JPH05300760A - 圧電アクチュエ−タ及び圧電アクチュエ−タの変位検出方法 - Google Patents
圧電アクチュエ−タ及び圧電アクチュエ−タの変位検出方法Info
- Publication number
- JPH05300760A JPH05300760A JP4119847A JP11984792A JPH05300760A JP H05300760 A JPH05300760 A JP H05300760A JP 4119847 A JP4119847 A JP 4119847A JP 11984792 A JP11984792 A JP 11984792A JP H05300760 A JPH05300760 A JP H05300760A
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- JP
- Japan
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- displacement
- piezoelectric element
- actuator
- rod
- casing
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- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電素子を用いる伸展型アクチュエ−タ全体
の変位を正確に測定する機構及び方法を提供することを
目的とする。 【構成】 ケ−シングと該ケ−シング内を摺動するロッ
ドを有し、該ケ−シングと該ロッド間に圧電素子を有
し、変位検出機構として非接触変位計及び変位計タ−ゲ
ットを備えた圧電素子を用いた伸展型アクチュエ−タに
おいて、一つは前記ロッドの圧電素子支持部と反対側端
部にフランジを設け、前記変位計タ−ゲットを該フラン
ジに取り付けた延長シリンダ−の先端に取り付け、該延
長シリンダ−は該フランジと固定フランジ間に力が作用
しても縮みや伸びの影響を受けないようにした。他方は
圧電素子外の構成部品のひずみを測定するひずみゲ−ジ
を前記ロッド上に備え、圧電素子の変位から圧電素子以
外の構成部品の変位を差し引くことによってアクチュエ
−タ全体変位を求めるようにした。
の変位を正確に測定する機構及び方法を提供することを
目的とする。 【構成】 ケ−シングと該ケ−シング内を摺動するロッ
ドを有し、該ケ−シングと該ロッド間に圧電素子を有
し、変位検出機構として非接触変位計及び変位計タ−ゲ
ットを備えた圧電素子を用いた伸展型アクチュエ−タに
おいて、一つは前記ロッドの圧電素子支持部と反対側端
部にフランジを設け、前記変位計タ−ゲットを該フラン
ジに取り付けた延長シリンダ−の先端に取り付け、該延
長シリンダ−は該フランジと固定フランジ間に力が作用
しても縮みや伸びの影響を受けないようにした。他方は
圧電素子外の構成部品のひずみを測定するひずみゲ−ジ
を前記ロッド上に備え、圧電素子の変位から圧電素子以
外の構成部品の変位を差し引くことによってアクチュエ
−タ全体変位を求めるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子を用いる伸展
型アクチュエ−タに関し、特にアクチュエ−タ全体の変
位（伸び又は縮み）を正確に測定できる機構を備えたア
クチュエ−タ及び伸び（又は縮み）を測定する方法に関
するものである。
型アクチュエ−タに関し、特にアクチュエ−タ全体の変
位（伸び又は縮み）を正確に測定できる機構を備えたア
クチュエ−タ及び伸び（又は縮み）を測定する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば図９の如き宇宙構造物ａは地上で
は折りたたんだ状態でロケットに載せられ、宇宙空間に
到着した後、展開されて正規の構造物の形になる。宇宙
空間では空気がないため、展開時の衝撃で発生した振動
が持続され減衰しにくいという状況が考えられる。そこ
でアクチュエ−タを構造物内に組み込んでおき、それに
より振動を打ち消すよう力を発生させて積極的に振動制
御を行う方法が考えられている。図９に示したのは構造
物ａがトラス状をしている場合で、３つのアクチュエ−
タｂ1，ｂ2，ｂ3が下部に設けられている。もちろんア
クチュエ−タは１本用いる場合も３本以上用いる場合も
ある。
は折りたたんだ状態でロケットに載せられ、宇宙空間に
到着した後、展開されて正規の構造物の形になる。宇宙
空間では空気がないため、展開時の衝撃で発生した振動
が持続され減衰しにくいという状況が考えられる。そこ
でアクチュエ−タを構造物内に組み込んでおき、それに
より振動を打ち消すよう力を発生させて積極的に振動制
御を行う方法が考えられている。図９に示したのは構造
物ａがトラス状をしている場合で、３つのアクチュエ−
タｂ1，ｂ2，ｂ3が下部に設けられている。もちろんア
クチュエ−タは１本用いる場合も３本以上用いる場合も
ある。
【０００３】さて、図１に示すように従来の圧電素子を
用いたアクチュエ−タは、アクチュエ−タ内部に非接触
変位計９と変位計タ−ゲット８を用いてアクチュエ−タ
全体の変位を測定しようとしている。図４はアクチュエ
−タの変形を等価的なバネモデルで示している。１３を
アクチュエ−タが接続された物体の拘束を表わす等価的
なばねとすると、アクチュエ−タ全体の変位は△ｂで示
される。図４の(ａ)と(ｂ)にそれぞれアクチュエ−タを
停止した状態及び圧電素子に電圧を加えアクチュエ−タ
を駆動した状態を示すが、図１に示す従来のアクチュエ
−タの変位測定機構では、図４に示す△ａ即ち圧電素子
の変位が測定できるにすぎない。もしＫａ＜＜Ｋｂの条
件が満されれば、△ｂ＝△ａとみなすことができるが、
一般的にはＫａ≧Ｋｂとなるため、１２で示されるロッ
ド等の部分が縮み(又は伸び)て△ｂ＜△ａとなり、アク
チュエ−タの全体としての伸び（又は縮み）量を正しく
測定することができないという欠点がある。
用いたアクチュエ−タは、アクチュエ−タ内部に非接触
変位計９と変位計タ−ゲット８を用いてアクチュエ−タ
全体の変位を測定しようとしている。図４はアクチュエ
−タの変形を等価的なバネモデルで示している。１３を
アクチュエ−タが接続された物体の拘束を表わす等価的
なばねとすると、アクチュエ−タ全体の変位は△ｂで示
される。図４の(ａ)と(ｂ)にそれぞれアクチュエ−タを
停止した状態及び圧電素子に電圧を加えアクチュエ−タ
を駆動した状態を示すが、図１に示す従来のアクチュエ
−タの変位測定機構では、図４に示す△ａ即ち圧電素子
の変位が測定できるにすぎない。もしＫａ＜＜Ｋｂの条
件が満されれば、△ｂ＝△ａとみなすことができるが、
一般的にはＫａ≧Ｋｂとなるため、１２で示されるロッ
ド等の部分が縮み(又は伸び)て△ｂ＜△ａとなり、アク
チュエ−タの全体としての伸び（又は縮み）量を正しく
測定することができないという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の問題点に鑑
み、本発明は圧電素子を用いる伸展型アクチュエ−タ全
体の変位を正確に測定できる機構を備えたアクチュエ−
タの伸び又は縮みを正確に測定する機構及び方法を提供
することを目的とする。
み、本発明は圧電素子を用いる伸展型アクチュエ−タ全
体の変位を正確に測定できる機構を備えたアクチュエ−
タの伸び又は縮みを正確に測定する機構及び方法を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】ケ−シングと該ケ−シン
グ内を摺動するロッドを有し、さらに該ケ−シングと該
ロッド間に圧電素子を有し、変位検出機構として非接触
変位計及び変位計タ−ゲットを備えた圧電素子を用いた
伸展型アクチュエ−タにおいて、前記ロッドの圧電素子
支持部と反対側端部にフランジを設け、前記変位計タ−
ゲットを該フランジに取り付けた延長シリンダ−の先端
に取付け、該延長シリンダ−は該フランジと固定フラン
ジ間に力が作用しても縮みや伸びの影響を受けないよう
にした。又、ケ−シングと該ケ−シング内を摺動するロ
ッドを有し、さらに該ケ−シングと該ロッド間に圧電素
子を有し、変位検出機構として非接触変位計及び変位計
タ−ゲットを備えた圧電素子を用いた伸展型アクチュエ
−タにおいて、圧電素子の変位を測定する非接触変位計
と圧電素子以外の構成部品のひずみを測定するひずみゲ
−ジを前記ロッド上に備え、圧電素子の変位から圧電素
子以外の構成部品の縮み（又は伸び）による変位を差し
引くことによってアクチュエ−タ全体変位を求めるよう
にした。
グ内を摺動するロッドを有し、さらに該ケ−シングと該
ロッド間に圧電素子を有し、変位検出機構として非接触
変位計及び変位計タ−ゲットを備えた圧電素子を用いた
伸展型アクチュエ−タにおいて、前記ロッドの圧電素子
支持部と反対側端部にフランジを設け、前記変位計タ−
ゲットを該フランジに取り付けた延長シリンダ−の先端
に取付け、該延長シリンダ−は該フランジと固定フラン
ジ間に力が作用しても縮みや伸びの影響を受けないよう
にした。又、ケ−シングと該ケ−シング内を摺動するロ
ッドを有し、さらに該ケ−シングと該ロッド間に圧電素
子を有し、変位検出機構として非接触変位計及び変位計
タ−ゲットを備えた圧電素子を用いた伸展型アクチュエ
−タにおいて、圧電素子の変位を測定する非接触変位計
と圧電素子以外の構成部品のひずみを測定するひずみゲ
−ジを前記ロッド上に備え、圧電素子の変位から圧電素
子以外の構成部品の縮み（又は伸び）による変位を差し
引くことによってアクチュエ−タ全体変位を求めるよう
にした。
【０００６】
【実施例】本発明によるアクチュエ−タの構造を図５及
び図６に示す。変位検出機構としては従来と同じ非接触
変位計９と変位計タ−ゲット８を用いている。変位計タ
−ゲット８は、アクチュエ−タ端部の可動側取付フラン
ジ１４に取付けられた延長シリンダ−６′の先端に設置
される。また非接触変位計９は固定側フランジ１５に直
接取付けられている。
び図６に示す。変位検出機構としては従来と同じ非接触
変位計９と変位計タ−ゲット８を用いている。変位計タ
−ゲット８は、アクチュエ−タ端部の可動側取付フラン
ジ１４に取付けられた延長シリンダ−６′の先端に設置
される。また非接触変位計９は固定側フランジ１５に直
接取付けられている。
【０００７】このように、変位計タ−ゲット８の設置さ
れる延長シリンダ−６′が可動側フランジ１４に取付け
られているので、固定側フランジ１５と可動側取付フラ
ンジ１４間に力が作用した場合においても、可動側ロッ
ド１に生じる縮み(又は伸び)の影響を直接受けない構造
となっている。このため可動側取付フランジ１４の動き
(変位)をそのまま変位計タ−ゲット８に伝えることがで
きる。その動きは、固定側フランジ１５に直接取付けら
れた非接触変位計９で検出されるので、この出力がその
ままアクチュエ−タ全体の変位を正確に表わすことがで
きる。
れる延長シリンダ−６′が可動側フランジ１４に取付け
られているので、固定側フランジ１５と可動側取付フラ
ンジ１４間に力が作用した場合においても、可動側ロッ
ド１に生じる縮み(又は伸び)の影響を直接受けない構造
となっている。このため可動側取付フランジ１４の動き
(変位)をそのまま変位計タ−ゲット８に伝えることがで
きる。その動きは、固定側フランジ１５に直接取付けら
れた非接触変位計９で検出されるので、この出力がその
ままアクチュエ−タ全体の変位を正確に表わすことがで
きる。
【０００８】次に圧電アクチュエ−タの変位検出方法の
実施例を図７と図８に基いて説明する。図７はアクチュ
エ−タの内部断面を示す。図１と比べ明らかなように、
可動側ロッド１には補償機構のセンサ−となるひずみゲ
−ジ１８を取付けている。このひずみゲ−ジ１８の出力
と従来より取付けられている非接触変位計９の出力を用
いて、図８に示すロジックによってアクチュエ−タ全体
の伸び（又は縮み）を測定する。
実施例を図７と図８に基いて説明する。図７はアクチュ
エ−タの内部断面を示す。図１と比べ明らかなように、
可動側ロッド１には補償機構のセンサ−となるひずみゲ
−ジ１８を取付けている。このひずみゲ−ジ１８の出力
と従来より取付けられている非接触変位計９の出力を用
いて、図８に示すロジックによってアクチュエ−タ全体
の伸び（又は縮み）を測定する。
【０００９】この構成であるから、先ず図４において圧
電素子１１に通電しない状態（図４(ａ)）で固定側ロッ
ド１０と可動側ロッド１の間に外力を加え、その時の固
定側ロッド１０と可動側ロッド１間の相対変位と非接触
変位計９の出力及びひずみゲ−ジ１８の発生ひずみの関
係を求める。この結果より圧電素子４以外のロッド等の
ちぢみ△′ｂと発生ひずみの関係を予め求めておく。
電素子１１に通電しない状態（図４(ａ)）で固定側ロッ
ド１０と可動側ロッド１の間に外力を加え、その時の固
定側ロッド１０と可動側ロッド１間の相対変位と非接触
変位計９の出力及びひずみゲ−ジ１８の発生ひずみの関
係を求める。この結果より圧電素子４以外のロッド等の
ちぢみ△′ｂと発生ひずみの関係を予め求めておく。
【００１０】次に通電した時のアクチュエ−タ全体の伸
び（又は縮み）の測定について述べる。先ず、非接触変
位計９の出力から従来と同様に圧電素子の伸び（又は縮
み）△ａを求める。これと同時にその時のひずみゲ−ジ
１８の出力を用いて前掲の関係に従い、圧電素子以外の
ロッド等のちぢみ△′ｂを求め圧電素子４の伸び（又は
縮み）から差し引けば、アクチュエ−タ全体としての伸
び（又は縮み）△ｂを求めることができる。
び（又は縮み）の測定について述べる。先ず、非接触変
位計９の出力から従来と同様に圧電素子の伸び（又は縮
み）△ａを求める。これと同時にその時のひずみゲ−ジ
１８の出力を用いて前掲の関係に従い、圧電素子以外の
ロッド等のちぢみ△′ｂを求め圧電素子４の伸び（又は
縮み）から差し引けば、アクチュエ−タ全体としての伸
び（又は縮み）△ｂを求めることができる。
【００１１】
【効果】変位検出機構として非接触変位計９及び変位計
タ−ゲット８を備えた圧電素子を用いた伸展型アクチュ
エ−タにおいて、該変位計タ−ゲット８を可動側取付フ
ランジ１４に取り付けた延長シリンダ−６′の先端に取
付けたので、延長シリンダ−６′は可動側取付フランジ
１４と固定フランジ１５間に力が作用しても縮みや伸び
の影響を受けないので正確な測定が可能となった。
タ−ゲット８を備えた圧電素子を用いた伸展型アクチュ
エ−タにおいて、該変位計タ−ゲット８を可動側取付フ
ランジ１４に取り付けた延長シリンダ−６′の先端に取
付けたので、延長シリンダ−６′は可動側取付フランジ
１４と固定フランジ１５間に力が作用しても縮みや伸び
の影響を受けないので正確な測定が可能となった。
【００１２】又圧電素子４の変位を測定する非接触変位
計９と圧電素子外の構成部品のひずみを測定するひずみ
ゲ−ジ１８を備え、圧電素子４の変位から圧電素子外の
構成部品の縮み（又は伸び）による変位を差し引くこと
によってアクチュエ−タ全体変位を求めるようにしたの
で、この方法により、アクチュエ−タ全体の変位を正確
に測定することが可能となった。
計９と圧電素子外の構成部品のひずみを測定するひずみ
ゲ−ジ１８を備え、圧電素子４の変位から圧電素子外の
構成部品の縮み（又は伸び）による変位を差し引くこと
によってアクチュエ−タ全体変位を求めるようにしたの
で、この方法により、アクチュエ−タ全体の変位を正確
に測定することが可能となった。
【図１】従来の圧電アクチュエ−タ。
【図２】図１のＩＩ矢視図。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図。
【図４】図１のアクチュエ−タの等価モデル図。
【図５】図５(ａ)は本発明の圧電アクチュエ−タ。図５
(ｂ)は図５(ａ)のＢ−Ｂ断面図。
(ｂ)は図５(ａ)のＢ−Ｂ断面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図７】本発明圧電アクチュエ−タの変位検出方法を実
施するひずみゲ−ジを備えたアクチュエ−タを示す。
施するひずみゲ−ジを備えたアクチュエ−タを示す。
【図８】同じく変位検出方法に係るロジック図。
【図９】本発明が実施される宇宙構造物の一例を示す。
１ 可動側ロッド ２ 圧電素子支持部 ３ 予圧用バネ ４ 圧電素子 ５ ケ−シング ６ 延長ロッド ６′ 延長シリンダ− ７ 圧電素子支持部 ８ 変位計タ−ゲット ９ 非接触変位計 １０ 固定側ロッド １１ 圧電素子の等
価バネ １２ ロッド等圧電素子外の等価バネ １３ アクチュエ−タ拘束条件相当のバネ １４ 可動側取付フランジ １５ 固定側取付フ
ランジ １６ 穴 １７ カバ− １８ ひずみゲ−ジ
価バネ １２ ロッド等圧電素子外の等価バネ １３ アクチュエ−タ拘束条件相当のバネ １４ 可動側取付フランジ １５ 固定側取付フ
ランジ １６ 穴 １７ カバ− １８ ひずみゲ−ジ
Claims (2)
- 【請求項１】 ケ−シングと該ケ−シング内を摺動する
ロッドを有し、さらに該ケ−シングと該ロッド間に圧電
素子を有し、変位検出機構として非接触変位計及び変位
計タ−ゲットを備えた圧電素子を用いた伸展型アクチュ
エ−タにおいて、前記ロッドの圧電素子支持部と反対側
端部にフランジを設け、前記変位計タ−ゲットを該フラ
ンジに取り付けた延長シリンダ−の先端に取り付け、該
延長シリンダ−は該フランジと固定フランジ間に力が作
用しても縮みや伸びの影響を受けないようにしたことを
特徴とする圧電アクチュエ−タ。 - 【請求項２】 ケ−シングと該ケ−シング内を摺動する
ロッドを有し、さらに該ケ−シングと該ロッド間に圧電
素子を有し、変位検出機構として非接触変位計及び変位
計タ−ゲットを備えた圧電素子を用いた伸展型アクチュ
エ−タにおいて、圧電素子の変位を測定する非接触変位
計と圧電素子以外の構成部品のひずみを測定するひずみ
ゲ−ジを前記ロッド上に備え、圧電素子の変位から圧電
素子以外の構成部品の縮み（又は伸び）による変位を差
し引くことによってアクチュエ−タ全体変位を求めるよ
うにした圧電アクチュエ−タの変位検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119847A JPH05300760A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 圧電アクチュエ−タ及び圧電アクチュエ−タの変位検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119847A JPH05300760A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 圧電アクチュエ−タ及び圧電アクチュエ−タの変位検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05300760A true JPH05300760A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14771742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4119847A Pending JPH05300760A (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 圧電アクチュエ−タ及び圧電アクチュエ−タの変位検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05300760A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117411343A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-16 | 上海隐冠半导体技术有限公司 | 压电致动器 |
-
1992
- 1992-04-15 JP JP4119847A patent/JPH05300760A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117411343A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-16 | 上海隐冠半导体技术有限公司 | 压电致动器 |
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