JPH01169184A - 圧電式アクチュエータ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アクチュエータに係り、更に詳細には例えば
油圧サーボ弁のアクチュエータとして使用されるに適し
た圧電式アクチュエータに係る。

従来の技術 高応答の油圧サーボ弁のアクチュエータとして従来より
フォースモータが使用さ−れており、弁のスプールが直
動式にフォースモータにより駆動されるようになってい
る。またサーボ弁等の作動を高速化すべく、例えば積層
型圧電素子とその微小変位をてこ作用により拡大する変
位拡大機構とが組込まれた一段変位拡大式の圧電式アク
チュエータが既に提案されており、またアクチュエータ
の出力変位を大きくし、更に一層被駆動部材の駆動を高
速化すべく、例えば実開昭６１−４４０８０号公報や実
開昭６１−１０３６７９号公報に記載されている如く、
二段の変位拡大機構が組込まれた圧電式アクチュエータ
が既に知られている。

発明が解決しようとする問題点 しかし実開昭６１−４４０８０号公報に記載された構造
に於ては、第二段目の変位拡大がノズル及びフラッパを
使用して流体圧によって行なわれるため、てこ作用を利
用したものよりも応答性が悪いという問題がある。また
この公報の第１図及び第５図に示された実施例に於ては
、互いに逆方向に作用する二つの圧電素子が使用されて
いる。

従ってかかる構造の場合には二つの圧電素子への制御信
号が相互にタイミングよく正確に制御されなければ、ア
クチュエータが適正に且正確に作動しないという問題が
ある。また実開昭６１−１０３６７９号公報に記載され
た構造に於ては、第一段目の変位拡大機構に於てもレバ
ーが支点に接触するてこ機構が使用されており、圧電素
子の出力変位は非常に小さく、またレバーが支点の周り
に枢動し始める際にこれら相互の間に遊びが生じるため
、第一段目の変位拡大を正確に行うことができず、従っ
て被駆動部材を正確に駆動し位置決めすることが困難で
ある。

また実開昭６１−５０４４８号公報には、第一段目の変
位拡大機構が弾性ヒンジを支点とするてこ機構であり、
第二段目の変位拡大機構がばねの弾性変形を利用した機
構であり、これにょ°り印字ピンが圧電素子への制御信
号に応じて高速度にて駆動されるよう構成された印字ハ
ンマが記載されている。しかしこの印字ハンマに於ては
、板ばねの剛性を上げないとその共振点が低くなり、ま
た板ばねの剛性を上げると第一段の変位拡大機構のレバ
ーアームが互いに離れる方向へ押し拡げられてしまい、
従って正確且円滑な作動ができなくなり、更には第二段
目の変位拡大が板ばねの弾性変形によって行なわれるた
め、それに連結される被駆動部材の位置決めを正確に行
うことができず、従ってこの構造をアクチュエータに適
用しても正確に且応答性よく被駆動部材を駆動し位置決
めすることはできない。

本発明は、従来の圧電式アクチュエータに於ける上述の
如き問題に鑑み、正確に且応答性よく被駆動部材を駆動
し位置決めすることが・でき、コンパクトで紙庫であり
、−シかも耐久性に優れた圧電式アクチュエータを提供
することを目的としている。　　　　　−２ 問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、軸線に沿って往復
動する被駆動部材に連結されるよう構成された出力部材
と、実質的に前記軸線に沿って配設された圧電素子と、
前記圧電素子の一端を支持するリテーナと、前記リテー
ナにより支持された弾性ヒンジにより枢支された一対の
入力アーム及び一対の出力アームを有し前記入力アーム
は前記圧電素子の他端に当接する第一の変位拡大機構と
、一端にて前記出力アームの先端に枢着され他端にて互
いに枢着されると共に前記出力部材に枢動連結された一
対のリンクを有する第二の変位拡大機構とを含む圧電式
アクチュエータによって達成される。

上述の如き構成によれば、弾性ヒンジを支点とする第一
の変位拡大機構によりてこ作用によって圧電素子の変位
が正確に拡大され、またかくして拡大された変位が第二
の変位拡大機構によって更に拡大されるので、第一の変
位拡大機構としてレバーが支点に直接接触する構造が採
用される場合に比して、正確に被駆動部材を駆動し位置
決めすることができる。また第二の圧電素子は機械式に
変位を拡大する構造であるので、二段目の変位拡大が流
体圧によって行われる場合に比してアクチュエータの応
答性を向上させることができる。また圧電素子は一つで
あってよく、従って圧電素子が複数個使用される場合に
比してアクチュエータを低置に構成することができ、ま
た圧電素子への通電制御を容易に行うことができる。ま
た圧電素子はリテーナ及び第一の変位拡大機構の入力ア
ームより実質的に軸線に沿う方向のみの圧縮応力を及ぼ
され、曲げ応力や剪断応力を受けることがないので、圧
電素子の耐久性を向上させることができ、これによりア
クチュエータの耐久性を向上させることができる。

また一つの圧電素子に対しそれぞれ対をなす構造の第−
及び第二の変位拡大機構が組込まれているので、これら
が対をなさない構造の場合に比して出力部材等に過剰の
摺動抵抗を与えることがなく、これによりアクチュエー
タの円滑な作動を確保することができる。

更に第二の変位拡大機構はてこ作用又はトグル作用によ
り変位の拡大を行うようになっているので、第二の変位
拡大機構に板ばねが使用される場合に比して遥かに正確
に被駆動部材の駆動及び位置決めを行うことができる。

本発明の一つの詳細な特徴によれば、出力アームは実質
的に圧電素子に沿って延在している。第一の変位拡大機
構の構造上出力アームの長さは比較的長くならざるを得
ないが、上述の如き構成によれば、その出力アームが実
質的に圧電素子に沿って延在することにより、そうでな
い場合に比してアクチュエータをコンパクトに構成する
ことができる。

本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、一対の入力ア
ーム、一対の出力アーム、及び一対のリンクはそれぞれ
相互に実質的に前記軸線に対し対称に配置されている。

かがる構成によれば、圧電素子に曲げ応力等が作用する
虞れを更に一層低減することができ、またアクチュエー
タの作動を円滑に行わせることができる。

本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、一対のリ
ンクは枢軸により出力アーム及び出力部材に連結されて
いる。がががる構成によれば、リンクが弾性ヒンジによ
り５連結される場合に比して抵抗が小さく、従ってリン
クは容易に且円滑に枢動することができるので、第一の
変位拡大機構の出力アームの変位を出力部材の変位に変
換する変換効率を向上させることができる。

また本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、一対
のリンクは弾性ヒンジにより出力アーム及び出力部材に
連結されている。ががる構成によれば、リンクが枢軸に
より連結される場合に比して枢動開始時の遊びを低減し
得るので、アクチュエータの正確な作動を確保すること
ができる。

また本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、一対
のリンクはそれぞれリテーナにより支持された弾性ヒン
ジにより枢支されている。かがる構成によれば、第二の
変位拡大機構はで二作用にて第二段目の変位拡大を行う
。

本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、出力部材
は被駆動部材に枢動連結されるよう構成されている。か
かる構成によれば、出力部材が軸線に必ずしも正確に整
合して配置されていない場合や、一対のリンクより出力
部材に与えられる力が相互に相違している場合にも、ア
クチュエータの円滑な作動を確保することができる。

尚本明細書に於て、「有効アーム長さ」とは、第−及び
第二の変位拡大機構のアーム等がてこ作用やトグル作用
にて変位の拡大を行う場合の理論的なアーム長さを意味
し、例えばアームの両端の枢軸の中心又は弾性ヒンジの
中心の間の距離を指す。また本明細書に於て、「圧電素
子」とは、入力される電気信号の電圧若しくは電流を制
御されることにより、所定の方向の体積を増減する物性
を有する素子を意味する。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例 第１図及び第２図はそれぞれ油圧サーボ弁に適用された
本発明による圧電式アクチュエータの一つの実施例を示
す射口的縦断面図及び平断面図、第３図乃至第５図はそ
れぞれ第１図の線■−■、第２図の線ＩＶ−ＩＶ、線ｖ
−■に沿う断面図、第６図は第１図乃至第５図に示され
た実施例の第二の変位拡大機構を示す斜視図である。

これらの図に於て、１０はアクチュエータを全体的に示
しており、１２はアクチュエータにより制御されるスプ
ール弁を示している。スプール弁１２は弁ハウジング１
４を含み、該ハウジング内にはスリーブ１６が嵌入され
ている。ハウジング及びスリーブは互いに共働して油圧
供給油路１８と制御油路２０及び２２とリターン油路２
４及び２６とを郭定しており、図には詳細には示されて
いないがこれらの油路はそれぞれボート２８．３０ａ、
３０ｂ、３２に連通している。スリーブ１６には軸線３
４に沿って往復動可能に弁要素としてのスプール３６が
嵌合しており、スプールは軸線に沿って変位することに
より作動油の流れ方向及び流量を制御するようになって
いる。

弁ハウジング１４は一端にてアクチュエータのハウジン
グ３８の一端にボルト４０により一体的に連結されてい
る。また弁ハウジングは通路４２及び４４を有しており
、これらの通路によりそれぞれ油路２４及び２６がハウ
ジング３８の内部と連通接続されている。弁ハウジング
１４の他端には内部にセンサ４６を収容するハウジング
４８が一体的に連結されており、センサ４６はスプール
３６の位置を検出し、それを示す信号を図には示されて
いない制御装置へ出力するようになっている。

ハウジング３８内には実質的に軸線３４に沿って、即ち
両端間の相対変位が実質的に軸線に沿って生じるよう圧
電素子５０が配置されている。圧電素子５０の一端５０
ａ（弁１２の側の端部）はリテーナ５２の支持部５２ａ
に当接し、これにより支持されている。リテーナ５２は
フランジ部５４を有しており、該フランジ部の外周面に
て軸線３４に沿って往復動可能にハウジング３８の内周
面に当接している。またリテーナは軸４１３４に対し対
称の位置に一対のアーム部５６及び５８を有しており、
これらのアーム部の先端にはそれ□ぞれフランジ部６０
及び６２が一体に設けられている。

これらのフランジ部の円筒状の外周面はハウジング３８
の内周面に軸線に沿って往復動可能に当接している。支
持部５２ａにより弁の方向へ突出する板状部６４の平坦
面６６及びフランジ部５４の平坦面６８はハウジング３
８の平坦面７０に当接しており、フランジ部６０及び６
２の平坦面７２及び７４はそれぞれハウジング３８の平
坦面７６及び７８に当接しており、これによりリテーナ
が軸線の周りに回動することがないようになっている。

フランジ部６０及び６２にはヨーク形部材８０の円板状
のフランジ部８２がボルト８４により一体的に連結され
ている。ヨーク形部材８０はフランジ部８２と一体に形
成されたベース部８６を有し、該ベース部の平坦面８８
がハウジング３８の平坦面９０に係合することにより、
軸線の周りに回動することが阻止されるようになってい
る。またフランジ部８２にはリテーナとは反対の方向へ
軸線に沿って突出するシャフト９２が一体に形成されて
おり、該シャフトは雄ねじ９４を有している。

ベース部８６には軸線３４に対し対称の位置であってア
ーム部５６及び５８より軸線の周りに実質的に９０＠隔
置された位置に弾性ヒンジ９６及び９８が一体に設けら
れている。これらの弾性ヒンジは図示の実施例に於ては
実質的に圧電素子５０に沿って出力アーム１００及び１
０２の一端（根元端部）をベース部に一体に接続してい
る。

出力アーム１００及び１０２の根元端部はそれぞれ弾性
ヒンジ１０４及び１０６により圧電素子の他端５０ｂに
当接しこれを支持する圧電素子支持部１０８に一体に接
続されている。支持部１０８はそれが圧電素子により変
位せしめられてもベース部に干渉することがないようベ
ース部より隔置されている。また出力アーム１００及び
１０２はそれらがそれぞれ弾性ヒンジ９６及び９８の周
りに成る角度範囲内にて枢動してもハウジング３８に干
渉しないよう、第２図の断面で見て先細状をなしている
。

かくして出力アーム１００及び１０２はそれぞれアーム
部５６及び５８より軸線の周りに角方向に実質的に９０
″偏位されており、従って図示の実施例はこれらの出力
アーム及びアーム部が同一平面上に整合して設けられて
いる場合に比して、軸線に垂直な方向の寸法が大幅に低
減されている。

尚これらの出力アームとアーム部との間の角方向の偏位
量は９０″以外であってもよいが、力の作用のバランス
の点でこの角度は実質的に９０″であることが最も好ま
しい。

出力アーム１００及び１０２の先端は二股状をなしてお
り、それぞれの先端にはリンク１１０及び１１２の一端
が枢軸１１４及び１１６により枢着されている。これら
のリンクの他端は枢軸１１８により互いに枢着されてお
り、また実質的に軸線に沿って延在する出力部材１２０
の一端に枢動連結されている。出力部材は枢軸１２２に
より接続部材１２４の一端に枢動連結されており、接続
部材の他端は植込ボルト１２６によりスプール３６に接
続されている。図示の実施例に於ては、枢軸１１８及び
１２２の中心は軸線３４と交差している。またリンク１
１０及び１１２は一端より他端方向に見て圧電素子とは
反対の側へ傾斜しており、これらのリンク両端の枢軸の
中心を結ぶ線分はそれぞれ軸線３４に対し角度αをなし
ている。

かくしてヨーク形部材８０は、ベース部８６及びフラン
ジ部８２を介してリテーナ５２により支持された弾性ヒ
ンジ９６及び９８により枢支されタ一対の入力アーム（
支持部１０８、弾性ヒンジ１０４及び１０６、出力アー
ム１００及び１０２の根元端部よりなる）及び一対の出
力アーム１゜０及び１０２を有し、圧電素子５０の他端
５０ｂの軸線に沿う相対変位量を出力アーム及び１００
及び１０２の先端の弾性ヒンジ９６及び９８の周りの枢
動として拡大する第一の変位拡大機構１２８及び１３０
を郭定している。弾性ヒンジ９６及び９８と弾性ヒンジ
１０４及び１０６との間の有効アーム長さをＸｌとし、
出力アーム１００及び１０２の有効アーム長さをＸ２と
すれば、この第一の変位拡大機構は圧電素子５０の他端
５０ｂの軸線に沿う相対変位量をＸ２　／Ｘ、倍する。

また一対のリンク１１０及び１１２はそれぞれ一端にて
出力アーム１００及び１０２の先端により軸線３４に近
づく方向又はこれより離れる方向へ駆動され、これによ
り出力部材１２０を軸線に沿って往復動させる一種のト
グル機構による第二の変位拡大機構１３２を郭定してお
り、この第二の変位拡大機構は出力アーム１００及び１
０２の先端の実質的に軸線３４に垂直な方向の変位量を
出力部材１２０の軸線に沿う運動としてｔａｎα倍に拡
大する。

ハウジング３８の他端の外周面には雄ねじ１３４が設け
られており、また該他端にはキャップ部材１３６を支持
するナツト１３６ａが雄ねじ１３４に螺合することによ
り固定されている。キャップ部材はナツトに対し圧入さ
れており、これにより必要に応じてこれを外し得るよう
になっている。

キャップ部材１３６とヨーク形部材８０のフランジ部８
２との間にはプレート１３８が配置されている。このプ
レートは内周縁及び外周縁にそれぞれスリーブ１４０及
び１４２を有しており、スリーブ１４２がハウジング３
８の他端に設けられた肩部１４４とナツト１３６ａに設
けられた肩部１４６との間に挾持されることによりハウ
ジングの他端に固定されている。またスリーブ１４０は
シャフト９２に設けられた雄ねじ９４に螺合しており、
同じく雄ねじ９４に螺合するナツト１４８によりシャフ
トに対し固定されている。

かくしてヨーク形部材８０のベース部８６及びフランジ
部８２）シャフト９２）プレート１３８、ナツト１４８
、ナツト１３６ａはハウジング３８に対するリテーナ５
２の軸線３４に沿う相対位置を調節し得るようリテーナ
５２をハウジング３８に固定する固定手段を構成してい
る。

ヨーク形部材８０にはリード線通路１５０が設けられて
おり、圧電素子５０のリード線１５２及び１５４は圧電
素子とアーム部５６及び５８との間、及び通路１５０内
に延在しており、更にシャフト９２の先端に貼着された
シール１５６及びキャップ部材１３６の中央に固定され
たグロメット１５８を貫通してキャップ部材外まで延在
している。圧電素子５０はボルト８４によりヨーク形部
材のフランジ部をリテーナのフランジ部６０及び６２に
対し締付けることにより、リテーナと支持部１０８との
間にて所定のプレロードを与えられるようになっており
、またリード線１５２及び１５４を経て供給される制御
電流の電圧が制御されることにより、軸線３４に沿う両
端間の距離が変化するようになっている。

ハウジング３８は第二の変位拡大機構１３２１：近接し
た位置にて内周面より内方へ突出する壁１６０を一体に
有しており、該壁に対しフローセパレータ１６２がビス
１６４により固定されている。

フローセパレータ１６２はリンク１１０及び１１２をこ
れらに干渉することなく受入れる窓１６６．１６８と、
接続部材１２４をこれに干渉することなく受入れる窓１
７０とを有しており、通路４２よりハウジング３８内へ
流入した作動油がそのまま通路４４へ流入す・ることを
抑制し、これにより作動油が圧電素子の近傍を流れてこ
れを冷却することを確保するようになっている。

作動に於ては、図には示されていない制御装置よりリー
ド線１５２及び１５４を経て圧電素子５０へ制御電圧が
印加され、圧電素子は印加された電圧に比例して軸線３
４に沿って伸縮する。リテーナ５２はヨーク形部材８０
のフランジ部８２）シャフト９２）プレート１３８を介
してノ１ウジング３８に対し相対変位しないよう固定さ
れているので、圧電素子５０が伸縮すると、その他端５
０ｂが軸線３４に沿ってハウジングに対し相対的に変位
し、その変位が支持部１０８に伝達される。

支持部１０８の軸線に沿う変位は第一の変位拡大機構１
２８及び１３０によりＸ２　／Ｘ、倍され、その変位量
にて出力アーム１００及び１０２の先端は弾性ヒンジ９
６及び９８の周りに枢動する。

また出力アーム１００及び１０２の先端の変位は第二の
変位拡大機構１３２により　ｔａｎα倍されて出力部材
１２０へ軸線３４に沿う変位として伝達され、更に接続
部材１２４及び植込ボルト１２６を経てスプール３６へ
伝達され、これにより弁１２の作動油の流れ方向及び流
量の制御が行なわれる。

尚この場合、センサ４６によりスプール３６の位置が検
出され、該センサよりの出力信号に基づき図には示され
ていない制御装置によってアクチユエータのフィードバ
ック制御が行われてよい。

また図示の実施例によれば、出力部材１２０、従って弁
１２のスプール３６の中立点の調整を容易に行うことが
できる。即ちまずキャップ部材１３６を外してナツト１
３６ａを緩め、ナツト１４８をプレート１３８がシャフ
ト９２の周りに回転し得る程度に僅かに緩める。プレー
トはそのスリーブ４２にて軸線に沿う方向の運動が規制
されており、またスリーブ１４０にて雄ねじ９４に螺合
しているので、プレートを回転させるとシャフト９２が
プレートに対し相対的に軸線に沿って変位し、従ってヨ
ーク形部材８０、リテーナ５２）第二の変位拡大機構１
３２等が一体となってハウジング３８に対し相対的に軸
線に沿って変位し、これにより弁１２のスプール３６の
中立位置の調整が行われる。

この場合ヨーク形部材８０と圧電素子５０とリテーナ５
２とを分解することなく中立位置の調整を行うことがで
きるので、これらの分解を要する構造の場合に比して容
品に中立位置の調整を行うことができ、またヨーク形部
材８０、圧電素子５０、及びリテーナ５２は一体的に組
付けられた状態を維持するので、圧電素子のプレロード
に変更をきたすことなく中立位置の調整を行うことがで
きる。

また一般に、圧電素子は長時間使用されるとそれ自身の
発熱により性能が劣化したり破損したりすることがあり
、長時間に亙る適正な作動を確保するためには冷却され
ることが必要である。図示の実施例によれば、リターン
油路２４より通路４２を経てハウジング３８内へ作動流
体が導入され、該作動流体はフローセパレータ１６２に
より圧電素子５０の周りの領域へ導かれ、該領域より通
路４４を経てリターン通路２６へ流れ、これにより圧電
素子５０が冷却され、アクチュエータの長期間に亙る適
正な作動が確保され、また耐久性が向上される。

第７図は第１図乃至第６図に示されたアクチュエータの
修正例の要部を示す射口的部分平断面図である。尚第７
図に於て、第１図乃至第６図に示された部材と実質的に
同一の部材にはこれらの図に示された符号と同一の符号
が付されている。

この実施例に於ては、リンク１１０及び１１２はそれら
の一端より他端方向に見て圧電素子５０の方向へ傾斜し
て設けられている。従って出力アーム１００及び１０２
を除く他の全ての部材の寸法が第１図乃至第６図に示さ
れた実施例と同一である場合には、これらの出力アーム
の有効アーム長さＸ２を第１図乃至第６図に示された実
施例の場合よりも大きくすることができ、これにより第
一の変位拡大機構１２８及び１３０の変位拡大率を増大
させることができる。また逆に出力アーム１００及び１
０２の有効アーム長さを第１図乃至第６図に示された実
施例の場合と同一に設定する場合には、リテーナの支持
部５２ａと支持部１０８との間の長さを低減することが
でき、これによりアクチュエータをより一層コンパクト
にすることができる。

第８図及び第９図はそれぞれ本発明によるアクチュエー
タの他の一つの実施例を示す射口的縦断面図及び平断面
図である。尚これらの図に於て、第１図乃至第６図に示
された部材に対応する部材には第１図乃至第６図に示さ
れた符号と同一の符号が付されている。

この実施例に於ては、リテーナ５２はＵ字形をなす本体
１７２と、該本体に対しボルト１７４により一体に固定
されたプレート１７６とよりなっており、プレート１７
６の中央部は圧電素子５０の一端に当接しこれを支持す
る支持部５２ａを郭定している。リテーナ５２はそのプ
レート１７６の外周部が弁ハウジング１４の一端とハウ
ジング３８の一端との間にボルト４０により挾持される
ことにより、これらのハウジングに対し固定されている
。また圧電素子５０の一端及びリテーナの本体１７２の
端部と支持部５２ａとの間にはシム１７８が介装されて
おり、圧電素子の他端とヨーク形部材８０の支持部１０
８との間にはシム１８０が介装されている。従ってこの
実施例は、これらのシムの厚さを適宜に選定することに
より、圧電素子に対するプレロードを調整し、またリテ
ーナ５２の本体１７２及びヨーク形部材８０のハウジン
グ３８に対する軸線方向の相対位置を調整し、これによ
り出力部材等の中立位置の調整を行い得るようになって
いる。

第１０図は本発明によるアクチュエータの第二の変位拡
大機構の他の一つの実施例を示す部分平断面図である。

尚第１０図に於て、第１図乃至第６図に示された部材に
対応する部材には第１図乃至第６図に示された符号と同
一の符号が付されている。

この実施例に於ては、出力アーム１００及び１０２の先
端にはそれぞれ弾性ヒンジ１８２及び１８４よりリンク
１１０及び１１２の一端が一体に接続されており、これ
らのリンクの他端は弾性ヒンジ１８６及び１８８により
プレート１９０に一体に接続されている。プレート１９
０はビス１９２により出力部材１２０に連結されている
。尚この実施例に於ても、一対のリンクは第７図に示さ
れた種政令と同様に傾斜して設けられてもよい。

第１１図は第８図及び第９図に示されたアクチュエータ
の第二の変位拡大機構の修正例を示す部分平断面図であ
る。尚第１１図に於て、第８図及び第９図に示された部
材と実質的に同一の部材には第８図及び第９図に示され
た符号と同一の符号が付されている。

この実施例に於ては、出力アーム１００及び１０２の先
端にはビス１９４及び１９６によりボス１９８及び２０
０が固定されている。これらのボスにはそれぞれ弾性ヒ
ンジ２０２及び２０４によりリンク２０６及び２０８の
一端が一体に接続されており、これらのリンクの他端は
それぞれ弾性ヒンジ２１０及び２１２によりプレート２
１４に一体に接続されている。プレート２１０は第１０
図に示された実施例の場合と同様ビス２１６により出力
部材１２０に連結されている。またリンク２０６及び２
０８はそれぞれ弾性ヒンジ２１８及び２２０によりベー
ス部材２２２に一体に接続されている。ベース部材２２
２はプレート１７６の両側に配置された中立位置調整用
のシム２２４及び２２６と共にプレートに対しボルト１
７４によって共線めされることにより該プレートに固定
されている。

従ってこの実施例に於ては、リンク２０６及び２０８は
それぞれ弾性ヒンジ２１８及び２２０を支点として枢動
し、弾性ヒンジ２０２及び２０４と弾性ヒンジ２１８及
び２２０との間の有効アーム長さをＹ目とし、弾性ヒン
ジ２１８及び２２０と弾性ヒンジ２１０及び２１２との
間の有効アーム長さをＹ２とすれば、出力アーム１００
及び１０２の先端の変位が７２７７１倍されて出力部材
１２０に軸線方向の変位として伝達される。

第１２図は第１図乃至第６図に示された実施例の修正例
の要部を示す射口的部分平断面図、第１３図は第１２図
の線ｘｍ−ｘｍに沿う射口的縦断面図である。尚これら
の図に於て、第１図乃至第６図に示された部材に対応す
る部材には第１図乃至第６図に示された符号と同一の符
号が付されている。

この実施例に於ては、リンク１１０及び１１２の他端を
互いに枢着すると共にこれらを出力部材１２０に枢動連
結する枢軸１１８は、出力部材１２０を接続部材１２４
に枢動連結する枢軸１２２に対し圧電素子５０とは反対
の側に位置している。

従ってこの実施例によれば、出力アーム１００及び１０
２の弾性ヒンジ９６及び９８と接続部材１２４のスプー
ルに連結される側の端部までの距離りを、第１２図に於
て仮想線にて示された第１図乃至第６図に示された実施
例の場合の距ＡＩＬ’よりも小さくすることができ、こ
れにより第１図乃至第６図に示された実施例の場合より
もアクチュエータをコンパクトに構成することができる
。またこの修正例と第７図に示された修正例とが組合わ
されれば、アクチュエータを更に一層コンパクトに構成
することができる。

以上に於ては本発明をい（っかの実施例及び修正例につ
いて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例や修正
例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の
種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らか
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ油圧サーボ弁に適用された
本発明による圧電式アクチュエータの一つの実施例を示
す射口的縦断面図及び平断面図、第３図乃至第５図はそ
れぞれ第１図の線■−■、第２図の線ＩＶ−ＩＶ、線ｖ
−■に沿う断面図、第６図は第１図乃至第５図に示され
た実施例の第二の変位拡大機構を示す斜視図、第７図は
第１図乃至第６図に示されたアクチュエータの修正例の
要部を示す射口的部分平断面図、第８図及び第９図はそ
れぞれ本発明によるアクチュエータの他の一つの実施例
を示す射口的縦断面図及び平断面図、第１０図は本発明
によるアクチュエータの第二の変位拡大機構の他の一つ
の実施例を示す部分平断面図、第１１図は第８図及び第
９図に示された実施例の修正例の要部を示す射口的部分
平断面図、第１２図は第１図に示されたアクチュエータ
の他の一つの修正例を示す射口的部分平断面図、第１３
図は第１２図の線ｘｍ−ｘｍに沿う射口的縦断面図であ
る。 １０・・・アクチュエータ、１２・・・弁、１４・・・
弁ハウジング、１６・・・スリーブ、２４．２６・・・
リターン油路、３６・・・スプール、４２．４４・・・
通路、４６・・・センサ、５０・・・圧電素子、５２・
・・リテーナ。 ８０・・・ヨーク形部材、８６・・・ベース部、９２・
・・シャフト、９６．９８・・・弾性ヒンジ、ｉｏｏ、
１０２・・・出力アーム、１０４．１０６・・・弾性ヒ
ンジ。 １０８・・・支持部、１１０．１１２・・・リンク、１
２０・・・出力部材、１２４・・・接続部材、１２８．
１３０・・・第一の変位拡大機構、１３２・・・第二の
変位拡大機構、１３６・・・キャップ部材、１３６ａ・
・・ナツト、１３８・・・プレート、１４０．１４２・
・・スリーブ、１４８・・・ナツト、１５２．１５４・
・・リード線。 １５６・・・シール、１５８・・・グロメット、１６２
・・・フローセパレータ、１６６．１６８．１７０・・
・窓。 １７２・・・本体、１７６・・・プレート、１７８．１
８０・・・シム、１８２．１８４．１８６．１８８・・
・弾性ヒンジ、１９８．２００・・・ボス、２０２．２
０４・・・弾性ヒンジ、２０６．２０８・・・リンク、
２１０．２１２・・・弾性ヒンジ、２１４・・・プレー
ト、２１８．２２０・・・弾性ヒンジ、２２２・・・ベ
ース、２２４．２２６・・・シム 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
　　理　　　　　人　　　弁理士　　明　　石　　昌　
　穀筒　３　区 ５０・・圧電素子 ６０．６２・・フランジ部 第　５　図 第　７　図 ５０・圧＠素子 １００．１０２・・出力部材 １１０．１　＋２　　　リ、・２ １２〇−出ヲフ邑Ｂ材 第　６　図 ＋１）ｊ １０（、）、＋０２・　出力１“−ム Ｎ０．１１２　・　リンク ＋２０−・出ノフ冨Ｒ才 １６２　７Ｏ−セバレータ 第１０図 ＋００ 第　ＩＩ　　図 ５０・・圧電素子 ＴＯｏ、１０２・・出力部材 ＋ＩＯ，Ｉ＋２・・　リンク ２０６．２０８・・リンク 第１３　図 ０ｚ ＋　００．＋　０２・・出力アーム Ｎｏ、１１２・・リンク １２０・・出力部材 １２４・・接続部材 （方　式） 昭和６３年４月２８日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸線に沿って往復動する被駆動部材に連結される
   よう構成された出力部材と、実質的に前記軸線に沿って
   配設された圧電素子と、前記圧電素子の一端を支持する
   リテーナと、前記リテーナにより支持された弾性ヒンジ
   により枢支された一対の入力アーム及び一対の出力アー
   ムを有し前記入力アームは前記圧電素子の他端に当接す
   る第一の変位拡大機構と、一端にて前記出力アームの先
   端に枢着され他端にて互いに枢着されると共に前記出力
   部材に枢動連結された一対のリンクを有する第二の変位
   拡大機構とを含む圧電式アクチュエータ。
2. （２）特許請求の範囲第１項の圧電式アクチュエータに
   於て、前記出力アームは実質的に前記圧電素子に沿って
   延在していることを特徴とする圧電式アクチュエータ。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項の圧電式アクチ
   ュエータに於て、前記一対の入力アーム、前記一対の出
   力アーム、及び前記一対のリンクはそれぞれ相互に実質
   的に前記軸線に対し対称に配置されていることを特徴と
   する圧電式アクチュエータ。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの圧電
   式アクチュエータに於て、前記一対のリンクは枢軸によ
   り前記出力アーム及び前記出力部材に連結されているこ
   とを特徴とする圧電式アクチュエータ。
5. （５）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの圧電
   式アクチュエータに於て、前記一対のリンクは弾性ヒン
   ジにより前記出力アーム及び前記出力部材に連結されて
   いることを特徴とする圧電式アクチュエータ。
6. （６）特許請求の範囲の第５項の圧電式アクチュエータ
   に於て、前記一対のリンクはそれぞれ前記リテーナによ
   り支持された弾性ヒンジにより枢支されていることを特
   徴とする圧電式アクチュエータ。
7. （７）特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れかの圧電
   式アクチュエータに於て、前記出力部材は前記被駆動部
   材に枢動連結されるよう構成された圧電式アクチュエー
   タ。