JP3427079B2 - Piezo-hydraulic hybrid actuator - Google Patents
Piezo-hydraulic hybrid actuatorInfo
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Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an industrial manipulator,
Alternatively, the present invention relates to a joint driving actuator used for a humanoid robot.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Electric motors have been widely used in the past. Although the electric motor has a high speed, the torque generated as a single unit is small, so that the joint shaft is driven through a speed reducer having a high reduction ratio.
【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。Further, hydraulic pistons / cylinders and hydraulic rotary actuators have been conventionally used. When using these hydraulic actuators, a hydraulic pump and a hydraulic servo valve must be provided outside.
【０００４】[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。Generally, the rigidity of the joint shaft becomes very large, and it is preferable to flexibly cope with the external force applied to the link of the robot. However, when the electric motor is used, since the speed reducer having a high reduction ratio is used, it is impossible to flexibly deal with the external force applied to the link of the robot. Also, as long as the conventional servo valve is used, it is difficult to respond compliantly to the external force applied to the link like the electric motor, and the hydraulic equipment requires an external accessory device such as a hydraulic pump. .
【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。The present invention solves the above problems by incorporating a piezoelectric element in a hydraulic piston or a cylinder piston,
An object of the present invention is to provide an actuator that linearly moves a piston without using a hydraulic pump and a servo valve.
【０００６】[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。In order to solve the above-mentioned problems, a cylinder 1 having a cylindrical body 1a and a lid 1b, and a piston rod 2 penetrating both ends of the cylinder 1 in an oil-tight state are provided. First and second end plates 3 at both ends
b, 3c and the intermediate cylinder 3a, the first piston 3
A second piston 4 connected to the first end plate 3b side by a first piezoelectric element 6 in the first piston 3; and a second piezoelectric element 7 in the first piston 3 in the second piston 4. The second end plate 3c is connected to the third piston 5, and the second and third pistons 4 and 5 have check valves 4d at the same positions on the same circumference and having flow directions in opposite directions, respectively. 5
e, 4e, and 5d are dispersedly arranged, and the internal space of the cylinder 1, the first piston 3, the second piston 4, and the third piston 5 is filled with oil.
【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。The first piston 3 comprises a cylindrical body 3a, a first end plate 3b at both ends, a second end plate 3c, and a piezoelectric element housing portion 3d provided axially outside the first end plate 3b. The piston rod 2 is attached to the portion 3d and the second end plate 3c, respectively.
Is provided so as to be slidable in the axial direction, and the first and second end plates 3b and 3c are provided with oil circulation holes 3e on the middle circumference at regular intervals.
【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。The second piston 4 is screwed from the first end plate 3b side to the drive plate 4a around the drive plate 4a, and has a small inner diameter and outer diameter on the tip side to form a thick portion. A cylindrical body 4b and a check valve lid 4c provided on the front end side of the cylindrical body 4b, and a plurality of distributed arrangements are arranged in this thick portion at regular intervals so that the flow directions are opposite to each other. Check valves 4d and 4e, and oil circulation holes 4f dispersedly arranged in the drive plate 4a so as to coincide with the positions of the oil circulation holes 3e of the first end plate 3b, and the drive plate 4a and It is connected to the first piston 3 by a first piezoelectric element 6 inserted between the piezoelectric element housing portion 3d and the inner portion thereof.
【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。The third piston 5 comprises a piezoelectric element housing portion 5a, a cylindrical body 5b, and a lid portion 5c from the second end plate 3c side. The check valve 4d of the second piston 4 is provided in the cylindrical body 5b portion. 4e is provided with check valves 5e and 5d which are provided at positions corresponding to 4e and whose flow directions are opposite to those of the check valves 4d and 4e, and the piezoelectric element housing portion 5a is provided.
A cylindrical second piezoelectric element 7 inserted between this inner part and the tip of the support rod 3f extending from the second end plate 3c of the first piston 3 into the piezoelectric element housing 5a. The first piston 3 and the third piston 5 are connected.
【００１０】[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。As described above, the second and third pistons 4 and 5 are moved by setting the two piezoelectric elements at the same time or only one of them is charged and uncharged. As a result of the filled oil moving to the right chamber or the left chamber, the first piston 3 and the piston rod 2 move to the left or the right.
【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。Further, if the first piezoelectric element 6 is charged and the second piezoelectric element 7 is held in the uncharged state (state 2), the oil can move between the left and right chambers, and the actuator can be flexibly applied to an external load. Can handle.
【００１２】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1, 2 and 3 are sectional views of an actuator of the present invention. FIG. 1 shows a state where both piezoelectric elements are uncharged (state 1), and FIG. 2 shows a piezoelectric element on the second piston side. Charged, the piezoelectric element on the third piston side is uncharged (state 2), FIG.
FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state where both piezoelectric elements are charged (state 3). However, in order to make it easier to understand the operating state in both FIG. 2 and FIG. 3, the moving ranges of both the second piston and the third piston are shown to be much larger than they actually are. It is displayed.
【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。The structure of this actuator is as follows:
a and a lid 1b, and a first and second end plates 3b and 3c at both ends provided with a piston rod 2 penetrating the bottom of the cylindrical body 1a of the cylinder 1 and the lid 1b in an oil-tight state. And a middle cylindrical body 3a, a second piston 4 connected to the first end plate 3b side by a first piezoelectric element 6 in the first piston 3, and a second piston 4 It comprises a third piston 5 which is connected to a second end plate 3c of the first piston 3 by a second piezoelectric element 7.
【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。The second and third pistons 4 and 5 are provided with check valves 4d, 5e and 4e and 5d, which have flow directions opposite to each other at the same position on the same circumference, and are arranged in a distributed manner. , First piston 3, second piston 4
Also, the internal space of the third piston 5 is filled with oil.
【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。The first piston 3 comprises a cylindrical body 3a, a first end plate 3b at both ends, a second end plate 3c, and a piezoelectric element housing portion 3d provided axially outside the first end plate 3b. The piston rod 2 is attached to the portion 3d and the second end plate 3c, respectively.
Is provided so as to be slidable in the axial direction, and oil circulation holes 3e are formed in the first and second end plates 3b, 3c at regular intervals on an intermediate circumference.
【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。The second piston 4 is screwed from the first end plate 3b side to the drive plate 4a around the drive plate 4a, and has a small inner diameter and outer diameter on the tip side to form a thick portion. It has a cylindrical body 4b and a check valve lid 4c provided on the tip side of the cylindrical body 4b, and a plurality of distributed arrangements are made in this thick portion at regular intervals so that the flow directions are alternately opposite to each other. Check valves 4d and 4e, and oil circulation holes 4f dispersedly arranged in the drive plate 4a so as to coincide with the positions of the oil circulation holes 3e of the first end plate 3b, and the drive plate 4a and It is connected to the first piston 3 by a first piezoelectric element 6 inserted between the piezoelectric element housing portion 3d and the inner part thereof.
【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。The third piston 5 comprises a piezoelectric element housing portion 5a, a cylindrical body 5b, and a lid portion 5c from the second end plate 3c side, and the check valve 4d of the second piston 4 is provided in the cylindrical body 5b portion. 4e is provided with check valves 5e and 5d which are provided at positions corresponding to 4e and whose flow directions are opposite to those of the check valves 4d and 4e, and the piezoelectric element housing portion 5a is provided.
A cylindrical second piezoelectric element 7 inserted between this inner part and the tip of the support rod 3f extending from the second end plate 3c of the first piston 3 into the piezoelectric element housing 5a. The first piston 3 and the third piston 5 are connected.
【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。Two O-rings are provided between the cylinder 1 and the first piston 3, and two O-rings are provided between the first piston 3 and the second piston 4.
One is inserted between the second piston 4 and the third piston 5, and one is inserted between the piston rod 2 and the bottom of the cylindrical body 1a of the cylinder 1 and the lid 1b, and they are held in an oil-tight state. . It should be noted that lead wires for applying a voltage to the piezoelectric element are omitted in the drawings.
【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。Next, the operation of this actuator will be described. For convenience of description, FIG. 1 will be described as state 1, FIG. 2 as state 2, and FIG. 3 as state 3.
【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。The driving method for moving the piston rod 2 to the right is to change from the uncharged state 1 of both piezoelectric elements 6 and 7 to the state 2 in which only the first piezoelectric element 6 is charged.
The second piston 4 moves to the right. Check valve 5 for oil
After passing through d, a state 2 is entered by entering a gap formed between the second piston 4 and the third piston 5.
【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。Subsequently, when the second piezoelectric element 7 is also charged, the third piston 5 moves to the right, and the oil accumulated in the gap moves to the left through the check valve 5e and enters the state 3.
In this state, the second and third pistons 4 and 5 are in contact with each other again.
【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。Subsequently, when both piezoelectric elements 6 and 7 are simultaneously made uncharged, the second and third pistons 4 and 5 simultaneously try to move to the left (while maintaining contact), but the oil flow passage Is cut off, the second and third pistons 4,
Since the relative position of 5 is immovable, it is in a fixed state via the oil filled in the cylinder 1, and therefore the first piston 3 and the piston rod 2 move to the right and become the state 1 again.
【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。That is, when moving to the right, the first piezoelectric element 6 and the second piezoelectric element 7 are repeatedly charged and uncharged so as to change in the order of state 1, state 2, state 3, state 1. Thus, the first piston 3 and the piston rod 2 can be moved rightward any number of times.
【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。In this case, due to the nature of the piezoelectric element, when one pulse voltage is applied, as an example, about 4 in the length direction is applied.
Even with only a slight extension of 0 μm, it is possible to move 4 cm per minute by applying a pulse voltage of 1000 Hz.
【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。The driving method for moving the piston rod 2 to the left is to change from the state 1 in which both piezoelectric elements 6 and 7 are not charged to the state 3 in which the first and second piezoelectric elements 6 and 7 are simultaneously charged. , The second and third pistons 4 and 5 are kept in contact with each other, so that the oil does not flow from the left chamber to the right chamber, and the first piston 3 and the piston rod 2 are the extended portions of both piezoelectric elements 6 and 7. Move to the left.
【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。Subsequently, when only the second piezoelectric element 7 is set to the uncharged state 2, the third piston 5 moves to the left, and oil passes through the check valve 5d and is formed between the second and third pistons 4 and 5. Flow into the gap.
【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。Subsequently, when the first piezoelectric element 6 is set to the uncharged state 1, the second piston 4 moves leftward, and the oil accumulated in the gap moves to the right chamber through the check valve 4d.
【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。That is, when moving to the left, the first piezoelectric element 6 and the second piezoelectric element 7 are repeatedly charged and uncharged so as to change in the order of state 1, state 3, state 2, state 1. Thus, the first piston 3 and the piston rod 2 can be moved leftward any number of times.
【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。When the actuator is required to flexibly respond to an external load, and when the piston rod 2 is driven by the external load when the external load is applied, only the first piezoelectric element 6 is charged. At this time, a gap is formed between the second and third pistons 4 and 5, and a flow path of oil from the check valves 5d to 4d or from 4e to 5e is formed. The flow rate at this time can be adjusted by the size of the load and the gap width, that is, the amount of charge to the first piezoelectric element 6.
【００３０】[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。As described above, since the hydraulic pump, the servo valve and the hydraulic piping attached to them are not required at all, the size can be reduced as a whole.
【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。Since the respective members are in oil-tight contact with each other through the O-ring, strict precision is not required in manufacturing, so that the cost can be relatively reduced.
【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。A characteristic of “flexibility with respect to load” which is not possible with conventional actuators is possible.
【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。Electric power for driving the piezoelectric element is very small, and the drive circuit can be downsized.
【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。Further, since the piezoelectric element is used, the rigidity of the piezoelectric element is very high, so that a considerably heavy load on the piston rod can be driven.
【００３５】更に、応答速度が速いため、高速駆動が可
能である。Furthermore, since the response speed is fast, high speed driving is possible.
【図１】状態１の場合の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a state 1.
【図２】状態２の場合の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a state 2;
【図３】状態３の場合の断面図である。FIG. 3 is a sectional view in the case of state 3;
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 1 cylinder 2 piston rod 3 first piston 3a cylindrical body 3b First end plate 3c Second end plate 3d Piezoelectric element storage 3e Oil circulation hole 4 second piston 4a drive plate 4b cylindrical body 4c check valve lid 4d check valve 4e check valve 4f Oil circulation hole 5 Third piston 5a Piezoelectric element storage 5b cylindrical body 5c lid 5d check valve 5e check valve 6 First piezoelectric element 7 Second piezoelectric element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 15/08 B25J 19/00 H02N 2/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F15B 15/08 B25J 19/00 H02N 2/00
Claims (4)
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。1. A cylinder comprising a cylindrical body and a lid, first and second end plates at both ends provided with piston rods penetrating both ends of the cylinder in an oil-tight state, and an intermediate cylindrical body. A first piston, a second piston connected to the first end plate side by a first piezoelectric element in the first piston, and a second piezoelectric element in the second piston by a second piezoelectric element in the second piston. The third piston is connected to the end plate, and the second and third pistons are provided with distributed check valves having flow directions in opposite directions at the same position on the same circumference, and A piezoelectric-hydraulic hybrid actuator, characterized in that the cylinder, the first piston, the second piston, and the third piston are filled with oil.
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。2. The first piston comprises a cylindrical body, a first end plate at both ends, a second end plate, and a piezoelectric element housing portion provided in an outer axial direction of the first end plate, and the piezoelectric element housing portion and The second end plates are provided with the piston rods respectively and slidably held in the axial direction, and the first and second end plates are provided with oil circulation holes at regular intervals on an intermediate circumference. 2. The piezoelectric / hydraulic hybrid actuator according to claim 1, wherein
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。3. The second piston is screwed from the first end plate side to the drive plate around the drive plate, and has a small inner diameter and outer diameter on the tip side to form a thick wall portion. It consists of a cylindrical body and a check valve lid provided on the tip side of this cylindrical body, and a plurality of distributed check pieces are arranged in this thick wall portion at regular intervals so that the flow directions are opposite to each other. A valve and an oil circulation hole distributed in the drive plate so as to correspond to the position of the oil circulation hole of the first end plate, and the drive plate and the inner portion of the piezoelectric element housing portion; 2. The piezoelectric-hydraulic hybrid actuator according to claim 1, wherein the first piezoelectric element is inserted between the first and the second pistons and is connected to the first piston.
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。4. The third piston comprises a piezoelectric element housing portion, a cylindrical body, and a lid portion from the side of the second end plate, and the cylindrical portion is located at a position corresponding to the check valve of the second piston. And a check valve provided with this check valve and a flow direction opposite to each other, and extending from the inside of the piezoelectric element housing portion and the second end plate of the first piston into the piezoelectric element housing portion. 2. The piezoelectric-hydraulic hybrid actuator according to claim 1, wherein the first piston and the third piston are connected by a cylindrical second piezoelectric element that is inserted between the end portion of the supporting rod and the second rod. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24111194A JP3427079B2 (en) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Piezo-hydraulic hybrid actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24111194A JP3427079B2 (en) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Piezo-hydraulic hybrid actuator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105407A JPH08105407A (en) | 1996-04-23 |
| JP3427079B2 true JP3427079B2 (en) | 2003-07-14 |
Family
ID=17069455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24111194A Expired - Fee Related JP3427079B2 (en) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Piezo-hydraulic hybrid actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427079B2 (en) |
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-
1994
- 1994-10-05 JP JP24111194A patent/JP3427079B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH08105407A (en) | 1996-04-23 |
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