contract, thereby moving a plunger forward and backward in an axial direction, It is an object of the present invention to provide a piezoelectric actuator characterized in that the above piezoelectric clamping elements are connected to the same clamping drive circuit with polarities opposite to each other.

(ハ) 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来構成では各圧電素子にそれぞ
れ駆動回路を接続しているため、3個の駆動回路を要し
、また、駆動シーケンスも複雑になるという欠点がある
(c) Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional configuration described above, a drive circuit is connected to each piezoelectric element, so three drive circuits are required, and the drive sequence is also complicated. There is.

(ニ) 課題を解決する手段 本発明では、保持具に、プランジャをその軸線上で移動
自在に配設し、同プランジャの外周に固定側クランプ用
圧電素子と、一端を保持具に固定し、他端に移動側クラ
ンプ用圧電素子を固着した(ホ) 作 用 本発明によれば、2個のクランプ用圧電素子の特性を互
に逆方向にして同一の駆動回路に接続したことで、駆動
電圧を印加すると、移動側の圧電素子がクランプ状態に
なると同時に固定側の圧電素子がアンクランプ状態にな
り、次にストローク用圧電素子に電圧を印加してこれを
伸縮させて、移動側の圧電素子がクランプしたプランジ
ャを移動させ、その後、固定側と移動側の圧電素子に駆
動電圧を印加して固定側の圧電素子でプランジャをクラ
ンプすると同時に移動側の圧電素子のクランプを解除し
、ストローク用圧電素子への印加電圧を解除して伸縮さ
せ、移動側の圧電素子だけを移動させて、初期状態に復
帰させ、上記の作動を繰り返すことにより、プランジャ
を大きく移動させることができる。
(d) Means for Solving the Problems In the present invention, a plunger is disposed in a holder so as to be movable on its axis, a fixed-side clamping piezoelectric element is fixed to the outer periphery of the plunger, and one end is fixed to the holder, A piezoelectric element for clamping on the movable side is fixed to the other end (e) Function According to the present invention, two piezoelectric elements for clamping are connected to the same drive circuit with their characteristics in opposite directions, so that the piezoelectric elements for clamping can be driven in the same drive circuit. When a voltage is applied, the piezoelectric element on the moving side goes into a clamped state, and at the same time the piezoelectric element on the fixed side goes into an unclamped state.Next, voltage is applied to the stroke piezoelectric element to make it expand and contract, and the piezoelectric element on the moving side goes into an unclamped state. The element moves the clamped plunger, and then applies a driving voltage to the piezoelectric elements on the fixed side and the moving side to clamp the plunger with the piezoelectric element on the fixed side and at the same time release the clamp on the piezoelectric element on the moving side. By releasing the voltage applied to the piezoelectric element to cause it to expand and contract, moving only the piezoelectric element on the movable side to return to its initial state, and repeating the above operations, the plunger can be moved significantly.

(へ) 効 果 したがって、駆動回路はストローク用圧電素子に接続し
た駆動回路と、固定側と移動側の圧電素子に接続した駆
動回路の計2個の駆動回路ですみ、従来駆動回路3個を
要したものが2個ですむので構造が簡単になり、また、
駆動シーケンスも簡単になるという効果がある。
(f) Effect Therefore, the drive circuit requires only two drive circuits, one connected to the stroke piezoelectric element and the other connected to the fixed side and moving side piezoelectric elements, compared to the conventional three drive circuits. Since only two items are required, the structure is simplified, and
This has the effect of simplifying the driving sequence.

(ト)  実施例 本発明の実施例を添付図に基づいて具体的に説明する。(g) Example Embodiments of the present invention will be specifically described based on the accompanying drawings.

第1図は圧電アクチュエータ(^)を示しており、前後
壁(a) (b)を有する筒状のケース(d)内に、軸
方向に進退自在のプランジャ(P)を配設し、同プラン
ジャ(P)を囲繞してリング状の固定側クランプ用圧電
素子(e)と、移動側クランプ用圧電素子(f)と、ス
トローク用圧電素子(g)とを配設している。
Figure 1 shows a piezoelectric actuator (^), in which a plunger (P) that can move forward and backward in the axial direction is arranged inside a cylindrical case (d) having front and rear walls (a) and (b). A ring-shaped fixed side clamping piezoelectric element (e), a moving side clamping piezoelectric element (f), and a stroke piezoelectric element (g) are disposed surrounding the plunger (P).

すなわち、ケース(d)内において、前壁(a)に保持
具(H)を固設し、同保持具(H)にプランジャ挿通孔
(h)を穿設してプランジャ(P)を挿通し、同、保持
具(H)の−側面にクランプ部材(k)の基端を固着し
、同クランプ部材(k)の先端に固定側クランプ用圧電
素子(e)を連設している。
That is, in the case (d), a holder (H) is fixed to the front wall (a), a plunger insertion hole (h) is bored in the holder (H), and the plunger (P) is inserted through the holder (H). , the base end of a clamp member (k) is fixed to the negative side surface of the holder (H), and a fixed-side clamping piezoelectric element (e) is connected to the tip of the clamp member (k).

また、保持具(I1)の他側面にはストローク用圧電素
子(g)の一端を固設すると共に、同ストローク用圧電
素子(g)の他端にクランプ部材(1)の基端を固着し
、同クランプ部材(1)の先端に移動側クランプ用圧電
素子(「)を連設している。
Further, one end of a stroke piezoelectric element (g) is fixed to the other side of the holder (I1), and the base end of a clamp member (1) is fixed to the other end of the stroke piezoelectric element (g). A piezoelectric element (") for a movable side clamp is connected to the tip of the clamp member (1).

各圧電素子(e) m (g)は、リング状に形成され
た圧電素子片多数を銀ベーストなどの導電性接着剤を介
して積層接着して構成されている。
Each piezoelectric element (e) m (g) is constructed by laminating and bonding a large number of ring-shaped piezoelectric element pieces via a conductive adhesive such as silver base.

なお、各圧電素子片の素材は、例えばABO3ペロブス
カイト形の結晶構造をもっ強誘電材料であッテ、PZT
 (Pb (Zr、Ti)03)系や、P LZT (
P b、 La (Z r、 T i) Oa )系、
P T (P b T t Oa )系、あるいはPZ
Tを基にした3成分系の圧電セラミックス等を用いるこ
とができる。
The material of each piezoelectric element piece is, for example, a ferroelectric material having an ABO3 perovskite crystal structure, PZT, etc.
(Pb (Zr, Ti)03) system, P LZT (
P b, La (Z r, Ti) Oa) system,
P T (P b T t Oa ) system or PZ
A three-component piezoelectric ceramic based on T can be used.

次いで、各圧電素子(e) (r) (g>の作用につ
いて説明する。
Next, the action of each piezoelectric element (e) (r) (g> will be explained.

上記圧電素子(θ) m (g)のうち固定側と移動側
クランプ用圧電素子(e)(Dは、電圧を印加していな
い状態ではプランジャ(P)を所定の力でクランプして
いる。
Among the piezoelectric elements (θ) m (g), the piezoelectric elements (e) (D) for clamping the fixed side and the movable side clamp the plunger (P) with a predetermined force when no voltage is applied.

そして、固定側クランプ用圧電素子(e)は正電圧を印
加すると内径を縮径させてプランジャ(P)へのクラン
プ力を増加し、逆電圧を印加すると内径を拡径してクラ
ンプを解除する。
When a positive voltage is applied to the fixed side clamping piezoelectric element (e), the inner diameter is reduced to increase the clamping force on the plunger (P), and when a reverse voltage is applied, the inner diameter is expanded to release the clamp. .

一方、移動側クランプ用圧電素子(f)は、正電圧を印
加すると内径を拡径してプランジャ(P)へのクランプ
を解除し、逆電圧を印加すると内径を縮径させてプラン
ジャ(P)のクランプ力が増加する。
On the other hand, when a positive voltage is applied to the movable-side clamping piezoelectric element (f), the inner diameter expands to release the clamp on the plunger (P), and when a reverse voltage is applied, the inner diameter is contracted to release the clamp from the plunger (P). clamping force increases.

また、ストローク用圧電素子(g)は、非電圧印加状態
ではプランジャ(P)上を軸線方向に伸長し、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。
Further, the stroke piezoelectric element (g) extends in the axial direction on the plunger (P) when no voltage is applied, and contracts in the axial direction on the plunger (P) when a voltage is applied.

第2図は制御装置(C)の構成を示しており、同制御装
置(C)は、マイクロプロセッサ(MPU)と、各圧電
素子(e)(f)(g)の駆動シーケンスを記憶したメ
モリ(M)と、入出力インターフェース(1)(0)と
で構成されており、人力インターフェース(1)には、
圧電アクチュエータ(A)を作動させるスイッチ(S)
と接続しており、出力インタフェース(0)にはクラン
プ用駆動回路(D1)と、ストローク用駆動回路(D2
)とに接続している。
Figure 2 shows the configuration of the control device (C), which includes a microprocessor (MPU) and a memory that stores the drive sequence of each piezoelectric element (e), (f), and (g). (M) and input/output interfaces (1) and (0), and the human interface (1) includes:
Switch (S) that operates the piezoelectric actuator (A)
The output interface (0) has a clamp drive circuit (D1) and a stroke drive circuit (D2).
) and are connected to.

第3図はクランプ用と、ストローク用の駆動回路の構成
を示しており、クランプ用駆動回路(D1)には、4個
のスイッチング素子(S1) (82) (S3)(S
4)をブリッジ接続しており、スイッチング素子(St
)とスイッチング素子(S2)との間及びスイッチング
素子(S3)とスイッチング素子(S4)との間に、固
定側と移動側クランプ用圧電素子(e)(f)を並列状
に、かつ、極性を互いに逆方向にして接続している。
Figure 3 shows the configuration of the clamp drive circuit and stroke drive circuit, and the clamp drive circuit (D1) includes four switching elements (S1) (82) (S3) (S
4) are bridge-connected, and the switching element (St
) and the switching element (S2) and between the switching element (S3) and the switching element (S4), the piezoelectric elements (e) and (f) for clamping the fixed side and the movable side are arranged in parallel, and the polarity are connected in opposite directions.

そして、制御装置(C)からの出力で、スイッチング素
子(SL)(S4)をONL、スイッチング素子(S2
) (S3)をOFFすると、各クランプ用圧電素子(
e)(f)に正電圧が印加され、スイッチング素子(S
1) (S4)を0FFL、スイッチング素子(S2)
(83)をONすると、各クランプ用圧電素子(e)(
f)に逆電圧が印加される。
Then, the output from the control device (C) turns the switching element (SL) (S4) ONL and the switching element (S2
) When (S3) is turned off, each clamp piezoelectric element (
e) A positive voltage is applied to (f), and the switching element (S
1) Set (S4) to 0FFL, switching element (S2)
(83) is turned on, each clamp piezoelectric element (e) (
A reverse voltage is applied to f).

ストローク用駆動回路(D2)は、4個のスイッチング
素子(S5) (SS) (87)(S8)と、2個の
定電流回路(It)(12)とを、前記同様にブリッジ
接続し、スイッチング素子(S5)とスイッチング素子
(S6)との間及びスイッチング素子(S7)とスイッ
チング素子(S8)との間にストローク用圧電素子(g
)を接続しており、制御装置(C)からの出力で、スイ
ッチング素子(S5) (S7)をONL、、スイッチ
ング素子(8B)(S8)をOFFすると正電圧がスト
ローク用圧電素子(g)に印加され、スイッチング素子
(S5)(S?)を0FFL、スイッチング素子(9B
) (88)をONすると逆電圧がストローク用圧電素
子(g)に印加される。
The stroke drive circuit (D2) has four switching elements (S5) (SS) (87) (S8) and two constant current circuits (It) (12) connected in a bridge in the same manner as described above. A stroke piezoelectric element (g
) is connected, and when switching elements (S5) and (S7) are turned ON and switching elements (8B and S8) are turned OFF by the output from the control device (C), a positive voltage is applied to the stroke piezoelectric element (g). is applied to the switching element (S5) (S?) to 0FFL, and the switching element (9B
) When (88) is turned ON, a reverse voltage is applied to the stroke piezoelectric element (g).

第4図は、駆動電圧のタイミングと、各圧電素子(e)
(f)(g)の作動との関係を示すタイムチャートであ
り、クランプ用圧電素子(e) (r)には、同方向の
駆動電圧が同時に印加されるが、クランプ用圧電素子(
e)(Dの極性を互いに逆方向にしており、かつ、クラ
ンプ用圧電素子(e)(Hに電圧を印加していないとき
は、一定の力でプランジャ(P)をクランプするように
しているので、一方のクランプ用圧電素子がプランジャ
(P)を強くクランプすると、他方のクランプ用圧電素
子(e)(f)がクランプを解除することになる。
Figure 4 shows the timing of the drive voltage and each piezoelectric element (e).
(f) is a time chart showing the relationship with the operation of (g), in which drive voltages in the same direction are simultaneously applied to piezoelectric clamping elements (e) and (r);
e) (The polarities of D are opposite to each other, and when no voltage is applied to the clamping piezoelectric element (e) (H), the plunger (P) is clamped with a constant force. Therefore, when one clamping piezoelectric element strongly clamps the plunger (P), the other clamping piezoelectric element (e) (f) releases the clamp.

また、クランプ用圧電素子(e)(Dは逆方向ではある
が並列に接続されており、双方のクランプ用圧電素子(
e)(nに等しい電圧が印加されるので、若し双方のク
ランプ用圧電素子(e) (r)の静電容量が不同であ
っても動作は同調して行われる。
In addition, piezoelectric elements for clamping (e) (D are connected in parallel but in opposite directions, and both piezoelectric elements for clamping (
e) (Since a voltage equal to n is applied, even if the capacitances of both piezoelectric clamping elements (e) and (r) are unequal, the operations are performed in synchronization.

また、定電流回路(l1)(12)(13)(14)を
接続したことで、駆動電圧の波形が略台形状になり、各
圧電素子(e) m (g)の動作の加速度が小さくな
り、圧電アクチュエータ(^)の作動が静粛、かつ、ス
ムースになる。
In addition, by connecting the constant current circuits (l1), (12), (13), and (14), the waveform of the drive voltage becomes approximately trapezoidal, and the acceleration of the operation of each piezoelectric element (e), m, and (g) is small. As a result, the piezoelectric actuator (^) operates quietly and smoothly.

次に、かかる構成を有する圧電アクチュエータ(^)に
よるプランジャ(P)の移動について、第5図〜第8図
を参照して説明する。
Next, the movement of the plunger (P) by the piezoelectric actuator (^) having such a configuration will be explained with reference to FIGS. 5 to 8.

制御装置(C)から、駆動シーケンスに従って、固定側
と移動側クランプ用圧電素子(e)(f)に逆電圧を印
加して、第5図に示すように、固定側クランプ用圧電素
子(e)でプランジャ(P)のクランプを解除すると同
時に、移動側クランプ用圧電素子(「)でプランジャ(
P)をクランプする。
A reverse voltage is applied from the control device (C) to the piezoelectric elements (e) and (f) for the fixed side and moving side clamps according to the drive sequence, as shown in FIG. ) to release the clamp on the plunger (P), and at the same time release the plunger (P) using the moving side clamp piezoelectric element ('').
Clamp P).

次に、第6図に示すように、ストローク用圧電素子(g
)に正電圧を印加して収縮せしめると、移動側クランプ
用圧電素子(「)が矢印方向に移動し、同圧電素子(1
’)がクランプしたプランジャ(P)も矢印方向に移動
する。
Next, as shown in FIG.
) is contracted by applying a positive voltage, the movable clamping piezoelectric element ( ) moves in the direction of the arrow, and the same piezoelectric element (1
The plunger (P) clamped by ') also moves in the direction of the arrow.

その後、第7図に示すように、固定側と移動側クランプ
用圧電素子(e)(Hに正電圧を印加して固定側クラン
プ用圧電素子(e)でプランジャ(P)をクランプする
と同時に、移動側クランプ用圧電素子(「)のクランプ
を解除し、第8図に示すように、ストローク用圧電素子
(g)の逆電圧を印加すると、ストローク用圧電素子(
g)が伸長して、移動側クランプ用圧電素子(r)を、
第5図に示す作動前の位置に復帰させる。
Thereafter, as shown in FIG. 7, a positive voltage is applied to the piezoelectric element (e) (H) for fixed side and moving side clamps, and the plunger (P) is clamped by the piezoelectric element (e) for fixed side clamps. When the moving-side clamping piezoelectric element (') is unclamped and a reverse voltage is applied to the stroke piezoelectric element (g) as shown in Figure 8, the stroke piezoelectric element (
g) expands, and the piezoelectric element (r) for the movable side clamp,
Return to the pre-operation 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オーダ或はサブμmオーダのストロークで尺
とり生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。
After that, by repeating the above operation, the plunger (
P) can be moved in a linear manner with a stroke on the μm order or sub-μm order, and various actuating devices connected to the tip of the plunger (P) can be precisely operated.

次に、上記圧電アクチュエータ(^)の使用例を説明す
る。
Next, an example of how the piezoelectric actuator (^) is used will be explained.

第9図は本発明の圧電アクチュエータ(^)でダイヤフ
ラム型の弁体(v)を駆動するように構成した自動弁m
)であり、(io)は弁箱であって、それぞれ−次配管
と、二次配管とに連通連結する流入路(H)と流出路(
12)とを設けている。また、弁箱(10)内において
、流入路(H)と流出路(12)との間には、主弁孔(
13)が形成され、主弁孔(13)の上端開口周縁には
主弁座(14)が形成されている。
Figure 9 shows an automatic valve m configured to drive a diaphragm-type valve body (v) with a piezoelectric actuator (^) of the present invention.
), and (io) is a valve box, which has an inflow passage (H) and an outflow passage (H) that are connected to the secondary piping and the secondary piping, respectively.
12). In addition, in the valve box (10), between the inflow path (H) and the outflow path (12), there is a main valve hole (
13) is formed, and a main valve seat (14) is formed at the periphery of the upper end opening of the main valve hole (13).

そして、主弁座(14)上には、主弁孔(13)を開閉
する主弁体を兼ねたダイヤフラム(I5)が接離自在に
配設されている。
A diaphragm (I5), which also serves as a main valve element for opening and closing the main valve hole (13), is disposed on the main valve seat (14) so as to be able to move toward and away from the main valve seat (14).

ダイヤフラム(15)の上方にはダイヤフラム背室(■
6)が形成されており、同ダイヤフラム背室(1B)は
、ダイヤフラム(15)の周縁に設けたオリフィス(1
7)を介して流入路(H)と連通している。
Above the diaphragm (15) is the diaphragm back chamber (■
6) is formed, and the diaphragm back chamber (1B) is formed with an orifice (1B) provided at the periphery of the diaphragm (15).
7) and communicates with the inflow path (H).

(18)はダイヤフラム(15)に穿設したパイロット
弁孔であり、ダイヤフラム背室(IB)と流出路(12
)とを連通させている。
(18) is a pilot valve hole bored in the diaphragm (15), which connects the diaphragm back chamber (IB) and the outflow path (12).
) are in communication.

パイロット弁孔(18)の上方には圧電アクチュエータ
(^)のプランジャ(P)の下端に設けたパイロット弁
体(19)を対峙させて、圧電アクチュエータ(^)の
作動によりパイロット弁孔(18)を開閉させる。
Above the pilot valve hole (18), a pilot valve body (19) provided at the lower end of the plunger (P) of the piezoelectric actuator (^) is placed opposite, and the pilot valve hole (18) is opened by the operation of the piezoelectric actuator (^). open and close.

上記の構成により、自動弁m)はダイヤフラム型の弁体
(v)が有するセルフサーボ作用で、ダイヤフラム(1
5)が圧電アクチュエータ(A)のプランジャ(P)の
動きを追従して主弁座(14)を開閉するものである。
With the above configuration, the automatic valve m) uses the self-servo action of the diaphragm-type valve body (v), and the diaphragm (1)
5) follows the movement of the plunger (P) of the piezoelectric actuator (A) to open and close the main valve seat (14).

(20)はプランジャ(P)の上下ストロークを制限す
るフランジ、(21)はY型断面のシールである。
(20) is a flange that limits the vertical stroke of the plunger (P), and (21) is a seal with a Y-shaped cross section.

第10図は、第9図で示した自動弁(v1)を2個用い
て温度調整弁(v2)を構成したものであり、給湯管(
31)と給水管(32)からの湯と水の流量を調整して
、混合湯水管(33)から吐出する混合湯水の温度を調
整するものである。
Figure 10 shows a temperature control valve (v2) constructed using two automatic valves (v1) shown in Figure 9, and a hot water supply pipe (
31) and the water supply pipe (32) to adjust the temperature of the mixed hot water discharged from the mixed hot water pipe (33).

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

第1図は本発明に係る圧電アクチュエータの断面説明図
、第2図は制御装置の構成を示すブロック図、第3図は
駆動回路の構成を示す回路図、第4図は駆動電圧と各圧
電素子の作動との関係を示すタイムチャート、第5図〜
第8図は同圧電アクチュエータの作動説明図、第9図は
同圧電アクチュエータを用いた単弁型式の自動弁の断面
説明図、第10図は同複弁型式の自動弁の断面説明図。 く^):圧電アクチュエータ (旧):クランブ用駆動回路 ストローク用駆動回路 プランジャ ケース 固定側クランプ用圧電素子 移動側クランプ用圧電素子 ストローク用圧電素子
Fig. 1 is a cross-sectional explanatory diagram of a piezoelectric actuator according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of the control device, Fig. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the drive circuit, and Fig. 4 shows the drive voltage and each piezoelectric actuator. Time chart showing the relationship with element operation, Figure 5~
FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the same piezoelectric actuator, FIG. 9 is a cross-sectional explanatory diagram of a single-valve type automatic valve using the same piezoelectric actuator, and FIG. 10 is a cross-sectional explanatory diagram of the same double-valve type automatic valve. Piezoelectric actuator (old): Drive circuit for clamp Drive circuit for stroke Plunger case Piezoelectric element for fixed side clamp Piezoelectric element for moving side clamp Piezoelectric element for stroke

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)保持具(H)に、プランジャ(P)をその軸線上で
移動自在に配設し、同プランジャ(P)の外周に固定側
クランプ用圧電素子(e)と、一端を保持具(H)に固
定し、他端に移動側クランプ用圧電素子(f)を固着し
たストローク用圧電素子(g)を配設し、各圧電素子(
e)(f)(g)にそれぞれ駆動電圧を印加することに
より、各圧電素子(e)(f)(g)を作動させて、プ
ランジャ(P)を軸線方向に進退作動すべく構成した圧
電アクチュエータ(A)において、上記クランプ用圧電
素子(e)(f)の極性を互に逆方向にして同一のクラ
ンプ用駆動回路(D1)に接続したことを特徴とする圧
電アクチュエータ。
1) A plunger (P) is disposed on the holder (H) so as to be movable on its axis, and a fixed-side clamping piezoelectric element (e) is attached to the outer periphery of the plunger (P), and one end is attached to the holder (H). ), and a stroke piezoelectric element (g) with a moving side clamping piezoelectric element (f) fixed at the other end, each piezoelectric element (
e) A piezoelectric device configured to actuate each piezoelectric element (e), (f), and (g) by applying a driving voltage to each of (f) and (g) to move the plunger (P) forward and backward in the axial direction. A piezoelectric actuator (A) characterized in that the clamping piezoelectric elements (e) and (f) are connected to the same clamping drive circuit (D1) with polarities opposite to each other.
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