JPH0282662A - piezoelectric actuator - Google Patents

piezoelectric actuator

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Publication number
JPH0282662A
JPH0282662A JP63235710A JP23571088A JPH0282662A JP H0282662 A JPH0282662 A JP H0282662A JP 63235710 A JP63235710 A JP 63235710A JP 23571088 A JP23571088 A JP 23571088A JP H0282662 A JPH0282662 A JP H0282662A
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JP
Japan
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clamping
clamping force
plunger
piezoelectric
piezoelectric element
Prior art date
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Pending
Application number
JP63235710A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Tsutsui
修 筒井
Kinya Arita
欽也 有田
Takao Yoshida
孝雄 吉田
Ryoichi Tsukada
良一 塚田
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.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、各種装置を作動させるために用いる圧電アク
チュエータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a piezoelectric actuator used to operate various devices.

(ロ)従来の技術 従来、第10図に示すように、圧電アクチュエータの一
形態として、ケーシング49内を軸線方向に移動するプ
ランジャ50と、同プランジャ50をつかむクランプ部
材51.52と、クランプ部材51 、52を作動させ
るクランプ用圧電素子53.54 と、上記クランプ用
圧電素子53.54と協働してプランジャ50を軸線方
向に移動させるストローク用圧電素子5556とにより
構成されたものがある。なお、図中、57はクランプ用
圧電素子53.54 とストローク用圧電素子55とを
ケーシング49に支持固定するための保持具である。
(B) Prior Art Conventionally, as shown in FIG. 10, as one form of a piezoelectric actuator, a plunger 50 that moves in the axial direction within a casing 49, clamp members 51 and 52 that grip the plunger 50, and a clamp member are used. 51 and 52, and a stroke piezoelectric element 5556 that moves the plunger 50 in the axial direction in cooperation with the clamp piezoelectric elements 53, 54. In the figure, reference numeral 57 denotes a holder for supporting and fixing the clamping piezoelectric elements 53 and 54 and the stroke piezoelectric element 55 to the casing 49.

そして、かかる圧電アクチュエータの作動について簡単
に説明すると、アクチュエータ駆動ボタンを押すと、制
御装置が、メモリから読み出した駆動順序プログラムに
従って、クランプ用圧電素子53.54 とストローク
用圧電素子55.56に電圧を印加してクランプ部材5
1.52にプランジャ50をクランプさせたり、軸線方
向に移動させることによって、プランジャ50を尺取り
生状に、μmオーダ或いはサブμ鋼オーダのストローク
で移動させることができる。
To briefly explain the operation of such a piezoelectric actuator, when the actuator drive button is pressed, the control device applies voltage to the clamping piezoelectric elements 53, 54 and the stroke piezoelectric elements 55, 56 according to the drive sequence program read out from the memory. is applied to clamp member 5.
By clamping the plunger 50 at 1.52 or moving it in the axial direction, the plunger 50 can be moved in a straight shape with a stroke on the μm order or subμ steel order.

(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる圧電アクチュエータは、未だ、以下の問
題点を有していた。
(c) Problems to be Solved by the Invention However, such piezoelectric actuators still have the following problems.

即ち、第11図に示すように、圧電アクチュエータの組
立においては、クランプ部材51.52はプランジャ5
0に密着させて一定の初期保持力を出すため、プランジ
ャ50に外方向の拡開力が作用するように嵌着する。そ
して、各クランプ用圧電素子53゜54を構成する圧電
板60を順次クランプ部材51.52に接着剤で接着す
ることになる。
That is, as shown in FIG. 11, in assembling the piezoelectric actuator, the clamp members 51, 52 are
In order to tightly contact the plunger 50 with a constant initial holding force, the plunger 50 is fitted so that an outward expanding force is applied to the plunger 50. Then, the piezoelectric plates 60 constituting each of the clamping piezoelectric elements 53 and 54 are sequentially bonded to the clamp members 51 and 52 with an adhesive.

しかし、いったん、クランプ用圧電素子53.54をク
ランプ部材51.52に接着、硬化させた場合は、最早
プランジャ50の抜き差しを行うことができず、また、
クランプ部材51 、52の単体でのクランプ力の測定
及び調整は不可能であった。
However, once the clamp piezoelectric elements 53, 54 are bonded to the clamp members 51, 52 and hardened, the plunger 50 can no longer be inserted or removed;
It was impossible to measure and adjust the clamping force of the clamping members 51 and 52 alone.

従って、組立時或いはその後のプランジャ50の磨耗や
クランプ部材51.52の磨耗によって、圧電アクチュ
エータの動作不良の原因となる左右クランプ部材51.
52のクランプ力のアンバランスが発生しても、かかる
クランプ力を調整することができず、圧電アクチュエー
タ自体を交換する必要があり、従って、製品の歩留りが
悪く、また、メンテナンスも煩雑なものとなっていた。
Therefore, abrasion of the plunger 50 or abrasion of the clamp members 51, 52 during assembly or thereafter may cause malfunction of the piezoelectric actuator.
Even if an unbalance in the clamping force of 52 occurs, the clamping force cannot be adjusted and the piezoelectric actuator itself must be replaced, resulting in poor product yield and complicated maintenance. It had become.

(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は、ケーシング内を軸線方向に進退可能なプラン
ジャと、同プランジャを進退させるストローク用圧電素
子と、同プランジャの廻りに取付け、プランジャをそれ
ぞれクランプ部材を介して押圧する押圧可能な一対のク
ランプ用圧電素子とを具備する圧電アクチュエータにお
いて、クランプ部材とクランプ用圧電素子との間にクラ
ンプ力調整用くさびを介設し、かつ、クランプ部材とク
ランプ力調整用くさびとを相互に分離可能に構成したこ
とを特徴とする圧電アクチュエータを提供せんとするも
のである。
(d) Means for Solving the Problems The present invention provides a plunger that can be moved back and forth in the axial direction within a casing, a piezoelectric element for stroke that moves the plunger back and forth, and a clamp member that is attached around the plunger, and the plunger is attached to a clamp member. A piezoelectric actuator is provided with a pair of piezoelectric clamping elements that can be pressed through the clamping member, and a clamping force adjustment wedge is interposed between the clamping member and the clamping piezoelectric element, and the clamping force is adjusted between the clamping member and the clamping force. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric actuator characterized in that the adjusting wedge and the adjusting wedge are configured to be separable from each other.

(ホ)作用及び効果 上記した構成により、本発明は以下の作用及び効果を奏
する。
(E) Actions and Effects With the above-described configuration, the present invention has the following actions and effects.

■クランプ部材とクランプ用圧電素子との間にクランプ
力調整用くさびを介設し、かつ、クランプ部材とクラン
プ力調整用くさびとを相互に分離可能に構成したので、
プランジャに対してストローク用圧電素子、クランプ部
材と、クランプ用圧電素子と、クランプ力調整用くさび
とを容易に抜き差しすることができ、かつクランプ力調
整用くさびを操作することによって容易にそれぞれのク
ランプ部材による、クランプ力を調整することができ、
組立時の不整合に起因する動作不良を確実に防止するこ
とができる。
■The clamping force adjusting wedge is interposed between the clamping member and the piezoelectric clamping element, and the clamping force adjusting wedge is configured to be separable from each other.
The stroke piezoelectric element, the clamp member, the clamp piezoelectric element, and the clamping force adjustment wedge can be easily inserted into and removed from the plunger, and by operating the clamping force adjustment wedge, each clamp can be easily adjusted. The clamping force can be adjusted depending on the member,
Malfunctions caused by misalignment during assembly can be reliably prevented.

また、使用中にクランプ部材やプランジャの磨耗によっ
て両クランプ部材のクランプ力間に差異が生じた場合で
も、クランプ力調整部材を操作することによって容易に
クランプ力を調整することができ、正常動作に復帰させ
ることができる。
In addition, even if a difference occurs between the clamping forces of both clamping members due to wear of the clamping member or plunger during use, the clamping force can be easily adjusted by operating the clamping force adjustment member to ensure normal operation. It can be reinstated.

(へ)実施例 以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を詳説す
る。
(f) Examples The present invention will now be explained in detail based on examples shown in the accompanying drawings.

第1図に本実施例に係わる圧電アクチュエータAの全体
構成を示す。
FIG. 1 shows the overall configuration of a piezoelectric actuator A according to this embodiment.

図示するように、アクチュエータAは、前後壁a、bを
具備する筒状のアクチュエータケーシングC内に同心円
的に、かつ、軸線に沿って進退自在にプランジャdを取
付け、さらに、プランジャdの外周面上に、同心円的に
、それぞれクランプ部材に、Iを具備する一対のクラン
プ用圧電素子e。
As shown in the figure, the actuator A has a plunger d installed concentrically within a cylindrical actuator casing C having front and rear walls a and b and movable back and forth along the axis, and further has a plunger d mounted on the outer circumferential surface of the plunger d. A pair of clamping piezoelectric elements e each having an I on the clamping member concentrically above.

fと、ストローク用圧電素子gとを配設することによっ
て構成している。
f and a stroke piezoelectric element g.

即ち、図示の実施例において、クランプ用圧電素子eは
アクチュエータケーシングCの中央部に取付ポル)hに
よって取付けた保持具Hの左側に配設・支持されており
、一方、クランプ用圧電素子fとストローク用圧電素子
gとは保持具Hの右側に配設・支持されている。
That is, in the illustrated embodiment, the clamping piezoelectric element e is disposed and supported on the left side of the holder H attached to the central part of the actuator casing C by the mounting pole h, while the clamping piezoelectric element f and The stroke piezoelectric element g is arranged and supported on the right side of the holder H.

そして、上記各圧電素子e+Lgの配設・支持状態につ
いて説明すると、以下の如くなる。
The arrangement and support state of each of the piezoelectric elements e+Lg will be explained as follows.

まず、クランプ用圧電素子eの配設・支持状態について
説明すると、第1図において、iは保持具Hの内周に軸
線方向に設けた雌ねじ部であり、同雌ねじ部iには、ケ
ーシングCの前壁a方向に伸延する筒状のクランプ部材
にの基端に、を着脱自在に連結している。
First, to explain the arrangement and support state of the clamping piezoelectric element e, in FIG. is removably connected to the proximal end of the cylindrical clamp member extending in the direction of the front wall a.

また、クランプ部材にの先端に形成したクランプ部に1
は、その環状外周面上に、第1図に示すように保持具H
に向けて漸次外径を小さくする環状のテーパ面t、を形
成している。
In addition, the clamp part formed at the tip of the clamp member has a
has a holder H on its annular outer peripheral surface as shown in FIG.
An annular tapered surface t is formed whose outer diameter gradually decreases toward .

なお、第2図に係るクランプ部材にの全体構成を示して
おり、図示するように、雌ねじ部1を除いて軸線方向に
多数のスリットsIを形成しており、半径方向に拡縮す
ることができる。
In addition, the overall structure of the clamp member according to FIG. 2 is shown, and as shown in the figure, a large number of slits sI are formed in the axial direction except for the female threaded part 1, so that it can be expanded and contracted in the radial direction. .

また、クランプ部材にの外周面上には、第1図に示すよ
うに、同心円的に筒状のクランプ力調整用くさび−、が
着脱自在かつ軸線方向に移動自在に配設されている。
Further, as shown in FIG. 1, on the outer peripheral surface of the clamp member, a cylindrical clamp force adjusting wedge is disposed concentrically and removably and movably in the axial direction.

そして、同クランプ力調整用くさびW、の先端に形成し
たくさび部−3,の内周面には、第1図及び第3図に示
すように、前記したクランプ部材にのクランプ部に、に
設けたテーパ面t1と摺動自在に嵌合密着するテーバ面
1.が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, on the inner circumferential surface of the wedge portion 3 formed at the tip of the clamping force adjustment wedge W, there is a A tapered surface 1 which is slidably fitted into and closely attached to the provided tapered surface t1. is formed.

なお、第3図に示すように、クランプ力調整用くさび賀
、は、その基部を除いて多数のスリットstを形成して
おり、半径方向に拡縮することができる。
As shown in FIG. 3, the clamping force adjusting wedge has a large number of slits st except for its base, and can be expanded or contracted in the radial direction.

また、第1図に示すように、筒状のクランプ力調整用く
さび1は、その先端外周面に、後述するように多数の圧
電板Xを積層して形成した圧電素子eを接着剤を用いて
取付けている。なお、圧電素子eは、−枚の圧電板Xに
よって形成することもできる。
As shown in FIG. 1, the cylindrical clamping force adjustment wedge 1 has a piezoelectric element e formed by stacking a number of piezoelectric plates It is installed. In addition, the piezoelectric element e can also be formed by the - number of piezoelectric plates X.

一方、筒状のクランプ力調整用くさび−1の外周面上で
あって圧電素子eの後部をなす位置には、環状のスプリ
ング保持用ブラケットjが突設されている。
On the other hand, on the outer peripheral surface of the cylindrical clamping force adjusting wedge 1, an annular spring holding bracket j is provided in a protruding manner at a position forming the rear part of the piezoelectric element e.

そして、同スプリング保持用ブラケットjの後面と保持
具Hの前面との間には、圧縮コイルスプリングからなる
クランプ力調整用スプリングmが介設されている。なお
、ゴム等の他の弾性体を用いることもでき、また、場合
によっては弾性体を不要とすることもできる。
A clamping force adjusting spring m made of a compression coil spring is interposed between the rear surface of the spring holding bracket j and the front surface of the holder H. Note that other elastic bodies such as rubber can also be used, and in some cases, the elastic body can be omitted.

かかる構成において、クランプ力調整用スプリングmの
弾性力によってクランプ力調整用クサビ1は前方方向に
付勢され、同行勢力は、テーパ面t1とテーパ面t2と
の嵌合を介してクランプ部材にのクランプ部に1に、プ
ランジャdをクランプする初期保持クランプ力を与える
ことができる。
In this configuration, the clamping force adjusting wedge 1 is urged forward by the elastic force of the clamping force adjusting spring m, and the accompanying force is applied to the clamping member through the fitting between the tapered surface t1 and the tapered surface t2. An initial holding clamping force for clamping the plunger d can be applied to the clamping portion 1.

そして、かかる初期保持クランプ力は、クランプ部材に
の基端に2の保持具Hの雌ねじ部iへのねじ込み量を調
整することによってクランプ力調整用スプリングmの長
さを増減して容易に調整することができる。
The initial holding clamping force can be easily adjusted by increasing or decreasing the length of the clamping force adjusting spring m by adjusting the amount of screwing into the female threaded part i of the holder H at the proximal end of the clamping member. can do.

次に、ストローク用圧電素子gとクランプ用圧電素子f
の配設・支持状態について説明する。
Next, piezoelectric element g for stroke and piezoelectric element f for clamp
The arrangement and support state of the will be explained.

第1図に示すように、保持具Hは、そのケーシング後壁
側側面にストローク用圧電素子gの基端を接着しており
、一方、その先端をケーシングCの後壁すに向けて伸延
しており、同伸延端には、クランプ用圧電素子fを支持
するための環状支持具nを取付けている。
As shown in FIG. 1, the holder H has the base end of the stroke piezoelectric element g adhered to the side surface on the rear wall side of the casing, and the tip thereof extends toward the rear wall of the casing C. An annular support n for supporting the clamping piezoelectric element f is attached to the extended end.

そして、第1図において、0は環状支持具nの内周に軸
線方向に設けた雌ねじ部であり、同雌ねじ部0には、ケ
ーシングCの後壁す方向に伸延する筒状のクランプ部材
1の基端りを着脱自在に連結しており、同クランプ部材
1の先端に形成したクランプ部l、の外周面には、クラ
ンプ用圧電素子fが、前記したクランプ用圧電素子eと
同じ要領で着脱自在に取付けられている。
In FIG. 1, reference numeral 0 indicates a female threaded portion provided in the axial direction on the inner periphery of the annular support n, and a cylindrical clamp member 1 extending in the direction of the rear wall of the casing C is attached to the female threaded portion 0. The base ends of the clamp member 1 are detachably connected to each other, and a clamping piezoelectric element f is provided on the outer circumferential surface of the clamp part l formed at the tip of the clamping member 1 in the same manner as the above-mentioned clamping piezoelectric element e. It is attached removably.

即ち、筒状かつスリツト材のクランプ部材1の先端に形
成したクランプ部11は、その環状外周面上に、第1図
に示すように保持具Hに向けて漸次外径を小さくする環
状のテーパ面E、を形成している。
That is, the clamp part 11 formed at the tip of the clamp member 1 made of a cylindrical slit material has an annular taper on its annular outer peripheral surface that gradually reduces the outer diameter toward the holder H, as shown in FIG. It forms a surface E.

また、クランプ部材1の外周面上には、第1図に示すよ
うに、同心円的に筒状かつスリット付のクランプ力調整
用くさび匈2が着脱自在かつ軸線方向に移動自在に配設
されている。
Further, as shown in FIG. 1, on the outer circumferential surface of the clamp member 1, a cylindrical clamping force adjustment wedge 2 with a slit is disposed concentrically and removably and movably in the axial direction. There is.

そして、同クランプ力調整用くさび−2の先端に形成し
たくさび部−0の内周面には、第1図及び第3図に示す
ように、前記したクランプ部材lのクランプ部1.に設
けたテーパ面り、と摺動自在に嵌合密着するテーパ面L
4が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, on the inner circumferential surface of the wedge part 0 formed at the tip of the clamping force adjusting wedge 2, there is provided a clamp part 1 of the clamp member 1 described above. Tapered surface L that is slidably fitted and tightly attached to the tapered surface provided on
4 is formed.

また、第1図に示すように、筒状のクランプ力調整用く
さび■2は、その先端外周面にクランプ用圧電素子「を
接着剤を用いて取付けている。
Further, as shown in FIG. 1, the cylindrical clamping force adjusting wedge 2 has a clamping piezoelectric element ``attached to the outer circumferential surface of its tip using adhesive.

一方、筒状のクランプ力調整用くさび−4の外周面上で
あってクランプ用圧電素子「の前部をなす位置には、環
状のスプリング保持用ブラケッ)Pが突設されている。
On the other hand, on the outer peripheral surface of the cylindrical clamping force adjusting wedge 4, an annular spring retaining bracket P is protruded at a position forming the front part of the clamping piezoelectric element.

そして、同スプリング保持用ブラケッ)pの後面と支持
具nの前面との間には、圧縮コイルスプリングからなる
クランプ力調整用スプリングqが介設されている。
A clamping force adjusting spring q made of a compression coil spring is interposed between the rear surface of the spring holding bracket (p) and the front surface of the support tool n.

かかる構成において、クランプ力調整用スプリングqの
弾性力によってクランプ力調整用くさび6は後方方向に
付勢され、回付勢力は、テーパ面り、とテーパ面t4と
の嵌合を介してクランプ部材1のクランプ部1.に、プ
ランジャdをクランプする初期保持クランプ力を与える
ことができる。
In this configuration, the clamping force adjusting wedge 6 is biased in the rearward direction by the elastic force of the clamping force adjusting spring q, and the rotating force is applied to the clamping member through the fitting between the tapered surface and the tapered surface t4. Clamp part 1 of 1. An initial holding clamping force can be applied to clamp the plunger d.

そして、かかる初期保持クランプ力は、クランプ部材1
の基端12の保持具ト1の雌ねじ部0へのねし込み量を
調整することによってクランプ力調整用スプリングqの
長さを増減して容易に調整することができる。
Then, this initial holding clamp force is applied to the clamp member 1
The length of the clamping force adjusting spring q can be easily adjusted by increasing or decreasing the length of the clamping force adjusting spring q by adjusting the amount by which the base end 12 of the holder 1 is screwed into the female threaded portion 0 of the holder 1.

次に、各圧電素子e、f、Hの作用及び具体的構成につ
いて説明すると、以下のようになる。
Next, the operation and specific configuration of each piezoelectric element e, f, and H will be explained as follows.

即ち、圧電素子e、rは、非通電状態では一定のクラン
プ力Fでプランジャdをクランプしており、正の電圧を
印加することによってクランプ力F+αでクランプする
ことになり、負の電圧を印加することによりクランプ力
F−αの力でクランプすることになる。なお、クランプ
力は、F−α〉0とする。即ち、負の電圧が印加されて
いる場合であっても、圧電素子e、[は、一定のクラン
プ力でプランジャdをクランプすることになる。
That is, the piezoelectric elements e and r clamp the plunger d with a constant clamping force F in the non-energized state, and when a positive voltage is applied, they clamp the plunger d with a clamping force F+α, and a negative voltage is applied. This results in clamping with a clamping force F-α. Note that the clamping force is F-α>0. That is, even if a negative voltage is applied, the piezoelectric elements e and [ will clamp the plunger d with a constant clamping force.

一方、圧電素子gは正の電圧を印加した場合はプランジ
ャd上を軸線方向に伸びた状態にあり、負の電圧を印加
した場合は、プランジャd上を縮み、その軸線方向の全
長を短くすることになる。
On the other hand, when a positive voltage is applied to the piezoelectric element g, it extends in the axial direction on the plunger d, and when a negative voltage is applied, the piezoelectric element g contracts on the plunger d, shortening its total length in the axial direction. It turns out.

そして、プランジャdは、かかる3つの圧電素子e、r
、gへの押圧印加手順を後述する制御装置Cによって制
御することにより、軸線方向に移動することができる。
The plunger d then connects these three piezoelectric elements e and r.
, g can be moved in the axial direction by controlling the procedure of applying pressure to them by a control device C, which will be described later.

圧電素子e、f、gは、多数の圧電板Xをプランジャd
の軸芯方向に積層して形成した円筒状の素子で、円筒の
両端に電極が設けられており、この両端に電圧を印加す
ることにより、伸びるように構成されている。
The piezoelectric elements e, f, and g connect a large number of piezoelectric plates X to a plunger d.
It is a cylindrical element formed by laminating in the axial direction. Electrodes are provided at both ends of the cylinder, and it is configured to expand by applying a voltage to both ends.

また、第1図において、rはアクチュエータAの水密性
を高めるために設けた摺動抵抗の小さいU字状又はY字
状パツキンである。
Further, in FIG. 1, r is a U-shaped or Y-shaped packing provided to improve the watertightness of the actuator A and has low sliding resistance.

また、第4図に上記構成を有する圧電アクチュエータA
を制御するための制御装置Cの構成を示している。図示
するように、制御装置cは、マイクロプロセッサRと、
入出力インターフェースSTと、上記圧電素子e、f、
Hの駆動順序プログラムを記憶したメモリUとから構成
される。
In addition, FIG. 4 shows a piezoelectric actuator A having the above configuration.
The configuration of a control device C for controlling the is shown. As shown in the figure, the control device c includes a microprocessor R,
an input/output interface ST and the piezoelectric elements e, f,
It is composed of a memory U that stores a drive order program of H.

ついで、かかる構成を有するアクチュエータAによるプ
ランジャdの作動について、第5図〜第7図を参照して
説明する。
Next, the operation of the plunger d by the actuator A having such a configuration will be explained with reference to FIGS. 5 to 7.

第4図に示すアクチュエータ駆動ボクンVを押ずと、制
御装置Cが、メモリUから読み出した駆動順序プログラ
ムに従って、第5図に示すように圧電素子eに負の電圧
を印加してプランジャdへのクランプ力をF−αに低減
するとともに、圧電素子fに正の電圧を印加してクラン
プ力をF+αに増加してプランジャdをクランプさせる
When the actuator drive button V shown in FIG. 4 is pressed, the control device C applies a negative voltage to the piezoelectric element e as shown in FIG. The clamping force is reduced to F-α, and a positive voltage is applied to the piezoelectric element f to increase the clamping force to F+α to clamp the plunger d.

次に第6図に示すように、圧電素子gへ負の電圧の印加
して縮めると、圧電素子gは矢印の方向に移動し、これ
に伴って圧電素子rがクランプ力F+αでクランプする
プランジャdも矢印方向に移動する。
Next, as shown in FIG. 6, when a negative voltage is applied to the piezoelectric element g to make it contract, the piezoelectric element g moves in the direction of the arrow, and the piezoelectric element r moves into a plunger which is clamped by a clamping force F+α. d also moves in the direction of the arrow.

その後、第7図に示すように、圧電素子fに負の電圧を
印加してクランプ力をF−αに低減するとともに、圧電
素子eに正の電圧を印加してクランプ力をF+αに増加
してプランジャdをクランプさせる。そして、圧電素子
gに正の電圧を印加して伸ばすと圧電素子gは矢印方向
に移動する。
Thereafter, as shown in Fig. 7, a negative voltage is applied to the piezoelectric element f to reduce the clamping force to F-α, and a positive voltage is applied to the piezoelectric element e to increase the clamping force to F+α. to clamp plunger d. Then, when a positive voltage is applied to the piezoelectric element g to extend it, the piezoelectric element g moves in the direction of the arrow.

ついで、上記動作を繰り返すことにより、プランジャd
を、μlオーダ或いはサブμmオーダのストロークで尺
とり生状に移動することができる。
Then, by repeating the above operation, the plunger d
can be moved in a linear manner with a stroke on the μl order or subμm order.

なお、上記作動において、クランプ用圧電素子efのい
ずれかは、必ずクランプ状態にあり、掴み替え動作のと
きは、一方のクランプ用圧電素子のクランプ動作を先に
行い、完了後に他方のクランプ圧電素子のクランプ力の
解除を行うようにしている。
In addition, in the above operation, one of the piezoelectric clamping elements ef is always in the clamping state, and when changing the gripping operation, the clamping operation of one piezoelectric clamping element is performed first, and after completion of the clamping operation, the clamping piezoelectric element ef of the other clamping element is clamped. The clamping force is released.

そして、かかる圧電アクチュエータAの作動において、
クランプ部材に、lの初期保持クランプ力に差異をある
ため圧電アクチュエータAの動作に異常がある場合は、
上記したように、クランプ部材に、lの基端に2,1□
の保持具[(の雌ねじ部i、  。
In the operation of such piezoelectric actuator A,
If there is an abnormality in the operation of piezoelectric actuator A due to a difference in the initial holding clamping force of l in the clamping member,
As mentioned above, attach 2,1□ to the proximal end of l to the clamp member.
holder [(female threaded part i, .

へのねじ込み量を調整することによって、かかる初期保
持クランプ力をそれぞれ独立して容易に調整することが
できる。
By adjusting the amount of screwing in, the initial holding clamping force can be easily adjusted independently.

また、必要に応して、第8図に示すように、プランジャ
dからクランプ部材に、lやクランプ用圧電素子e、r
を接着したクランプ力調整用くさびW、、 W、を容易
に分離することができ、その後、クランプ力を調整して
再度プランジャdに組み立てることができる。
In addition, if necessary, as shown in FIG.
The clamping force adjustment wedges W, , W, to which are glued can be easily separated, and then the clamping force can be adjusted and reassembled to the plunger d.

さらに、本実施例では、クランプ力調整用くさび誓、6
は、クランプ力調整用スプリングm、  qと協働して
、プランジャdやクランプ部材に、  1の内径押圧面
が摩耗し、隙間が生じてプランジャdをつかむ力が不足
してくると、クランプ部材に1を半径方向に移動して摩
耗量だけ内径を自動的に縮小して、クランプ力を常に一
定に確保できるように構成している。
Furthermore, in this embodiment, a clamping force adjustment wedge, 6
works together with the clamping force adjustment springs m and q to force the plunger d and the clamp member onto the plunger d and the clamp member. 1 in the radial direction to automatically reduce the inner diameter by the amount of wear, so that a constant clamping force can be maintained at all times.

従って、この点からも、確実かつ正確な圧電アクチエエ
ータへの作動が期待できる。
Therefore, from this point of view as well, reliable and accurate operation of the piezoelectric actuator can be expected.

また、第9図に、本実施例にかかるアクチュエータAの
適用例を示しており、湯水混合栓として機能する自動開
閉弁りにかかる圧電アクチュエータAを応用した例であ
る。
Further, FIG. 9 shows an application example of the actuator A according to this embodiment, and is an example in which the piezoelectric actuator A is applied to an automatic opening/closing valve that functions as a hot water mixing faucet.

第9図において、10は円筒状の箱体をなすケーシング
であり、同ケーシング10は、その−他側壁に、二つの
一例流路13.14を形成している。
In FIG. 9, reference numeral 10 denotes a casing in the form of a cylindrical box, and the casing 10 has two exemplary flow passages 13 and 14 formed on its other side wall.

そして、−側流路13.14は湯水混合栓の給水流路及
び給湯流路として機能するものであり、その外側開口端
は、それぞれ給水配管15と給湯配管16と連通してい
る。
The − side flow paths 13 and 14 function as a water supply flow path and a hot water supply flow path for the hot and cold mixer faucet, and their outer open ends communicate with the water supply pipe 15 and the hot water supply pipe 16, respectively.

一方、−側流路13.14の内側開口端は、それぞれケ
ーシング10の両端に形成した隔壁17.18と連通し
ている。
On the other hand, the inner open ends of the minus side channels 13 and 14 communicate with partition walls 17 and 18 formed at both ends of the casing 10, respectively.

また、ケーシングlOの他側側壁には、両端開口のT字
状の他側流路20が形成されている。
Further, a T-shaped other side flow path 20 with openings at both ends is formed on the other side wall of the casing IO.

そして、かかる他側流路20は、湯水混合栓の混合水流
路として機能するものであり、その外側開口端は、混合
水配管21と連通しており、一方、その内側二股開口端
は隔室17.18と連通している。
The other side flow path 20 functions as a mixed water flow path of the hot and cold water mixing faucet, and its outer open end communicates with the mixed water pipe 21, while its inner bifurcated open end is connected to the compartment. It is connected to 17.18.

さらに、T字状筒体19の内側二股開口部には、それぞ
れ弁座22,23が設けられており、同弁座2223に
は、ケーシング10内を軸線方向に進退して弁座22.
23と接離し、内側二股状開口端を開閉するダイアフラ
ム弁からなる弁体2,1.25が配設されている。
Furthermore, valve seats 22 and 23 are provided at the inner bifurcated opening of the T-shaped cylinder body 19, respectively, and the valve seats 22 and 23 are provided on the valve seats 22 and 23 by moving back and forth in the axial direction within the casing 10.
A valve body 2, 1.25, which is a diaphragm valve that comes into contact with and separates from 23 and opens and closes an inner bifurcated opening end, is disposed.

さらに、ケーシング10の両端には、それぞれ圧電アク
チュエータAが取付けられている。
Furthermore, piezoelectric actuators A are attached to both ends of the casing 10, respectively.

そして、各圧電アクチュエータAは、そのプランジャd
の先端を弁体24,25の後部と当接自在となし、弁体
24.25を開閉自在としている。
And each piezoelectric actuator A has its plunger d
The tips of the valve bodies 24 and 25 can freely come into contact with the rear parts of the valve bodies 24 and 25, and the valve bodies 24 and 25 can be opened and closed.

なお、第9図において、30は他側流路20内に設けた
温度センサであり、混合水の温度を検出し、検出値を第
4図に示すような制御部にフィードバックして、制御部
に検出値に基づいて自動開閉弁の量アクチュエータAを
PID制御等によって作動させ、適温制御を行うもので
ある。
In addition, in FIG. 9, 30 is a temperature sensor provided in the other side flow path 20, which detects the temperature of the mixed water, feeds back the detected value to the control section as shown in FIG. Based on the detected value, the actuator A of the automatic opening/closing valve is operated by PID control or the like to perform appropriate temperature control.

そして、かかる構成を有する自動開閉弁りの作動を、簡
単に説明すると、以下の如くなる。
The operation of the automatic on-off valve having such a configuration will be briefly explained as follows.

即ち、温度センサ30からの検出値を制御部にフィード
バンクして、制御部に検出値に基づいて自動開閉弁りの
両圧電アクチュエータAをそれぞれ別個に作動させると
、弁体24 、25が設定温度で開閉して、−側流路1
3.14から他側流路20に流れる給水量と給湯量を一
定の混合割合で混合することができる。
That is, when the detected value from the temperature sensor 30 is fed to the control unit and the control unit separately operates both piezoelectric actuators A of the automatic opening/closing valve based on the detected value, the valve bodies 24 and 25 are set. Opens and closes depending on the temperature, - side flow path 1
The amount of water supplied and the amount of hot water flowing from 3.14 to the other side flow path 20 can be mixed at a constant mixing ratio.

そして、かかる作用において、弁体24 、25は上記
した構成を有し、かつ上記した作用及び効果を奏する圧
電アクチュエータAによって開閉するようにしているの
で、流量制御及び適温制御をより精密かつ確実に行うこ
とができる。
In this operation, the valve bodies 24 and 25 are opened and closed by the piezoelectric actuator A, which has the above-described structure and has the above-described functions and effects, so that flow rate control and appropriate temperature control can be performed more precisely and reliably. It can be carried out.

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

図面は本発明の一実施例であって、第1図は、本発明に
係わる圧電アクチュエータの断面側面図、第2図及び第
3図は同圧電アクチュエータを構成するクランプ部材と
クランプ力調整用くさびの斜視図、第4図は制御装置の
概念的構成説明図、第5図〜第7図は圧電アクチュエー
タの作動状態説明図、第8図はクランプ部材とクランプ
力調整用くさびのプランジャへの取付・分離作業説明図
、第9回は圧電アクチュエータを具備した自動開閉弁の
断面側面図、第1O図は従来の圧電アクチュエータの断
面側面図、第11図はクランプ部材の取付状態説明図で
ある。 図中、 (A):アクチュエータ (B):圧電素子組立体 (C):制御装置 (D):自動開閉弁 C1: クランプ力調整用くさび (WZ): クランプ力調整用くさび (a):前壁 (b):後壁 (C):ケーシング (d)ニブランジャ (k):クランプ部材 (1):クランプ部材 (濁):クランプ力調整用スプリング (q):クランプ力調整用スプリング
The drawings show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional side view of a piezoelectric actuator according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are views of a clamping member and a clamping force adjustment wedge that constitute the same piezoelectric actuator. FIG. 4 is a conceptual diagram of the control device; FIGS. 5 to 7 are diagrams of the operating state of the piezoelectric actuator; FIG.・Explanatory diagram of separation work, No. 9 is a cross-sectional side view of an automatic opening/closing valve equipped with a piezoelectric actuator, FIG. In the figure, (A): Actuator (B): Piezoelectric element assembly (C): Control device (D): Automatic opening/closing valve C1: Wedge for clamping force adjustment (WZ): Wedge for clamping force adjustment (a): Front Wall (b): Rear wall (C): Casing (d) Nib plunger (k): Clamp member (1): Clamp member (cloudy): Clamp force adjustment spring (q): Clamp force adjustment spring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.ケーシング(c)内を軸線方向に進退可能なプラン
ジャ(d)と、同プランジャ(d)を進退させるストロ
ーク用圧電素子と、同プランジャの廻りに取付け、それ
ぞれクランプ部材を介してプランジャ(d)を押圧可能
な一対のクランプ用圧電素子とを具備する圧電アクチュ
エータにおいて、 クランプ部材とクランプ用圧電素子との間にクランプ力
調整用くさびを介設し、かつ、クランプ部材とクランプ
力調整用くさびとを相互に分離可能に構成したことを特
徴とする圧電アクチュエータ。
1. A plunger (d) that can be moved back and forth in the axial direction within the casing (c), a piezoelectric element for stroke that moves the plunger (d) back and forth, and a piezoelectric element for stroke that moves the plunger (d) back and forth; In a piezoelectric actuator that includes a pair of clamping piezoelectric elements that can be pressed, a clamping force adjusting wedge is interposed between the clamping member and the clamping piezoelectric element, and the clamping force adjusting wedge is connected to the clamping member and the clamping force adjusting wedge. A piezoelectric actuator characterized by being configured so that they can be separated from each other.
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