JPS62189978A - 圧電アクチユエ−タ - Google Patents
圧電アクチユエ−タInfo
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- JPS62189978A JPS62189978A JP61028504A JP2850486A JPS62189978A JP S62189978 A JPS62189978 A JP S62189978A JP 61028504 A JP61028504 A JP 61028504A JP 2850486 A JP2850486 A JP 2850486A JP S62189978 A JPS62189978 A JP S62189978A
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Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業−にの利用分野〕
本発明は、圧電素子の電歪作用を利用してロッドを移動
し、該ロッドに連結された対象物を駆動させるように構
成された圧電アクチュエータに関する。
し、該ロッドに連結された対象物を駆動させるように構
成された圧電アクチュエータに関する。
周知の如く、駆動対象となる各種の作業機構を動作させ
るためのアクチュエータには、従来、ソレノイドや電磁
石等のいわゆる電磁作用を応用したものか多かった。
るためのアクチュエータには、従来、ソレノイドや電磁
石等のいわゆる電磁作用を応用したものか多かった。
しかしながらこの種の従来のアクチュエータには、
a1機構が複雑である。
b、形状が大きく、消費電力も大きい。
C3電磁的な雑音を発生ずる。
d3位置決めの精度が低い。
等の種々の問題点があった。
本発明では、上記問題点を解決するために、ロッドの中
央部に配設した第1の圧電素子の電歪状態に応じて当該
ロッドの中央部を軸方向に伸縮せしめるロッドの伸縮機
構と、前記ロッドの左ノjおよび右方がそれぞれ貫通さ
れる第1および第2のブロック内に収容された第2およ
び第3の圧電素子の電歪作用を及ぼしめることにより、
当該第1および第2のフロックに対する前記ロッドの軸
方向への動きをそれぞれ固定する第1および第2のロッ
ク機構と、前記第1、第2、第3の圧電素子へ選択的に
電圧を印加する駆動回路とを具備した構成としたもので
ある。
央部に配設した第1の圧電素子の電歪状態に応じて当該
ロッドの中央部を軸方向に伸縮せしめるロッドの伸縮機
構と、前記ロッドの左ノjおよび右方がそれぞれ貫通さ
れる第1および第2のブロック内に収容された第2およ
び第3の圧電素子の電歪作用を及ぼしめることにより、
当該第1および第2のフロックに対する前記ロッドの軸
方向への動きをそれぞれ固定する第1および第2のロッ
ク機構と、前記第1、第2、第3の圧電素子へ選択的に
電圧を印加する駆動回路とを具備した構成としたもので
ある。
係る構成を有する圧電アクチュエータでは、前記駆動回
路から前記第1、第2、第3、の圧電素子へ選択的に電
圧を印加し、その電歪作用により前記ロッドの伸縮機構
および第1、第2のロック機構をそれぞれ機能せしめる
ことによって、当該ロッドを尺取り車力式で軸方向に移
動させている。
路から前記第1、第2、第3、の圧電素子へ選択的に電
圧を印加し、その電歪作用により前記ロッドの伸縮機構
および第1、第2のロック機構をそれぞれ機能せしめる
ことによって、当該ロッドを尺取り車力式で軸方向に移
動させている。
(実施例〕
以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて詳細に説
明する。
明する。
第1図は、本発明の一実施例に係る圧電アクチュエータ
の断面構造を示したものであり、その本体は、3つのブ
ロック10,20.30により構成されている。
の断面構造を示したものであり、その本体は、3つのブ
ロック10,20.30により構成されている。
このうち、左側のブロック10は、その」二部を貫通す
るボルト11により中央のブロック20の左端に固定さ
れ、同様に右側のブロック30も、ボルト31により前
記ブロック20の右端に固定= 4 − されている。
るボルト11により中央のブロック20の左端に固定さ
れ、同様に右側のブロック30も、ボルト31により前
記ブロック20の右端に固定= 4 − されている。
また前記ブロック10は、その下部を円筒状に削り抜か
れ、この削り抜かれた円筒内部には、前記ブロック20
の左端を貫通して延設されるロッド40を中心軸として
、それぞれ分離独立して成る円筒形の圧電索子12、ウ
ェッジ13、セットスクリュー14が埋設されている。
れ、この削り抜かれた円筒内部には、前記ブロック20
の左端を貫通して延設されるロッド40を中心軸として
、それぞれ分離独立して成る円筒形の圧電索子12、ウ
ェッジ13、セットスクリュー14が埋設されている。
このうち、ウェッジ13の一端面は、円錐台状の凸部と
して成形され、逆に円錐台状の四部として成形されるセ
ットスクリュー14の一端面に係合している。
して成形され、逆に円錐台状の四部として成形されるセ
ットスクリュー14の一端面に係合している。
また、前記セットスクリュー14のもう一方の端面には
、螺子が形成され、前記ブロック10の円筒内の最も外
側に近い部分に螺jr1されている。
、螺子が形成され、前記ブロック10の円筒内の最も外
側に近い部分に螺jr1されている。
このため前記セットスクリュー14は、ロッド40を軸
とする回転に伴なって左右に移動可能となり、後述する
如く圧電素子12に電圧を印加しない状態において、当
J々セットスクリュー14と前記ブロック20の左端と
の間に、圧電素子12とウェッジ13とが密着して封入
され、しかもこの状態で前記圧電素子12、ウェッジ1
3、セットスクリュー14を貫通するロッド40が左右
に摺動自在となるように、その螺着位置が調整されてい
る。
とする回転に伴なって左右に移動可能となり、後述する
如く圧電素子12に電圧を印加しない状態において、当
J々セットスクリュー14と前記ブロック20の左端と
の間に、圧電素子12とウェッジ13とが密着して封入
され、しかもこの状態で前記圧電素子12、ウェッジ1
3、セットスクリュー14を貫通するロッド40が左右
に摺動自在となるように、その螺着位置が調整されてい
る。
尚、前記ブロック20からみて前述したブロック10内
の構造と左右対象なる構造が、前記ブロック20の右端
を貫通して延設されるロッド40を中心軸とする圧電素
子32、ウェッジ33、セットスクリュー34によって
、ブロック30内にも構成されている。
の構造と左右対象なる構造が、前記ブロック20の右端
を貫通して延設されるロッド40を中心軸とする圧電素
子32、ウェッジ33、セットスクリュー34によって
、ブロック30内にも構成されている。
また、前記ブロック20の下部中央は空洞になっており
、この空洞部において、前記ロッド40の中央が左右の
主要部に比べて極めて細かく加工されている。
、この空洞部において、前記ロッド40の中央が左右の
主要部に比べて極めて細かく加工されている。
そして、この細く加工されたロッド40の中央部には円
筒形の圧電素子42が遊貫され、ワッシャ43.44を
介して前記ロッド40に螺着されたナラ1−45.46
により左右から締め付けられている。
筒形の圧電素子42が遊貫され、ワッシャ43.44を
介して前記ロッド40に螺着されたナラ1−45.46
により左右から締め付けられている。
この締め付は力によって前記圧電素子42には、前記ロ
ッド40の中心軸方向への圧縮力か(1与され、当該圧
縮力に抗して伸びようとする当該圧電素子42により前
記ロッド40の中央部には前記軸方向の収縮力かlj、
えられる。
ッド40の中心軸方向への圧縮力か(1与され、当該圧
縮力に抗して伸びようとする当該圧電素子42により前
記ロッド40の中央部には前記軸方向の収縮力かlj、
えられる。
係る構造を有する圧電アクチュエータに用いられる圧電
素子12(圧電素−j’32.42も同様に構成される
)は、例えは第2図に示すように、中央に孔120が形
成され、鎖孔120の中心を通る直線ρと直交するよう
な円周上の切欠き部121を有する薄い円板〔チタン酸
バリウム(BaCO3)等の圧電祠料より成る〕 12
2を、多数枚積層させることによって積層体123を構
成するとともに、各円板122の切欠き部121によっ
て前記積層体123に形成される平坦部124上に当該
積層方向へ延びる電極125を配設した構造を有してい
る。
素子12(圧電素−j’32.42も同様に構成される
)は、例えは第2図に示すように、中央に孔120が形
成され、鎖孔120の中心を通る直線ρと直交するよう
な円周上の切欠き部121を有する薄い円板〔チタン酸
バリウム(BaCO3)等の圧電祠料より成る〕 12
2を、多数枚積層させることによって積層体123を構
成するとともに、各円板122の切欠き部121によっ
て前記積層体123に形成される平坦部124上に当該
積層方向へ延びる電極125を配設した構造を有してい
る。
係る構造の圧電素子12において、前記電極125に所
定の電圧を印加すると、前記積層体】23は、当該電圧
に応じた歪みを生じ、第1図に示す如くブロック10内
に実装された状態では、当該圧電素子12が前記ロッド
40の中心軸方向へ伸張する。
定の電圧を印加すると、前記積層体】23は、当該電圧
に応じた歪みを生じ、第1図に示す如くブロック10内
に実装された状態では、当該圧電素子12が前記ロッド
40の中心軸方向へ伸張する。
この伸張力は、前記圧電素子12と密着されているウェ
ッジ13に作用し、当該ウェッジ13を前記中心軸方向
へ押しやるような応力となって当該ウェッジ13の凸部
端面をセットスクリュー14の凹部端面に圧接せしめる
。
ッジ13に作用し、当該ウェッジ13を前記中心軸方向
へ押しやるような応力となって当該ウェッジ13の凸部
端面をセットスクリュー14の凹部端面に圧接せしめる
。
このとき、ウェッジ13の凸部端面とセットスクリュー
14の凹部端面との前述した如くの係合関係に伴なって
、前記中心軸方向への応力が、これと直交する方向に変
えられ、この応力に伴なうウェッジ13の内径の収縮に
より前記ロッド40か締めイ・jけられ、当該ロッド4
0の中心軸方向への動きがロックされる。
14の凹部端面との前述した如くの係合関係に伴なって
、前記中心軸方向への応力が、これと直交する方向に変
えられ、この応力に伴なうウェッジ13の内径の収縮に
より前記ロッド40か締めイ・jけられ、当該ロッド4
0の中心軸方向への動きがロックされる。
また、ブロック30内に実装される圧電素子32に電圧
を印加した場合も、同様の作用によってロッド40の中
心軸方向への動きがロックされる。
を印加した場合も、同様の作用によってロッド40の中
心軸方向への動きがロックされる。
尚、ここでのロックの強さは、前述した如く、それぞれ
セットスクリュー14および34の螺着位置によって調
整可能である。
セットスクリュー14および34の螺着位置によって調
整可能である。
このように圧電素子12と32は、電圧を印加されるこ
とによって、ロッド40のロック機能を起動させるよう
に作用〔作用■〕する。
とによって、ロッド40のロック機能を起動させるよう
に作用〔作用■〕する。
これに対して圧電素子42は、電圧を印加されることで
歪みを生じ、ロッド40の中央部にイ・1与された収縮
力に抗して当該ロッド40を、中心軸方向へ伸張せしめ
るとともに、電圧の印加を解かれることで、前記収縮力
によって収縮し、前記ロッド40を元の状態に復帰せし
めることにより、当該ロッドを中心軸方向へ伸縮させる
ように作用〔作用■〕する。
歪みを生じ、ロッド40の中央部にイ・1与された収縮
力に抗して当該ロッド40を、中心軸方向へ伸張せしめ
るとともに、電圧の印加を解かれることで、前記収縮力
によって収縮し、前記ロッド40を元の状態に復帰せし
めることにより、当該ロッドを中心軸方向へ伸縮させる
ように作用〔作用■〕する。
次に、第3図には本発明に係る圧電アクチュエータの駆
動回路50の構成がブロック図で示されており、以下、
第4図に示すタイミングチャートを参照しつつその動作
を説明する。
動回路50の構成がブロック図で示されており、以下、
第4図に示すタイミングチャートを参照しつつその動作
を説明する。
まず、この圧電アクチュエータの動作に先立ち、分極ス
イッチ51か操作されると、該操作にもとづきドライバ
59から圧電素f12,42.32に所定の分極電圧か
印加され、当該圧電素子12゜42.32にはいイ)ゆ
る分極処理が施される。
イッチ51か操作されると、該操作にもとづきドライバ
59から圧電素f12,42.32に所定の分極電圧か
印加され、当該圧電素子12゜42.32にはいイ)ゆ
る分極処理が施される。
この分極処理は、その後に印加される電圧に対する前記
圧電率112,42.32の電歪特性を安定化させるた
めに欠かすことのできない処理である。
圧電率112,42.32の電歪特性を安定化させるた
めに欠かすことのできない処理である。
次に、圧電アクチュエータのロッド40を移動させる目
的で起動スイッチ52か操作されると、オア回路55の
ゲルトか開放され、該ゲートを通じて発振器54からア
ップ/ダウンカウンタ(以下U/Dカウンタと略す)5
6へ、第4図(a)に示す如くのクロックCKが入力さ
れる。
的で起動スイッチ52か操作されると、オア回路55の
ゲルトか開放され、該ゲートを通じて発振器54からア
ップ/ダウンカウンタ(以下U/Dカウンタと略す)5
6へ、第4図(a)に示す如くのクロックCKが入力さ
れる。
今、ここでカウント方向選択スイッチ53により、例え
は順方向へのカウントか選択されているものとすると、
前記U/Dカウンタ56では、前記クロックCKが順次
1/2.1/4.1/8に分周され、それぞれ第4図(
b)、(c)、(d)に示ず如くの分周パルスQl、Q
2.Q3となる。
は順方向へのカウントか選択されているものとすると、
前記U/Dカウンタ56では、前記クロックCKが順次
1/2.1/4.1/8に分周され、それぞれ第4図(
b)、(c)、(d)に示ず如くの分周パルスQl、Q
2.Q3となる。
この分周パルスQ+ 、Q2 、Q’3をもとに前記U
/Dカウンタ56は、前記クロックCKをO〜7まで順
に繰り返えしカウントし、該カウント値をアドレス指令
として、リートオンリーメモリ(以下ROMと略す)5
7へ人力する。
/Dカウンタ56は、前記クロックCKをO〜7まで順
に繰り返えしカウントし、該カウント値をアドレス指令
として、リートオンリーメモリ(以下ROMと略す)5
7へ人力する。
当該ROM57は、第5図に示す如く、アドレス0〜7
にDo、D、、D、、(それぞれ圧電率f12.42.
32への電圧印加制御に対応する。)の3つのデータを
格納しており、前記U/Dカウンタ56からクロックC
Kのカラン]・値か人力される毎に、当該カウント値に
対応するアドレスのデータDo、D、、D2を第4図(
e)、 (f)。
にDo、D、、D、、(それぞれ圧電率f12.42.
32への電圧印加制御に対応する。)の3つのデータを
格納しており、前記U/Dカウンタ56からクロックC
Kのカラン]・値か人力される毎に、当該カウント値に
対応するアドレスのデータDo、D、、D2を第4図(
e)、 (f)。
(g)に示す如くの態様で並列に+(1力する。
該出力データDO,D、、D2は、D−フリップフロッ
プ(以下D −F Fと略す)58を通じてトライバ5
9へ人力され、該ドライバ59は、このデータDo、D
、、D2にもとづき前述した如く分極処理の施された圧
電率12,42.32に所定の制御電圧を印加する。
プ(以下D −F Fと略す)58を通じてトライバ5
9へ人力され、該ドライバ59は、このデータDo、D
、、D2にもとづき前述した如く分極処理の施された圧
電率12,42.32に所定の制御電圧を印加する。
係る制御により圧電アクチュエータでは、前記クロック
CKのカウント0〜7に対応し−C1以ドに示すような
動作か実行される。
CKのカウント0〜7に対応し−C1以ドに示すような
動作か実行される。
(カウント0)
Do、D2か”H” レベルで、圧電素子12゜32に
電圧が印加され、上記〔作用■〕により左右両側でロッ
ド40の中心軸方向への動きがロックされる。
電圧が印加され、上記〔作用■〕により左右両側でロッ
ド40の中心軸方向への動きがロックされる。
(カウント1)
D2が“L“レベルとなり、圧電素子32か放電される
ことにより、ロッド40の右側のロックが解除される。
ことにより、ロッド40の右側のロックが解除される。
(カウント2)
Dlが“H”レベルとなり、圧電素子42に電圧が印加
され、上記〔作用■〕によりロッド40が軸方向に伸張
する。
され、上記〔作用■〕によりロッド40が軸方向に伸張
する。
このとき、ロッド40の左側はロックされているため、
圧電素子42の伸び分は、ロッド40の右側を右方向へ
移動させるように作用する。
圧電素子42の伸び分は、ロッド40の右側を右方向へ
移動させるように作用する。
(カウント3)
D2も“H”レベルとなり、圧電素子32へ電圧か印加
され、(カウント2)で右側に移動したロッド40の右
側か、−に記〔作用I〕により再度ロックされる。
され、(カウント2)で右側に移動したロッド40の右
側か、−に記〔作用I〕により再度ロックされる。
(カウント4)
Doが“L”レベルとなり、圧電素子12か放電される
ことにより、ロッド40の左側のロックが解除される。
ことにより、ロッド40の左側のロックが解除される。
(カランl−5,6)
Dlも“L”レベルとなり、圧電素子42か放電され、
ロッド40が上記〔作用■〕により軸方向に収縮する。
ロッド40が上記〔作用■〕により軸方向に収縮する。
このときロッド40の右側かロックされているため、圧
電素子42の収縮分は、ロッド40の左側を右方向・\
移動さぜるように作用する。
電素子42の収縮分は、ロッド40の左側を右方向・\
移動さぜるように作用する。
(カウント7)
Doも“H”レベルとなり、圧電素子12゜32に電圧
が印加され、上記〔作用■〕によりロッド40が左右両
側でロックされ(カウントO)の状態にもどる。
が印加され、上記〔作用■〕によりロッド40が左右両
側でロックされ(カウントO)の状態にもどる。
このように、前記クロックCKのカウントを順方向へ一
巡させる毎に、圧電率−r−42の伸張分た1プロツト
40を右側へ移動させることか可能となり、係る制御を
繰り返し行なえば、所望とする長さでロッド40を右側
へ移動させることかできる。
巡させる毎に、圧電率−r−42の伸張分た1プロツト
40を右側へ移動させることか可能となり、係る制御を
繰り返し行なえば、所望とする長さでロッド40を右側
へ移動させることかできる。
この移動に際してロッド40は、常に左右いずれかの側
でロックされているため、当該ロンド40に左方向への
ある程度の力か加えられている場合にも、その力が前記
圧電素子42の伸張力を1・゛回っていれは、前記ロッ
ド40を右方向へ移動さゼることかできる。
でロックされているため、当該ロンド40に左方向への
ある程度の力か加えられている場合にも、その力が前記
圧電素子42の伸張力を1・゛回っていれは、前記ロッ
ド40を右方向へ移動さゼることかできる。
尚、ロッド40を左方向へ移動さゼる場合は、カウント
方向選択スイッチ53の選択によりU/Dカウンタ56
のカウントを逆方向に歩進させ、当該ノJウント値に対
応するROM57のアドレスから前述したタイミングチ
ャートとは逆になるようにデータD□ 、D(、D2を
出力させるとよい。
方向選択スイッチ53の選択によりU/Dカウンタ56
のカウントを逆方向に歩進させ、当該ノJウント値に対
応するROM57のアドレスから前述したタイミングチ
ャートとは逆になるようにデータD□ 、D(、D2を
出力させるとよい。
このとき、ロッド40の左右への移動を開始さぜるか停
止さぜるかは、起動スイッチ52により選択ずれはよい
。
止さぜるかは、起動スイッチ52により選択ずれはよい
。
ところで、本発明に係る圧電アクチュエ−夕は、他の実
施例として第6図に示すような構造も考えられる。
施例として第6図に示すような構造も考えられる。
第6図「同図(a)は断面図、同図(b)は同図(a、
)のA−A線による断面側面図〕において、圧電アク
チュエータの本体は、3つのブロック100.200,
300より成り、左側のブロック100は、ポルl−1
,01によって中央のブロック200に固定され、同様
に右側のブロック300は、ポルl−301によって前
記ブロック200に固定されている。
)のA−A線による断面側面図〕において、圧電アク
チュエータの本体は、3つのブロック100.200,
300より成り、左側のブロック100は、ポルl−1
,01によって中央のブロック200に固定され、同様
に右側のブロック300は、ポルl−301によって前
記ブロック200に固定されている。
これらブロック100,200,300を固定すること
により、当該ブロック2001−に形成される空間には
、前記ブロック100および200の上部を摺動可能に
貫通してロッド400が設けられ、その中央部は細く加
ゴーされたうえに円筒形の圧電素子402が遊貫され、
ワッシャ403゜404を介してナラl−405,4’
06により両側から締めイ」けられている。
により、当該ブロック2001−に形成される空間には
、前記ブロック100および200の上部を摺動可能に
貫通してロッド400が設けられ、その中央部は細く加
ゴーされたうえに円筒形の圧電素子402が遊貫され、
ワッシャ403゜404を介してナラl−405,4’
06により両側から締めイ」けられている。
これは、第1図の圧電アクチュエータにおけるロッド4
0と同じ構造であり、前記圧電素子402には常にロッ
ド400の中心軸方向への圧縮力か加わり、また当該ロ
ッド400の中央部には前記中心軸方向への収縮力が(
=1ヶ、されている。
0と同じ構造であり、前記圧電素子402には常にロッ
ド400の中心軸方向への圧縮力か加わり、また当該ロ
ッド400の中央部には前記中心軸方向への収縮力が(
=1ヶ、されている。
また前記ブロック100には、上部を貫通する前記ロッ
ド400の中心線と直交する中心線を何する円筒」−の
孔が形成され、該円筒孔内部には、その奥部より円筒形
の押え台103、圧電素子102か埋め込まれ、セット
スクリュー]04による前記円筒孔内への螺着により保
持されている。
ド400の中心線と直交する中心線を何する円筒」−の
孔が形成され、該円筒孔内部には、その奥部より円筒形
の押え台103、圧電素子102か埋め込まれ、セット
スクリュー]04による前記円筒孔内への螺着により保
持されている。
また、前記ブロック200を基準とする前記ブロック1
00内と左右対象なる構造が、押え台303、圧電素子
302、セットスクリュー304により、前記ブロック
300内にも構成されている。
00内と左右対象なる構造が、押え台303、圧電素子
302、セットスクリュー304により、前記ブロック
300内にも構成されている。
前記圧電素子102および302は、例えはその中心軸
方向の側面に沿って設けられた電極に電11:、を印加
されることによって当該中心軸方向に伸;長し7、それ
ぞれ押え台103および303を−1一方iこ押し」−
げ、前記ロッド400を締め例けることiこよって当該
ロッド400の中心軸方向への動きをロックするように
作用する。同様に圧電素子402は、電圧を印加される
ことで歪みを生じ、回連した収縮力に抗してロッド40
0を中心軸方= 16 − 向へ伸張せしめるとともに、電圧の印加を解かれること
で、前記収縮力によって収縮し、前記ロッド400を元
の状態に復帰ローシめることにより、前記ロッド400
を尺取り車力式で中心軸方向へ伸縮させるように作用す
る。
方向の側面に沿って設けられた電極に電11:、を印加
されることによって当該中心軸方向に伸;長し7、それ
ぞれ押え台103および303を−1一方iこ押し」−
げ、前記ロッド400を締め例けることiこよって当該
ロッド400の中心軸方向への動きをロックするように
作用する。同様に圧電素子402は、電圧を印加される
ことで歪みを生じ、回連した収縮力に抗してロッド40
0を中心軸方= 16 − 向へ伸張せしめるとともに、電圧の印加を解かれること
で、前記収縮力によって収縮し、前記ロッド400を元
の状態に復帰ローシめることにより、前記ロッド400
を尺取り車力式で中心軸方向へ伸縮させるように作用す
る。
従って、これら圧電素子102,402゜302を、そ
れぞれ第1図の圧電アクチュエータに実装される圧電素
子12.42.32に対応させ、第3図の駆動回路50
によって駆動することにより、第6図の圧電アクチュエ
ータを、第1図の圧電アクチュエータと同様に動作させ
ることができる。
れぞれ第1図の圧電アクチュエータに実装される圧電素
子12.42.32に対応させ、第3図の駆動回路50
によって駆動することにより、第6図の圧電アクチュエ
ータを、第1図の圧電アクチュエータと同様に動作させ
ることができる。
ところで第3図の駆動回路50には、発振器54から出
力されるクロックCKの周波数に応じてロッド40の移
動速度か決定されるような措成例を示したか、前記発振
器54の代わりにマイコン等を用い、任意の周波数のク
ロックパルスを与え、圧電素子(42,402)の伸縮
に係る1サイクルあたりの時間を可変することにより、
前記ロッド(40,400)の移動速度を前記クロツク
パルス周波数に対応させて任意に設定することができる
。
力されるクロックCKの周波数に応じてロッド40の移
動速度か決定されるような措成例を示したか、前記発振
器54の代わりにマイコン等を用い、任意の周波数のク
ロックパルスを与え、圧電素子(42,402)の伸縮
に係る1サイクルあたりの時間を可変することにより、
前記ロッド(40,400)の移動速度を前記クロツク
パルス周波数に対応させて任意に設定することができる
。
また、この種の圧電素子(40,402)は、印加電圧
を可変とすることによって1ザイクルあたりの伸張長さ
を自由に設定することかでき、これによってロッド(4
0,400)の移動速度を可変としたり、位置決めの精
度を向」−させたりすることができるようになる。
を可変とすることによって1ザイクルあたりの伸張長さ
を自由に設定することかでき、これによってロッド(4
0,400)の移動速度を可変としたり、位置決めの精
度を向」−させたりすることができるようになる。
尚、本発明の圧電アクチュエータでは、小型化、消費電
力の省力化および駆動効率を考慮して、圧電素子(12
,32,42,102,302゜402)に第2図に示
す如くの円筒形積層型のものを用いる例について述べた
が、これ以外にも例えば直方体の様な簡単な形状のもの
を用いることができることは言うまでもない。
力の省力化および駆動効率を考慮して、圧電素子(12
,32,42,102,302゜402)に第2図に示
す如くの円筒形積層型のものを用いる例について述べた
が、これ以外にも例えば直方体の様な簡単な形状のもの
を用いることができることは言うまでもない。
以1−説明したように本発明の圧電アクチュエータによ
れは、ロッドの中央部に圧電素子の電歪作用による当該
ロッドの伸縮機構を設けるとともに、当該伸縮機構の両
側に別の圧電素子の電歪作用によるロッドのロック機構
を設け、前記各圧電素子へ選択的に電圧を印加し、その
電歪作用により前記ロッドの伸縮機(Iηおよびロック
機構をそれぞれ機能けしめることによって、当該ロッド
を尺取り出方式で軸方向(左右)に移動させるようにし
たため、構造の簡略化および小型化、消費電力の省力化
か果たせる、電磁的卸1等を排除できる、特に微動機構
における高粘度の位置決めか行なえる、等の優れた種々
の利点を有する。
れは、ロッドの中央部に圧電素子の電歪作用による当該
ロッドの伸縮機構を設けるとともに、当該伸縮機構の両
側に別の圧電素子の電歪作用によるロッドのロック機構
を設け、前記各圧電素子へ選択的に電圧を印加し、その
電歪作用により前記ロッドの伸縮機(Iηおよびロック
機構をそれぞれ機能けしめることによって、当該ロッド
を尺取り出方式で軸方向(左右)に移動させるようにし
たため、構造の簡略化および小型化、消費電力の省力化
か果たせる、電磁的卸1等を排除できる、特に微動機構
における高粘度の位置決めか行なえる、等の優れた種々
の利点を有する。
第1図は、本発明の1実施例に係る圧電アクチュエ=り
の断面構造を示す図、第2図は、第1図に示した圧電ア
クチュエータに実装される圧電素子の1例を示す斜視図
、第3図は、本発明の圧電アクチュエータの駆動回路の
1実施例を示すブロック図、第4図は、第3図に示した
駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャート、
第5図は、第3図に示した駆動回路におけるROM57
のデータマツプ、第6図は、本発明の圧電アクチユエー
タの他の実施例を示すものであり、第6図(a)は断面
図、第6図(b)は第6図(a)のA−A線における断
面側面図である。 10.20,30,100,200,300・・・ブロ
ック、11..31,101,30トボルト、12.3
2,42,102,302,402・・・圧電素子、1
3.33・・・ウェッジ、14,34゜104.304
・・・セットスクリュー、40゜400・・・ロッド、
43.44.403,404・・・ワッシャ、45,4
6,405,406・・・ナツト、50・・・駆動回路
、51・・・分極スイッチ、52・・・起動スイッチ、
53・・・カウント方向選択スイッチ、54・・・発振
器、55・・・オア回路、56・・・アップダウンカウ
ンタ(U/Dカウンタ)、57・・・リードオンリーメ
モリ (ROM) 、58 ・D−フリップフロップ
(D−FF) 、59・・・ドライバ、120・・・孔
、121・・・切欠き部、122・・・円板、123・
・・積層体1.124・・・([坦部、125・・・電
極。
の断面構造を示す図、第2図は、第1図に示した圧電ア
クチュエータに実装される圧電素子の1例を示す斜視図
、第3図は、本発明の圧電アクチュエータの駆動回路の
1実施例を示すブロック図、第4図は、第3図に示した
駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャート、
第5図は、第3図に示した駆動回路におけるROM57
のデータマツプ、第6図は、本発明の圧電アクチユエー
タの他の実施例を示すものであり、第6図(a)は断面
図、第6図(b)は第6図(a)のA−A線における断
面側面図である。 10.20,30,100,200,300・・・ブロ
ック、11..31,101,30トボルト、12.3
2,42,102,302,402・・・圧電素子、1
3.33・・・ウェッジ、14,34゜104.304
・・・セットスクリュー、40゜400・・・ロッド、
43.44.403,404・・・ワッシャ、45,4
6,405,406・・・ナツト、50・・・駆動回路
、51・・・分極スイッチ、52・・・起動スイッチ、
53・・・カウント方向選択スイッチ、54・・・発振
器、55・・・オア回路、56・・・アップダウンカウ
ンタ(U/Dカウンタ)、57・・・リードオンリーメ
モリ (ROM) 、58 ・D−フリップフロップ
(D−FF) 、59・・・ドライバ、120・・・孔
、121・・・切欠き部、122・・・円板、123・
・・積層体1.124・・・([坦部、125・・・電
極。
Claims (4)
- (1)両端のいずれか一方に駆動対象物が連結されるロ
ッドの中央部に、電歪作用が該ロッドの軸方向に及ぶよ
うに第1の圧電素子を貫入固定して成り、電圧印加時と
非印加時における前記第1の圧電素子の電歪状態に応じ
て前記ロッドの中央部を軸方向に伸縮せしめるロッドの
伸縮機構と、前記ロッドの左方が貫通される第1のブロ
ック内に収容され、第2の圧電素子の電歪作用を及ぼし
めることにより当該第1のブロックに対する前記ロッド
の軸方向への動きを固定する第1のロック機構と、 前記ロッドの右方が貫通される第2のブロック内に収容
され、第3の圧電素子の電歪作用を及ぼしめることによ
り当該第2のブロックに対する前記ロッドの軸方向への
動きを固定する第2のロック機構と、 前記第1、第2、第3、の圧電素子へ選択的に電圧を印
加する駆動回路と を具備することを特徴とする圧電アクチュエータ。 - (2)前記第1および第2の圧電素子は、それぞれ電歪
作用を前記ロッドの軸方向へ及ぼしめるように当該ロッ
ドの左方および右方に貫入され、該第1および第2の圧
電素子の前記ロッドの軸方向への電歪作用を、それぞれ
当該軸方向と直交する方向に変位させることにより前記
ロッドを締め付けるウェッジと接して、前記第1および
第2のブロック内に、それぞれ収容されることを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項記載の圧電アクチュエー
タ。 - (3)前記第1および第2の圧電素子は、それぞれ電歪
作用を前記ロッドの軸方向と直交する方向へ及ぼしめる
ように配置され、該第1および第2の圧電素子の前記ロ
ッドの軸方向と直交する方向への電歪作用を、それぞれ
そのままの方向へ伝達せしめることにより前記ロッドを
締め付ける押え台と接して、前記第1および第2のブロ
ック内にそれぞれ収容されることを特徴とする特許請求
の範囲第(1)項記載の圧電アクチュエータ。 - (4)前記第1、第2、第3の圧電素子は、それぞれ薄
い円板状の圧電材料を円筒形に積層させて成る特許請求
の範囲第(1)項〜第(3)項記載の圧電アクチュエー
タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61028504A JPS62189978A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 圧電アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61028504A JPS62189978A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 圧電アクチユエ−タ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62189978A true JPS62189978A (ja) | 1987-08-19 |
Family
ID=12250507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61028504A Pending JPS62189978A (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-12 | 圧電アクチユエ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62189978A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5017820A (en) * | 1990-04-23 | 1991-05-21 | Rockwell International Corporation | Piezoelectric rotary union system |
-
1986
- 1986-02-12 JP JP61028504A patent/JPS62189978A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5017820A (en) * | 1990-04-23 | 1991-05-21 | Rockwell International Corporation | Piezoelectric rotary union system |
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