JPH11257452A - Displacement enlarging mechanism - Google Patents

Displacement enlarging mechanism

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Publication number
JPH11257452A
JPH11257452A JP7334898A JP7334898A JPH11257452A JP H11257452 A JPH11257452 A JP H11257452A JP 7334898 A JP7334898 A JP 7334898A JP 7334898 A JP7334898 A JP 7334898A JP H11257452 A JPH11257452 A JP H11257452A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
displacement
arms
main body
spool
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7334898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Hattori
正一 服部
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.)
Nabtesco Corp
Original Assignee
Teijin Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Seiki Co Ltd filed Critical Teijin Seiki Co Ltd
Priority to JP7334898A priority Critical patent/JPH11257452A/en
Publication of JPH11257452A publication Critical patent/JPH11257452A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge microdisplacement with high precision though structure is simplified and reduced in size. SOLUTION: After microdisplacement inputted to a first arm 40 on the rearmost side is enlarged four times by arms 40 and 41 by using this principle, output to a spool is effected through the second contact part 48 of a second arm 41 positioned on the frontmost side. A displacement enlarging mechanism 31 to effect enlargement consists of a displacement enlarging mechanism 31 to perform the enlargement comprises a body 32; and a plurality (four) of the arms 40 and 41, and is simplified in structure and reduced in size.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、微小の変位を機
械的に拡大する小型の変位拡大機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small displacement enlarging mechanism for mechanically enlarging a minute displacement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、航空機に使用されているサーボバ
ルブ等はソレノイドあるいは油圧力によってスプールを
切換えるようにしているが、このようなソレノイド、油
圧力の停止精度はあまり高いものではなく、また、その
駆動力もあまり大きな値ではなかった。このため、高精
度でしかも大きな駆動力を発生することができる駆動手
段が待ち望まれ、超磁歪素子を用いた駆動手段の実用化
が検討されてきた。しかしながら、このような超磁歪素
子を用いた駆動手段は超磁歪素子自体の伸びが非常に小
さい、例えば 1mm当り 1ミクロン程度しか伸びないた
め、スプールを切換えに必要な距離、通常 0.5mm程度移
動させようとすると、超磁歪素子の全長が500mm程度と
なり、駆動手段全体が非常に大型でかつ大重量となって
しまうのである。このため、超磁歪素子を用いた駆動手
段を小型とする一方で、該超磁歪素子の伸び(変位)を
変位拡大機構によって拡大することが考えられた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a servo valve or the like used in an aircraft switches a spool by means of a solenoid or hydraulic pressure. However, such solenoids and hydraulic pressure stop accuracy is not very high. The driving force was not so large. For this reason, a driving means capable of generating a large driving force with high accuracy has been long-awaited, and practical use of a driving means using a giant magnetostrictive element has been studied. However, in the driving means using such a giant magnetostrictive element, the elongation of the giant magnetostrictive element itself is very small, for example, only about 1 micron per 1 mm. If this is done, the total length of the giant magnetostrictive element will be about 500 mm, and the entire driving means will be very large and heavy. For this reason, it has been considered to reduce the size of the driving means using the giant magnetostrictive element, while enlarging the elongation (displacement) of the giant magnetostrictive element by a displacement enlarging mechanism.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ここで、このような変
位を拡大する機構としては種々のものが提案されている
が、いずれのものも構造が複雑で大型であり、前述のよ
うな航空機には到底用いることができないという問題点
があった。
Here, various mechanisms have been proposed as mechanisms for expanding such displacement. However, all of these mechanisms have a complicated structure and are large in size. Cannot be used at all.

【0004】この発明は、構造が簡単でかつ小型であり
ながら微小の変位を高精度で拡大することができる変位
拡大機構を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a displacement enlarging mechanism which is capable of enlarging a minute displacement with high accuracy while having a simple structure and a small size.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このような目的は、本体
と、本体に一端部が連結され該一端部を中心として前後
方向に揺動可能な少なくとも1本の第1アームと、該第
1アームと前後方向に交互に配置されるとともに本体に
他端部が連結され、該他端部を中心として前後方向に揺
動可能な少なくとも1本の第2アームと、第1アームの
他端部の前側面に設けられ直前に位置する第2アームの
中央部の後側面に当接している第1当接部と、第2アー
ムの一端部の前側面に設けられ、直前に位置する第1ア
ームの中央部の後側面または出力部材に当接している第
2当接部とを備え、最後側に配置された第1または第2
アームの中央部の後側面に入力された前方に向かう変位
をてこの原理を用いて順次拡大して出力部材に出力する
ことにより達成することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a main body, at least one first arm connected to one end of the main body, the first arm being capable of swinging back and forth around the one end, At least one second arm that is alternately arranged with the arm in the front-rear direction and that has the other end connected to the main body and that can swing in the front-rear direction about the other end; and the other end of the first arm A first contact portion provided on the front side surface of the second arm and in contact with the rear side surface of the central portion of the second arm located immediately before; and a first contact portion provided on the front side surface of one end of the second arm and located immediately before A second contact portion in contact with the rear surface or the output member of the central portion of the arm;
This can be achieved by sequentially expanding the forward displacement input to the rear side surface of the central portion of the arm using this principle and outputting it to the output member.

【0006】最後側のアーム、例えば第1アームの中央
部の後側面に前方に向かう入力変位が付与されると、該
第1アームは一端部を中心として前方に向かって揺動す
る。このとき、第1アームの他端部前側面に設けられた
第1当接部が該第1アームの直前に配置されている第2
アームの中央部後側面を前方に向かって押すが、このと
きの第1当接部の前方に向かう変位、即ち第2アームの
中央部の前方に向かう変位は、前記第1アームに入力さ
れた変位に、第1アームの揺動中心(一端部)から第1
当接部までの距離を該揺動中心から入力変位の作用点
(中央部)までの距離で除した値を乗じた量まで拡大さ
れる。このようにして所定倍率まで拡大された変位が第
1アームから第2アームに付与されると、第2アームは
他端部を中心として前方に向かって揺動し、該第2アー
ムの一端部前側面に設けられた第2当接部が該第2アー
ムの直前に配置されている第1アームの中央部後側面を
前方に向かって押す。このときも前述と同様に第2当接
部の前方に向かう変位、即ち第1アームの中央部の前方
に向かう変位は、第2アームに入力された前記変位に、
第2アームの揺動中心(他端部)から第2当接部までの
距離を該揺動中心から変位の作用点(中央部)までの距
離で除した値を乗じた量まで拡大される。このようにし
て最後側の第1アームに入力された変位は複数回拡大さ
れた後、最前側に位置している第2アームの第2当接部
から出力部材に出力されるが、このときの拡大倍率は各
アームにおける拡大率を全て乗じた値となる。このよう
に本体と複数本のアームとだけで拡大機構を構成するこ
とができるため、構造が簡単となり、しかも全体を小型
とすることができる。また、揺動中心から当接部までの
距離および揺動中心から変位が入力される作用点までの
距離は容易に高精度に規定することができるため、各ア
ームにおける拡大倍率を高精度とすることができ、さら
に、アームの本数を多くすることで総拡大率を容易に高
倍率とすることができる。
When a forward input displacement is applied to the rearmost arm, for example, the rear side surface of the central portion of the first arm, the first arm swings forward about one end. At this time, the first contact portion provided on the front surface of the other end of the first arm has the second contact portion disposed immediately before the first arm.
The rear surface of the central portion of the arm is pushed forward. At this time, the forward displacement of the first contact portion, that is, the forward displacement of the central portion of the second arm, is input to the first arm. The first displacement from the swing center (one end) of the first arm
The distance is multiplied by the value obtained by dividing the distance to the contact portion by the distance from the center of the swing to the point of application of the input displacement (the central portion). When the displacement enlarged to the predetermined magnification is applied from the first arm to the second arm in this manner, the second arm swings forward around the other end, and the one end of the second arm A second contact portion provided on the front side pushes a central rear surface of the first arm disposed immediately before the second arm toward the front. At this time, similarly to the above, the displacement toward the front of the second contact portion, that is, the displacement toward the front of the center of the first arm, is different from the displacement input to the second arm.
The distance from the swing center (the other end) of the second arm to the second contact portion is multiplied by a value obtained by dividing the distance from the swing center to the point of application of the displacement (the center). . In this way, the displacement input to the rearmost first arm is expanded a plurality of times, and then output to the output member from the second contact portion of the frontmost second arm. Is a value obtained by multiplying all the magnifications of the respective arms. As described above, since the enlargement mechanism can be constituted only by the main body and the plurality of arms, the structure can be simplified and the whole can be reduced in size. In addition, since the distance from the swing center to the contact portion and the distance from the swing center to the action point where displacement is input can be easily and precisely defined, the magnification in each arm is made high. The total magnification can be easily increased to a high magnification by increasing the number of arms.

【0007】また、請求項2に記載のように構成すれ
ば、第1、第2アームが繰り返し揺動しても、これらア
ームが破損するようなことはなく、長期間の使用が可能
となる。さらに、請求項3に記載のように第1、第2ア
ームと本体とを一体形成するようにすれば、組立作業等
が不要となって簡単かつ安価に製作することができる。
また、請求項4に記載のように構成すれば、取り扱いが
容易となるとともに、一部が破損したような場合にも該
部位を交換するだけで対処することができる。さらに、
請求項5に記載のように構成すれば、高精度の大きな駆
動力を出力することができる。また、請求項6に記載の
ように構成すれば、軽量、小型が要求される航空機用の
サーボバルブ等に好適となる。
Further, according to the structure of the second aspect, even if the first and second arms swing repeatedly, these arms are not damaged, and can be used for a long time. . Further, if the first and second arms and the main body are integrally formed as described in claim 3, assembly work and the like are not required, and the device can be manufactured simply and inexpensively.
Further, according to the structure of the fourth aspect, the handling becomes easy, and even if a part is damaged, it can be dealt with only by replacing the part. further,
According to this configuration, it is possible to output a high-precision large driving force. In addition, the configuration as described in claim 6 is suitable for an aircraft servo valve or the like that requires light weight and small size.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、この発明の第1実施形態を
図面に基づいて説明する。図1、2、3において、11は
航空機等に用いられるサーボバルブ等の流体バルブであ
り、この流体バルブ11は内部にバルブ室12が形成された
バルブケース13を有する。このバルブ室12内には円筒体
14が収納固定され、この円筒体14には図示していない流
体通路にそれぞれ接続されている複数のポート15が形成
されている。この円筒体14内には出力部材に該当するス
プール16が軸方向に移動可能に収納され、このスプール
16が軸方向に移動すると、前記ポート15が互いに連通あ
るいは遮断される。前記バルブケース13の前端には該バ
ルブケース13の前端開口を閉止するキャップ17が固定さ
れ、このキャップ17とスプール16との間には該スプール
16を軸方向後方に向かって付勢するスプリング18が介装
されている。前述したバルブケース13、円筒体14、スプ
ール16、キャップ17、スプリング18は全体として前記流
体バルブ11を構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1, 2 and 3, reference numeral 11 denotes a fluid valve such as a servo valve used for an aircraft or the like. The fluid valve 11 has a valve case 13 in which a valve chamber 12 is formed. In this valve chamber 12, there is a cylindrical body.
The cylindrical body 14 has a plurality of ports 15 connected to fluid passages (not shown). A spool 16 corresponding to an output member is accommodated in the cylindrical body 14 so as to be movable in the axial direction.
When the shaft 16 moves in the axial direction, the ports 15 communicate with each other or are shut off. A cap 17 for closing a front end opening of the valve case 13 is fixed to a front end of the valve case 13, and a spool 17 is provided between the cap 17 and the spool 16.
A spring 18 for urging the shaft 16 rearward in the axial direction is provided. The above-described valve case 13, the cylindrical body 14, the spool 16, the cap 17, and the spring 18 constitute the fluid valve 11 as a whole.

【0009】この流体バルブ11、詳しくはバルブケース
13の後端には変位量発生手段21が固定され、この変位量
発生手段21は後端が閉止された有底円筒状のケース22
と、このケース22内に収納固定された円筒状のコイル23
と、該コイル23内に挿入され後端がケース22に固定され
ている円柱状の超磁歪素子24とから構成されている。こ
こで、前記超磁歪素子24は貴土類金属、例えばテルビウ
ム(Tb)等を若干量含有する強磁性体から構成され、そ
の前端面には略半球状の押圧部25が設けられている。そ
して、この超磁歪素子24は前記コイル23に供給される電
流値が変化すると、軸方向長さが変化する。前述したケ
ース22、コイル23、超磁歪素子24は全体として前記変位
量発生手段21を構成する。
This fluid valve 11, specifically, a valve case
A displacement amount generating means 21 is fixed to the rear end of the cylinder 13, and the displacement amount generating means 21 is a closed-end cylindrical case 22 having a closed rear end.
And a cylindrical coil 23 housed and fixed in the case 22.
And a columnar giant magnetostrictive element 24 inserted into the coil 23 and having a rear end fixed to the case 22. Here, the giant magnetostrictive element 24 is formed of a ferromagnetic material containing a small amount of a noble earth metal, for example, terbium (Tb), and a substantially hemispherical pressing portion 25 is provided on the front end face. When the value of the current supplied to the coil 23 changes, the axial length of the giant magnetostrictive element 24 changes. The above-described case 22, the coil 23, and the giant magnetostrictive element 24 constitute the displacement amount generating means 21 as a whole.

【0010】31は前記流体バルブ11のスプール16と変位
発生手段21の超磁歪素子24との間のバルブケース13内に
収納された変位拡大機構であり、この結果、この変位拡
大機構31の前方には出力部材に該当する流体バルブ11の
スプール16が、また、後方には超磁歪素子24を用いた変
位量発生手段21がそれぞれ設置されることになる。この
変位拡大機構31はバルブケース13に位置決め固定された
本体32を有し、この本体32は円板状をした少なくとも1
個、ここでは2個の第1セグメント33と、第1セグメン
ト33の直前にそれぞれ同軸関係を保って配置されている
円板状をした少なくとも1個、ここでは2個の第2セグ
メント34とを有し、この結果、これらの第1、第2セグ
メント33、34は前後方向に交互に重ね合わされているこ
とになる。また、隣接する第1、第2セグメント33、34
間にはそれぞれリング状のスペーサ35が介装され、これ
らスペーサ35と前記第1、第2セグメント33、34とは同
軸に配置されている。そして、これら第1、第2セグメ
ント33、34およびスペーサ35は図示していない締結具に
より互いに連結されている。なお、このようなスペーサ
は第1、第2セグメントに一体形成するようにしてもよ
い。前述した第1、第2セグメント33、34およびスペー
サ35は全体として前記本体32を構成する。
Reference numeral 31 denotes a displacement magnifying mechanism housed in the valve case 13 between the spool 16 of the fluid valve 11 and the giant magnetostrictive element 24 of the displacement generating means 21. The spool 16 of the fluid valve 11 corresponding to the output member is provided, and the displacement amount generating means 21 using the giant magnetostrictive element 24 is provided at the rear. The displacement magnifying mechanism 31 has a main body 32 positioned and fixed to the valve case 13, and the main body 32 has at least one disk-shaped body.
, Here two first segments 33 and at least one, here two second segments 34, which are arranged in a coaxial relationship immediately before the first segments 33, respectively. As a result, the first and second segments 33 and 34 are alternately overlapped in the front-rear direction. In addition, adjacent first and second segments 33 and 34
Ring-shaped spacers 35 are interposed therebetween, and the spacers 35 and the first and second segments 33 and 34 are coaxially arranged. The first and second segments 33 and 34 and the spacer 35 are connected to each other by a fastener (not shown). Such a spacer may be formed integrally with the first and second segments. The first and second segments 33 and 34 and the spacer 35 described above constitute the main body 32 as a whole.

【0011】前記第1、第2セグメント33、34には前後
方向に貫通した略矩形の第1、第2スリット38、39がそ
れぞれ形成され、これらの第1、第2スリット38、39内
にはそれぞれ幅が第1、第2スリット38、39の幅より僅
かに狭く、長さが第1、第2スリット38、39の長さより
若干短い略矩形の第1、第2アーム40、41が収納されて
いる。このように第1、第2アーム40、41は、第1、第
2セグメント33、34内に1本ずつ収納されているため、
第1、第2セグメント33、34と同数だけ、前述のように
それぞれ少なくとも1本(ここでは2本ずつ)設けられ
ていることになり、しかも、これら第1、第2アーム4
0、41は第1、第2セグメント33、34が前後方向に交互
に配置されていることから、同様に前後方向に交互に配
置されていることになる。そして、これら第1アーム40
の一端部には第1アーム40の幅方向に延び両端部が第1
セグメント33に固定されている第1ピン42が挿入され、
一方、第2アーム41の他端部には第2アーム41の幅方向
に延び第2セグメント34に両端部が固定されている第2
ピン43が挿入されている。この結果、第1アーム40の一
端部は本体32、詳しくは第1セグメント33に第1ピン42
を介して回動可能に連結されることになり、これによ
り、該第1アーム40は一端部(第1ピン42)を中心とし
て前後方向に揺動することができ、また、第2アーム41
の他端部は本体32、詳しくは第2セグメント34に第2ピ
ン43を介して連結されることになり、これにより、該第
2アーム41は他端部(第2ピン43)を中心として前後方
向に揺動することができる。このように第1、第2アー
ム40、41を第1、第2ピン42、43を介して本体32に回動
可能に連結するようにすれば、第1、第2アーム40、41
が繰り返し揺動してもこれらアーム40、41特に連結部が
破損するようなことはなく、長期間の使用が可能とな
る。また、前記本体32を、前後方向に交互に重ね合わさ
れた状態で互いに連結された第1、第2セグメント33、
34から構成するとともに、これら第1、第2セグメント
33、34にそれぞれ第1、第2アーム40、41を連結するよ
うにすれば、取り扱いが容易となるとともに、一部が破
損したような場合にも該部位、即ち破損したセグメント
33、34あるいはアーム40、41を交換するだけで対処する
ことができる。
The first and second segments 33 and 34 are formed with first and second slits 38 and 39 each having a substantially rectangular shape penetrating in the front-rear direction, and are respectively formed in the first and second slits 38 and 39. The first and second arms 40 and 41 each have a substantially rectangular width slightly smaller than the width of the first and second slits 38 and 39, and a length slightly shorter than the length of the first and second slits 38 and 39, respectively. It is stored. As described above, the first and second arms 40 and 41 are housed one by one in the first and second segments 33 and 34, respectively.
As described above, at least one (two in this case) is provided by the same number as the first and second segments 33 and 34, and the first and second arms 4 are provided.
In 0 and 41, the first and second segments 33 and 34 are alternately arranged in the front-rear direction, and thus are similarly arranged alternately in the front-rear direction. And these first arms 40
One end of the first arm 40 extends in the width direction of the first arm 40 and both ends are the first.
The first pin 42 fixed to the segment 33 is inserted,
On the other hand, the other end of the second arm 41 extends in the width direction of the second arm 41 and the second end is fixed to the second segment 34.
Pin 43 is inserted. As a result, one end of the first arm 40 is attached to the main body 32, more specifically, to the first segment 33 by the first pin 42.
, So that the first arm 40 can swing back and forth about one end (first pin 42), and the second arm 41.
Is connected to the main body 32, more specifically, the second segment 34 via the second pin 43, so that the second arm 41 is centered on the other end (the second pin 43). It can swing back and forth. When the first and second arms 40 and 41 are rotatably connected to the main body 32 via the first and second pins 42 and 43 in this manner, the first and second arms 40 and 41 are provided.
Even if is repeatedly rocked, the arms 40 and 41, in particular, the connecting portions are not damaged, and can be used for a long time. Also, the first and second segments 33, which are connected to each other in a state where the main body 32 is alternately overlapped in the front-rear direction,
34, and these first and second segments
If the first and second arms 40 and 41 are connected to 33 and 34, respectively, the handling becomes easy, and even when a part is damaged, the part, that is, the broken segment
It can be dealt with simply by replacing 33, 34 or arms 40, 41.

【0012】前記第1アーム40の他端部でその前側面に
は略半球状の第1当接部47が設けられ、これら第1当接
部47の、第1アーム40の前側面からの高さは前記スペー
サ35の厚さと等しい。この結果、これら第1当接部47の
頂上は第1、第2アーム40、41の揺動に拘らず常に該第
1アーム40の直前に配置されている第2アーム41の中央
部後側面に当接している。一方、第2アーム41の一端部
でその前側面にも略半球状の第2当接部48が設けられ、
これら第2当接部48の、第2アーム41の前側面からの高
さも前記スペーサ35の厚さと等しい。この結果、これら
第2当接部48の頂上は第1、第2アーム40、41の揺動に
拘らず常に該第2アーム41の直前に位置している第1ア
ーム40の後側面中央部(中央近傍部)に当接している。
ここで、最後側に位置するアーム、ここでは第1アーム
40の中央部後側面には、該第1アーム40の直後に配置さ
れている超磁歪素子24の押圧部25の頂上が常時当接し、
また、最前側に位置している第2アーム41の第2当接部
48はその頂上が該第2アーム41の前方に設置されている
流体バルブ11のスプール16の後端に常時当接している。
この結果、超磁歪素子24が軸方向に伸びて押圧部25が前
方に向かって変位すると、その変位は第1、第2アーム
40、41の揺動により次々と拡大されて最前側の第2アー
ム41に伝達され、その後、該第2アーム41の第2当接部
48からスプール16に出力される。このように最後側に位
置している第1アーム40より後方に超磁歪素子24を用い
た変位量発生手段21を設置し、該変位量発生手段21に発
生した変位量を第1アーム40の中央部後側面に入力する
ようにすれば、高精度の大きな駆動力を出力することが
可能となる。また、前述のように最前側に位置している
第2アーム41より前方に、流体バルブ11のスプール16を
設置し、該第2アーム41における拡大された変位を第2
当接部48を通じてスプール16に出力するようにすれば、
軽量、小型が要求される航空機用のサーボバルブ等とし
て容易に用いることができる。
At the other end of the first arm 40, a substantially hemispherical first abutting portion 47 is provided on the front side thereof, and these first abutting portions 47 are provided from the front side of the first arm 40. The height is equal to the thickness of the spacer 35. As a result, the tops of the first contact portions 47 are always at the rear side of the central portion of the second arm 41 disposed immediately in front of the first arm 40 irrespective of the swing of the first and second arms 40 and 41. Is in contact with On the other hand, at one end of the second arm 41, a substantially hemispherical second contact portion 48 is also provided on the front side surface thereof,
The height of these second contact portions 48 from the front side surface of the second arm 41 is also equal to the thickness of the spacer 35. As a result, the tops of the second contact portions 48 are always located at the center of the rear side surface of the first arm 40 located immediately before the second arm 41 regardless of the swing of the first and second arms 40 and 41. (Near the center).
Here, the last arm, here the first arm
The top of the pressing part 25 of the giant magnetostrictive element 24 arranged immediately after the first arm 40 always abuts on the central rear surface of 40,
Also, the second contact portion of the second arm 41 located on the foremost side
The top 48 is always in contact with the rear end of the spool 16 of the fluid valve 11 installed in front of the second arm 41.
As a result, when the giant magnetostrictive element 24 extends in the axial direction and the pressing portion 25 is displaced forward, the displacement is caused by the first and second arms.
Due to the swinging motions of 40 and 41, they are successively enlarged and transmitted to the foremost second arm 41, and then the second contact portion of the second arm 41
Output from 48 to spool 16. Thus, the displacement amount generating means 21 using the giant magnetostrictive element 24 is installed behind the first arm 40 located on the rear side, and the displacement amount generated by the displacement amount If input is made to the rear surface of the central portion, it is possible to output a high-precision and large driving force. Further, as described above, the spool 16 of the fluid valve 11 is installed in front of the second arm 41 located on the foremost side, and the enlarged displacement of the second arm 41 is changed to the second position.
If output to the spool 16 through the contact part 48,
It can be easily used as a servo valve or the like for an aircraft requiring light weight and small size.

【0013】さらに、この実施形態においては、最後側
の第1アーム40における揺動中心(第1ピン42の中心
軸)から第1当接部47の頂上までの距離を、該揺動中心
(第1ピン42の中心軸)から入力変位の作用点(押圧部
25の当接位置)までの距離で除した値が2となるよう
に、また、該第1アーム40より前方に配置されている第
1、第2アーム40、41における揺動中心(第1、第2ピ
ン42、43の中心軸)から第1、第2当接部47、48の頂上
までの距離を、該揺動中心(第1、第2ピン42、43の中
心軸)から入力変位の作用点(直後に配置されている第
2、第1アーム41、40の第2、第1当接部48、47が当接
している位置)までの距離で除した値が2となるよう
に、その位置、長さを正確に決定しているため、各アー
ム40、41において入力変位が順次2倍に拡大され、合計
で2の4乗、即ち16倍に正確に拡大される。
Further, in this embodiment, the distance from the swing center (the center axis of the first pin 42) of the rearmost first arm 40 to the top of the first contact portion 47 is determined by the swing center ( The point of action of the input displacement from the center axis of the first pin 42)
The first and second arms 40 and 41 disposed in front of the first arm 40 swing the center of rotation (the first and second arms) so that the value obtained by dividing the distance by the distance to the first arm 40 is 25. , The distance from the center axis of the second pin 42, 43 to the top of the first and second contact portions 47, 48 is input from the center of swing (the center axis of the first and second pins 42, 43). The value obtained by dividing by the distance to the point of application of the displacement (the position where the second and first contact portions 48 and 47 of the second and first arms 41 and 40 disposed immediately after contact) is 2. As described above, since the position and the length are accurately determined, the input displacement is sequentially doubled in each of the arms 40 and 41, and is accurately expanded to a total of 2 to the fourth power, that is, 16 times.

【0014】次に、この発明の第1実施形態の作用につ
いて説明する。今、コイル23に供給されている電流値が
変化して超磁歪素子24が軸方向に僅かに伸びたとする。
このとき、この超磁歪素子24に発生した伸び(変位)は
押圧部25に常時当接している最後側の第1アーム40に伝
達され、該第1アーム40に前方に向かう入力変位を付与
する。この結果、該第1アーム40は一端部(第1ピン4
2)を中心として前方に向かって揺動し、これにより、
該第1アーム40の第1当接部47が該第1アーム40の直前
に配置されている第2アーム41の中央部を前方に向かっ
て押す。このとき、前述のように該第1アーム40におけ
る揺動中心から第1当接部47の頂上までの距離を、該揺
動中心から入力変位の作用点(押圧部25の当接位置)ま
での距離で除した値が2となるよう構成しているため、
該第1当接部47の前方に向かう変位、即ち該第1アーム
40の直前の第2アーム41に付与される前方に向かう変位
は、該第1アーム40に入力された変位に前述した2の値
を乗じた量まで、即ち2倍に拡大される。このようにし
て2倍に拡大された変位が第1アーム40から第2アーム
41に付与されると、該第2アーム41は他端部(第2ピン
43)を中心として前方に向かって揺動し、該第2アーム
41の第2当接部48が該第2アーム41の直前に配置されて
いる第1アーム40を前方に向かって押す。このときも前
述のように第2アーム41における揺動中心から第2当接
部48の頂上までの距離を、該揺動中心から入力変位の作
用点(第1当接部47の当接位置)までの距離で除した値
が2となるよう構成しているため、該第2当接部48の前
方に向かう変位、即ち該第2アーム41の直前の第1アー
ム40に付与される前方に向かう変位は、該第2アーム41
に入力された変位に前述した2の値を乗じた量まで、即
ち2倍に拡大される。このようにして最後側の第1アー
ム40に入力された変位は、各アーム40、41においててこ
の原理を用いて複数回、ここでは4回次々と拡大された
後、最前側に位置している第2アーム41の第2当接部48
を通じてスプール16に出力されるが、このときの拡大倍
率は各アーム40、41における拡大率(2倍)を全て(4
回)乗じた値となり、ここでは16倍となる。このように
してスプール16が軸方向前方に移動すると、流体バルブ
11が切換えられ流体の流れが変更される。一方、超磁歪
素子24の収縮すると、スプリング18がスプール16、アー
ム40、41を押し戻し、流体バルブ11が切換えられる。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. Now, it is assumed that the value of the current supplied to the coil 23 changes and the giant magnetostrictive element 24 slightly extends in the axial direction.
At this time, the elongation (displacement) generated in the giant magnetostrictive element 24 is transmitted to the rearmost first arm 40 which is always in contact with the pressing portion 25, and imparts a forward input displacement to the first arm 40. . As a result, the first arm 40 has one end (the first pin 4
2) swings forward around the center,
The first contact portion 47 of the first arm 40 pushes the central portion of the second arm 41 disposed immediately before the first arm 40 toward the front. At this time, as described above, the distance from the swing center of the first arm 40 to the top of the first contact portion 47 is determined from the swing center to the point of application of the input displacement (the contact position of the pressing portion 25). Since the value divided by the distance of is set to 2,
The displacement of the first contact portion 47 toward the front, that is, the first arm
The forward displacement applied to the second arm 41 immediately before the point 40 is enlarged to the amount obtained by multiplying the displacement input to the first arm 40 by the above-mentioned value of 2, that is, by a factor of two. In this manner, the displacement doubled is moved from the first arm 40 to the second arm.
41, the second arm 41 is connected to the other end (the second pin
43) and swings forward about the second arm.
The second contact portion 48 of 41 pushes the first arm 40 disposed immediately before the second arm 41 forward. Also at this time, as described above, the distance from the swing center of the second arm 41 to the top of the second contact portion 48 is determined by the action point of the input displacement from the swing center (the contact position of the first contact portion 47). ) Is 2, so that the displacement of the second contact portion 48 toward the front, that is, the forward displacement applied to the first arm 40 immediately before the second arm 41 is obtained. Is displaced toward the second arm 41.
Is multiplied by an amount obtained by multiplying the displacement input to the above-mentioned value of 2, that is, by two times. The displacement input to the first arm 40 on the rear side in this manner is enlarged a plurality of times using the principle in each of the arms 40 and 41, in this case, four times in succession, and then positioned at the forefront. Second contact portion 48 of the second arm 41
Is output to the spool 16 at this time, and the enlargement magnification at this time is the same as the enlargement ratio (2 times) in each of the arms 40 and 41 (4 times).
Times) multiplied, and here it is 16 times. When the spool 16 moves forward in the axial direction in this manner, the fluid valve
11 is switched to change the fluid flow. On the other hand, when the giant magnetostrictive element 24 contracts, the spring 18 pushes back the spool 16, the arms 40 and 41, and the fluid valve 11 is switched.

【0015】このように、この実施形態では変位拡大機
構31を本体32と複数本(4本)のアーム40、41とだけで
構成することができるため、構造が簡単となり、しかも
全体を小型とすることができる。また、揺動中心から当
接部47、48までの距離および揺動中心から変位が入力さ
れる作用点までの距離は容易に高精度に規定することが
できるため、各アーム40、41における拡大倍率を高精度
とすることができ、さらに、アーム40、41の本数を多く
することで総拡大率を容易に高倍率とすることができ
る。
As described above, in this embodiment, since the displacement enlarging mechanism 31 can be constituted only by the main body 32 and the plurality of (four) arms 40 and 41, the structure is simplified, and the whole is reduced in size. can do. In addition, since the distance from the swing center to the abutting portions 47 and 48 and the distance from the swing center to the operation point where displacement is input can be easily specified with high precision, the enlargement of each arm 40 and 41 The magnification can be made high precision, and the total magnification can be easily made high by increasing the number of arms 40, 41.

【0016】図4、5はこの発明の第2実施形態を示す
図である。この実施形態においては、本体51を構成する
リング状をした第1、第2セグメント52、53内に半径方
向に延びる第1、第2アーム54、55をそれぞれ1本だけ
収納するとともに、該第1アーム54の一端部を第1セグ
メント52に、第2アーム55の他端部を第2セグメント53
にそれぞれ一体的に連結し、さらに、これら第1、第2
アーム54、55と第1、第2セグメント52、53との連結部
分の両側面に弧状の凹みを設けて曲げ剛性の小さな薄肉
部56、57をそれぞれ形成している。この結果、これら第
1、第2アーム54、55は細くなった一端部(薄肉部56)
および他端部(薄肉部57)が弾性変形することで、これ
ら一端部、他端部を中心としてそれぞれ揺動することが
できる。ここで、薄肉部58は図6に示す第3実施形態の
ように、第1、第2アーム54、55と第1、第2セグメン
ト52、53との連結部分の前側面および後側面にそれぞれ
に弧状の凹みを設けることで形成するようにしてもよ
い。このように第1、第2アーム54、55を本体51に、こ
こでは第1、第2セグメント52、53に一体的に連結する
とともに、これら第1、第2アーム54、55と本体51との
連結部分に薄肉部56、57を形成するようにすれば、アー
ム54、55を本体51に組み付ける組立作業等が不要となっ
て、拡大機構を簡単かつ安価に製作することができる。
そして、この実施形態においては、第1アーム54を1
本、第2アーム55を2本設置したので、最終的な拡大倍
率は2の3乗、即ち8倍となり、さらに、第2アーム55
を最後側と最前側にそれぞれ配置しているため、超磁歪
素子59からの変位は最後側の第2アーム55の中央部後側
面に入力される。なお、他の構成、作用は前記第1実施
形態と同様である。
FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, only one first and second arm 54, 55 extending in the radial direction is accommodated in each of the ring-shaped first and second segments 52, 53 forming the main body 51, and One end of one arm 54 is used as the first segment 52, and the other end of the second arm 55 is used as the second segment 53.
To each other, and further, these first and second
Arc-shaped recesses are provided on both side surfaces of the connecting portion between the arms 54, 55 and the first and second segments 52, 53 to form thin portions 56, 57 having low bending rigidity, respectively. As a result, these first and second arms 54 and 55 have a thinned one end (thin portion 56).
The other end (thin portion 57) is elastically deformed, so that it can swing around these one end and the other end. Here, the thin portion 58 is provided on the front side surface and the rear side surface of the connecting portion between the first and second arms 54 and 55 and the first and second segments 52 and 53, respectively, as in the third embodiment shown in FIG. Alternatively, it may be formed by providing an arc-shaped recess in the. As described above, the first and second arms 54 and 55 are integrally connected to the main body 51, here, the first and second segments 52 and 53, and the first and second arms 54 and 55 and the main body 51 are connected to each other. If the thin portions 56, 57 are formed at the connecting portions of the above, the assembling work for assembling the arms 54, 55 to the main body 51 becomes unnecessary, and the enlargement mechanism can be manufactured simply and inexpensively.
In this embodiment, the first arm 54 is
Since the second arm 55 and the second arm 55 are provided, the final magnification is 2 to the third power, that is, 8 times.
Are disposed on the rearmost and frontmost sides, respectively, so that the displacement from the giant magnetostrictive element 59 is input to the central rear surface of the rearmost second arm 55. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0017】図7、8はこの発明の第4実施形態を示す
図である。この実施形態においては、スプール61と超磁
歪素子62との間のバルブケース63に収納空間64を設ける
とともに、該収納空間64内にスプール61の軸線に直交す
る略四角柱状の本体65を配置し、該本体65より後側に本
体65に平行に延びる1本の第1アーム66を、また、本体
65と第1アーム66との間(第1アーム66の前方)に該第
1アーム66に平行に延びる1本の第2アーム67を設置し
ている。そして、前記第1アーム66の一端部および本体
65の一端部を共に弧状に屈曲させて一体的に連結すると
ともに、第2アーム67の他端部および本体65の他端部を
共に弧状に屈曲させて一体的に連結し、さらに、これら
第1アーム66と本体65との連結部分および第2アーム67
と本体65との連結部分にそれぞれ貫通したスリットを設
けて薄肉部68、69をそれぞれ形成することで、第1アー
ム66が一端部を中心として前後方向に揺動できるよう、
また、第2アーム67が他端部を中心として前後方向に揺
動できるようにしている。なお、前記薄肉部は連結部分
を部分的に削り取ることで形成するようにしてもよい。
また、前記スプール61の後端部は前記本体65に形成され
た貫通孔71に遊嵌されるとともに、その後端は第2アー
ム67の第2当接部72に押し付けられている。そして、こ
の実施形態においては、第1アーム66および第2アーム
67を共に1本ずつ設置したので、最終的な拡大倍率は2
の2乗、即ち4倍となる。なお、他の構成、作用は前記
第1実施形態と同様である。
FIGS. 7 and 8 show a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a storage space 64 is provided in the valve case 63 between the spool 61 and the giant magnetostrictive element 62, and a substantially quadrangular prism-shaped main body 65 orthogonal to the axis of the spool 61 is disposed in the storage space 64. A first arm 66 extending parallel to the main body 65 behind the main body 65;
One second arm 67 extending parallel to the first arm 66 is provided between the first arm 66 and the first arm 66 (in front of the first arm 66). Then, one end of the first arm 66 and the main body
The other end of the second arm 67 and the other end of the main body 65 are both bent together in an arc and integrally connected together, while the other end of the second arm 65 is bent in an arc together. Connecting portion between first arm 66 and main body 65 and second arm 67
By providing slits penetrating the connecting portion of the main body 65 and the thin portions 68 and 69 respectively, the first arm 66 can swing back and forth around one end,
Further, the second arm 67 can swing back and forth about the other end. Note that the thin portion may be formed by partially cutting off a connecting portion.
The rear end of the spool 61 is loosely fitted in a through hole 71 formed in the main body 65, and the rear end is pressed against the second contact portion 72 of the second arm 67. In this embodiment, the first arm 66 and the second arm 66
Since both 67 were installed one by one, the final magnification was 2
, That is, four times. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0018】なお、前述の実施形態においては、第1、
第2アームの合計本数を2〜4本として変位を拡大する
ようにしたが、これら第1、第2アームの合計本数を5
本以上としてさらに拡大率を高めるようにしてもよい。
また、前述の実施形態においては、第1、第2アームに
おける拡大率を一律2倍としたが、この発明において
は、拡大率は必要に応じて適宜選択し決定すればよい。
In the above embodiment, the first,
Although the displacement is enlarged by setting the total number of the second arms to 2 to 4, the total number of the first and second arms is set to 5
The enlargement ratio may be further increased as the number of the book is increased.
Further, in the above-described embodiment, the enlargement ratio of the first and second arms is uniformly doubled. However, in the present invention, the enlargement ratio may be appropriately selected and determined as needed.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、構造が簡単でかつ小型でありながら微小の変位を高
精度で拡大することができる。
As described above, according to the present invention, a small displacement can be enlarged with high accuracy while having a simple structure and a small size.

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

【図1】この発明の第1実施形態を示す正面断面図であ
る。
FIG. 1 is a front sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】変位拡大機構の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a displacement enlarging mechanism.

【図3】変位拡大機構の展開斜視図である。FIG. 3 is a developed perspective view of a displacement enlarging mechanism.

【図4】この発明の第2実施形態を示す正面断面図であ
る。
FIG. 4 is a front sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図5】変位拡大機構の展開斜視図である。FIG. 5 is a developed perspective view of the displacement enlarging mechanism.

【図6】この発明の第3実施形態を示すセグメント、ア
ームの斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a segment and an arm showing a third embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第4実施形態を示す正面断面図であ
る。
FIG. 7 is a front sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.

【図8】変位拡大機構の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a displacement enlarging mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…流体バルブ 16…出力部材(スプー
ル) 21…変位量発生手段 24…超磁歪素子 31…変位拡大機構 32…本体 33…第1セグメント 34…第2セグメント 40…第1アーム 41…第2アーム 42、43…ピン 47…第1当接部 48…第2当接部
11 Fluid valve 16 Output member (spool) 21 Displacement generating means 24 Giant magnetostrictive element 31 Displacement magnifying mechanism 32 Main body 33 First segment 34 Second segment 40 First arm 41 Second arm 42, 43 ... Pin 47 ... First contact part 48 ... Second contact part

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】本体と、本体に一端部が連結され該一端部
を中心として前後方向に揺動可能な少なくとも1本の第
1アームと、該第1アームと前後方向に交互に配置され
るとともに本体に他端部が連結され、該他端部を中心と
して前後方向に揺動可能な少なくとも1本の第2アーム
と、第1アームの他端部の前側面に設けられ直前に位置
する第2アームの中央部の後側面に当接している第1当
接部と、第2アームの一端部の前側面に設けられ、直前
に位置する第1アームの中央部の後側面または出力部材
に当接している第2当接部とを備え、最後側に配置され
た第1または第2アームの中央部の後側面に入力された
前方に向かう変位をてこの原理を用いて順次拡大して出
力部材に出力するようにしたことを特徴とする変位拡大
機構。
1. A main body, at least one first arm having one end connected to the main body, the first arm being swingable in the front-rear direction about the one end, and arranged alternately with the first arm in the front-rear direction. And the other end is connected to the main body, at least one second arm swingable in the front-rear direction about the other end, and provided on the front side of the other end of the first arm and located immediately before the second arm. A first contact portion abutting on a rear surface of a central portion of the second arm, and a rear surface or an output member provided on a front surface of one end of the second arm and located immediately before; And a second abutting portion which abuts on the rear surface of the first or second arm disposed at the rearmost side. A displacement enlarging mechanism, wherein the output is output to an output member.
【請求項2】前記第1アームの一端部および第2アーム
の他端部をピンを介して本体に回動可能に連結すること
により、第1、第2アームをそれぞれ一端部、他端部を
中心として揺動できるようにした請求項1記載の変位拡
大機構。
2. The first and second arms are connected at one end and the other end, respectively, by pivotally connecting one end of the first arm and the other end of the second arm to a main body via a pin. 2. The displacement magnifying mechanism according to claim 1, wherein the mechanism can swing about the center.
【請求項3】前記第1アームの一端部および第2アーム
の他端部を本体に一体的に連結するとともに、該連結部
分に薄肉部を形成し、これにより、第1、第2アームを
それぞれ一端部、他端部を中心として揺動できるように
した請求項1記載の変位拡大機構。
3. An end of the first arm and the other end of the second arm are integrally connected to the main body, and a thin portion is formed at the connection, whereby the first and second arms are connected. 2. The displacement enlarging mechanism according to claim 1, wherein the mechanism can swing around one end and the other end.
【請求項4】前記本体を、前後方向に交互に重ね合わさ
れた状態で互いに連結され、第1、第2アームとそれぞ
れ同数である第1、第2セグメントから構成するととも
に、これら第1、第2セグメントにそれぞれ第1、第2
アームを連結するようにした請求項1記載の変位拡大機
構。
4. The main body comprises first and second segments which are connected to each other in a state of being alternately superposed in the front-rear direction and have the same number as the first and second arms, respectively. 1st and 2nd for 2 segments respectively
2. The displacement enlarging mechanism according to claim 1, wherein the arms are connected.
【請求項5】最後側に位置している第1アームまたは第
2アームより後方に超磁歪素子を用いた変位量発生手段
を設置し、該変位量発生手段に発生した変位量を第1ま
たは第2アームの中央部の後側面に入力するようにした
請求項1記載の変位拡大機構。
5. A displacement generating means using a giant magnetostrictive element is provided behind a first arm or a second arm located on the rear side, and the displacement generated by the displacement generating means is determined by the first or second arm. 2. The displacement magnifying mechanism according to claim 1, wherein the input is made to a rear side surface of a central portion of the second arm.
【請求項6】最前側に位置している第2アームより前方
に、出力部材に該当する流体バルブのスプールを設置
し、該第2アームにおける拡大された変位を第2当接部
を通じてスプールに出力するようにした請求項1記載の
変位拡大機構。
6. A spool for a fluid valve corresponding to an output member is provided in front of a second arm positioned on the foremost side, and an enlarged displacement of the second arm is applied to the spool through a second contact portion. 2. The displacement enlarging mechanism according to claim 1, wherein the mechanism outputs the displacement.
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017515586A (en) * 2014-05-13 2017-06-15 ジャイラス・エーシーエムアイ・インコーポレーテッド Mechanical transducer assembly and implementation

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