JPH08105407A - 圧電・油圧ハイブリッドアクチュエータ - Google Patents
圧電・油圧ハイブリッドアクチュエータInfo
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- JPH08105407A JPH08105407A JP6241111A JP24111194A JPH08105407A JP H08105407 A JPH08105407 A JP H08105407A JP 6241111 A JP6241111 A JP 6241111A JP 24111194 A JP24111194 A JP 24111194A JP H08105407 A JPH08105407 A JP H08105407A
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- piezoelectric element
- end plate
- piezoelectric
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気モータや油圧ポンプ等の油圧機器を使用
せずに、ピストンを直線運動させるアクチュエータを提
供することを目的とする。 【構成】 シリンダ１の両端を油密状態で貫通している
ピストンロッド２をそれぞれ設けた第一及び第二端板３
ｂ、３ｃと中間の円筒体３ａよりなる第一ピストン３
と、第一ピストン内で第一圧電素子６で第一端板側に連
結されている第二ピストン４と、第二ピストン内で第二
圧電素子７で第一ピストンの第二端板と連結されている
第三ピストン５よりなり、第二及び第三ピストンには同
一円周上の同じ位置にそれぞれ逆方向に流通可能なチェ
ック弁４ｄ、５ｅ及び４ｅ、５ｄが分散配置され、シリ
ンダの内部空間には油が充満している。
せずに、ピストンを直線運動させるアクチュエータを提
供することを目的とする。 【構成】 シリンダ１の両端を油密状態で貫通している
ピストンロッド２をそれぞれ設けた第一及び第二端板３
ｂ、３ｃと中間の円筒体３ａよりなる第一ピストン３
と、第一ピストン内で第一圧電素子６で第一端板側に連
結されている第二ピストン４と、第二ピストン内で第二
圧電素子７で第一ピストンの第二端板と連結されている
第三ピストン５よりなり、第二及び第三ピストンには同
一円周上の同じ位置にそれぞれ逆方向に流通可能なチェ
ック弁４ｄ、５ｅ及び４ｅ、５ｄが分散配置され、シリ
ンダの内部空間には油が充満している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業用マニピュレータ、
或いは人間型ロボットに使用する関節駆動用アクチュエ
ータに関する。
或いは人間型ロボットに使用する関節駆動用アクチュエ
ータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から多く使用されて来たものとし
て、電気モータがある。電気モータは高速であるが、単
体としての発生トルクは小さいので、高い減速比を持っ
た減速機を介して関節軸を駆動している。
て、電気モータがある。電気モータは高速であるが、単
体としての発生トルクは小さいので、高い減速比を持っ
た減速機を介して関節軸を駆動している。
【０００３】又、油圧ピストン・シリンダ、油圧ロータ
リアクチュエータも従来から使用されている。これら油
圧アクチュエータを使用する場合には、油圧ポンプ並び
に油圧サーボ弁を外部に持たなければならない。
リアクチュエータも従来から使用されている。これら油
圧アクチュエータを使用する場合には、油圧ポンプ並び
に油圧サーボ弁を外部に持たなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、関節軸の剛性
は非常に大きくなり、ロボットのリンクに加わる外力に
対して柔軟に対応することが好ましい。しかし電気モー
タを使用する場合には、高い減速比を持った減速機を使
用しているので、ロボットのリンクに加わる外力に対し
て柔軟に対応することは不可能である。又、従来のサー
ボ弁を使用する限りでは電気モータと同様にリンクに加
わる外力に対してコンプライアントに応答することは困
難であると共に、油圧機器では外部に油圧ポンプ等の付
属装置が必要である。
は非常に大きくなり、ロボットのリンクに加わる外力に
対して柔軟に対応することが好ましい。しかし電気モー
タを使用する場合には、高い減速比を持った減速機を使
用しているので、ロボットのリンクに加わる外力に対し
て柔軟に対応することは不可能である。又、従来のサー
ボ弁を使用する限りでは電気モータと同様にリンクに加
わる外力に対してコンプライアントに応答することは困
難であると共に、油圧機器では外部に油圧ポンプ等の付
属装置が必要である。
【０００５】本発明は上述の問題を解決して、油圧のピ
ストン、シリンダのピストン内に圧電素子を組み込み、
油圧ポンプ及びサーボ弁を使用することなしに、ピスト
ンを直線運動させるアクチュエータを提供することであ
る。
ストン、シリンダのピストン内に圧電素子を組み込み、
油圧ポンプ及びサーボ弁を使用することなしに、ピスト
ンを直線運動させるアクチュエータを提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、円筒体１ａ及び蓋１ｂよりなるシリンダ１と、こ
のシリンダ１の両端を油密状態で貫通しているピストン
ロッド２をそれぞれ設けた両端の第一及び第二端板３
ｂ、３ｃと中間の円筒体３ａとよりなる第一ピストン３
と、この第一ピストン３内で第一圧電素子６で第一端板
３ｂ側に連結されている第二ピストン４と、この第二ピ
ストン４内で第二圧電素子７で第一ピストン３の第二端
板３ｃと連結されている第三ピストン５とよりなり、第
二及び第三ピストン４、５には同一円周上の同じ位置に
それぞれ逆方向に流通方向を持ったチェック弁４ｄ、５
ｅ及び４ｅ、５ｄが分散配置されており、かつシリンダ
１、第一ピストン３、第二ピストン４及び第三ピストン
５の内部空間には油が充満しているものである。
めに、円筒体１ａ及び蓋１ｂよりなるシリンダ１と、こ
のシリンダ１の両端を油密状態で貫通しているピストン
ロッド２をそれぞれ設けた両端の第一及び第二端板３
ｂ、３ｃと中間の円筒体３ａとよりなる第一ピストン３
と、この第一ピストン３内で第一圧電素子６で第一端板
３ｂ側に連結されている第二ピストン４と、この第二ピ
ストン４内で第二圧電素子７で第一ピストン３の第二端
板３ｃと連結されている第三ピストン５とよりなり、第
二及び第三ピストン４、５には同一円周上の同じ位置に
それぞれ逆方向に流通方向を持ったチェック弁４ｄ、５
ｅ及び４ｅ、５ｄが分散配置されており、かつシリンダ
１、第一ピストン３、第二ピストン４及び第三ピストン
５の内部空間には油が充満しているものである。
【０００７】第一ピストン３は円筒体３ａと両端に第一
端板３ｂ及び第二端板３ｃと第一端板３ｂの外側軸方向
に設けた圧電素子収納部３ｄよりなり、かつ圧電素子収
納部３ｄ及び第二端板３ｃにそれぞれピストンロッド２
を設けて軸方向に摺動可能に保持し、かつ第一及び第二
端板３ｂ、３ｃには中間の円周上に一定間隔で油流通孔
３ｅが穿設されているものである。
端板３ｂ及び第二端板３ｃと第一端板３ｂの外側軸方向
に設けた圧電素子収納部３ｄよりなり、かつ圧電素子収
納部３ｄ及び第二端板３ｃにそれぞれピストンロッド２
を設けて軸方向に摺動可能に保持し、かつ第一及び第二
端板３ｂ、３ｃには中間の円周上に一定間隔で油流通孔
３ｅが穿設されているものである。
【０００８】第二ピストン４は第一端板３ｂ側から駆動
板４ａと、この駆動板４ａの周囲で螺合し、先端側で内
径及び外径ともに小径となっていて厚肉部を構成してい
る円筒体４ｂと、この円筒体４ｂの先端側に設けられた
チェック弁蓋４ｃとからなり、この厚肉部に一定間隔で
交互に流通方向が逆方向となるように複数個の分散配置
されたチェック弁４ｄ、４ｅと、駆動板４ａに第一端板
３ｂの油流通孔３ｅの位置と一致するように分散配置さ
れた油流通孔４ｆが穿設してあり、かつ駆動板４ａと圧
電素子収納部３ｄの奥部との間に挿入された第一圧電素
子６で前記第一ピストン３と連結されているものであ
る。
板４ａと、この駆動板４ａの周囲で螺合し、先端側で内
径及び外径ともに小径となっていて厚肉部を構成してい
る円筒体４ｂと、この円筒体４ｂの先端側に設けられた
チェック弁蓋４ｃとからなり、この厚肉部に一定間隔で
交互に流通方向が逆方向となるように複数個の分散配置
されたチェック弁４ｄ、４ｅと、駆動板４ａに第一端板
３ｂの油流通孔３ｅの位置と一致するように分散配置さ
れた油流通孔４ｆが穿設してあり、かつ駆動板４ａと圧
電素子収納部３ｄの奥部との間に挿入された第一圧電素
子６で前記第一ピストン３と連結されているものであ
る。
【０００９】第三ピストン５は第二端板３ｃ側から圧電
素子収納部５ａと、円筒体５ｂと、蓋部５ｃとからな
り、この円筒体５ｂ部分に前記第二ピストン４のチェッ
ク弁４ｄ、４ｅと一致する位置に、かつこのチェック弁
４ｄ、４ｅと流通方向が逆方向に設けられたチェック弁
５ｅ、５ｄとを具備しており、かつ圧電素子収納部５ａ
内でこの奥部と第一ピストン３の第二端板３ｃから圧電
素子収納部５ａ内に延伸している支持棒３ｆの先端部と
の間に挿入された円筒状の第二圧電素子７で第一ピスト
ン３と第三ピストン５とが連結されているものである。
素子収納部５ａと、円筒体５ｂと、蓋部５ｃとからな
り、この円筒体５ｂ部分に前記第二ピストン４のチェッ
ク弁４ｄ、４ｅと一致する位置に、かつこのチェック弁
４ｄ、４ｅと流通方向が逆方向に設けられたチェック弁
５ｅ、５ｄとを具備しており、かつ圧電素子収納部５ａ
内でこの奥部と第一ピストン３の第二端板３ｃから圧電
素子収納部５ａ内に延伸している支持棒３ｆの先端部と
の間に挿入された円筒状の第二圧電素子７で第一ピスト
ン３と第三ピストン５とが連結されているものである。
【００１０】
【作用】上述のように、２個の圧電素子を同時に、又は
片方のみを荷電、無荷電状態にすることにより、第二及
び第三ピストン４、５を移動させることになり、シリン
ダ１内に充満している油が右室又は左室に移動する結
果、第一ピストン３及びピストンロッド２が左又は右に
移動する。
片方のみを荷電、無荷電状態にすることにより、第二及
び第三ピストン４、５を移動させることになり、シリン
ダ１内に充満している油が右室又は左室に移動する結
果、第一ピストン３及びピストンロッド２が左又は右に
移動する。
【００１１】更に、第一圧電素子６を荷電、第二圧電素
子７を無荷電状態（状態２）を保持すれば、油は左右両
室間の移動が可能で、アクチュエータを外部負荷に柔軟
に対応出来る。
子７を無荷電状態（状態２）を保持すれば、油は左右両
室間の移動が可能で、アクチュエータを外部負荷に柔軟
に対応出来る。
【００１２】
【実施例】図１、図２、図３は本発明のアクチュエータ
の断面図で、図１は両方の圧電素子が無荷電の状態（状
態１）、図２は第二ピストン側の圧電素子は荷電、第三
ピストン側の圧電素子は無荷電の状態（状態２）、図３
は両方の圧電素子が荷電の状態（状態３）の断面図であ
る。ただし、図２、図３とも動作状態を理解し易いよう
に、第二ピストン、第三ピストンとも移動範囲を実際よ
りはるかに大きく表示してあるため、各所のＯリングの
潰れ状態は誇張して表示してある。
の断面図で、図１は両方の圧電素子が無荷電の状態（状
態１）、図２は第二ピストン側の圧電素子は荷電、第三
ピストン側の圧電素子は無荷電の状態（状態２）、図３
は両方の圧電素子が荷電の状態（状態３）の断面図であ
る。ただし、図２、図３とも動作状態を理解し易いよう
に、第二ピストン、第三ピストンとも移動範囲を実際よ
りはるかに大きく表示してあるため、各所のＯリングの
潰れ状態は誇張して表示してある。
【００１３】このアクチュエーターの構成は、円筒体１
ａ及び蓋１ｂよりなるシリンダ１と、このシリンダ１の
円筒体１ａの底部及び蓋１ｂを油密状態で貫通している
ピストンロッド２をそれぞれ設けた両端の第一及び第二
端板３ｂ、３ｃと中間の円筒体３ａとよりなる第一ピス
トン３と、この第一ピストン３内で第一圧電素子６で第
一端板３ｂ側に連結されている第二ピストン４と、この
第二ピストン４内で第二圧電素子７で第一ピストン３の
第二端板３ｃと連結されている第三ピストン５とよりな
る。
ａ及び蓋１ｂよりなるシリンダ１と、このシリンダ１の
円筒体１ａの底部及び蓋１ｂを油密状態で貫通している
ピストンロッド２をそれぞれ設けた両端の第一及び第二
端板３ｂ、３ｃと中間の円筒体３ａとよりなる第一ピス
トン３と、この第一ピストン３内で第一圧電素子６で第
一端板３ｂ側に連結されている第二ピストン４と、この
第二ピストン４内で第二圧電素子７で第一ピストン３の
第二端板３ｃと連結されている第三ピストン５とよりな
る。
【００１４】第二及び第三ピストン４、５には同一円周
上の同じ位置にそれぞれ逆方向に流通方向を持ったチェ
ック弁４ｄ、５ｅ及び４ｅ、５ｄが分散配置されてお
り、かつシリンダ１、第一ピストン３、第二ピストン４
及び第三ピストン５の内部空間には油が充満しているも
のである。
上の同じ位置にそれぞれ逆方向に流通方向を持ったチェ
ック弁４ｄ、５ｅ及び４ｅ、５ｄが分散配置されてお
り、かつシリンダ１、第一ピストン３、第二ピストン４
及び第三ピストン５の内部空間には油が充満しているも
のである。
【００１５】第一ピストン３は円筒体３ａと両端に第一
端板３ｂ及び第二端板３ｃと第一端板３ｂの外側軸方向
に設けた圧電素子収納部３ｄよりなり、かつ圧電素子収
納部３ｄ及び第二端板３ｃにそれぞれピストンロッド２
を設けて軸方向に摺動可能に保持し、かつ第一及び第二
端板３ｂ、３ｃには中間の円周上に一定間隔で油流通孔
３ｅが穿設されている。
端板３ｂ及び第二端板３ｃと第一端板３ｂの外側軸方向
に設けた圧電素子収納部３ｄよりなり、かつ圧電素子収
納部３ｄ及び第二端板３ｃにそれぞれピストンロッド２
を設けて軸方向に摺動可能に保持し、かつ第一及び第二
端板３ｂ、３ｃには中間の円周上に一定間隔で油流通孔
３ｅが穿設されている。
【００１６】第二ピストン４は第一端板３ｂ側から駆動
板４ａと、この駆動板４ａの周囲で螺合し、先端側で内
径及び外径ともに小径となっていて厚肉部を構成してい
る円筒体４ｂと、この円筒体４ｂの先端側に設けられた
チェック弁蓋４ｃとからなり、この厚肉部に一定間隔で
交互に流通方向が逆方向となるように複数個の分散配置
されたチェック弁４ｄ、４ｅと、駆動板４ａに第一端板
３ｂの油流通孔３ｅの位置と一致するように分散配置さ
れた油流通孔４ｆが穿設してあり、かつ駆動板４ａと圧
電素子収納部３ｄの奥部との間に挿入された第一圧電素
子６で第一ピストン３と連結されている。
板４ａと、この駆動板４ａの周囲で螺合し、先端側で内
径及び外径ともに小径となっていて厚肉部を構成してい
る円筒体４ｂと、この円筒体４ｂの先端側に設けられた
チェック弁蓋４ｃとからなり、この厚肉部に一定間隔で
交互に流通方向が逆方向となるように複数個の分散配置
されたチェック弁４ｄ、４ｅと、駆動板４ａに第一端板
３ｂの油流通孔３ｅの位置と一致するように分散配置さ
れた油流通孔４ｆが穿設してあり、かつ駆動板４ａと圧
電素子収納部３ｄの奥部との間に挿入された第一圧電素
子６で第一ピストン３と連結されている。
【００１７】第三ピストン５は第二端板３ｃ側から圧電
素子収納部５ａと、円筒体５ｂと、蓋部５ｃとからな
り、この円筒体５ｂ部分に前記第二ピストン４のチェッ
ク弁４ｄ、４ｅと一致する位置に、かつこのチェック弁
４ｄ、４ｅと流通方向が逆方向に設けられたチェック弁
５ｅ、５ｄとを具備しており、かつ圧電素子収納部５ａ
内でこの奥部と第一ピストン３の第二端板３ｃから圧電
素子収納部５ａ内に延伸している支持棒３ｆの先端部と
の間に挿入された円筒状の第二圧電素子７で第一ピスト
ン３と第三ピストン５とが連結されている。
素子収納部５ａと、円筒体５ｂと、蓋部５ｃとからな
り、この円筒体５ｂ部分に前記第二ピストン４のチェッ
ク弁４ｄ、４ｅと一致する位置に、かつこのチェック弁
４ｄ、４ｅと流通方向が逆方向に設けられたチェック弁
５ｅ、５ｄとを具備しており、かつ圧電素子収納部５ａ
内でこの奥部と第一ピストン３の第二端板３ｃから圧電
素子収納部５ａ内に延伸している支持棒３ｆの先端部と
の間に挿入された円筒状の第二圧電素子７で第一ピスト
ン３と第三ピストン５とが連結されている。
【００１８】なお、Ｏリングがシリンダ１と第一ピスト
ン３間に２本、第一ピストン３と第二ピストン４間に２
本、第二ピストン４と第三ピストン５間に１本、及びピ
ストンロッド２とシリンダ１の円筒体１ａの底部及び蓋
１ｂ間にそれぞれ１本づつが挿入されて油密状態で保持
されている。なお、上記各図面には、圧電素子に電圧を
印加するリード線は省略してある。
ン３間に２本、第一ピストン３と第二ピストン４間に２
本、第二ピストン４と第三ピストン５間に１本、及びピ
ストンロッド２とシリンダ１の円筒体１ａの底部及び蓋
１ｂ間にそれぞれ１本づつが挿入されて油密状態で保持
されている。なお、上記各図面には、圧電素子に電圧を
印加するリード線は省略してある。
【００１９】次に、このアクチュエータの動作について
説明する。説明の都合上、図１を状態１、図２を状態
２、図３を状態３として説明する。
説明する。説明の都合上、図１を状態１、図２を状態
２、図３を状態３として説明する。
【００２０】ピストンロッド２を右方向に移動させるた
めの駆動方法は、両方の圧電素子６、７が無荷電の状態
１から第一圧電素子６のみに荷電した状態２にすると、
第二ピストン４は右方向に移動する。油はチェック弁５
ｄを通り、第二ピストン４と第三ピストン５との間に出
来るギャップに入り状態２となる。
めの駆動方法は、両方の圧電素子６、７が無荷電の状態
１から第一圧電素子６のみに荷電した状態２にすると、
第二ピストン４は右方向に移動する。油はチェック弁５
ｄを通り、第二ピストン４と第三ピストン５との間に出
来るギャップに入り状態２となる。
【００２１】続いて第二圧電素子７にも荷電すると第三
ピストン５が右方向に移動し、ギャップに溜まっていた
油はチェック弁５ｅを通って左に移動し状態３となる。
この状態では第二及び第三ピストン４、５は再び接触し
た状態である。
ピストン５が右方向に移動し、ギャップに溜まっていた
油はチェック弁５ｅを通って左に移動し状態３となる。
この状態では第二及び第三ピストン４、５は再び接触し
た状態である。
【００２２】続いて両圧電素子６、７を同時に無荷電状
態にすると、第二及び第三ピストン４、５は同時に（接
触を保ったまま）左方向に移動しようとするが、油の流
通路が遮断されているため、第二及び第三ピストン４、
５の相対位置は動けないため、シリンダ１に対して充満
している油を介して固定状態であり、従って第一ピスト
ン３とピストンロッド２が右方向へ移動し再び状態１と
なる。
態にすると、第二及び第三ピストン４、５は同時に（接
触を保ったまま）左方向に移動しようとするが、油の流
通路が遮断されているため、第二及び第三ピストン４、
５の相対位置は動けないため、シリンダ１に対して充満
している油を介して固定状態であり、従って第一ピスト
ン３とピストンロッド２が右方向へ移動し再び状態１と
なる。
【００２３】つまり、右方向へ移動させる場合には、状
態１、状態２、状態３、状態１の順に変化するように第
一圧電素子６及び第二圧電素子７に荷電、無荷電を繰り
返すことにより第一ピストン３とピストンロッド２を何
回でも右方向に移動させることが可能である。
態１、状態２、状態３、状態１の順に変化するように第
一圧電素子６及び第二圧電素子７に荷電、無荷電を繰り
返すことにより第一ピストン３とピストンロッド２を何
回でも右方向に移動させることが可能である。
【００２４】なお、この場合、圧電素子の性質上、１パ
ルス電圧を印加した場合には一例として長さ方向で約４
０μｍと僅かな伸長しかしなくても、１０００Ｈｚのパ
ルス電圧を印加すれば１分間に４ｃｍ移動出来ることに
なる。
ルス電圧を印加した場合には一例として長さ方向で約４
０μｍと僅かな伸長しかしなくても、１０００Ｈｚのパ
ルス電圧を印加すれば１分間に４ｃｍ移動出来ることに
なる。
【００２５】ピストンロッド２を左方向に移動させるた
めの駆動方法は、両方の圧電素子６、７が無荷電の状態
１から第一及び第二圧電素子６、７を同時に荷電した状
態３にすると、第二及び第三ピストン４、５は接触を保
っているので、油が左室から右室への流動はなく、第一
ピストン３及びピストンロッド２は両圧電素子６、７の
伸長分だけ左方向に移動する。
めの駆動方法は、両方の圧電素子６、７が無荷電の状態
１から第一及び第二圧電素子６、７を同時に荷電した状
態３にすると、第二及び第三ピストン４、５は接触を保
っているので、油が左室から右室への流動はなく、第一
ピストン３及びピストンロッド２は両圧電素子６、７の
伸長分だけ左方向に移動する。
【００２６】続いて第二圧電素子７のみを無荷電の状態
２にすると第三ピストン５は左方向に移動し、油はチェ
ック弁５ｄを通って第二及び第三ピストン４、５間に出
来たギャップに流れ込む。
２にすると第三ピストン５は左方向に移動し、油はチェ
ック弁５ｄを通って第二及び第三ピストン４、５間に出
来たギャップに流れ込む。
【００２７】続いて第一圧電素子６を無荷電の状態１に
すると、第二ピストン４は左方向に移動し、ギャップに
溜まっている油はチェック弁４ｄを通って右室へ移動す
る。
すると、第二ピストン４は左方向に移動し、ギャップに
溜まっている油はチェック弁４ｄを通って右室へ移動す
る。
【００２８】つまり、左方向へ移動させる場合には、状
態１、状態３、状態２、状態１の順に変化するように第
一圧電素子６及び第二圧電素子７に荷電、無荷電を繰り
返すことにより第一ピストン３とピストンロッド２を何
回でも左方向に移動させることが可能である。
態１、状態３、状態２、状態１の順に変化するように第
一圧電素子６及び第二圧電素子７に荷電、無荷電を繰り
返すことにより第一ピストン３とピストンロッド２を何
回でも左方向に移動させることが可能である。
【００２９】アクチュエータを外部負荷に対して柔軟に
対応させたい場合、ピストンロッド２に外部負荷が作用
した時、それに応じてピストンロッド２を従動させたい
場合は第一圧電素子６だけを荷電する。このとき第二及
び第三ピストン４、５間にギャップが出来、油がチェッ
ク弁５ｄから４ｄへ、又は４ｅから５ｅへという流路が
出来る。この時の流量は負荷の大きさとギャップ幅、つ
まり第一圧電素子６への荷電量で調節が可能である。
対応させたい場合、ピストンロッド２に外部負荷が作用
した時、それに応じてピストンロッド２を従動させたい
場合は第一圧電素子６だけを荷電する。このとき第二及
び第三ピストン４、５間にギャップが出来、油がチェッ
ク弁５ｄから４ｄへ、又は４ｅから５ｅへという流路が
出来る。この時の流量は負荷の大きさとギャップ幅、つ
まり第一圧電素子６への荷電量で調節が可能である。
【００３０】
【発明の効果】上述のように、油圧ポンプ、サーボ弁及
びそれらに付属する油圧配管が一切必要でないため、全
体として小型化が可能である。
びそれらに付属する油圧配管が一切必要でないため、全
体として小型化が可能である。
【００３１】それぞれの部材間にはＯリングを介して油
密接触しているので、製作に際して厳しい精度を必要と
しないため、比較的廉価に出来る。
密接触しているので、製作に際して厳しい精度を必要と
しないため、比較的廉価に出来る。
【００３２】従来のアクチュエータにはない「負荷に対
する柔軟さ」という特性が可能である。
する柔軟さ」という特性が可能である。
【００３３】圧電素子を駆動するための電力は非常に小
さく、駆動回路も小型化することが可能である。
さく、駆動回路も小型化することが可能である。
【００３４】又、圧電素子を使用するため、圧電素子の
剛性が非常に高いので、ピストンロッドにかかる相当重
い負荷も駆動が可能である。
剛性が非常に高いので、ピストンロッドにかかる相当重
い負荷も駆動が可能である。
【００３５】更に、応答速度が速いため、高速駆動が可
能である。
能である。
【図１】状態１の場合の断面図である。
【図２】状態２の場合の断面図である。
【図３】状態３の場合の断面図である。
１ シリンダ ２ ピストンロッド ３ 第一ピストン ３ａ 円筒体 ３ｂ 第一端板 ３ｃ 第二端板 ３ｄ 圧電素子収納部 ３ｅ 油流通孔 ４ 第二ピストン ４ａ 駆動板 ４ｂ 円筒体 ４ｃ チェック弁蓋 ４ｄ チェック弁 ４ｅ チェック弁 ４ｆ 油流通孔 ５ 第三ピストン ５ａ 圧電素子収納部 ５ｂ 円筒体 ５ｃ 蓋部 ５ｄ チェック弁 ５ｅ チェック弁 ６ 第一圧電素子 ７ 第二圧電素子
Claims (4)
- 【請求項１】 円筒体及び蓋よりなるシリンダと、この
シリンダの両端を油密状態で貫通しているピストンロッ
ドをそれぞれ設けた両端の第一及び第二端板と中間の円
筒体とよりなる第一ピストンと、この第一ピストン内で
第一圧電素子で前記第一端板側に連結されている第二ピ
ストンと、この第二ピストン内で第二圧電素子で前記第
一ピストンの第二端板と連結されている第三ピストンと
よりなり、前記第二及び第三ピストンには同一円周上の
同じ位置にそれぞれ逆方向に流通方向を持ったチェック
弁が分散配置されており、かつ前記シリンダ、第一ピス
トン、第二ピストン及び第三ピストンの内部空間には油
が充満していることを特徴とする圧電・油圧ハイブリッ
ドアクチュエータ。 - 【請求項２】 前記第一ピストンは円筒体と両端に第一
端板及び第二端板と第一端板の外側軸方向に設けた圧電
素子収納部よりなり、かつ前記圧電素子収納部及び第二
端板にそれぞれ前記ピストンロッドを設けて軸方向に摺
動可能に保持し、かつ前記第一及び第二端板には中間の
円周上に一定間隔で油流通孔が穿設されていることを特
徴とする請求項１の圧電・油圧ハイブリッドアクチュエ
ータ。 - 【請求項３】 前記第二ピストンは前記第一端板側から
駆動板と、この駆動板の周囲で螺合し、先端側で内径及
び外径ともに小径となっていて厚肉部を構成している円
筒体と、この円筒体の先端側に設けられたチェック弁蓋
とからなり、この厚肉部に一定間隔で交互に流通方向が
逆方向となるように複数個の分散配置されたチェック弁
と、前記駆動板に前記第一端板の油流通孔の位置と一致
するように分散配置された油流通孔が穿設してあり、か
つ駆動板と前記圧電素子収納部の奥部との間に挿入され
た第一圧電素子で前記第一ピストンと連結されているこ
とを特徴とする請求項１の圧電・油圧ハイブリッドアク
チュエータ。 - 【請求項４】 前記第三ピストンは前記第二端板側から
圧電素子収納部と、円筒体と、蓋部とからなり、この円
筒体部分に前記第二ピストンのチェック弁と一致する位
置に、かつこのチェック弁と流通方向が逆方向に設けら
れたチェック弁とを具備しており、かつ圧電素子収納部
内でこの奥部と前記第一ピストンの第二端板から圧電素
子収納部内に延伸している支持棒の先端部との間に挿入
された円筒状の第二圧電素子で第一ピストンと第三ピス
トンとが連結されていることを特徴とする請求項１の圧
電・油圧ハイブリッドアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24111194A JP3427079B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 圧電・油圧ハイブリッドアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24111194A JP3427079B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 圧電・油圧ハイブリッドアクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105407A true JPH08105407A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3427079B2 JP3427079B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=17069455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24111194A Expired - Fee Related JP3427079B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 圧電・油圧ハイブリッドアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427079B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10124365A1 (de) * | 2001-05-18 | 2002-12-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren und/oder Fixieren eines Objektes |
| EP1716359A1 (en) * | 2003-12-05 | 2006-11-02 | Plugging Specialists International ASA | Hydraulic cylinders and plug with hydraulic cylinder |
| WO2007068234A1 (de) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Eads Deutschland Gmbh | Hydraulischer aktuator mit einer fluidördereinheit innerhalb des aktuatorkolbens |
| CN102691693A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-09-26 | 浙江师范大学 | 一种压电晶片驱动的精密步进式液压缸 |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP24111194A patent/JP3427079B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE10124365B4 (de) * | 2001-05-18 | 2005-05-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren und Fixieren eines Objektes |
| EP1716359A1 (en) * | 2003-12-05 | 2006-11-02 | Plugging Specialists International ASA | Hydraulic cylinders and plug with hydraulic cylinder |
| US7568504B2 (en) | 2003-12-05 | 2009-08-04 | Tdw Offshore Services As | Hydraulic cylinders and plug with hydraulic cylinder |
| WO2007068234A1 (de) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Eads Deutschland Gmbh | Hydraulischer aktuator mit einer fluidördereinheit innerhalb des aktuatorkolbens |
| DE102005060436B4 (de) * | 2005-12-15 | 2010-02-04 | Eads Deutschland Gmbh | Aktuator |
| CN102691693A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-09-26 | 浙江师范大学 | 一种压电晶片驱动的精密步进式液压缸 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3427079B2 (ja) | 2003-07-14 |
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