JPS60213275A - Brake device - Google Patents

Brake device

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JPS60213275A
JPS60213275A JP59069449A JP6944984A JPS60213275A JP S60213275 A JPS60213275 A JP S60213275A JP 59069449 A JP59069449 A JP 59069449A JP 6944984 A JP6944984 A JP 6944984A JP S60213275 A JPS60213275 A JP S60213275A
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Japan
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piezo stack
brake device
piezo
braking element
stack
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JP59069449A
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JPH0427798B2 (en
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Shigekazu Nagai
茂和 永井
Tetsuo Kukuminato
久々湊 哲夫
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SMC Corp
Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd
Shoketsu Kinzoku Kogyo KK
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Publication date
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Publication of JPH0427798B2 publication Critical patent/JPH0427798B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/18Electric or magnetic
    • F16D2121/28Electric or magnetic using electrostrictive or magnetostrictive elements, e.g. piezoelectric elements

Landscapes

  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the response of a brake device by displacing the first piezoelectric stack secured to a brake element by applying a voltage to the stack in the state that the second and third piezoelectric stacks are secured under displacing operation, thereby reliably performing the stopping operation. CONSTITUTION:A brake device body 10 and the first, second bodies 12, 14 are oppositely bonded to have a horizontal recess 16 and vertical first and second recesses 18, 20. A circular recess 22 is formed between the recesses 18 and 20, and a piston rod 24 which constructs an actuator is movably engaged therewith. The first-fourth piezoelectric stacks 26-28, 38-40 are arranged oppositely to the rod 24, and the first-second brake elements 34-36, 46-52 are further secured. Thus, the prescribed voltage is applied to the first stack 26 in the state that the second and third stacks 28, 38 are secured thereto, and the brake element is pressed in contact with the rod 24 to brake it.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブレーキ装置に関し、一層詳細には電圧を印加
すると所定の方向に変位する複数個のピエゾスタックを
利用し、しかもブレーキ装置本体を構成するピエゾスタ
ックに被動体に対するフレアランスを調整する調整機構
を組み込んだブレーキ装置に開する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a brake device, and more particularly, it utilizes a plurality of piezo stacks that are displaced in a predetermined direction when a voltage is applied, and furthermore, the present invention relates to a brake device that uses a plurality of piezo stacks that are displaced in a predetermined direction when a voltage is applied, and that It opens to a brake system that incorporates an adjustment mechanism to adjust flare.

例えば、油圧・空気圧を利用して駆動される°1クチュ
エータにおいて位置決めをしようとする時、前記アクチ
ュエータをその作動範囲途上におい゛ζ制動させる必要
がある。この場合、従来装置においては前記圧力流体の
供給を停止することによって位置決め動作を確保してい
る。
For example, when attempting to position a 1° actuator driven using hydraulic pressure or pneumatic pressure, it is necessary to brake the actuator in the middle of its operating range. In this case, in the conventional device, the positioning operation is ensured by stopping the supply of the pressure fluid.

例えば、往復動型エアーシリンダではピストンの動作を
ストローク途上において停止しようとする時、所定圧力
の空気を一方のボートから導入することを阻止し、ピス
トンとシリンダ内壁との摩擦力によってブレーキがかか
るよう構成している。従って、所定圧力の空気の導入を
停止して後ピストンが前記のように摩擦力によって停止
するまで若干の位置ずU時間が経過する必要がある。す
なわち、所望の位置にピストンを停止させようとする場
合には予め摩擦力が住じて停止するまでの時間的な経過
を考慮して作動させることにより初めて正確な制動動作
が得られる。従って、この種のアクチュエータでは位置
決め制御のための応答性が極めて悪いという不都合があ
った。しかも、このアクチュエータを再起動させようと
する時、シリンダに形成されているボートから再び圧力
媒体の供給をしなりればならず、実際、シリンダ内にお
いてピストンが変位するまでにやはり所定の時間的経過
を必要とする。結局、アクチュエータにおいて流体圧を
利用して制動させようとする時、電気的な制動よりもそ
の応答性に劣るという致命的な欠点を露呈する。従って
、前記の不都合を解消するためには流体圧を利用するア
クチュ・エータに対し電気的制動機構を組み込むことが
最もよい。然しなから、通電の電気的制動機構によれば
その構造が比較的大きくなってしまう。
For example, in a reciprocating air cylinder, when trying to stop the piston mid-stroke, air at a predetermined pressure is prevented from being introduced from one boat, and the brake is applied by the frictional force between the piston and the inner wall of the cylinder. It consists of Therefore, it is necessary for a certain amount of time U to elapse after the introduction of air at a predetermined pressure is stopped until the rear piston is stopped by the frictional force as described above. That is, when attempting to stop the piston at a desired position, an accurate braking operation can only be obtained by operating the piston in consideration of the elapsed time until the piston stops due to the frictional force being generated. Therefore, this type of actuator has the disadvantage of extremely poor responsiveness for positioning control. Moreover, when trying to restart this actuator, the pressure medium has to be supplied again from the boat formed in the cylinder, and in fact, it still takes a predetermined time period before the piston is displaced in the cylinder. Requires progress. In the end, when an actuator attempts to perform braking using fluid pressure, a fatal drawback arises in that the responsiveness is inferior to that of electrical braking. Therefore, in order to eliminate the above-mentioned disadvantages, it is best to incorporate an electric braking mechanism into the actuator that utilizes fluid pressure. However, a energized electrical braking mechanism requires a relatively large structure.

特にロボット等に組み込まれてアームの回転等を行うア
クチュエータには小型化が必然的に要求されるために通
学の電気的制動機構は必ずしもニーズに適合する制動装
置とはならない。
In particular, an actuator that is incorporated into a robot or the like and rotates an arm is required to be miniaturized, so an electric braking mechanism for commuting to and from school is not necessarily a braking device that meets the needs.

そこで、本発明者等は鋭意考究並びに工夫を重ねた結果
、一定の極性で電圧を印加すると所定方向に変位するピ
エゾスタックに着目し、このビニシスタンクを流体圧に
よって駆動されるアクチュエータに組み込めば、比較的
小さな構成でストローク途上における任意の停止制動が
行われるアクチュエータが得られることが1′すった。
Therefore, as a result of intensive research and ingenuity, the present inventors focused on a piezo stack that displaces in a predetermined direction when a voltage is applied with a fixed polarity. It has been shown that an actuator that can perform arbitrary stop braking in the middle of a stroke can be obtained with a relatively small configuration.

なお、この場合、前記制動素子が多数回の利用により摩
耗した際、予め別異のビニシスクックを用意しておき、
このピエゾスタックにより制動素子を保持するピエゾス
タックをクランプし、それによって制動素子は常時一定
のフレアランスをピストンロッドに対して確保するよう
に構成すれば精度的に極めて良好な制動動作が達成され
るアクチュエータが得られる。
In this case, when the braking element becomes worn out due to repeated use, a different vinyl brake is prepared in advance.
If the piezo stack that holds the braking element is clamped by this piezo stack, thereby ensuring that the braking element always maintains a constant flare with respect to the piston rod, extremely accurate braking operation can be achieved. An actuator is obtained.

従って、本発明の目的は停止動作が確実に行われ再起動
への応答性が極めて高く、また、制動素子が摩耗するこ
とによっても富時一定のフレアランスを前記制動素子と
アクチュエータ本体との間で確保でき、従って、耐用年
数も増大すると共に構造的に簡単で小型化ができ、さら
にまた廉価に製造することが可能なアクチュエータ用ブ
レーキ装置を提供するにある。
Therefore, an object of the present invention is to ensure that the stopping operation is performed reliably and to have extremely high responsiveness to restarting, and to prevent a constant flare between the braking element and the actuator body even when the braking element wears out. It is an object of the present invention to provide a brake device for an actuator, which can be secured in terms of performance, has an increased service life, is structurally simple and compact, and can be manufactured at low cost.

前記の目的を達成するために、本発明は回動若しくは往
復動作を行う被動体に近接して制動素子を臨設し前記制
動素子に複数個のピエゾ素子からなる第1のピエゾスタ
ックを固着し、さらに前記第1ピエゾスタツクに指向し
て変位する少なくとも一組の第2および第3のビニシス
タンクを設け、前記第1ピエゾスタツクを前記第2およ
び第3の変位動作下に固定した状態で前記第1ピエヅス
タンクに所定の電圧を印加し、前記被動体に対して変位
させることにより前記制動素子を被動体に圧接して制動
することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a braking element that is provided adjacent to a driven body that rotates or reciprocates, and a first piezo stack consisting of a plurality of piezo elements is fixed to the braking element. Furthermore, at least one set of second and third vinyl tanks are provided that are displaced toward the first piezo stack, and the first piezo stack is fixed to the first piezo stack under the second and third displacement operations. The braking device is characterized in that a predetermined voltage is applied and the braking element is displaced relative to the driven body, thereby bringing the braking element into pressure contact with the driven body and braking the driven body.

次に、本発明に係るブレーキ装置について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
Next, preferred embodiments of the brake device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

先ず、第1図におい−C参照符号10はブレーキ装置本
体を示す。このブレーキ装置本体lOは第1のボディ1
2と第2のボディ14とを含む。前記第1ボデイ12と
第2ボデイ14とは互いに対向して接合し、それによっ
て第1図において水平方向に延在する凹部16、垂直方
向に延在する第1の凹部18およびこの第1垂直凹部1
8から離間する第2の凹部20とが画成される。これら
の第1垂直凹部18と第2垂直四部20の中間部分に円
状凹部22が形成される。この円状凹部22にはアクチ
ュエータを構成するピストンロッド24が移動自在に嵌
入する。前記水平凹部16の一例部には前記ピストンロ
ッF24に対設して第1のビニシスタンク26が配設さ
れ、且つこの第1ピエゾスタツク26の反対側に前記ピ
ストンロッド24に近接して第2のピエゾスタック28
が配設される。
First, in FIG. 1, reference numeral 10-C indicates the main body of the brake device. This brake device main body lO is a first body 1
2 and a second body 14. The first body 12 and the second body 14 are joined to face each other, thereby forming a horizontally extending recess 16 in FIG. 1, a vertically extending first recess 18, and the first vertical Recess 1
A second recess 20 spaced from 8 is defined. A circular recess 22 is formed in an intermediate portion between the first vertical recess 18 and the second vertical four parts 20. A piston rod 24 constituting an actuator is movably fitted into this circular recess 22 . A first vinyl storage tank 26 is disposed in one example of the horizontal recess 16 opposite to the piston rod F24, and a second piezo stack 26 is disposed adjacent to the piston rod 24 on the opposite side of the first piezo stack 26. 28
will be placed.

部16内に配設された第1の弾性部材30によってピス
トンロッド24側に保持され且つその先端部には第1の
制動素子34が固着されている。一方、前記第2ビニシ
スタンク28は同様にして水平凹部16内に配設された
第2の弾性部材32により保持され且つその先端部には
第2の制動素子36が固着される。前記第1制動素子3
4、第2制動素子36はいずれも摩擦係数が高い材質で
形成されればよく、例えば、ゴム若しくは炭素繊維を含
む材質の部材で形成することができる。
It is held on the piston rod 24 side by a first elastic member 30 disposed within the portion 16, and a first braking element 34 is fixed to the tip end thereof. On the other hand, the second vinyl cis tank 28 is similarly held by a second elastic member 32 disposed within the horizontal recess 16, and a second braking element 36 is fixed to the tip thereof. The first braking element 3
4. The second braking element 36 may be made of a material having a high coefficient of friction, and may be made of a material containing rubber or carbon fiber, for example.

次に、第1垂直四部18には第3のピエゾスタック38
と第4のピエゾスタック40とが配設される。第3ピエ
ゾスタツク38と第4ピエゾスタツク40とは前記第1
ピエゾスタツク26を挟んで配設されている。また、第
2垂直凹部20にも同様にして第5ピエゾスタツク42
と第6ピエゾスタツク44とが前記第2とニジスタッタ
28を挟むようにして配設される。夫々のピエゾスタッ
ク38.40.42.44の先端部には夫々前記第1制
動素子34並びに第2制動素子36と同様の材質からな
る一制動素子46.48.50.52が配設される。図
から読解されるように前記ピエゾスタック26.28.
38.40.42.44には電源線が接続され且つこの
電源線は図示しない直流電源から所定の電圧を夫々のピ
エゾスタックに供給するよう構成されている。
Next, the first vertical quadrant 18 includes a third piezo stack 38.
and a fourth piezo stack 40 are arranged. The third piezo stack 38 and the fourth piezo stack 40 are
They are arranged with a piezo stack 26 in between. Similarly, a fifth piezo stack 42 is installed in the second vertical recess 20.
and a sixth piezo stack 44 are arranged so as to sandwich the second and rainbow stutter 28 therebetween. A braking element 46, 48, 50, 52 made of the same material as the first braking element 34 and the second braking element 36 is disposed at the tip of each piezo stack 38, 40, 42, 44. . As can be seen from the figure, the piezo stacks 26, 28.
A power line is connected to 38, 40, 42, and 44, and this power line is configured to supply a predetermined voltage to each piezo stack from a DC power source (not shown).

そこで、以上のように構成されるブレーキ装置の作用並
びに効果について説明する。
Therefore, the operation and effects of the brake device configured as described above will be explained.

先ず、第1制動素子34と第2制動素子36は夫々ピス
トンロッド24に対し適度のフレアランスを有するよう
に保、持されている。すなわち、通学状態においては第
3ピエゾスタツク38並びに第4ピエゾスタツク40が
所定の電圧の作用下に第1ピエゾスタツク26を固定保
持する。一方、第5ピエゾスタツク42と第6ピエゾス
タツク44も前記第2ピエゾスタツク28を固定保持す
る。
First, the first braking element 34 and the second braking element 36 are each held with respect to the piston rod 24 so as to have an appropriate flare. That is, in the school commuting state, the third piezo stack 38 and the fourth piezo stack 40 fix and hold the first piezo stack 26 under the action of a predetermined voltage. On the other hand, the fifth piezo stack 42 and the sixth piezo stack 44 also fix and hold the second piezo stack 28.

このため、前記第1制動素子34と第2制動素子36と
は所定の間隔を保有して前記変位するピストンロッド2
4に対峙することになる。
For this reason, the first braking element 34 and the second braking element 36 are spaced apart from each other by a predetermined distance from the displacing piston rod 2.
You will be facing 4.

このような状態においてピストンロッド24にブレーキ
信号が出されると、先ず、前記第3ピエゾスタツク38
、第4ピエゾスタツク40並びに第5ピエゾスタツク4
2、第6ピエゾスタツク44に対しての電圧の供給が停
止される。この結果、第1ピエゾスタツク26は第1弾
性部材30によってのみ保持されることになる。同様に
して第2ピエゾスタツク28も第2弾性部材32により
保持される。この場合、前記第1弾性部材30の弾発力
によっても第1ピエゾスタック26先端部に装着されて
いる第1制動素子34がピストンロッド24に対して所
定の間隔を以て対峙するよう設定してお(とよい。
When a brake signal is issued to the piston rod 24 in such a state, first, the third piezo stack 38
, the fourth piezo stack 40 and the fifth piezo stack 4
2. The supply of voltage to the sixth piezo stack 44 is stopped. As a result, the first piezo stack 26 is held only by the first elastic member 30. Similarly, the second piezo stack 28 is also held by the second elastic member 32. In this case, the first braking element 34 attached to the tip of the first piezo stack 26 is set to face the piston rod 24 at a predetermined distance due to the elastic force of the first elastic member 30. (Toyoi.

一方、第2弾性部材32も前記と同様にして第2制動素
子36がピストンロッド24に対し所定の間隔を以て対
峙するようその弾性力を選択しておく。以上のプロセス
によってピストンロッド24に対し第1制動素子34並
びに第2制動素子36のフレアランスが調整されること
にな4゜次いで、再び第3ピエゾスタツク38、第4ピ
エゾスタノク40、第5ピエゾスタツク42および第6
ピエゾスタツク44が付勢される。この結果、第1弾性
部材30によってピストン0′シト24側に変位した第
1ピエゾスタツク26が再び保持され同様にし゛ζ第2
弾性部月32によってピストンロット24方向に変位し
た第2ピエゾスタツク28が11;j記第5ピエゾスタ
ック42並びに第6ピエゾスタノク44によって保持さ
れることになる。このようにピエゾスタック38.40
によって保持された第1ピエゾスタツク26並びに第5
ピエゾスタツク42、第6ビエヅスタノク44によって
保持された第2ビニシスクツク28に対し電圧が印加さ
れる。この結果、前記第1ピエゾスタツク26、第2ピ
エゾスタツク28はビスI−ンロノド24側に大きな力
で変位し、第1制動素子34、第2制動素子36をピス
トンロッド24に圧接する。このためピストンロッド2
4の往復動作はこの制動素子34、制動素子36の摩擦
抵抗によってその変位を阻止されることになる。
On the other hand, the elastic force of the second elastic member 32 is selected in the same manner as described above so that the second braking element 36 faces the piston rod 24 at a predetermined distance. Through the above process, the flare of the first braking element 34 and the second braking element 36 with respect to the piston rod 24 is adjusted.4 Next, the third piezo stack 38, the fourth piezo stack 40, the fifth piezo stack 42 and 6th
Piezo stack 44 is energized. As a result, the first piezo stack 26 that was displaced toward the piston 0' seat 24 is held again by the first elastic member 30, and the second piezo stack 26 is held in the same manner.
The second piezo stack 28 displaced in the direction of the piston rod 24 by the elastic member 32 is held by the fifth piezo stack 42 and the sixth piezo stun 44 (11; j). Piezo stack 38.40 like this
The first piezo stack 26 and the fifth piezo stack held by
A voltage is applied to the second vinyl stack 28 held by the piezo stack 42 and the sixth piezo stack 44. As a result, the first piezo stack 26 and the second piezo stack 28 are displaced with a large force toward the screw I-in rod 24 side, and press the first braking element 34 and the second braking element 36 against the piston rod 24. Therefore, piston rod 2
The reciprocating movement of the brake element 4 is prevented from displacement by the frictional resistance of the brake elements 34 and 36.

一力、このような制動状態からピストンロノド24を解
放しようとする時、前記第1ピエゾスタツク26並びに
第2ピエゾスタツク28に対する所定の極性での電圧の
印加を停止するればよい。
When attempting to release the piston rod 24 from such a braking state, it is sufficient to stop applying voltage of a predetermined polarity to the first piezo stack 26 and the second piezo stack 28.

これによって第1ピエゾスタツク26、第2ピエゾスタ
ツク28は現状に復帰しようとし、従って、第1制動素
子34並びに第2制動素子36はビスI・ンロソド24
から離間し前記ピストンロッド24は再び変位可能とな
る。
As a result, the first piezo stack 26 and the second piezo stack 28 try to return to their current state, and therefore the first braking element 34 and the second braking element 36
Then, the piston rod 24 becomes movable again.

次に、第2図に本発明に係るブレーキ装置の別の実施例
を示す。この実施例において第1図と同一の参照符号は
同一の構成要素を示すものとする。
Next, FIG. 2 shows another embodiment of the brake device according to the present invention. In this embodiment, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same components.

さて、この実施例では第1図に示す実施例と異なり、第
1ピエゾスタツク26と第1弾性部(A30との間に断
面H型の保持部材60を配設し、同様にして第2ピエゾ
スタツク28と第2弾性部材32との間に前記保持部+
)f60と同一形状からなる保持部キイ62を設りてい
る。従って、この実hト例では第1ピエゾスタツク38
、第4ピエヅスタソク40はそれが付勢された時、保持
81;(イ60をしっかりと保持することになり、同じ
く第5ピエゾスタツク42と第6ピエヅスタノク44も
その付勢峙には保持部4A62を挟持するようになる。
Now, in this embodiment, unlike the embodiment shown in FIG. and the second elastic member 32, the holding portion +
) A holding part key 62 having the same shape as f60 is provided. Therefore, in this practical example, the first piezo stack 38
, when the fourth piezo stack 40 is energized, it firmly holds the retainer 81; It becomes like being pinched.

このように構成することによって直接第1ピエゾスタツ
ク26、第2ビエヅスタノク2Bが他のピエゾスタック
によって保持される必要性が無くなるために耐用性に優
れるという効果を得ることができる。
With this configuration, there is no need for the first piezo stack 26 and the second piezo stack 2B to be directly held by other piezo stacks, so it is possible to obtain the effect of excellent durability.

次に、第3Δ図乃至第3C図に本発明に係るブレーキの
装置のさらに別の実施例を示す。この実施例においても
前記二つの実施例と同一の参照符号は同一の構成要素を
示すものとする。
Next, still another embodiment of the brake device according to the present invention is shown in FIGS. 3Δ to 3C. In this embodiment as well, the same reference numerals as in the above two embodiments indicate the same components.

そこで、この実施例ではブレーキ装置IOは円板状に構
成されたボディ64を含む。二つの円板体を対設するこ
とによって形成されるボディ64には室66が形成され
且つこの室66はボディ64の半径方向に延在する4つ
の溝68と連通状態にある。そこで、前記室66の内部
には扇形に成形された第1の保持部材70、第2の保持
部材72、第3の保持部材74および第4の保持部材7
6が放射状に配置され、夫々の保持部材にはその内側に
ピエゾスタック並びに制動素子が装着される。
Therefore, in this embodiment, the brake device IO includes a body 64 configured in a disc shape. A chamber 66 is formed in the body 64 formed by arranging two disc bodies facing each other, and the chamber 66 is in communication with four grooves 68 extending in the radial direction of the body 64. Therefore, inside the chamber 66 are a fan-shaped first holding member 70, a second holding member 72, a third holding member 74, and a fourth holding member 7.
6 are arranged radially, and a piezo stack and a braking element are mounted inside each holding member.

すなわち、保持部材70はビス]・ンロノド24と同一
の曲率を有する第1ビエヅスタノク78が装着され、同
様にして保持部材72には第2ピエゾスタツク80、保
持部+A74には第3ピエゾスタツク82、保持部材7
6には第4ビニシスクツク84が装着される。しかも前
記ピエゾスタック78乃至84のピストンロッド24側
にはさらに前記実施例と同一の部材からなる制動素子8
6.88.90および92が夫々装着される。このよう
にして構成される保持部月70.72.74.76は4
つの溝68に配置されている弾性部材94.96.98
および100によって保持される。しかもこの実施例で
は第3Δ図から容易に読解されるように夫々の保持部材
70乃至76に対して室66の内部にピエゾスタック1
02並びに104が配設され、前記ピエゾスタック10
2の先端部および104の先端部には制動素子106並
びに108が夫々装着されてなるものである。
That is, the holding member 70 is equipped with a first piezo stack 78 having the same curvature as the screw thread 24, and similarly, a second piezo stack 80 is attached to the holding member 72, a third piezo stack 82 is attached to the holding part +A74, and a third piezo stack 82 is attached to the holding member 72. 7
6 is attached with a fourth vinyl stock 84. Moreover, on the piston rod 24 side of the piezo stacks 78 to 84, there is further a braking element 8 made of the same member as in the above embodiment.
6.88.90 and 92 are installed respectively. The holding unit month 70.72.74.76 configured in this way is 4
Elastic members 94,96,98 arranged in two grooves 68
and held by 100. Moreover, in this embodiment, as can be easily read from FIG.
02 and 104 are arranged, and the piezo stack 10
Braking elements 106 and 108 are attached to the distal end portions 2 and 104, respectively.

このピエゾスタック102.104は第3C図から諒解
されるようにディスク状を形成しその制動素子106.
108が前記保持部材70乃至76に接するように構成
されている。
This piezo stack 102, 104 has a disc shape as seen in FIG. 3C, and its braking element 106.
108 is configured to be in contact with the holding members 70 to 76.

以上のような構成ではピエゾスタック102並びに10
4は制動素子106.10Bを介して保持部材70乃至
76を夫々挟持している。このような状態において、第
1ピエゾスタツク78、第2ピエゾスタツク80、第3
ピエゾスタツク82および第4ピエゾスタツク84に所
定の極性で電圧を印加すればその先端部に夫々装着され
ている第1制動素子86、第2制動素子88、第3制動
素子90および第4制動素子92は変位動作を行うピス
トンロッド24に圧接しその停止を図る。勿論、前記ピ
ストンロッド24の再起動を欲しようとする時は第1の
実施例並びに第2の実施例と同様に前記第1ピエゾスタ
ツク78乃至第4ピエゾスタツク84に対する電圧の印
加を停止すればよい。なお、第1制動素子86乃至第4
制動素子92が頻繁なブレーキの作用によって摩耗した
場合には、一旦、ピエゾスタック102.104への電
圧の印加を停止し第1弾性部材94乃至第4弾性部材1
000弾発力下に若干保持部材70乃至76をピストン
ワンド24側に変位させ、再びビエゾスタ・ツク102
104を付勢しその位置を保持して所定のフレアランス
をピストンロッド24に対し保有するようにすればよい
In the above configuration, the piezo stacks 102 and 10
4 holds the holding members 70 to 76, respectively, via braking elements 106 and 10B. In this state, the first piezo stack 78, the second piezo stack 80, and the third piezo stack 78
When a voltage is applied with a predetermined polarity to the piezo stack 82 and the fourth piezo stack 84, the first braking element 86, the second braking element 88, the third braking element 90, and the fourth braking element 92, which are attached to the tips of the piezo stack 82 and the fourth piezo stack 84, respectively, are activated. The piston rod 24 is pressed against the piston rod 24 to stop it. Of course, when it is desired to restart the piston rod 24, the application of voltage to the first to fourth piezo stacks 78 to 84 can be stopped, as in the first and second embodiments. Note that the first braking element 86 to the fourth braking element 86
If the braking element 92 is worn out due to frequent braking, the application of voltage to the piezo stack 102 and 104 is temporarily stopped and the first to fourth elastic members 94 to 1
The holding members 70 to 76 are slightly displaced toward the piston wand 24 side under the force of 000 rebound, and the Biezo star 102 is again moved.
104 may be biased and held in position to maintain a predetermined flare relative to the piston rod 24.

以上のように、この実施例では前記第1の実施例、第2
の実施例と異なりボディ本体を円板状に構成している。
As described above, in this embodiment, the first embodiment, the second embodiment
Unlike the embodiment described above, the main body is configured in a disk shape.

従って、一般的にシリンダ型アクチュエータ若しくはロ
ータリー型アクチュエータのように断面が円形のものに
対して好適に組み込むことができる利点がある。
Therefore, there is an advantage that it can be suitably incorporated into an actuator having a circular cross section, such as a cylinder type actuator or a rotary type actuator.

第4図に本発明の別の実施例を示す。この実施例では回
転ロンド110に近接して断面略コ字状の保持体112
を配設している。保持体112の内部には第1のピエゾ
スタック114、第2のピエゾスタック116が配設さ
れ、且つ前記第1ピニジスタック114の先端部には制
動素子11Bが装着され、一方、第2ピエゾスタツク1
16の先端部にも同様に制動素子120が配設されてい
る。
FIG. 4 shows another embodiment of the invention. In this embodiment, a holder 112 having a substantially U-shaped cross section is located adjacent to the rotating iron 110.
has been set up. A first piezo stack 114 and a second piezo stack 116 are disposed inside the holder 112, and a braking element 11B is attached to the tip of the first piezo stack 114, while the second piezo stack 1
A braking element 120 is similarly disposed at the tip of the brake member 16 .

夫々の制動素子11B 、120は互いに所定距離離間
しており、保持部材122.124は夫々前記第1ピエ
ゾスタツク114、第2ピエゾスタツク116を保持す
るものであり、その他端側には弾性部材126.12B
が保持体112により保持されている。しかも前記保持
部材122.124の上下方向にはさらに第3のピエゾ
スタック130 、第4のピエゾスタック132、第5
のピエゾスタ、7り134第6のピエゾスタック136
が配設される。そして、前記制動素子11B 、120
の間に回転ロッド110に固着された回転ディスク13
Bを臨ませておく。
The braking elements 11B and 120 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the holding members 122 and 124 hold the first piezo stack 114 and the second piezo stack 116, respectively, and an elastic member 126 and 12B is provided at the other end.
is held by a holding body 112. Moreover, in the vertical direction of the holding members 122 and 124, there are further a third piezo stack 130, a fourth piezo stack 132, and a fifth piezo stack 130.
Piezo star, 7th 134 6th piezo stack 136
will be placed. And the braking elements 11B, 120
A rotating disk 13 fixed to a rotating rod 110 between
Have B present.

以上のような構成において回転ロッド110のディスク
13Bを制動しようとする時、第1ピエゾスタツク11
4、第2ビニシスタンク116に所定の極性で電圧を印
加すればよい。ずなわら、電圧の印加によって変位する
ピエゾスタック114116は制動素子118.120
をディスク138の一端面に圧接し回転ディスク138
強制的に制動するよう作用する。なお、弾性部材126
.128並びに第3ビニシスタンク130乃至第6ビエ
ゾスタツク136は制動素子118.120の回転ディ
スク13Bに対するフレアランスを調整するものであり
前記実施例と同様に作用する。
When trying to brake the disc 13B of the rotating rod 110 in the above configuration, the first piezo stack 11
4. A voltage may be applied to the second vinyl cis tank 116 with a predetermined polarity. Of course, the piezo stack 114116, which is displaced by the application of voltage, is a braking element 118,120.
is pressed against one end surface of the disk 138 to rotate the rotating disk 138.
It acts to forcibly brake. Note that the elastic member 126
.. 128 and the third to sixth viezo stacks 130 to 136 adjust the flare of the braking elements 118 and 120 with respect to the rotating disk 13B, and function in the same manner as in the previous embodiment.

本発明のさらに別の実施例を第5図に示す。Yet another embodiment of the invention is shown in FIG.

図において前記実施例と同一参照符号は同一の構成要素
を示すものとする。
In the figures, the same reference numerals as in the above embodiment indicate the same components.

この第5図から容易に諒解されるように本実施例は第1
図に示す実施例と近似する。然しなから、この実施例で
は第1図において示す第1弾性部材30、第2弾性部材
32に代えてエアーシリンダ140.142を配設して
いる。すなわち、エアーシリンダ140のピストンは第
1ピエゾスタツク26を保持し、一方、エアーシリンダ
142は第2ピエゾスタツク28を保持している。この
ように構成することによって前記シリンダ140並びに
シリンダ142は弾性部材30.32と同一の作用を営
むが、この場合、弁装置144によってその変位動作が
制御されるために、より安定した状態でビニシスタンク
26.28の制動動作を達成することができる。このブ
レーキ装置は比較的大型の装置に対応するものと謂えよ
う。
As can be easily understood from FIG.
This is similar to the embodiment shown in the figure. However, in this embodiment, air cylinders 140 and 142 are provided in place of the first elastic member 30 and the second elastic member 32 shown in FIG. That is, the piston of air cylinder 140 holds first piezo stack 26, while air cylinder 142 holds second piezo stack 28. With this configuration, the cylinders 140 and 142 perform the same function as the elastic members 30, 32, but in this case, their displacement operation is controlled by the valve device 144, so that the cylinders 140 and 142 can operate in a more stable state. A braking action of 26.28 can be achieved. This brake device can be said to be compatible with relatively large devices.

本発明によれば以上のようにアクチュエータの変位途上
においてピエゾスタックに対し所定の電圧を印加するこ
とにより被動体の変位を迅速且つ確実に制動することが
できる。従って、従来技術にかかわる流体圧を利用し弁
操作のもとに被動体の制動を図るアクチュエータと比較
した場合、−Ff応答性にすぐれ、しかも小型化に通ず
る。さらにまた制動素子自体が摩耗した場合であっても
併設されているピエゾスタックと弾性部材、あるいは、
他の流体圧機構の作用のもとにタレアランスを調整し被
動体に対して最適位置を占めることが可能となりいかな
る状況におかれても確実に制動することができる。
According to the present invention, as described above, by applying a predetermined voltage to the piezo stack during the displacement of the actuator, the displacement of the driven body can be quickly and reliably braked. Therefore, when compared with the conventional actuator which uses fluid pressure to brake a driven body based on valve operation, the -Ff response is excellent and the actuator can be made smaller. Furthermore, even if the braking element itself is worn out, the attached piezo stack and elastic member, or
It is possible to adjust the tail clearance under the action of other fluid pressure mechanisms and to occupy the optimum position relative to the driven object, thereby ensuring reliable braking in any situation.

しかもピエゾスタックは比較的小型でるために、例えば
、本装置をロボットのアームを動かずアクチュエータに
組み込んだとしてもアーム自体はさほどに重量感を増加
することにはならないし、却ってその動作範囲並びに動
作パターンを広汎且つ多様化して行うことができる福次
的効果も得られる。
Furthermore, since the piezo stack is relatively small, for example, even if this device is incorporated into an actuator that does not move the arm of a robot, the arm itself will not feel that heavy, and on the contrary, its range of motion and movement will be reduced. The advantageous effect of being able to use a wide variety of patterns can also be obtained.

以上、本発明に係るブレーキ装置について々T適な実施
例をげて説明したが、本発明はこの実施例に限定される
ものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々の改良並びに設a1変更が可能なことは勿論である。
Although the brake device according to the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course, changes are possible.

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

図は、本発明に係るものであって、第1図は断面矩形状
のボディに組み込まれるブレーキ装置の概略縦断説明図
、第2図は、第1図に示すブレーキ装置に示すピエゾス
タックにつき保持部材を配設した状態の概略!ii[説
明図、第3A乃至第3C図は、本発明に係る制動装置が
円板状に構成されている状態を示す説明図、第4図は、
1転デイスクを制動するための本発明装置の概略説明図
、第5図は、被動体に対し制動素子のタレアランスを一
定に保持するためにシリンダを組み込んだ状態の概略説
明図である。 lO・・ブレーキ装置本体 12.14・・ボディ16
.1(1,20,22・・凹部 24・・ピストンロッド 26.28・・ビニシスタンク 30.32・・弾性部材 34.36・・制動素子38
.40.42.44・・ビニシスタンク46.48.5
0.52、・・制動素子60.62・・保持部材 64
・・ボディ66・・室 68・・溝 70.72.74.76・・保持部材 78.80.82.84・・ピエゾスタック86.88
.90.92・・制動素子 94.96.98.100 ・・弾性部+4102.1
04 ・・ビニシスクック 106.108 ・・制動素子 110・・回転ロッド
112・・保持体 114.116 ・・ピエゾスタック 11B、120 ・・制動素子 +22、+24 ・・
保持部材126.128 ・・弾性部材 130.132.134.136 ・・ビニシスタンク
138・・ディスク 140.142 ・・エアーシリンダ 144・・弁装置 特許出願人 焼結金属工業株式会社
The figures relate to the present invention, in which Fig. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a brake device incorporated into a body having a rectangular cross section, and Fig. 2 shows a piezo stack held by the piezo stack shown in the brake device shown in Fig. 1. An outline of the state in which the parts are arranged! ii [Explanatory diagrams, Figures 3A to 3C are explanatory diagrams showing a state in which the braking device according to the present invention is configured in a disc shape, and Figure 4 is
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the present invention apparatus for braking a single-turning disc, in which a cylinder is installed to maintain a constant tail balance of a braking element with respect to a driven object. lO...Brake device body 12.14...Body 16
.. 1 (1, 20, 22... recess 24... piston rod 26.28... vinyl system tank 30.32... elastic member 34.36... braking element 38
.. 40.42.44... Vinisys Tank 46.48.5
0.52,... Braking element 60.62... Holding member 64
...Body 66...Chamber 68...Groove 70.72.74.76...Holding member 78.80.82.84...Piezo stack 86.88
.. 90.92... Braking element 94.96.98.100... Elastic part +4102.1
04...Vinisy Cook 106.108...Braking element 110...Rotating rod 112...Holding body 114.116...Piezo stack 11B, 120...Braking element +22, +24...
Holding member 126.128...Elastic member 130.132.134.136...Vinisys tank 138...Disk 140.142...Air cylinder 144...Valve device patent applicant Sintered Metal Industry Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +11 回動若しくは往復動作を行う被動体に近接して
制動素子を臨設し前記制動素子に複数個のピエゾ素子か
らなる第1のビニシスタンクを固着し、さらに前記第1
ピエゾスタツクにtl向して変位する少なくとも一組の
第2および第3のビニシスタンクを設け、前記第1ピエ
ゾスタツクを前記第2および第3ピエゾスタ・7りの変
位動作下に固定した状態で前記第1ビニシスタンクに所
定の電圧を印加し、前記被動体に対して変位させること
により前記制動素子を被動体に圧接して制動することを
特徴とするブレーキ装置。 (2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、第1
ピエゾスタツクは、被動体に対して一組対設されてなる
ブレーキ装置。 (3) 特許請求の範囲第1項記載の装置において、第
1ピエゾスタツクは、弾性部材または流体圧シリンダに
より被動体に対し押圧されてなるブレーキ装置。 (4) 特許請求の範囲第1項記載の装置において、第
1ビニシスタンクは保持部材により保持され且つ前記保
持部材は第2ピエゾスタツクまたは第3ピエゾスタツク
により挟持されて第1ピエゾスタツクを位置決めするこ
とからなるブレーキ装置。 (5) 特許請求の範囲第1項記載の装置において、第
1ピエゾスタツクは、互いに所定間隔離間する複数個に
分割された扇形状に形成された積層するピエゾからなる
ブレーキ装置。 (6) 特許請求の範囲第1項記載の装置において、第
2および第3ビニシスタンクは、円形状に形成されてな
るブレーキ装置。 (7)特許請求の範囲第1項記載の9装置において、被
動体は、シリンダロンドまたは回転ロンドに固着された
ディスクからなるブレーキ装置。
[Scope of Claims] +11 A braking element is provided adjacent to a driven body that rotates or reciprocates, a first Vinysis tank consisting of a plurality of piezo elements is fixed to the braking element, and the first
The piezo stack is provided with at least one set of second and third vinyl cisterns that are displaced in the tl direction, and the first vinyl cis tank is fixed in a state where the first piezo stack is fixed under the displacement operation of the second and third piezo stars. A brake device characterized in that the braking element is brought into pressure contact with the driven body and braked by applying a predetermined voltage to the driven body and displacing it with respect to the driven body. (2. In the device according to claim 1, the first
A piezo stack is a brake device that is installed in pairs against a driven object. (3) The brake device according to claim 1, wherein the first piezo stack is pressed against the driven body by an elastic member or a fluid pressure cylinder. (4) In the apparatus according to claim 1, the first vinyl cistern is held by a holding member, and the holding member is held by a second piezo stack or a third piezo stack to position the first piezo stack. Device. (5) In the apparatus according to claim 1, the first piezo stack is a brake device comprising stacked piezos formed in a fan shape divided into a plurality of piezos spaced apart from each other by a predetermined distance. (6) The brake device according to claim 1, wherein the second and third vinyl tanks are formed in a circular shape. (7) The brake device according to claim 1, wherein the driven body is a disc fixed to a cylinder rond or a rotating rond.
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