JP2003102184A

JP2003102184A - アクチュエータ、ワイパ装置、表示装置およびモータ

Info

Publication number: JP2003102184A
Application number: JP2001293017A
Authority: JP
Inventors: Michio Tsukui; 道夫津久井; Kenji Taguchi; 健二田口; Shu Kasai; 周笠井; Hiroko Kawakura; 裕子川倉; Shigeki Aoki; 茂樹青木
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-04
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP4922518B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁モータ等を用いることなく簡易な構造に
て棒状部材を駆動可能なアクチュエータを提供する。【解決手段】バイモルフ型の圧電素子を用いた駆動体
１を回転軸２に取り付ける。回転軸２は、軸受部たるホ
ルダ１２に回転自在に支持される。ホルダ１２の上端部
には板ばね１３が取り付けられている。板ばね１３は回
転軸２の上端部に弾性的に接触しており、回転軸２の回
転に際し、回転軸２に対し摩擦力によって回転抵抗力を
付与する。駆動体１には、中空状の回転軸２内を通る配
線を介してドライバから鋸歯状の波形を有する電圧を印
加される。この鋸歯状電圧により、駆動体１は左右に振
動し、変位速度の差に基づく慣性力の違いにより、駆動
体１は回転軸２を中心として所定の方向に回転駆動され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動体が回転軸を
中心に揺動若しくは回転運動するアクチュエータに関
し、特に、自動車や野外監視カメラ等に取り付けられる
ワイパ装置やスピードメータ等の計器類等に適用して有
効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車用ワイパブレードやス
ピードメータ、時計の針等、棒状の部材を駆動させるこ
とにより、ガラス面の払拭や数値指示等の一定の作用効
果を得ることは、産業分野のみならず日常生活において
も多く見受けられる。そして、このような棒状部材の駆
動には、軸部に電磁モータや油空圧にて回転駆動するア
クチュエータなどが用いられるのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電磁モータ等は、それ自体が相当の大きさを有して
いるため、デザイン上や設置上の制限を受けるなどの問
題がある。このため、例えば、小型ＣＣＤカメラの前面
などでは、視界確保のためワイパ装置を取り付けること
が望ましいにもかかわらず、スペースの関係からワイパ
装置の設置を断念せざるを得ないなどの弊害が生じてい
た。また、従来の電磁モータ等を用いた駆動構造は、モ
ータに加えて減速機構やリンク機構等が必要となること
が多く、装置重量が大きく重くなりがちであり、その分
コスト高にもなるという問題もあった。

【０００４】本発明の目的は、電磁モータ等を用いるこ
となく簡易な構造にて棒状部材を駆動可能なアクチュエ
ータ等を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のアクチュエータ
は、少なくともその一部に振動する部位を有する駆動体
と、前記駆動体が取り付けられた軸部材と、前記軸部材
を回転可能に支持する軸受部と、前記軸部材の回転に際
し前記軸部材に対して回転抵抗力を付与する抵抗力付与
手段とを有することを特徴とする。

【０００６】本発明のアクチュエータにあっては、駆動
体の振動に応じて、軸受部に支持された軸部材が回転運
動し、駆動体が回転運動や揺動運動を行う。すなわち、
基本構成として、駆動体と軸部材、軸受部、抵抗力付与
手段の４点からなる簡単な構成にて駆動体を回転運動さ
せることが可能となる。従って、電磁モータやリンク機
構を用いることなく、棒状の部材などに形成した駆動体
を回転駆動させる小型・軽量のアクチュエータを実現す
ることができる。これにより、アクチュエータの設置場
所にモータやリンクによる制約がなくなり、装置のレイ
アウト性の向上が図られ、狭く小さな場所にも回転駆動
するアクチュエータを取り付けることが可能となる。

【０００７】前記アクチュエータにおいて、前記抵抗力
付与手段は、前記軸部材に対し摩擦力によって回転抵抗
力を付与する構成としても良い。この場合、前記抵抗力
付与手段を前記軸受部に設けても良く、前記抵抗力付与
手段として、前記軸部材に弾性的に接する板ばねを採用
し、それを前記軸部材の端部若しくは側部に弾性的に接
するように配設しても良い。また、前記抵抗力付与手段
を前記軸部材に設けても良く、前記抵抗力付与手段とし
て、前記軸受部に弾性的に接する係合片を用いることも
可能である。

【０００８】また、前記アクチュエータにおいて、前記
駆動体を、例えばバイモルフ型などの圧電素子にて形成
してもよい。この場合、前記圧電素子に対し鋸歯状の波
形を有する電圧を印加しても良い。

【０００９】さらに、前記アクチュエータにおいて、前
記軸部材の内部に軸方向に延びる空隙を形成し、この空
隙を介して前記駆動体に対する給電用の配線を行っても
良い。加えて、前記アクチュエータにおいて、前記駆動
体を前記軸部材に複数個取り付けても良い。

【００１０】一方、本発明のワイパ装置は、払拭面上に
配置され、少なくともその一部に振動する部位を有する
駆動体を備えたワイパブレードと、前記ワイパブレード
が取り付けられた軸部材と、前記軸部材を回転可能に支
持する軸受部と、前記軸部材の回転に際し前記軸部材に
対して回転抵抗力を付与する抵抗力付与手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１１】本発明のワイパ装置にあっては、駆動体の
振動に応じて、軸受部に支持されたワイパブレードが回
転運動し、ワイパブレードが回転運動や揺動運動を行
う。従って、電磁モータやリンク機構を用いることな
く、ワイパブレードを回転駆動させる小型・軽量のワイ
パ装置を実現することができる。これにより、ワイパ装
置の設置場所にモータやリンクによる制約がなくなり、
装置のレイアウト性の向上が図られ、狭く小さな場所に
もワイパ装置を取り付けることが可能となる。

【００１２】また、前記ワイパ装置をＣＣＤカメラの前
面に配設するようにしても良く、前記ワイパ装置をＣＣ
Ｄカメラの前面に取付可能なワイパユニット内に収容す
るようにしても良い。さらに、前記ワイパ装置を自動車
に搭載されたＣＣＤカメラに適用しても良い。

【００１３】さらに、本発明の表示装置は、少なくとも
その一部に振動する部位を有する駆動体によって形成さ
れた指針と、前記指針が取り付けられた軸部材と、前記
軸部材を回転可能に支持する軸受部と、前記軸部材の回
転に際し前記軸部材に対して回転抵抗力を付与する抵抗
力付与手段とを有することを特徴とする。

【００１４】本発明の表示装置にあっては、駆動体の振
動に応じて、軸受部に支持された指針が回転運動し、指
針が回転運動や揺動運動を行う。従って、電磁モータを
用いることなく、指針を回転駆動させる小型・軽量の表
示装置を実現することができる。なお、本発明において
は、指針自体を駆動体によって形成する場合のみなら
ず、別途形成した指針に駆動体を付加する形態も可能で
ある。また、軸部材には指針を直接取り付ける場合のみ
ならず、指針を取り付けた駆動体を取り付ける形態も可
能である。

【００１５】この場合、前記表示装置として、前記指針
によって車速を表示するスピードメータを対象とするこ
とも可能である。また、前記表示装置に前記指針の位置
を検出する指針位置検出センサをさらに設置することも
可能である。

【００１６】さらに、本発明のモータは、少なくともそ
の一部に振動する部位を有する駆動体と、前記駆動体が
取り付けられた回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持
する軸受部と、前記回転軸の回転に際し前記回転軸に対
して回転抵抗力を付与する抵抗力付与手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００１７】本発明のモータにあっては、駆動体の振動
に応じて、回転軸が所定の方向に回転運動する。この場
合、駆動体には例えばバイモルフ型の圧電素子等が使用
され、回転軸に駆動力を与える部位を軽量に構成するこ
とができる。このため、小型軽量でしかもイナーシャの
小さい応答性に優れたモータを形成することが可能とな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本
発明によるアクチュエータの基本構成を示す概念図、図
２は本発明の実施の形態１である揺動形のアクチュエー
タの構成を示す斜視図である。

【００１９】本発明によるアクチュエータは、図１に示
すように、平板状の駆動体１と、駆動体１が取り付けら
れた回転軸（軸部材）２と、回転軸２を支持する軸受部
３とから構成されている。駆動体１は、電気−機械変換
素子の一つであるバイモルフ圧電素子によって形成され
ており、配線４を介してドライバ５から電圧が適宜印加
される。これにより、駆動体１は全体が回転軸２との取
付部を基部として曲がり、その先端が図１のＸ方向に作
動する。また、回転軸２は軸受部３に回転可能に支持さ
れていると共に、その回転に際し、回転を規制する方向
に回転抵抗力が付与されている。この回転抵抗力は、例
えば摩擦力の形で付与され、図２のアクチュエータでは
板ばね１３によって付与されている。

【００２０】ここで、図２のアクチュエータ１１では、
駆動体１が取り付けられた回転軸２は、ホルダ１２に取
り付けられている。このホルダ１２は、図１における軸
受部３の役割を果たしており、そこに回転軸２が回転自
在に取り付けられる。なお、アクチュエータ１１では、
駆動体１として長さ２０mm×高さ３mmの圧電素子を使用
しており、回転軸２は直径４mmに形成されている。

【００２１】ホルダ１２の上端には板ばね（抵抗力付与
手段）１３が取り付けられており、回転軸２の頂部（端
部）にて摩擦力により回転抵抗力を付与するようになっ
ている。後述するように、当該アクチュエータでは回転
軸２に付与される回転抵抗力が、その作動を司るポイン
トとなっており、回転抵抗力を如何に安定的に付与でき
るかが大きな課題である。この場合、回転軸にビスを挿
通し、その締め込み具合によって回転抵抗力を調節する
ことも可能ではあるが、調整代が小さく安定した抵抗力
を得ることができない。そこで、アクチュエータ１１で
は、板ばね１３を用いて摩擦力により回転軸２に回転抵
抗力を付与し、適度で安定した荷重を回転軸に与え、回
転抵抗力の安定化を図っている。

【００２２】この場合、板ばね１３は、止めねじ２４に
よってホルダ１２に固定されている。板ばね１３の先端
部には嵌合孔１４が形成されており、そこには回転軸２
の上部に形成された小径部１５が嵌合するようになって
いる。そして、回転軸２における小径部１５が形成され
た段部端面に板ばね１３の下面が弾性的に接触し、回転
軸２に回転抵抗力を付与している。これにより、簡易で
コンパクトな構成で安定した荷重を回転軸２に加えるこ
とができ、安定した回転抵抗力を付与することが可能と
なる。

【００２３】また、ここでは回転抵抗力を付与する部位
として回転軸２と軸受部３を用いているため、元来必要
な部品を用いて抵抗力の付与が行えるため、専用部品を
多数追加することなく、回転抵抗力付与構造を実現でき
る。さらに、抵抗力付与構造が回転軸２の部分にあるた
め、例えばワイパ装置に本アクチュエータを適用した場
合でも、埃などがかかりにくくシールも行い易い。従っ
て、板ばね１３と回転軸２との間の摩擦係数を安定させ
ることができ、安定した回転抵抗力を付与することがで
きる。

【００２４】なお、板ばねは、図３に示すように、回転
軸２の側部に弾性的に接触するようにしても良い。この
場合、回転軸２には小径部１６およびフランジ部１７が
形成される。また、ホルダ１２には凹部１８が形成され
ており、ホルダ１２の上面にフランジ部１７を載せるよ
うにして凹部１８に小径部１６を収容する。そして、凹
部１８の開口部を塞ぐ形で板ばね１９が配設され、この
板ばね１９を小径部１６に弾接することにより、回転軸
２に回転抵抗力が付与される。

【００２５】また、回転軸２に回転抵抗力を付与するに
際しては、前述のように軸受部３側に付与手段を設ける
構成のみならず、回転軸２側にそれを配設する構成も可
能である。すなわち、図４に示すように、回転軸２にク
リップ形状の係合片２０を設け、これを軸受部３に形成
した取付孔２１に嵌め込み摩擦力を得ることもできる。
この場合、係合片２０は回転軸２の先端部に４個分割形
成されており、取付孔２１内に内側にすぼむように撓み
ながら挿入される。そして、先端の係止部２２が取付孔
２１外へ突出し、軸受部３の下面に係合する。このと
き、係合片２０が弾発的に戻り、その外面が取付孔２１
の内面側に弾性的に接触する。これにより、係合片２０
と取付孔２１との間に摩擦力が発生し、回転軸２に回転
抵抗力が付与される。

【００２６】図５は、図２のアクチュエータにおける給
電構造を示す説明図である。アクチュエータ１１では、
回転軸２は中空状になっており、その内部には軸方向に
沿って空隙２３が形成されている。この空隙２３中に
は、図５に示すように、駆動体１に電力を供給するため
の配線４が通されている。すなわち、アクチュエータ１
１では、駆動体１の外部に配線が引き回されず、装置内
部に配線が収容されている。従って、駆動体１の動作に
伴って配線４自身は多少ねじれるものの、駆動体１と共
に連れ回されることはなく、配線４の損傷を防止するこ
とができる。また、装置本体内部に配線４をスムーズに
通すことができ、装置外部に配線４が露出しないため、
電気系統の防水性を向上させることも可能となる。

【００２７】一方、アクチュエータ１１は、図６に示す
ような鋸歯状の電圧を印加することにより回転軸２を中
心とした回転運動を行う。図６はアクチュエータ１１に
印加される電圧の波形を示す説明図、図７は図６の電圧
が印加された場合の駆動体１の挙動を示す説明図であ
る。この場合、駆動体１は、＋電圧のときには図７にお
いて右方に変位し、−電圧のときには図中左方に変位す
る。

【００２８】そこで、図６のように印加電圧を変化させ
ると、まず図６の（１）のときは電圧は±０であり、駆
動体１は初期位置Ｐ₀にて停止状態にある。次に、図６
（２）の状態に電圧を変化させると、＋電圧であること
から、図７（１→２）のように駆動体１は右方に変位す
る。その後、図６の（２→３）のように電圧が＋から−
に変化させると、駆動体１もまたそれに応じて図７（２
→３）のように左方に変位する。

【００２９】この場合、図６の（２→３）の電圧変化が
急激であるため、図６（１→２）のようにゆっくりと電
圧が変化する場合とでは駆動体１の変形速度に差が生じ
る。すなわち、（１→２）では駆動体１はゆっくりと曲
がり、（２→３）では急激に曲がる。その際、駆動体１
には、その重量によってその場に残ろうとする慣性力が
発生する。そして、駆動体１の変形速度差から、（１→
２）のときの慣性力よりも（２→３）のときの慣性力の
方が大きくなる。

【００３０】この慣性力に対しては、回転軸２に付与さ
れる回転抵抗力が作用する。すなわち、駆動体１の変形
に伴い慣性力と摩擦力とが対抗する形となる。当該アク
チュエータでは、回転抵抗力Ｆrが、（１→２）のとき
の慣性力Ｆ₁₂よりも大きく、（２→３）のときの慣性力
Ｆ₂₃よりも小さくなるよう設定されている（Ｆ₁₂＜Ｆr
＜Ｆ₂₃）。従って、（１→２）の場合の慣性力Ｆ₁₂は、
回転抵抗力Ｆrによって打ち消される形となり、駆動体
１は電圧値に応じた角度だけゆっくりと変位する。これ
に対して、（２→３）の場合には、慣性力Ｆ₂₃は、回転
抵抗力Ｆrによって打ち消されない。このため、駆動体
１は電圧変化に伴い急激に反対方向へと変位するが、電
圧値に応じた角度は変位できず、戻り切れない状態とな
る。

【００３１】すなわち、（２→３）の際には、駆動体１
自体の慣性の影響が大きくなり、駆動体１の左方への変
位量は（１→２）における右方への変位量より少なくな
る。従って、駆動体１はその変位量の差分だけ図中右方
側へと移動する。図７において線分Ｑは、１往復振動後
における駆動体１の中心位置を示しており、図７の（２
→３），（４→５）に示すように、駆動体１の振動と共
にこの線分Ｑも右方へ移動していることが分かる（Ｑ₁
→Ｑ₂）。なお、図７における一点鎖線Ｐ₀は、図７
（１）の場合の駆動体１の位置（初期位置）を示してい
る。

【００３２】鋸歯状の印加電圧では、図６（２）→
（３）にて急激に電圧が変化した後、（３）→（４）で
は電圧が徐々に＋側へと変化し、駆動体１は、電圧変化
に合わせて、図７（３→４）のように右方に変位する。
この場合は、電圧変化率が小さいため、駆動体１の慣性
の影響は小さく、電圧に応じた変位量だけ駆動体１は右
方に変位する。電圧が図６（４）に至ると、電圧は再び
急変して（５）に至る。このときも前述のように、駆動
体１の変形の速度差に基づき慣性力が発生し、図７（４
→５）における駆動体１の左方への変位量は、図７（３
→４）での右方への変位量よりも小さくなる。従って、
駆動体１は変位量の差分だけ図中右方側へと移動し、線
分Ｑもまた右方へと移動する。

【００３３】このように鋸歯状電圧を印加すると、駆動
体変形の速度差に基づく慣性力の働きにより、駆動体１
は図７のように徐々に右方へと移動し、反時計回りに回
転する（線分Ｑの動作参照）。すなわち、ゆっくり曲げ
て急激に戻す動作の繰り返しにより、ゆっくり曲げたと
きの変位側に駆動体１が自走する。そして、電圧変化を
図６とは逆に、ゆっくりと−側へと変化させ、急激に＋
側へと変化させることにより、駆動体１は図７において
左方（時計回り）に回転することになる。従って、電圧
変化パターンの切り換えにより、駆動体１を適宜往復動
させることが可能となり、モータやリンク機構を用いる
ことなく揺動するアクチュエータを構成することが可能
となる。

【００３４】このように当該アクチュエータ１１では、
簡単な構成にて駆動体１を回転運動させることが可能と
なる。この場合、駆動体１を駆動するために電磁モータ
やリンク機構は不要であり、これらを用いることなく棒
状の部材を回転駆動させる小型・軽量のアクチュエータ
を実現することができる。これにより、アクチュエータ
の設置位置にモータやリンクによる制約がなくなり、装
置のレイアウト性の向上が図られ、狭く小さな場所にも
回転駆動するアクチュエータを取り付けることが可能と
なる。

【００３５】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２として、図２のアクチュエータ１１をＣＣＤカメラ
のワイパ装置に適用した例について説明する。図８は、
その構成を示す説明図であり、その一部を破断して示し
たものである。なお、以下の実施の形態では実施の形態
１と同様の部材、部品等については同一の符号を付しそ
の説明は省略する。

【００３６】最近、見通しの悪い交差点やＴ字路などに
おいて、車両を交差点に深く進入させることなく接近中
の車両や人を視認することができるようにＣＣＤカメラ
を設置した自動車が登場している。そこでは、ＣＣＤカ
メラはサイドバンパーやフロントグリル内に配置され、
そこで得た左右の映像は車内ディスプレイ上に表示され
る。ところが、雨天時などにおいてはＣＣＤカメラ前面
のガラス面に付着した水滴により視界確保の機能が十分
に果たせない場合がある。この場合、ＣＣＤカメラ前面
にワイパ装置を取り付けることにより視界確保は可能で
ある。ところが、前述のように、ワイパブレードを駆動
するにはモータが必要となるため装置全体が大きくな
り、狭い場所には取り付けることができないという問題
があった。

【００３７】これに対し、本発明によるアクチュエータ
を用いたワイパ装置は、モータが不要であり、装置全体
を小さくまとめることが可能である。図８に示すよう
に、当該ワイパ装置３１は、図２のアクチュエータ１１
をカバー３２に取り付けた構成となっており、ワイパユ
ニットとしてＣＣＤカメラ３３の前面に外付け可能に形
成されている。

【００３８】この場合、駆動体１にはゴム製のブレード
ラバー３４が取り付けられており、ワイパブレード３５
を形成している。そして、ワイパブレード３５は、ＣＣ
Ｄカメラ３３の前面に配設したガラス面（払拭面）３６
上を回転軸２を中心として揺動自在に設けられている。
そして、図示しないドライバから駆動体１に対し適宜電
圧を印加することにより、ワイパブレード３５がガラス
面３６上にて揺動運動し、面上の水滴や埃が除去され
る。

【００３９】このように、ワイパ装置３１では、ブレー
ド駆動用の電磁モータやリンク機構が不要となり、ワイ
パ装置の小型・軽量化が図られる。また、ブレード位置
にモータやリンクによる制約がないため、装置のレイア
ウト性も向上する。従って、狭く小さな場所にワイパ装
置を取り付けることができるようになり、車載用のＣＣ
Ｄカメラに限らず、従来、取り付けスペースの関係から
ワイパ装置が設置されていなかった部位にもワイパ装置
を取り付けることが可能となる。また、ワイパ装置３１
は、カバー３２と一体化されたユニット構造となってい
るため、ＣＣＤカメラ３３本体に追加工することなく、
ＣＣＤカメラ３３の前面に組み付けることができる。

【００４０】なお、前述のワイパ装置３１では、アクチ
ュエータ１１として、図２の構成を用いたものを適用し
た例を示したが、アクチュエータ部分を図３の構成とす
ることも可能である。また、ワイパ装置３１では、ブレ
ードラバー３４により回転抵抗力が付与される場合に
は、板ばね１３を廃することも可能である。

【００４１】（実施の形態３）さらに、本発明の実施の
形態３として、図２のアクチュエータ１１をスピードメ
ータに適用した例について説明する。図９は、その構成
を示す説明図であり、（ａ）はスピードメータの正面
図、（ｂ）は指針部分の断面図である。

【００４２】当該実施の形態では、図９に示すように、
駆動体１がスピードメータ４１の指針４２として使用さ
れている。すなわち、指針４２自体が圧電素子によって
形成されている。この場合、指針４２はメータ表示板４
３から突出する形で配設された回転軸２に固定される。
回転軸２は、メータ表示板４３の裏面側に設けられたリ
ング状の軸受部３に回転可能に支持される。回転軸２は
軸受部３に若干圧入気味に挿入され、そこで回転軸２に
回転抵抗力が付与される。すなわち、ここでは軸受部３
自体が抵抗力付与手段となっている。

【００４３】回転軸２の下端部には、周方向に沿って複
数の磁極が着磁されたセンサプレート４４が設けられて
いる。また、センサプレート４４の近傍には回転センサ
（指針位置検出センサ）４５が設置されている。この回
転センサ４５は、駆動体１に通電した結果、指針４２が
どの位置に移動したかを検出するセンサであり、センサ
プレート４４の回転に伴う磁極変化を捉えて指針４２の
回転角度を検出する。

【００４４】そして、ドライバ５から駆動体１に対し、
車速に応じた電圧を印加することにより、指針４２がメ
ータ表示板４３上にて回転軸２を中心として回転移動す
る。また、その際、回転センサ４５により指針４２の回
転角度が検出され、指針４２が適正な位置に移動するよ
う制御される。

【００４５】このようにスピードメータ４１では、指針
部分の体積を利用して指針駆動機構を組み込むことがで
きると共に、指針４２駆動用の電磁モータが不要とな
る。従って、メータの小型・軽量化が図られると共に、
装置のレイアウト性も向上する。また、駆動体１にて形
成された指針４２を、メータ表示板４３から突出した回
転軸２に差し込むだけで設置できるため、組み付け性の
向上も図られる。この場合、回転軸２を図４のような構
成を採用し、メータ表示板４３の裏に設けた軸受部３に
差し込むようにすることも可能である。

【００４６】なお、当該実施の形態では、指針４２を駆
動体１にて構成する形態のみならず、合成樹脂製や金属
製の指針に駆動体１を取り付ける形態も可能である。ま
た、当該構成は指針を有する計器類一般や時計などにも
使用可能である。特に、指針４２は、通電を停止しても
回転抵抗力によりその場にて保持されるため、数値変化
が少ない計器や、置き針式に測定値を表示する計器など
に好適である。さらに、常時通電しなくとも数値表示が
可能であるため、電力の節減を図ることも可能である。

【００４７】（実施の形態４）加えて、本発明の実施の
形態４として、図２のアクチュエータ１１を用いたモー
タについて説明する。図１０は、その構成を示す説明図
である。アクチュエータ１１では、ワイパ装置の揺動運
動のみならず、それを旋回形のアクチュエータとして構
成し、図１０のようなモータ５１を形成することも可能
である。また、そこで使用される駆動体１の設置個数は
１個には限定されず、回転軸２に複数個の駆動体１を取
り付け出力増強を図ることも可能である。

【００４８】モータ５１では、回転軸２に２個の駆動体
１が取り付けられており、それを覆うようにハウジング
５２が設けられている。回転軸２は、ベースプレート５
３に取り付けられたベアリング（軸受部）５４と、ハウ
ジング５２の上面に取り付けられたメタル軸受５５によ
って回転可能に支持される。この場合、回転軸２はメタ
ル軸受５５に対して若干圧入気味に装着され、メタル軸
受５５によって回転抵抗力が付加される。

【００４９】回転軸２は中空となっており、その内部の
空隙２３中には駆動体１に電力を供給するための配線４
が通されている。また、回転軸２の上部には、配線４と
接続されたスリップリング５６が取り付けられており、
このスリップリング５６を介してドライバ５から電圧が
印加される。なお、スリップリング５６は、ハウジング
５２の上部に取り付けられたケース５７に収容される。

【００５０】このようなモータ５１に対し前述のような
鋸歯状電圧を印可すると、図７に示したような駆動体１
の働きにより、回転軸２を所望の方向に回転させること
ができる。この場合、駆動体１に対する印可電圧値によ
り、回転軸２の出力トルクを制御することができる。ま
た、鋸歯電圧の周波数を変化させることにより、回転軸
２の回転速度（回転数）を変化させることができる。さ
らに、駆動体１の設置個数によっても出力トルクを適宜
変更することができる。この場合、例えば、スリップリ
ング５６を各駆動体１ごとに設け、電圧を印可する駆動
体１の個数を変更して出力調整を行うことも可能であ
る。

【００５１】また、モータ５１では、バイモルフ型の圧
電素子等からなる駆動体１にて回転軸２を駆動させるの
で、回転軸２に駆動力を与える部位を軽量に構成するこ
とができる。このため、小型軽量でしかもイナーシャの
小さい応答性に優れたモータを形成することが可能とな
る。

【００５２】なお、モータ５１における駆動体１の設置
個数は２個には限定されない。また、回転抵抗力付加手
段として、板ばねやゴム等を回転軸２に摺接させる構成
を採ることも可能である。さらに、スリップリング５６
は、回転する対象物に電力を供給できるもであれば良
く、例えば、それに代えて整流子を取り付けても良い。

【００５３】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることは言うまでもない。例えば、前述の実施の形態
では回転抵抗力を摩擦力にて付与する例を示したが、こ
れを磁気を用いたブレーキや電磁式のブレーキによって
行うことも可能である。また、摩擦力による場合も、そ
の付与手段は板ばねには限定されず、回転軸中に内装若
しくは外装したコイルスプリングやゴムなどによって回
転抵抗力を付与することも可能である。さらに、回転抵
抗力を付与する板ばねは、軸受部のみならず、アクチュ
エータ外部に取り付けたものを用いることも可能であ
る。例えば、図８のワイパ装置３１などでは、カバー３
２に板ばね１３を取り付けても良い。

【００５４】加えて、駆動体１は、必ずしもその全体が
振動しなくとも良く、図７のような運動が実現できるも
のであれば、例えば先端部のみなど、その一部が振動す
る形態も可能である。また、駆動体１の寸法はあくまで
も一例であり、前述の寸法には限定されないことは言う
までもない。さらに、駆動体１に印可する電圧も前述の
ような鋸歯状のものには限定されない。

【００５５】

【発明の効果】本発明のアクチュエータによれば、振動
する部位を有する駆動体が取り付けられた軸部材と、こ
の軸部材を回転可能に支持する軸受部と、軸部材に対し
て回転抵抗力を付与する抵抗力付与手段とを設けたの
で、簡単な構成にて駆動体を回転運動させることが可能
となる。従って、電磁モータやリンク機構を用いること
なく、駆動体を回転駆動させる小型・軽量のアクチュエ
ータを実現することができる。これにより、アクチュエ
ータの設置場所にモータやリンクによる制約がなくな
り、装置のレイアウト性の向上が図られ、狭く小さな場
所にも回転駆動するアクチュエータを取り付けることが
可能となる。

【００５６】また、本発明のワイパ装置によれば、払拭
面上に配置され、少なくともその一部に振動する部位を
有する駆動体を備えたワイパブレードが取り付けられた
軸部材と、この軸部材を回転可能に支持する軸受部と、
軸部材に対して回転抵抗力を付与する抵抗力付与手段と
を設けたので、電磁モータやリンク機構を用いることな
く、ワイパブレードを回転駆動させる小型・軽量のワイ
パ装置を実現することができる。これにより、ワイパ装
置の設置場所にモータやリンクによる制約がなくなり、
装置のレイアウト性の向上が図られ、狭く小さな場所に
もワイパ装置を取り付けることが可能となる。

【００５７】さらに、本発明の表示装置によれば、少な
くともその一部に振動する部位を有する駆動体によって
形成された指針が取り付けられた軸部材と、この軸部材
を回転可能に支持する軸受部と、軸部材に対して回転抵
抗力を付与する抵抗力付与手段とを設けたので、電磁モ
ータを用いることなく、指針を回転駆動させる小型・軽
量の表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアクチュエータの基本構成を示す
概念図である。

【図２】本発明の実施の形態１である揺動形のアクチュ
エータの構成を示す斜視図である。

【図３】図２のアクチュエータにおける回転抵抗力付与
構造の他の例を示す説明図である。

【図４】図２のアクチュエータにおける回転抵抗力付与
構造のさらに他の例を示す説明図である。

【図５】図２のアクチュエータにおける給電構造を示す
説明図である。

【図６】図２のアクチュエータに印加される電圧の波形
を示す説明図である。

【図７】図６の電圧が印加された場合の駆動体の挙動を
示す説明図である。

【図８】図２のアクチュエータを適用した本発明の実施
の形態２であるワイパ装置の構成を示す説明図であり、
その一部を破断して示したものである。

【図９】図２のアクチュエータを適用した本発明の実施
の形態３であるスピードメータの構成を示す説明図であ
り、（ａ）はスピードメータの正面図、（ｂ）は指針部
分の断面図である。

【図１０】図２のアクチュエータを適用した本発明の実
施の形態４であるモータの構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１駆動体２回転軸（軸部材）３軸受部４配線５ドライバ１１アクチュエータ１２ホルダ１３板ばね（抵抗力付与手段）１４嵌合孔１５小径部１６小径部１７フランジ部１８凹部１９板ばね２０係合片２１取付孔２２係止部２３空隙２４止めねじ３１ワイパ装置３２カバー３３ＣＣＤカメラ３４ブレードラバー３５ワイパブレード３６ガラス面（払拭面）４１スピードメータ４２指針４３メータ表示板４４センサプレート４５回転センサ５１モータ５２ハウジング５３ベースプレート５４ベアリング（軸受部）５５メタル軸受（抵抗力付与手段）５６スリップリング５７ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笠井周群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内 (72)発明者川倉裕子群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内 (72)発明者青木茂樹群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地株式会社ミツバ内Ｆターム(参考） 5H680 AA19 BB16 BC01 DD01 DD15 DD23 DD24 DD37 DD65 DD67 FF32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともその一部に振動する部位を有
する駆動体と、前記駆動体が取り付けられた軸部材と、前記軸部材を回転可能に支持する軸受部と、前記軸部材の回転に際し前記軸部材に対して回転抵抗力
を付与する抵抗力付与手段とを有することを特徴とする
アクチュエータ。
【請求項２】請求項１記載のアクチュエータにおい
て、前記抵抗力付与手段は、前記軸部材に対し摩擦力に
よって回転抵抗力を付与することを特徴とするアクチュ
エータ。
【請求項３】請求項２記載のアクチュエータにおい
て、前記抵抗力付与手段は、前記軸受部に設けられるこ
とを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】請求項３記載のアクチュエータにおい
て、前記抵抗力付与手段は、前記軸部材に弾性的に接す
る板ばねであることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】請求項４記載のアクチュエータにおい
て、前記板ばねは、前記軸部材の端部に弾性的に接する
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】請求項４記載のアクチュエータにおい
て、前記板ばねは、前記軸部材の側部に弾性的に接する
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】請求項２記載のアクチュエータにおい
て、前記抵抗力付与手段は、前記軸部材に設けられるこ
とを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】請求項７記載のアクチュエータにおい
て、前記抵抗力付与手段は、前記軸受部に弾性的に接す
る係合片であることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項９】請求項１〜８の何れか１項に記載のアク
チュエータにおいて、前記駆動体は、圧電素子にて形成
されることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１０】請求項９記載のアクチュエータにおい
て、前記圧電素子に対し鋸歯状の波形を有する電圧を印
加することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１１】請求項１〜１０の何れか１項に記載の
アクチュエータにおいて、前記軸部材はその内部に軸方
向に延びる空隙を有し、前記空隙を介して前記駆動体に
対する給電用の配線を行うことを特徴とするアクチュエ
ータ。
【請求項１２】請求項１〜１１の何れか１項に記載の
アクチュエータにおいて、前記駆動体を前記軸部材に複
数個取り付けたことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１３】払拭面上に配置され、少なくともその
一部に振動する部位を有する駆動体を備えたワイパブレ
ードと、前記ワイパブレードが取り付けられた軸部材と、前記軸部材を回転可能に支持する軸受部と、前記軸部材の回転に際し前記軸部材に対して回転抵抗力
を付与する抵抗力付与手段とを有することを特徴とする
ワイパ装置。
【請求項１４】請求項１３記載のワイパ装置におい
て、前記ワイパ装置は、ＣＣＤカメラの前面に配設され
ることを特徴とするワイパ装置。
【請求項１５】請求項１３記載のワイパ装置におい
て、前記ワイパ装置は、ＣＣＤカメラの前面に取付可能
なワイパユニット内に収容されることを特徴とするワイ
パ装置。
【請求項１６】請求項１４または１５記載のワイパ装
置において、前記ＣＣＤカメラは自動車に搭載されるこ
とを特徴とするワイパ装置。
【請求項１７】少なくともその一部に振動する部位を
有する駆動体によって形成された指針と、前記指針が取り付けられた軸部材と、前記軸部材を回転可能に支持する軸受部と、前記軸部材の回転に際し前記軸部材に対して回転抵抗力
を付与する抵抗力付与手段とを有することを特徴とする
表示装置。
【請求項１８】請求項１７記載の表示装置において、
前記表示装置は、前記指針によって車速を表示するスピ
ードメータであることを特徴とする表示装置。
【請求項１９】請求項１７または１８記載の表示装置
において、前記表示装置は、前記指針の位置を検出する
指針位置検出センサを有することを特徴とするワイパ装
置。
【請求項２０】少なくともその一部に振動する部位を
有する駆動体と、前記駆動体が取り付けられた回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持する軸受部と、前記回転軸の回転に際し前記回転軸に対して回転抵抗力
を付与する抵抗力付与手段とを有することを特徴とする
モータ。