JP2002305896A - Drive with friction-lock function - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動手段によって
駆動が行われ、停止時に、その位置を摩擦力によって係
止する摩擦係止機能付き駆動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device having a friction locking function which is driven by driving means and locks its position by a frictional force when stopped.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の駆動装置は、ある特定の位置での
み機能する機械的な係止機構や、電磁石のように、停止
時でも電力を与えて係止する係止機構が備えられてるも
のがあった。2. Description of the Related Art A conventional driving device is provided with a mechanical locking mechanism that functions only at a specific position, or a locking mechanism such as an electromagnet that locks by applying electric power even when stopped. was there.
【０００３】一方、摩擦負荷を可変する駆動装置とし
て、例えば、特開平１０−１７４３６５号のように、摩
擦負荷を張力やばね力を可変して、摩擦力を制御するも
のも提案されている。図５は、摩擦負荷を可変する駆動
装置の従来例を示した図である。駆動系の軸２１は、不
図示のモータによって回転駆動され、この軸２１の一端
側には、被駆動体の一部を構成する回転体２２が一体に
取り付けられている。この回転体２２は、その外周に摩
擦負荷可変手段２３の一部を構成する摩擦手段２３ｄが
接触している。On the other hand, as a drive device for varying a friction load, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-174365, a device for controlling a friction force by varying a tension or a spring force of the friction load has been proposed. FIG. 5 is a diagram showing a conventional example of a driving device that varies a friction load. The shaft 21 of the drive system is rotationally driven by a motor (not shown), and a rotating body 22 constituting a part of the driven body is integrally attached to one end of the shaft 21. The rotating body 22 is in contact with the outer periphery of a friction unit 23 d that forms a part of the friction load varying unit 23.
【０００４】摩擦負荷可変手段２３は、主軸２３ａ、弾
性体２３ｂ、可動部２３ｃ及び摩擦手段２３ｄによって
構成されている。可動部２３ｃは、主軸２３ａに対して
上下動できるように、主軸２３ａに取り付けられてい
る。弾性体２３ｂは、一端が主軸２３ａに固着され、他
端が可動部２３ｃで位置規制されている。従って、可動
部２３ｃを主軸２３ａに沿って上下動させることによっ
て、回転体２２に対して摩擦手段２３ｄの摩擦負荷を可
変させることができる。また、可動部２３ｃは、不図示
の摩擦負荷付与手段がオンすることによって、可動部２
３ｃが上下動する。従って、摩擦負荷可変手段２３は、
回転体２２（駆動系）に大きな摩擦負荷が付与されるよ
うになっている。[0004] The friction load varying means 23 comprises a main shaft 23a, an elastic body 23b, a movable part 23c and friction means 23d. The movable part 23c is attached to the main shaft 23a so as to be able to move up and down with respect to the main shaft 23a. One end of the elastic body 23b is fixed to the main shaft 23a, and the other end of the elastic body 23b is restricted in position by the movable portion 23c. Therefore, by moving the movable portion 23c up and down along the main shaft 23a, the friction load of the friction means 23d on the rotating body 22 can be varied. The movable portion 23c is turned on by a friction load applying means (not shown),
3c moves up and down. Therefore, the friction load variable means 23
A large frictional load is applied to the rotating body 22 (drive system).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の駆動装置は、機械的な係止機構では、自由な位置での
係止が不可能であり、汎用的な移動装置には不向きであ
った。また、電磁石を用いた係止機構では、停止時にも
電力が必要となり、省エネルギー化が図れないという問
題点があった。However, the conventional driving device described above cannot be locked at a free position by a mechanical locking mechanism, and is not suitable for a general-purpose moving device. Was. In addition, the locking mechanism using an electromagnet has a problem that electric power is required even at the time of stopping, and energy saving cannot be achieved.
【０００６】一方、摩擦負荷を可変する駆動装置は、駆
動対象の慣性によっては、かなり大きな形状になってし
まうことになる。また、この駆動装置は、摩擦負荷の可
変を張力やばね力によって行なうために、加圧力を制御
するには、かなり強力な駆動系を必要としてしまうの
で、大型で高コストになってしまう、という問題があっ
た。On the other hand, a driving device that varies the frictional load has a considerably large shape depending on the inertia of the driven object. In addition, since this drive device varies the frictional load by tension or spring force, it requires a considerably powerful drive system to control the pressing force, so that it is large and expensive. There was a problem.
【０００７】本発明の課題は、任意の位置で係止がで
き、係止時に電力等が不要であり、しかも、小型で低コ
ストの摩擦係止機能を有する駆動装置を提供することで
ある。An object of the present invention is to provide a driving device which can be locked at an arbitrary position, does not require electric power or the like at the time of locking, and has a small and low-cost friction locking function.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、駆動手段（５）と、前記駆動手
段によって移動する移動部材（３）と、前記移動部材の
移動方向の係止を摩擦力によって行なうと共に、その摩
擦力の減少を微小振動の発生によって行なう係止手段
（１０）と、前記駆動手段を駆動制御するときに、前記
係止手段に微小振動を発生させる制御手段（７）と、を
備えた摩擦係止機能付き駆動装置である。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises a driving means (5), a moving member (3) moved by the driving means, and a moving direction of the moving member. Locking means (10) for performing the locking by the frictional force and reducing the frictional force by the generation of the minute vibration, and causing the locking means to generate the minute vibration when the driving means is controlled. And a control unit (7).
【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載の摩擦
係止機能付き駆動装置において、前記駆動手段（５）
は、移動子（５ｂ）と固定子（５ａ）とが非接触の状態
で駆動されるリニアモータであること、を特徴とする摩
擦係止機能付き駆動装置である。According to a second aspect of the present invention, in the driving device with a friction locking function according to the first aspect, the driving means (5).
Is a linear motor driven with the moving element (5b) and the stator (5a) out of contact with each other.
【００１０】請求項３の発明は、請求項１に記載の摩擦
係止機能付き駆動装置において、前記係止手段（１０）
は、加圧部（１１）と振動発生部（１５）とを備えたこ
と、を特徴とする摩擦係止機能付き駆動装置である。According to a third aspect of the present invention, in the driving device with the friction locking function according to the first aspect, the locking means (10).
Is a drive device having a friction locking function, comprising a pressing portion (11) and a vibration generating portion (15).
【００１１】請求項４の発明は、請求項３に記載の摩擦
係止機能付き駆動装置において、前記振動発生部（１
５）は、単一の振動モードによって駆動されること、を
特徴とする摩擦係止機能付き駆動装置である。According to a fourth aspect of the present invention, in the driving device with a friction locking function according to the third aspect, the vibration generating section (1) is provided.
5) is a driving device with a friction locking function, which is driven by a single vibration mode.
【００１２】請求項５の発明は、請求項３又は請求項４
に記載の摩擦係止機能付き駆動装置において、前記振動
発生部（１５）は、非可聴域の微小振動を発生するこ
と、を特徴とする摩擦係止機能付き駆動装置である。The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3 or claim 4.
4. The driving device with a friction locking function according to claim 1, wherein the vibration generating section (15) generates a small vibration in a non-audible range.
【００１３】請求項６の発明は、請求項３に記載の摩擦
係止機能付き駆動装置において、前記加圧部（１１）
は、前記移動部材と点接触をすること、を特徴とする摩
擦係止機能付き駆動装置である。According to a sixth aspect of the present invention, in the driving device with the friction locking function according to the third aspect, the pressing portion (11) is provided.
Is a driving device with a friction locking function, which makes a point contact with the moving member.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面などを参照しながら、
本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による摩擦係止機能を有する駆動装置の
実施形態の全体を示す平面図及び断面図である。この実
施形態の駆動装置１は、固定部２と、固定部２に対し
て、矢印Ａ方向に移動可能に設けられた移動部３と、移
動補助部材４と、駆動手段５と、係止機構１０等とから
構成されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment of the present invention will be described in more detail.
FIG. 1 is a plan view and a sectional view showing an entire embodiment of a drive device having a friction locking function according to the present invention. The driving device 1 of this embodiment includes a fixed part 2, a moving part 3 provided movably with respect to the fixed part 2 in the direction of arrow A, a movement assisting member 4, a driving means 5, and a locking mechanism. 10 and so on.
【００１５】移動補助部材４は、係止機構１０からの拘
束力を受ける位置（係止機構１０に対向する位置）に配
置され、移動部３の移動を円滑にする働きをしている。
駆動手段５は、移動子５ａと固定子５ｂとが非接触で駆
動されるモータ、例えば、電磁式で浮くリニアモータな
どが用いられている。このようなリニアモータは、自ら
係止する能力がないので、本実施形態のような係止機構
１０が特に有効である。The movement assisting member 4 is disposed at a position receiving the restraining force from the locking mechanism 10 (a position facing the locking mechanism 10), and serves to smooth the movement of the moving section 3.
As the driving means 5, a motor in which the moving element 5a and the stator 5b are driven in a non-contact manner, for example, an electromagnetic floating linear motor is used. Since such a linear motor does not have the ability to lock by itself, the locking mechanism 10 as in the present embodiment is particularly effective.
【００１６】係止機構１０は、移動部３に設けられ、加
圧接触子１２，加圧部材１３及び加圧調整部材１４から
なる加圧手段１１と、固定部２に設けられ、振動体１６
と振動発生源１７からなる振動発生手段１５とを備え、
加圧手段１１が振動発生手段１５に加圧接触するように
構成されている。The locking mechanism 10 is provided on the moving part 3 and is provided with a pressing means 11 comprising a pressing contact 12, a pressing member 13 and a pressure adjusting member 14, and is provided on the fixed part 2 and a vibrating body 16.
And a vibration generating means 15 including a vibration generating source 17,
The pressure means 11 is configured to make pressure contact with the vibration generation means 15.
【００１７】図２は、本実施形態による摩擦係止機能を
有する駆動装置の係止機構を拡大して示す詳細図であ
る。加圧手段１１は、コイルばね等の加圧部材１３と、
ねじ等の加圧調整部材１４とにより、加圧接触子１２が
移動部３から固定部２の振動発生手段１５方向に、加圧
接触するように構成され、その加圧方向（矢印Ｂ）に
は、移動可能な状態になっている。これにより、加圧手
段１１は、振動発生手段１５から発生した振動をスムー
ズに受け止めることができる。加圧接触子１２は、振動
体１６と点接触をしている方が、面圧が高くなって好ま
しいので、その先端が半球状をしている。FIG. 2 is an enlarged detail view showing the locking mechanism of the driving device having a friction locking function according to the present embodiment. The pressing means 11 includes a pressing member 13 such as a coil spring,
With the pressure adjusting member 14 such as a screw, the pressure contact 12 is configured to make pressure contact from the moving section 3 to the direction of the vibration generating means 15 of the fixed section 2, and in the pressing direction (arrow B). Is in a movable state. Thereby, the pressurizing unit 11 can smoothly receive the vibration generated from the vibration generating unit 15. It is preferable that the pressure contactor 12 is in point contact with the vibrating body 16 because the contact pressure is increased, so that the tip is hemispherical.
【００１８】振動発生手段１５は、振動体１６と振動発
生源１７とから構成されている。振動発生源１７は、振
動を発生するためのものであり、例えば、電気機械変換
素子、ボイスコイル、圧電マイクロポンプなどを使用す
ることができる。振動体１６は、加圧接触子１２と直接
接触して、振動発生源１７で発生した振動を、加圧接触
子１２に伝達するように配置されている。The vibration generating means 15 comprises a vibrating body 16 and a vibration generating source 17. The vibration source 17 is for generating vibration, and for example, an electromechanical transducer, a voice coil, a piezoelectric micropump, or the like can be used. The vibrating body 16 is arranged so as to directly contact the pressure contact 12 and transmit the vibration generated by the vibration source 17 to the pressure contact 12.
【００１９】この実施形態では、振動発生源１７は、矩
形平板状で金属製の弾性体と、その弾性体に貼付された
ＰＺＴ等の電気機械変換素子とからなり、その電気機械
変換素子に１相の駆動信号が入力されることにより、単
一の振動モード（屈曲振動モード）の非可聴域の微小振
動が発生する。In this embodiment, the vibration source 17 comprises a metal elastic body having a rectangular flat plate shape and an electromechanical transducer such as PZT attached to the elastic body. The input of the phase drive signal causes a small vibration in the non-audible range of a single vibration mode (flexural vibration mode).
【００２０】図３は、本実施形態による摩擦係止機能を
有する駆動装置を示すシステムブロック図である。この
駆動装置１は、固定部２に対して、移動部３を移動する
駆動手段５と、固定部２に対する移動部３の位置を検出
する位置検出手段６と、前述した係止手段１０と、駆動
手段５，位置検出手段６及び係止手段１０に接続され、
それらと信号の交換を行って、駆動及び係止の制御を行
なう制御手段７等を備えている。FIG. 3 is a system block diagram showing a driving device having a friction locking function according to the present embodiment. The driving device 1 includes a driving unit 5 that moves the moving unit 3 with respect to the fixed unit 2, a position detecting unit 6 that detects the position of the moving unit 3 with respect to the fixed unit 2, the locking unit 10 described above, Connected to the driving means 5, the position detecting means 6 and the locking means 10,
Control means 7 and the like for exchanging signals with them and controlling driving and locking are provided.
【００２１】図４は、本実施形態による摩擦係止機能を
有する駆動装置の係止手段を示すシステムブロック図で
ある。係止手段１０は、制御手段７から駆動不可の状態
信号を受けており、停止時には、加圧手段１１からの加
圧力により、移動部３を固定部２に摩擦力によって係止
している。FIG. 4 is a system block diagram showing the locking means of the driving device having the friction locking function according to the present embodiment. The locking means 10 receives a state signal indicating that it cannot be driven from the control means 7, and when stopped, locks the moving portion 3 to the fixed portion 2 by frictional force by the pressing force from the pressurizing means 11.
【００２２】係止手段１０は、駆動時には、不図示の駆
動スイッチからの駆動命令に基づいて、制御手段７から
駆動信号が入力されて、振動発生手段１５の振動発生源
１７に振動が発生させられ、振動体１６が振動する。そ
して、振動体１６に発生した振動により、加圧手段１１
の加圧力の変更をすることなく、加圧接触子１２と振動
体１６との間の摩擦を減少させることができるので、固
定部２と移動部３との係止を解除することができる。When the locking means 10 is driven, a driving signal is input from the control means 7 based on a driving command from a driving switch (not shown) to cause the vibration generating source 17 of the vibration generating means 15 to generate vibration. As a result, the vibrating body 16 vibrates. The vibration generated in the vibrating body 16 causes the pressing means 11
Since the friction between the pressure contact 12 and the vibrating body 16 can be reduced without changing the pressing force, the engagement between the fixed part 2 and the moving part 3 can be released.
【００２３】このように、本実施形態の駆動装置１は、
駆動時には、振動発生手段１５によって、ほとんど摩擦
力による負荷が排除できることになり、駆動手段５の出
力も省パワー化が可能となり、装置全体の省エネルギー
化を図れるようになった。従来の摩擦力を係止に使用し
た駆動装置は、その負荷分も含めて駆動していたので、
駆動力も大きなものが必要であった。As described above, the driving device 1 of the present embodiment is
At the time of driving, the load due to the frictional force can be almost completely eliminated by the vibration generating means 15, and the output of the driving means 5 can be reduced in power, so that the energy saving of the entire apparatus can be achieved. Since the conventional drive device that used frictional force for locking was driven including the load,
A large driving force was required.
【００２４】そして、本実施形態の係止機構１０は、前
述のように構成されているので、停止が必要となった場
所のいずれの位置であっても係止が可能となる。また、
この係止機構１０は、係止された場合では、移動部３が
固定部２に加圧手段１１により付勢されており、移動部
３と固定部２とのガタツキも抑制することができる。さ
らに、この係止機構１０は、係止時には、電力などのエ
ネルギーを必要としない。さらにまた、従来のように、
加圧力を制御することがないので、小型で低コストな駆
動装置を供給することができる。Since the locking mechanism 10 of the present embodiment is configured as described above, it can be locked at any position where the stop is required. Also,
When the locking mechanism 10 is locked, the moving unit 3 is urged to the fixed unit 2 by the pressurizing unit 11, and the rattling between the moving unit 3 and the fixed unit 2 can be suppressed. Further, the locking mechanism 10 does not require energy such as electric power at the time of locking. Furthermore, as before,
Since the pressing force is not controlled, a small-sized and low-cost driving device can be provided.
【００２５】以上説明した実施形態に限定されることな
く、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明
の均等の範囲内である。例えば、加圧部材１３は、コイ
ルばねの例で説明したが、平ばねであってもよい。駆動
手段５は、電磁式のリニアモータを例にしたが、他の形
式のモータであってもよいし、手動で移動させるような
場合にもよい。Various modifications and changes are possible without being limited to the above-described embodiment, and these are also within the equivalent scope of the present invention. For example, the pressing member 13 has been described as an example of a coil spring, but may be a flat spring. The drive unit 5 is exemplified by an electromagnetic linear motor, but may be another type of motor or may be manually moved.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、駆動手段により駆動が行われ、停止時には、その
位置を保持するように係止可能な摩擦力により係止し、
駆動時には、係止手段に微小振動を励起して摩擦力を減
少させ、駆動手段により駆動するので、自由な位置で係
止が可能となる。また、停止時には、電力の供給を必要
とせず、省エネルギー化が図れる。さらに、加圧力を制
御することがないので、小型で低コストな駆動装置を供
給することができる。As described above in detail, according to the present invention, the driving is performed by the driving means, and when the driving is stopped, the driving means is locked by the frictional force which can be locked so as to hold the position.
At the time of driving, a minute vibration is excited in the locking means to reduce the frictional force, and the locking means is driven by the driving means, so that locking can be performed at a free position. Further, at the time of stoppage, power supply is not required and energy can be saved. Further, since the pressing force is not controlled, a small-sized and low-cost driving device can be supplied.
【図１】本発明による摩擦係止機能を有する駆動装置の
実施形態の全体を示す平面図及び断面図である。FIG. 1 is a plan view and a sectional view showing an entire embodiment of a driving device having a friction locking function according to the present invention.
【図２】本実施形態による摩擦係止機能を有する駆動装
置の係止機構を拡大して示す詳細図である。FIG. 2 is an enlarged detail view showing a locking mechanism of a driving device having a friction locking function according to the embodiment.
【図３】本実施形態による摩擦係止機能を有する駆動装
置を示すシステムブロック図である。FIG. 3 is a system block diagram showing a driving device having a friction locking function according to the embodiment.
【図４】本実施形態による摩擦係止機能を有する駆動装
置の係止手段を示すシステムブロック図である。FIG. 4 is a system block diagram showing locking means of a drive device having a friction locking function according to the present embodiment.
【図５】摩擦負荷を可変する駆動装置の従来例を示した
図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional example of a driving device that varies a friction load.
１ 駆動装置 ２ 固定部 ３ 移動部 ４ 移動補助部材 ５ 駆動手段 ６ 位置検出手段 ７ 制御手段 １０ 係止機構 １１ 加圧手段 １２ 加圧接触子 １３ 加圧部材 １４ 加圧調整部材 １５ 振動発生手段 １６ 振動体 １７ 振動発生源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Driving device 2 Fixed part 3 Moving part 4 Movement assisting member 5 Driving means 6 Position detecting means 7 Control means 10 Locking mechanism 11 Pressing means 12 Pressing contact 13 Pressing member 14 Pressure adjusting member 15 Vibration generating means 16 Vibrator 17 Vibration source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J058 AA06 AA17 AA29 AA38 BA78 BA80 CA02 CC07 CC12 CC77 5D107 AA12 AA14 BB06 CC01 DD12 FF07 FF08 5H540 BB01 DD06 5H641 JA07 JA09 JA11 JA20 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 3J058 AA06 AA17 AA29 AA38 BA78 BA80 CA02 CC07 CC12 CC77 5D107 AA12 AA14 BB06 CC01 DD12 FF07 FF08 5H540 BB01 DD06 5H641 JA07 JA09 JA11 JA20
Claims (6)
と共に、その摩擦力の減少を微小振動の発生によって行
なう係止手段と、 前記駆動手段を駆動制御するときに、前記係止手段に微
小振動を発生させる制御手段と、を備えた摩擦係止機能
付き駆動装置。A driving unit; a moving member that is moved by the driving unit; and a locking unit that locks the moving member in a moving direction by a frictional force and reduces the frictional force by generating a minute vibration. A driving unit having a friction locking function, comprising: a control unit configured to generate a minute vibration in the locking unit when controlling the driving of the driving unit.
装置において、 前記駆動手段は、移動子と固定子とが非接触の状態で駆
動されるリニアモータであること、を特徴とする摩擦係
止機能付き駆動装置。2. The driving device with a friction locking function according to claim 1, wherein the driving means is a linear motor that is driven in a state where the moving element and the stator are not in contact with each other. Drive unit with friction locking function.
装置において、 前記係止手段は、加圧部と振動発生部とを備えたこと、
を特徴とする摩擦係止機能付き駆動装置。3. The drive device with a friction locking function according to claim 1, wherein the locking unit includes a pressing unit and a vibration generating unit.
A drive device with a friction locking function, characterized by the following.
装置において、 前記振動発生部は、単一の振動モードによって駆動され
ること、を特徴とする摩擦係止機能付き駆動装置。4. The driving device with a friction locking function according to claim 3, wherein the vibration generating unit is driven by a single vibration mode.
機能付き駆動装置において、 前記振動発生部は、非可聴域の微小振動を発生するこ
と、を特徴とする摩擦係止機能付き駆動装置。5. The driving device with a friction locking function according to claim 3, wherein the vibration generating section generates a minute vibration in a non-audible range. Drive.
装置において、 前記加圧部は、前記移動部材と点接触をすること、を特
徴とする摩擦係止機能付き駆動装置。6. The driving device with a friction locking function according to claim 3, wherein the pressing portion makes a point contact with the moving member.
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|---|---|---|---|
| JP2001103205A JP2002305896A (en) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | Drive with friction-lock function |
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| JP (1) | JP2002305896A (en) |
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