JP2010074900A

JP2010074900A - Drive unit

Info

Publication number: JP2010074900A
Application number: JP2008237436A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Seno; 眞透瀬野; Kanji Hata; 寛二秦; Masayuki Kajiyama; 正行梶山
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-02

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive unit which can obtain a relatively-large displacement amount by using a passive element which generates a relatively-small displacement amount of ER gel, or the like. SOLUTION: A plurality of elements 11A, 11B which contract in directions parallel with electric fields when the electric fields are applied, and in directions different from the directions parallel with the electric fields are used in an actuator. A movable part 3 is supported in a prescribed direction so as to advance and retreat and is moved by the deformation of the elements caused by the application of the electric fields and the removal of the electric fields. The electric fields applied to the elements are generated by a plurality of electrodes 12A, 12B which are arranged so as to sandwich the elements, and a power supply 6 which feeds DC power to the electrodes. A control part 7 controls power fed to the electrodes 12 from the power supply 6 so that the electric fields are generated intermittently at prescribed cycles. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、駆動装置に関する。更に詳しくは、圧電体やＥＲゲルなどの比較的変位量の小さい素子を使用した駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device. More specifically, the present invention relates to a drive device using an element with a relatively small displacement such as a piezoelectric body or ER gel.

近年、微小且つ正確な作動が求められる機構のアクチュエータおよびセンサを構成する素子として圧電素子（ピエゾ素子）が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。ピエゾ素子は、機械的エネルギーを加えると電気的エネルギーを発生し(圧電効果)、逆に電気的エネルギーを加えると機械的エネルギーを発生する(逆圧電効果)性質を有する材料から構成された受動素子である。例えば、チタン酸バリウム等の強誘電体材料に約１０⁶Ｖ／ｍの電界を与えると、全長に対して、０．００１程度の歪みが生じる。そのような変位を利用して弁の開閉や、スイッチのオン・オフが行われる。 In recent years, piezoelectric elements (piezo elements) have been widely used as elements constituting actuators and sensors of mechanisms that require minute and accurate operation (see, for example, Patent Document 1). A piezo element is a passive element made of a material that has the property of generating electrical energy when applying mechanical energy (piezoelectric effect) and conversely generating mechanical energy when applying electrical energy (reverse piezoelectric effect). It is. For example, when an electric field of about 10 ⁶ V / m is applied to a ferroelectric material such as barium titanate, a distortion of about 0.001 occurs with respect to the entire length. Such displacement is used to open and close the valve and turn the switch on and off.

また、近年、電界の印加により見かけの粘弾性が高速、かつ可逆的に大きく変化する特性（エレクトロレオロジー効果）を有するＥＲ流体が、応答性が極めて良好であり、特性変化の幅が広い等の理由により、様々な分野への応用が可能なものとして注目を集めている。そして、上記ＥＲ流体を、取り扱いを容易にするためにゲル化したＥＲゲルをアクチュエータの素子として利用することに関する提案が種々なされている（例えば、特許文献２参照）。 In recent years, an ER fluid having a characteristic (electrorheological effect) in which apparent viscoelasticity is reversibly greatly changed by application of an electric field is very responsive and has a wide range of characteristic changes. For the reason, it is attracting attention as being applicable to various fields. Various proposals have been made on using an ER gel obtained by gelling the ER fluid in order to facilitate handling as an actuator element (see, for example, Patent Document 2).

特開平４−８１９０７号公報JP-A-4-81907 特開平６−７４２１２号公報JP-A-6-74212

上述したとおり、ピエゾ素子は、素子やセンサとして現在広く利用されているが、ＥＲ流体ないしはＥＲゲルについては、現状では、クラッチやダンパなど一部の機器への応用が考えられているだけであり、未だ広く利用されているとは言い難い。その原因は、ＥＲゲルは、ピエゾ素子と比較すると、応答性が遅いために、応用できる範囲が限定されるからであると考えられる。
反面、ＥＲゲルは、変位量はピエゾ素子と比較すると大きいために、それを各種分野でアクチュエータとして応用する技術が確立されれば、そのようなアクチュエータは非常に有用なデバイスとなり得る。また、そのような技術の開発は、ＥＲゲルについてのみならず、同様の性質を有するピエゾ素子についても新たな応用の可能性を切り開くものとして期待される。また、近年、ＥＲゲルの材料については研究が進み、応答性も向上している。したがって、ＥＲゲルをアクチュエータとして応用し得る範囲もますます広がることが予想されるために、そのような技術の開発は急務となっている。 As described above, piezo elements are currently widely used as elements and sensors, but ER fluids or ER gels are currently only considered to be applied to some devices such as clutches and dampers. It is hard to say that it is still widely used. The reason is considered that ER gel is slow in response as compared with a piezo element, so that the applicable range is limited.
On the other hand, since the displacement amount of ER gel is larger than that of a piezo element, if a technique for applying it as an actuator in various fields is established, such an actuator can be a very useful device. The development of such technology is expected not only for ER gels but also for piezo elements having similar properties, which will open up new possibilities for application. In recent years, research on materials for ER gels has progressed, and responsiveness has also improved. Therefore, since it is expected that the range in which ER gel can be applied as an actuator is expected to expand more and more, the development of such a technology is urgently needed.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＥＲゲル等の比較的小さな変位量を発生する受動素子を使用して、比較的大きな変位量を得ることが可能な駆動装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a drive device that can obtain a relatively large amount of displacement using a passive element that generates a relatively small amount of displacement, such as an ER gel. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明の駆動装置は、電界を印加したときに前記電界と平行な方向に収縮し且つ前記電界と平行な方向とは異なる方向に伸張する、複数の素子を使用した駆動装置であって、
所定方向に進退可能に支持され、前記電界の印加およびその除去による前記素子の変形により移動される可動部と、
前記素子に印加される電界を発生する電界発生手段と、
前記電界発生手段が、所定周期で前記電界を間欠的に発生するよう制御する制御手段と、
を具備する。 In order to achieve the above object, the driving device of the present invention uses a plurality of elements that contract in a direction parallel to the electric field and expand in a direction different from the direction parallel to the electric field when an electric field is applied. Drive device,
A movable part supported so as to be able to advance and retreat in a predetermined direction, and moved by deformation of the element by applying and removing the electric field;
An electric field generating means for generating an electric field applied to the element;
Control means for controlling the electric field generating means to intermittently generate the electric field at a predetermined period;
It comprises.

ここで、本発明の駆動装置においては、前記制御手段は、前記可動部の移動速度に応じて前記電界の強度および前記電界を発生する周期の少なくとも一方を調節するのが好ましい。
また、前記素子が、前記変形により前記可動部に及ぼす力の前記所定方向の成分が正となるグループと、前記力の前記所定方向の成分が負となるグループとに区分されているのが好ましい。 Here, in the driving apparatus of the present invention, it is preferable that the control means adjusts at least one of the intensity of the electric field and the period for generating the electric field according to the moving speed of the movable part.
The element is preferably divided into a group in which the component in the predetermined direction of the force exerted on the movable part by the deformation is positive and a group in which the component in the predetermined direction of the force is negative. .

また、前記素子は、前記各グループ内において互いに平行且つ前記所定方向と平行に並んでいるのが好ましい
また、前記素子のそれぞれのグループが、互いに平行に並んでいるのも好ましい。
また、前記素子のそれぞれのグループが、前記所定方向と平行な１つの直線上に並んでいるのが好ましい。 The elements are preferably arranged in parallel to each other and in parallel to the predetermined direction in each group, and the groups of the elements are preferably arranged in parallel to each other.
Moreover, it is preferable that each group of the elements is arranged on one straight line parallel to the predetermined direction.

また、前記可動部は、前記電界が前記素子に印加されたときの前記電界と平行な方向とは異なる方向への前記素子の伸張により駆動されるのも好ましい。
また、前記可動部は、前記電界の印加により前記電界と平行な方向に収縮した前記素子が、前記印加された電界の除去により元の状態に復帰するときの前記素子の変形により駆動されるのも好ましい。 Further, it is preferable that the movable portion is driven by extension of the element in a direction different from a direction parallel to the electric field when the electric field is applied to the element.
The movable part is driven by deformation of the element when the element contracted in a direction parallel to the electric field by application of the electric field returns to the original state by removal of the applied electric field. Is also preferable.

また、前記電界発生手段が、前記素子を間に挟んで互いに略平行となるように配設された一対の電極を含み、
前記一対の電極の少なくとも一方は、前記電界の印加およびその除去による前記素子の変形に追従して移動可能に設けられているのが好ましい。
また、前記移動可能に設けられた電極が、前記素子の変形に追従して移動するように付勢されているのも好ましい。 Further, the electric field generating means includes a pair of electrodes disposed so as to be substantially parallel to each other with the element interposed therebetween,
It is preferable that at least one of the pair of electrodes is provided so as to be movable following the deformation of the element due to the application and removal of the electric field.
It is also preferable that the movable electrode is biased so as to move following the deformation of the element.

また、前記素子が、圧電体から構成されるのも好ましい。
また、前記素子が、電場下で電気分極する微粒子を分散してなるＥＲ流体をゲル化したＥＲゲルから構成されるのも好ましい。 Moreover, it is preferable that the element is composed of a piezoelectric body.
Moreover, it is also preferable that the element is composed of an ER gel obtained by gelling an ER fluid in which fine particles that are electrically polarized under an electric field are dispersed.

また、前記電界発生手段が、前記複数の素子のそれぞれに個別に印加される電界を発生する個別の電界発生手段を有し、
前記制御手段が、前記個別の電界発生手段が所定周期且つ所定の位相差の下で前記電界を間欠的に発生するように制御するのも好ましい。 Further, the electric field generating means has individual electric field generating means for generating an electric field applied individually to each of the plurality of elements,
It is also preferable that the control means controls the individual electric field generating means to intermittently generate the electric field with a predetermined period and a predetermined phase difference.

本発明の駆動装置は、電界を印加したときにその電界と平行な方向に収縮し且つその電界と平行な方向とは異なる方向に伸張する、複数の素子と、所定方向に進退可能に支持され、上記電界の印加およびその除去による上記素子の変形により移動される可動部とを備えている。また、本発明の駆動装置は、上記素子に印加される上記電界を発生する電界発生手段と、上記電界発生手段が、所定周期で上記電界を間欠的に発生するよう制御する制御手段とを備えている。上記所定方向に進退可能に支持された可動部を、伸張・収縮を繰り返すように制御手段の制御により電界が印加・除去される素子により駆動するので、素子の小さな変形により可動部を大きく変位させることができる。
ここで、応答の極めて速い、例えばＥＲゲルを素子として使用し、電界の印加・除去を繰り返す周波数を大きくすることにより可動部を高速に移動させることも可能である。 The drive device of the present invention is supported by a plurality of elements that contract in a direction parallel to the electric field when applied with an electric field and extend in a direction different from the direction parallel to the electric field, and are capable of moving back and forth in a predetermined direction. And a movable part that is moved by deformation of the element by applying and removing the electric field. The drive device of the present invention includes an electric field generating means for generating the electric field applied to the element, and a control means for controlling the electric field generating means to intermittently generate the electric field at a predetermined period. ing. Since the movable part supported so as to be able to advance and retreat in the predetermined direction is driven by an element to which an electric field is applied / removed by control of the control means so as to repeatedly expand and contract, the movable part is greatly displaced by small deformation of the element. be able to.
Here, it is possible to move the movable part at a high speed by using an ER gel having a very fast response, for example, as an element and increasing the frequency at which the application and removal of the electric field is repeated.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〈実施の形態１〉
図１は、本発明の実施の形態１に係る駆動装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、駆動装置を、駆動源部が設けられた側から見た側面図である。図３は、駆動源部の正方向駆動源部および逆方向駆動源部をそれぞれ上方および側方から見た二面図である。
駆動装置１は、複数のアクチュエータを含む駆動源部２と、駆動源部２により所定方向に進退するよう直線的に駆動される可動部３と、可動部３の位置に応じた信号を出力するリニア・エンコーダ４と、可動部３を上記所定方向に進退可能に支持するとともに、駆動源部２およびリニア・エンコーダ４を支持する支持部５と、駆動源部２に直流電力を供給する電源部６と、駆動源部２および電源部６を制御する制御部７とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a drive device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a side view of the drive device as viewed from the side where the drive source unit is provided. FIG. 3 is a two-side view of the forward drive source portion and the reverse drive source portion of the drive source portion as seen from above and from the side.
The drive device 1 outputs a drive source unit 2 including a plurality of actuators, a movable unit 3 that is linearly driven by the drive source unit 2 to advance and retreat in a predetermined direction, and a signal corresponding to the position of the movable unit 3. The linear encoder 4 and the movable unit 3 are supported so as to be able to advance and retreat in the predetermined direction, and the support unit 5 that supports the drive source unit 2 and the linear encoder 4, and the power source unit that supplies DC power to the drive source unit 2 6, and a control unit 7 that controls the drive source unit 2 and the power supply unit 6.

駆動源部２は、図２に示すように、可動部３を所定方向（例えば図２の右方向、以下正方向という）に駆動する正方向駆動源部２Ａと、可動部３を上記所定方向とは逆の方向（例えば図２の左方向、以下逆方向という）に駆動する逆方向駆動源部２Ｂとから構成されている。これと対応して、電源部６は、正方向駆動用電源６Ａ（図３参照）と、逆方向駆動用電源６Ｂとを含んでいる。 As shown in FIG. 2, the drive source unit 2 includes a positive direction drive source unit 2A that drives the movable unit 3 in a predetermined direction (for example, the right direction in FIG. 2, hereinafter referred to as a positive direction), and the movable unit 3 in the predetermined direction. And a reverse direction drive source unit 2B that drives in the opposite direction (for example, the left direction in FIG. 2, hereinafter referred to as the reverse direction). Correspondingly, the power supply unit 6 includes a forward drive power source 6A (see FIG. 3) and a reverse drive power source 6B.

図３に示すように、正方向駆動源部２Ａおよび逆方向駆動源部２Ｂは、それぞれ、ＥＲゲルからなる複数の素子１１Ａまたは１１Ｂと、素子１１Ａ、１１Ｂに電界を印加するための複数の電極１２Ａまたは１２Ｂと、制御部７により制御されるスイッチ１３Ａまたは１３Ｂと、素子１１Ａ、１１Ｂおよび電極１２Ａ、１２Ｂが一方の面に取り付けられる板状の基部１４Ａまたは１４Ｂと、素子１１Ａ、１１Ｂの間に配された絶縁板１５Ａまたは１５Ｂとを備えている。これら正方向駆動源部２Ａの基部１４Ａと逆方向駆動源部２Ｂの基部１４Ｂとは同一の平面上に位置し、正方向駆動源部２Ａと逆方向駆動源部２Ｂとは互いに平行に横に並んでいる。 As shown in FIG. 3, the forward direction drive source unit 2A and the reverse direction drive source unit 2B each include a plurality of elements 11A or 11B made of ER gel and a plurality of electrodes for applying an electric field to the elements 11A and 11B. 12A or 12B, a switch 13A or 13B controlled by the controller 7, a plate-like base 14A or 14B on which the elements 11A and 11B and the electrodes 12A and 12B are attached to one surface, and the elements 11A and 11B And an insulating plate 15A or 15B. The base part 14A of the forward direction drive source part 2A and the base part 14B of the backward direction drive source part 2B are located on the same plane, and the forward direction drive source part 2A and the backward direction drive source part 2B are parallel to each other. Are lined up.

以下、ＥＲゲルから構成されるアクチュエータの作動原理を、図４および図５を参照して説明する。図４は、ＥＲゲルに電界が印加されていない状態を示す、ＥＲゲルを素子として使用したアクチュエータのモデルの正面図である。図５は、ＥＲゲルに電界が印加された状態を示す、ＥＲゲルを素子として使用したアクチュエータのモデルの正面図である。 Hereinafter, the operation principle of the actuator composed of the ER gel will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a front view of an actuator model using an ER gel as an element, showing a state where an electric field is not applied to the ER gel. FIG. 5 is a front view of an actuator model using an ER gel as an element, showing a state in which an electric field is applied to the ER gel.

ＥＲゲルは、電界の印加によって見かけの粘弾性が高速、かつ可逆的に大きく変化する性質を有するＥＲ流体（Electro-rheological Fluid）を、取り扱いを容易とするためにゲル化したものである。本実施の形態１においては、図４に示すように、電場下で分極する微粒子（以下、ＥＲ粒子という）２１を分散した粒子分散系ＥＲ流体からなるＥＲゲルをアクチュエータの素子１１として使用している。図４の例においては、素子１１は角柱形状に成形され、その１つの幅方向（図の左右方向）の両側に電極１２が配され、他の１つの幅方向（紙面に垂直な方向）の両側には図示しない板状の絶縁体が密着するように固定して配置されている。素子１１、電極１２、および上記絶縁体は板状の絶縁体からなる基部１４の一方の面に立設されている。
なお、本実施の形態においては、素子１１を角柱形状に形成しているが、シート状や板状に形成された素子１１を使用しても同様の効果を奏することができる。 The ER gel is obtained by gelling an ER fluid (Electro-rheological Fluid) having a property that the apparent viscoelasticity is reversibly greatly changed by application of an electric field in order to facilitate handling. In the first embodiment, as shown in FIG. 4, an ER gel composed of a particle-dispersed ER fluid in which fine particles (hereinafter referred to as ER particles) 21 polarized under an electric field are dispersed is used as the actuator element 11. Yes. In the example of FIG. 4, the element 11 is formed in a prismatic shape, electrodes 12 are arranged on both sides in one width direction (left-right direction in the figure), and the other one in the width direction (direction perpendicular to the paper surface). On both sides, plate-like insulators (not shown) are fixedly disposed so as to be in close contact with each other. The element 11, the electrode 12, and the insulator are erected on one surface of a base portion 14 made of a plate-like insulator.
In the present embodiment, the element 11 is formed in a prismatic shape, but the same effect can be obtained even if the element 11 formed in a sheet shape or a plate shape is used.

ＥＲ粒子２１は例えば径が１０〜２０μｍ程度の有機無機複合体からなる粒子であり、電場下で分極する。分極した各ＥＲ粒子２１は分極した方向（電界の方向）に互いに引きつけ合う。ＥＲ粒子２１が電界の方向に互いに引きつけ合うと、図５に示すように、ＥＲ粒子２１が分散されてなるＥＲゲルは、その方向（図に白抜きの矢印２２により示している）に圧縮される。その結果、ＥＲゲルからなる素子１１は、体積は一定であるために電界の方向と垂直な方向（図に白抜きの矢印２３により示している）に伸張する。 The ER particles 21 are particles made of an organic-inorganic composite having a diameter of about 10 to 20 μm, for example, and are polarized under an electric field. The polarized ER particles 21 attract each other in the polarized direction (electric field direction). When the ER particles 21 attract each other in the direction of the electric field, as shown in FIG. 5, the ER gel in which the ER particles 21 are dispersed is compressed in that direction (indicated by the white arrow 22 in the figure). The As a result, since the element 11 made of ER gel has a constant volume, it extends in a direction perpendicular to the direction of the electric field (indicated by a white arrow 23 in the figure).

本実施の形態１の素子１１Ａ、１１Ｂは、上述した性質を有するＥＲゲルを側面が平行四辺形である角柱形状に成形したものである。ここで、正方向駆動源部２Ａに含まれる全ての素子１１Ａは、それぞれの長手方向が、可動部３が進退駆動される方向（以下、単に駆動方向という）と垂直な方向から正方向に傾いて上記駆動方向と斜めに交わるように、基部１４Ａに立設されている。また、正方向駆動源部２Ａに含まれる全ての素子１１Ａは、互いに平行に上記駆動方向に１列に並ぶように配設されている。 The elements 11A and 11B of the first embodiment are formed by molding the ER gel having the above-described properties into a prismatic shape whose side surface is a parallelogram. Here, all the elements 11A included in the positive direction drive source section 2A are inclined in the positive direction from the direction perpendicular to the direction in which the movable section 3 is driven to advance and retract (hereinafter simply referred to as the drive direction). The base 14A is erected so as to cross the drive direction obliquely. Further, all the elements 11A included in the positive direction drive source unit 2A are arranged in parallel with each other so as to be arranged in a line in the drive direction.

一方、逆方向駆動源部２Ｂに含まれる全ての素子１１Ｂは、それぞれの長手方向が、上記駆動方向と垂直な方向から逆方向に傾いて上記駆動方向と斜めに交わるように、基部１４Ｂに立設されている。また、逆方向駆動源部２Ｂに含まれる全ての素子１１Ｂは、互いに平行に上記駆動方向に１列に並ぶように配設されている。 On the other hand, all the elements 11B included in the reverse direction drive source unit 2B stand on the base portion 14B so that their longitudinal directions are inclined in the reverse direction from the direction perpendicular to the drive direction and obliquely intersect the drive direction. It is installed. Further, all the elements 11B included in the reverse direction drive source unit 2B are arranged in parallel with each other so as to be aligned in a line in the drive direction.

ここで、図３に示すように、正方向駆動源部２Ａの素子１１Ａは、列に並ぶ方向の両側を絶縁板１５Ａにより挟まれている。そして、列に並ぶ方向と垂直な方向の両側は、それぞれが素子１１Ａと密着するように配設された電極１２Ａにより挟まれている。素子１１Ａの両側の電極１２Ａの一方は、スイッチ１３Ａを介して、負極が接地された正方向駆動用電源６Ａの正極端子と接続されている。素子１１Ａの両側の電極１２Ａの他方は接地されている。また、素子１１Ａの両側の電極１２Ａの少なくとも一方は、素子１１Ａが変形したときにも両方の電極１２Ａが素子１１Ａとの密着状態を保つように、移動可能に設けられている。 Here, as shown in FIG. 3, the elements 11 A of the positive direction drive source unit 2 A are sandwiched by the insulating plates 15 A on both sides in the row direction. Then, both sides in the direction perpendicular to the row direction are sandwiched between electrodes 12A arranged so as to be in close contact with the element 11A. One of the electrodes 12A on both sides of the element 11A is connected via a switch 13A to a positive terminal of a positive direction driving power source 6A whose negative electrode is grounded. The other of the electrodes 12A on both sides of the element 11A is grounded. In addition, at least one of the electrodes 12A on both sides of the element 11A is movably provided so that both the electrodes 12A are kept in close contact with the element 11A even when the element 11A is deformed.

また、逆方向駆動源部２Ｂの素子１１Ｂは、列に並ぶ方向の両側を絶縁板１５Ｂにより挟まれている。そして、列に並ぶ方向と垂直な方向の両側は、それぞれが素子１１Ｂと密着するように配設された電極１２Ｂにより挟まれている。素子１１Ｂの両側の電極１２Ｂの一方は、スイッチ１３Ｂを介して、負極が接地された逆方向駆動用電源６Ｂの正極端子と接続されている。素子１１Ｂの両側の電極１２Ｂの他方は接地されている。また、素子１１Ｂの両側の電極１２Ｂの少なくとも一方は、素子１１Ｂが変形したときにも両方の電極１２Ｂが素子１１Ｂとの密着状態を保つように、移動可能に設けられている。 Further, the elements 11B of the reverse direction drive source unit 2B are sandwiched between both sides in the row direction by the insulating plates 15B. Then, both sides in a direction perpendicular to the direction in which the rows are arranged are sandwiched between electrodes 12B arranged so as to be in close contact with the element 11B. One of the electrodes 12B on both sides of the element 11B is connected via a switch 13B to the positive terminal of the reverse drive power supply 6B whose negative electrode is grounded. The other of the electrodes 12B on both sides of the element 11B is grounded. Further, at least one of the electrodes 12B on both sides of the element 11B is provided so as to be movable so that both the electrodes 12B are kept in close contact with the element 11B even when the element 11B is deformed.

なお、図３の例においては、素子１１Ａおよび１１Ｂの両方に、接地された電極と正電位の電極とによる電界を印加するものとしているが、素子１１Ａおよび１１Ｂの一方には接地された電極と負電位の電極とによる電界を印加するものとしてもよい。また、素子１１Ａおよび１１Ｂの両方に接地された電極と負電位の電極とによる電界を印加するものとしてもよい。また、電極が接地されていることも必須ではなく、正電位の電極と負電位の電極とによる電界を素子１１Ａおよび１１Ｂの両方または一方に印加するものとしてもよい。以上のことは図４および図５の場合においても同様である。以上要するに、素子１１Ａおよび１１Ｂのそれぞれを間に挟む各電極の間に電位差が存在すれば、本発明の駆動装置を正常に動作させることが可能である。 In the example of FIG. 3, an electric field is applied to both the elements 11A and 11B by a grounded electrode and a positive potential electrode, but one of the elements 11A and 11B has a grounded electrode and An electric field generated by a negative potential electrode may be applied. Moreover, it is good also as what applies the electric field by the electrode grounded and the electrode of negative potential to both element 11A and 11B. It is not essential that the electrode is grounded, and an electric field generated by a positive potential electrode and a negative potential electrode may be applied to both or one of the elements 11A and 11B. The above is the same in the case of FIG. 4 and FIG. In short, if there is a potential difference between the electrodes sandwiching each of the elements 11A and 11B, the drive device of the present invention can be operated normally.

また、電源部６の正方向駆動用電源６Ａおよび逆方向駆動用電源６Ｂは、制御部７の制御によりそれぞれ独立して電圧を調節し得るように構成されている。 Further, the forward driving power source 6A and the backward driving power source 6B of the power source unit 6 are configured to be able to independently adjust the voltage under the control of the control unit 7.

ここで、正方向駆動源部２Ａおよび逆方向駆動源部２Ｂの全ての素子１１Ａ、１１Ｂは、対応するスイッチ１３Ａまたは１３Ｂが「オン」となると、両側の電極１２Ａまたは１２Ｂから電界が印加される。これにより、素子１１Ａ、１１Ｂは長手方向に伸張し、頂部が可動部３と接触する。対応するスイッチ１３Ａまたは１３Ｂが「オフ」となると、上記印加された電界は除去され、長手方向の長さが元の長さに戻り、各素子１１Ａ、１１Ｂの頂部は可動部３から離間する。 Here, the electric fields are applied to all the elements 11A and 11B of the forward drive source unit 2A and the reverse drive source unit 2B from the electrodes 12A or 12B on both sides when the corresponding switch 13A or 13B is turned on. . As a result, the elements 11A and 11B extend in the longitudinal direction, and the tops are in contact with the movable part 3. When the corresponding switch 13A or 13B is turned off, the applied electric field is removed, the length in the longitudinal direction returns to the original length, and the tops of the elements 11A and 11B are separated from the movable part 3.

また、正方向駆動源部２Ａにおいて対応するスイッチ１３Ａが「オン」となり、素子１１Ａが長手方向に伸張して頂部が可動部３と接触すると、このときに素子１１Ａから可動部３に加わる力の正方向の成分は正となり、これにより可動部３が正方向に駆動される。一方、逆方向駆動源部２Ｂにおいて対応するスイッチ１３Ｂが「オン」となり、素子１１Ｂが長手方向に伸張して頂部が可動部３と接触すると、このときに素子１１Ｂから可動部３に加わる力の正方向の成分は負となり、言い換えれば逆方向の成分が正となり、これにより可動部３が逆方向に駆動される。
以上のように、正方向駆動源部２Ａおよび逆方向駆動源部２Ｂの全ての素子１１Ａ、１１Ｂのそれぞれは、これを挟む両側の電極１２Ａまたは１２Ｂ、基部１４Ａまたは１４Ｂ、並びに絶縁板１５Ａまたは１５Ｂとともに１つのアクチュエータを構成している。 In addition, when the corresponding switch 13A is turned “ON” in the positive direction drive source unit 2A and the element 11A extends in the longitudinal direction and the top part contacts the movable part 3, the force applied to the movable part 3 from the element 11A at this time The component in the positive direction becomes positive, and thereby the movable part 3 is driven in the positive direction. On the other hand, when the corresponding switch 13B is turned on in the reverse direction drive source unit 2B and the element 11B expands in the longitudinal direction and the top part contacts the movable part 3, the force applied to the movable part 3 from the element 11B at this time The component in the positive direction is negative, in other words, the component in the reverse direction is positive, thereby driving the movable part 3 in the reverse direction.
As described above, all of the elements 11A and 11B of the forward direction drive source unit 2A and the reverse direction drive source unit 2B include the electrodes 12A or 12B on both sides, the base portions 14A or 14B, and the insulating plates 15A or 15B. In addition, one actuator is configured.

次に、以上の構成の駆動装置１の動作を説明する。駆動装置１において可動部３を正方向に駆動する場合には、図６に示すように、制御部７の制御により逆方向駆動源部２Ｂのスイッチ１３Ｂは「オフ」とされる。これにより、逆方向駆動源部２Ｂの全ての素子１１Ｂは、頂部が可動部３から離間した状態となる。 Next, the operation of the drive device 1 having the above configuration will be described. When the movable unit 3 is driven in the forward direction in the driving device 1, the switch 13B of the reverse direction driving source unit 2B is turned off by the control of the control unit 7, as shown in FIG. Thereby, all the elements 11B of the reverse direction drive source unit 2B are in a state in which the tops are separated from the movable unit 3.

一方、正方向駆動源部２Ａのスイッチ１３Ａは、図８に示すように、所定周期でオン・オフを繰り返すように制御される。この結果、正方向駆動源部２Ａの素子１１Ａは、スイッチ１３Ａが「オン」となったときに長手方向に伸張し、頂部が可動部３と接触して、可動部３を正方向に駆動し、スイッチ１３が「オフ」となったときに上記伸張が解除されて元の長さに戻ることを繰り返す。これにより、可動部３が正方向に移動していく。 On the other hand, as shown in FIG. 8, the switch 13A of the positive direction drive source unit 2A is controlled to be repeatedly turned on and off at a predetermined cycle. As a result, the element 11A of the positive direction drive source unit 2A expands in the longitudinal direction when the switch 13A is “ON”, and the top part contacts the movable unit 3 to drive the movable unit 3 in the positive direction. When the switch 13 is turned “OFF”, the extension is released and the original length is returned. Thereby, the movable part 3 moves in the forward direction.

逆に、駆動装置１において可動部３を逆方向に駆動する場合には、図７に示すように、正方向駆動源部２Ａのスイッチ１３Ａは「オフ」とされる。これにより、正方向駆動源部２Ａの全ての素子１１Ａは、頂部が可動部３から離間した状態となる。 On the other hand, when the movable unit 3 is driven in the reverse direction in the drive device 1, the switch 13A of the forward direction drive source unit 2A is turned off as shown in FIG. Thereby, all the elements 11 A of the positive direction drive source unit 2 A are in a state in which the tops are separated from the movable unit 3.

一方、逆方向駆動源部２Ｂのスイッチ１３Ｂは、図８に示したように、所定周期でオン・オフを繰り返すように制御される。この結果、逆方向駆動源部２Ｂの素子１１Ｂは、スイッチ１３Ｂが「オン」となったときに長手方向に伸張し、頂部が可動部３と接触して、可動部３を逆方向に駆動し、スイッチ１３が「オフ」となったときに上記伸張が解除されて元の長さに戻ることを繰り返す。これにより、可動部３が逆方向に移動していく。 On the other hand, as shown in FIG. 8, the switch 13B of the reverse direction drive source unit 2B is controlled to be repeatedly turned on and off at a predetermined cycle. As a result, the element 11B of the reverse direction drive source section 2B expands in the longitudinal direction when the switch 13B is turned “on”, and the top portion contacts the movable section 3 to drive the movable section 3 in the reverse direction. When the switch 13 is turned “OFF”, the extension is released and the original length is returned. Thereby, the movable part 3 moves in the reverse direction.

ここで、可動部３の移動速度は、正方向駆動源部２Ａのスイッチ１３Ａまたは逆方向駆動源部２Ｂのスイッチ１３Ｂのオン・オフを繰り返す周期を調節することにより増減される。より具体的には、可動部３の移動速度を速くする場合は、オン・オフされる正方向駆動源部２Ａのスイッチ１３Ａまたは逆方向駆動源部２Ｂのスイッチ１３Ｂのオン・オフの周期を短くする。可動部３の移動速度を遅くする場合はその周期を長くする。 Here, the moving speed of the movable part 3 is increased or decreased by adjusting the cycle in which the switch 13A of the forward direction drive source part 2A or the switch 13B of the reverse direction drive source part 2B is repeatedly turned on and off. More specifically, when the moving speed of the movable part 3 is increased, the ON / OFF cycle of the switch 13A of the forward direction drive source part 2A to be turned on / off or the switch 13B of the reverse direction drive source part 2B is shortened. To do. When the moving speed of the movable part 3 is slowed, the cycle is lengthened.

また、可動部３の移動速度は、正方向駆動用電源６Ａまたは逆方向駆動用電源６Ｂの電圧を調節することによっても増減することができる。より具体的には、可動部３の移動速度を速くする場合は、オン・オフされる正方向駆動用電源６Ａまたは逆方向駆動用電源６Ｂの電圧を高くし、可動部３の移動速度を遅くする場合はその電圧を低くする。
なお、本実施の形態１の駆動装置、および以下の各実施の形態の駆動装置は、位置決め装置として使用することができる。 Further, the moving speed of the movable portion 3 can be increased or decreased by adjusting the voltage of the forward driving power source 6A or the backward driving power source 6B. More specifically, when the moving speed of the movable part 3 is increased, the voltage of the forward driving power supply 6A or the reverse driving power supply 6B that is turned on / off is increased, and the moving speed of the movable part 3 is decreased. If so, lower the voltage.
In addition, the drive device of this Embodiment 1 and the drive device of each following embodiment can be used as a positioning device.

〈実施の形態２〉
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態２を説明する。実施の形態２は、実施の形態１を改変したものであり、以下、実施の形態１とは異なる部分のみを説明し、同一の部分は説明を省略する。 <Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is a modification of the first embodiment. Hereinafter, only parts different from the first embodiment will be described, and description of the same parts will be omitted.

図９に示すように、本実施の形態２においては、正方向駆動源部２Ａと逆方向駆動源部２Ｂとが、可動部３の駆動方向（図９の左右方向）と平行な１つの直線上に並ぶように配設されて、駆動源部２Ｇを構成している。
駆動源部２Ｇにより可動部３を駆動するときの制御部７の制御は実施の形態１と同様である。 As shown in FIG. 9, in the second embodiment, the forward direction drive source unit 2 A and the reverse direction drive source unit 2 B are one straight line parallel to the drive direction of the movable unit 3 (left and right direction in FIG. 9). The drive source unit 2G is arranged so as to be lined up.
The control of the control unit 7 when the movable unit 3 is driven by the drive source unit 2G is the same as in the first embodiment.

以上のように、正方向駆動源部２Ａと逆方向駆動源部２Ｂとを、可動部３の駆動方向と平行な１つの直線上に並ぶように配設した場合にも、実施の形態１と同様の制御により可動部３を所定方向に進退駆動することができる。 As described above, even when the forward direction drive source unit 2A and the reverse direction drive source unit 2B are arranged on a single straight line parallel to the drive direction of the movable unit 3, By the same control, the movable part 3 can be driven back and forth in a predetermined direction.

〈実施の形態３〉
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態３を説明する。実施の形態３は、実施の形態１を改変したものであり、以下、実施の形態１とは異なる部分のみを説明し、同一の部分は説明を省略する。 <Embodiment 3>
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is a modification of the first embodiment. Hereinafter, only parts different from the first embodiment will be described, and description of the same parts will be omitted.

図１０に示すように、本実施の形態３においては、正方向駆動源部２Ｃおよび逆方向駆動源部２Ｄは、素子１１が列に並ぶ方向とは垂直な方向におけるそれぞれの素子１１の両側に電極１２が配され、それぞれの素子１１の上記列に並ぶ方向の両側には絶縁体１５が配されている。それぞれの素子１１の両側の電極１２の一方の電極１２はスイッチ１３Ａまたは１３Ｂを介して、負極が接地された正方向駆動用電源６Ａまたは逆方向駆動源部６Ｂの正極端子と接続される。他方の電極１２は接地される。 As shown in FIG. 10, in the third embodiment, the forward direction drive source unit 2C and the reverse direction drive source unit 2D are provided on both sides of each element 11 in a direction perpendicular to the direction in which the elements 11 are arranged in a row. Electrodes 12 are disposed, and insulators 15 are disposed on both sides in the direction in which the respective elements 11 are arranged in the row. One electrode 12 of the electrodes 12 on both sides of each element 11 is connected via a switch 13A or 13B to the positive terminal of the forward drive power source 6A or the reverse drive source unit 6B whose negative electrode is grounded. The other electrode 12 is grounded.

そして、それぞれの素子１１の両側の電極１２の一方の電極（例えば正方向駆動用電源６Ａまたは逆方向駆動源部６Ｂの正極端子と接続された方の電極１２）は、素子１１に向かってスプリング１７により付勢され、他方の電極１２は基部１４（図示省略している）に固定されている。 Then, one of the electrodes 12 on both sides of each element 11 (for example, the electrode 12 connected to the positive terminal of the forward drive power source 6A or the reverse drive source unit 6B) is springed toward the element 11. The other electrode 12 is fixed to a base portion 14 (not shown).

このように、本実施の形態においては、それぞれの素子１１と、その両側の電極１２と、基部１４と、スプリング１７とが１つのアクチュエータを構成している。 Thus, in the present embodiment, each element 11, the electrodes 12 on both sides thereof, the base 14 and the spring 17 constitute one actuator.

以上の構成の正方向駆動源部２Ｃおよび逆方向駆動源部２Ｄを実施の形態１または実施の形態２におけると同様に配置し、実施の形態１におけると同様に正方向駆動源部２Ｃおよび逆方向駆動源部２Ｄを制御することにより、可動部３を駆動することができる。 The forward direction drive source unit 2C and the reverse direction drive source unit 2D having the above-described configuration are arranged in the same manner as in the first or second embodiment, and the forward direction drive source unit 2C and the reverse direction are the same as in the first embodiment. The movable part 3 can be driven by controlling the direction drive source part 2D.

このように、素子１１を間に挟んで対向配置される一対の電極１２の少なくとも一方の電極１２を素子１１に向かって付勢するものとしているのは、電界の印加およびその除去により素子１１が変形したときにも、素子１１と密着するように配設された電極１２が素子１１から離間するのをより確実に防止するためである。これにより、駆動装置の動作の安定化を図ることができる。 In this manner, at least one electrode 12 of the pair of electrodes 12 arranged to face each other with the element 11 interposed therebetween is biased toward the element 11 because the element 11 is applied by applying and removing the electric field. This is because the electrode 12 disposed so as to be in close contact with the element 11 can be more reliably prevented from being separated from the element 11 even when deformed. Thereby, the operation of the drive device can be stabilized.

なお、図１０の例においても、素子１１を間に挟んで対向配置される電極１２の間に所定の電位差さえ存在すれば、各電極１２がどのような電位とされてもよいことは実施の形態１と同様である。 In the example of FIG. 10 as well, each electrode 12 may have any potential as long as there is a predetermined potential difference between the electrodes 12 that are opposed to each other with the element 11 therebetween. This is the same as the first embodiment.

〈実施の形態４〉
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の実施の形態４を説明する。実施の形態４は、実施の形態１を改変したものであり、以下、実施の形態１とは異なる部分のみを説明し、同一の部分は説明を省略する。 <Embodiment 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11 and FIG. The fourth embodiment is a modification of the first embodiment. Hereinafter, only parts different from the first embodiment will be described, and description of the same parts will be omitted.

図１１に示すように、本実施の形態４においては、駆動源部２Ｈは、可動部３を正方向に駆動するグループの素子１１Ａと、可動部３を逆方向に駆動するグループの素子１１Ｂとの両方を含んでいる。
可動部３を正方向に駆動するグループの素子１１Ａは、長手方向が、可動部３の駆動方向と垂直な方向から正方向に傾いて、上記駆動方向と斜めに交わるように配設されている。また、可動部３を逆方向に駆動するグループの素子１１Ｂは、長手方向が、可動部３の駆動方向と垂直な方向から逆方向に傾いて、上記駆動方向と斜めに交わるように配設されている。 As shown in FIG. 11, in the fourth embodiment, the drive source section 2H includes a group of elements 11A that drive the movable section 3 in the forward direction, and a group of elements 11B that drive the movable section 3 in the reverse direction. Including both.
The elements 11A of the group that drives the movable part 3 in the forward direction are arranged such that the longitudinal direction is inclined in the positive direction from the direction perpendicular to the drive direction of the movable part 3 and obliquely intersects the drive direction. . Further, the elements 11B of the group that drives the movable part 3 in the reverse direction are arranged so that the longitudinal direction is inclined in the reverse direction from the direction perpendicular to the drive direction of the movable part 3 and obliquely intersects the drive direction. ing.

上記２つのグループの素子１１Ａおよび１１Ｂは、可動部３の駆動方向と平行な方向に１列に交互に並ぶように設けられる。素子１１Ａの上記列の方向の両側には絶縁板１５Ａが配される。また、素子１１Ａの上記列の方向と垂直な方向の両側には電極１２Ａが配される。両側に配された電極１２Ａの一方の電極１２Ａは、負極が接地された正方向駆動用電源６Ａの正極端子とスイッチ１３Ａを介して接続される。他方の電極１２Ａは接地される。 The two groups of elements 11 A and 11 B are provided so as to be alternately arranged in a line in a direction parallel to the driving direction of the movable portion 3. Insulating plates 15A are arranged on both sides of the element 11A in the row direction. Further, electrodes 12A are arranged on both sides of the element 11A in the direction perpendicular to the direction of the row. One electrode 12A of the electrodes 12A arranged on both sides is connected via a switch 13A to a positive terminal of a positive direction driving power supply 6A whose negative electrode is grounded. The other electrode 12A is grounded.

一方、素子１１Ｂの上記列の方向の両側には絶縁板１５Ｂが配される。また、素子１１Ｂの上記列の方向と垂直な方向の両側には電極１２Ｂが配される。両側に配された電極１２Ｂの一方の電極１２Ｂは、負極が接地された逆方向駆動用電源６Ｂの正極端子とスイッチ１３Ｂを介して接続される。他方の電極１２Ｂは接地される。上記２つのスイッチ１３Ａおよび１３Ｂが「オフ」であるときにはいずれの素子１１Ａ、１１Ｂにも電界は印加されず、素子１１Ａおよび１１Ｂの頂部はいずれも可動部３から離間した状態となっている。そして、素子１１Ａ、１１Ｂ並びに電極１２Ａ、１２Ｂは１つの板状の基部１４Ｃの一方の面に設けられる。 On the other hand, insulating plates 15B are disposed on both sides of the element 11B in the row direction. Further, electrodes 12B are disposed on both sides of the element 11B in the direction perpendicular to the row direction. One electrode 12B of the electrodes 12B arranged on both sides is connected via a switch 13B to a positive terminal of a reverse drive power supply 6B whose negative electrode is grounded. The other electrode 12B is grounded. When the two switches 13A and 13B are “off”, no electric field is applied to any of the elements 11A and 11B, and the tops of the elements 11A and 11B are both separated from the movable part 3. The elements 11A and 11B and the electrodes 12A and 12B are provided on one surface of one plate-like base portion 14C.

正方向駆動用電源６Ａの正極端子と電極１２Ａとを接続する接続ラインに設けられたスイッチ１３Ａを「オン」とすると、素子１１Ａに電界が印加され、素子１１Ａが長手方向に伸張して、素子１１Ａの頂部が可動部３と接触し、可動部３が正方向に駆動される。一方、逆方向駆動用電源６Ｂの正極端子と電極１２Ｂとを接続する接続ラインに設けられたスイッチ１３Ｂを「オン」とすると、素子１１Ｂに電界が印加され、素子１１Ｂが長手方向に伸張して、素子１１Ｂの頂部が可動部３と接触し、可動部３が逆方向に駆動される。 When the switch 13A provided in the connection line connecting the positive terminal of the positive direction driving power source 6A and the electrode 12A is turned “ON”, an electric field is applied to the element 11A, and the element 11A expands in the longitudinal direction. The top part of 11A contacts the movable part 3, and the movable part 3 is driven in the forward direction. On the other hand, when the switch 13B provided in the connection line connecting the positive terminal of the reverse drive power source 6B and the electrode 12B is turned “ON”, an electric field is applied to the element 11B, and the element 11B expands in the longitudinal direction. The top of the element 11B comes into contact with the movable part 3, and the movable part 3 is driven in the reverse direction.

次に、以上の構成の本実施形態装置の動作を説明する。
可動部３を正方向に駆動する場合には、図１２に示すように、逆方向駆動用電源６Ｂの正極端子と極板１２Ｂとの間に設けられたスイッチ１３Ｂを「オフ」とする一方、正方向駆動用電源６Ａの正極端子と極板１２Ａとの間に設けられたスイッチ１３Ａのオン・オフを、図８により示したように、所定周期で繰り返すように制御する。 Next, the operation of the apparatus of the present embodiment having the above configuration will be described.
When the movable part 3 is driven in the forward direction, as shown in FIG. 12, the switch 13B provided between the positive terminal of the reverse direction driving power source 6B and the electrode plate 12B is turned “off”, As shown in FIG. 8, on / off of the switch 13A provided between the positive terminal of the positive direction driving power source 6A and the electrode plate 12A is controlled to be repeated at a predetermined cycle.

一方、可動部３を逆方向に駆動する場合には、正方向駆動用電源６Ａの正極端子と極板１２Ａとの間に設けられたスイッチ１３Ａを「オフ」とする一方、逆方向駆動用電源６Ｂの正極端子と極板１２Ｂとの間に設けられたスイッチ１３Ｂのオン・オフを、図８により示したように、所定周期で繰り返すように制御する。 On the other hand, when the movable part 3 is driven in the reverse direction, the switch 13A provided between the positive terminal of the positive direction drive power supply 6A and the electrode plate 12A is turned off, while the reverse direction drive power supply As shown in FIG. 8, on / off of the switch 13B provided between the positive terminal of 6B and the electrode plate 12B is controlled to repeat at a predetermined cycle.

このように、本発明においては、駆動源部２Ｈに、可動部３を正方向に駆動する素子１１Ａと、可動部３を逆方向に駆動する素子１１Ｂとを１列に並ぶように交互に設けた構成とした場合にも、実施の形態１と同様の制御により可動部３を所定方向に進退駆動することができる。 As described above, in the present invention, the drive source unit 2H is alternately provided with the elements 11A for driving the movable part 3 in the forward direction and the elements 11B for driving the movable part 3 in the reverse direction so as to be arranged in a line. Even in this configuration, the movable part 3 can be driven back and forth in a predetermined direction by the same control as in the first embodiment.

なお、本実施の形態においても、素子１１Ａ、１１Ｂを間に挟んで対向配置される電極１２Ａ、１２Ｂの間に所定の電位差さえ存在すれば、各電極１２Ａ、１２Ｂがどのような電位とされてもよいことは実施の形態１におけると同様である。 Also in this embodiment, as long as a predetermined potential difference exists between the electrodes 12A and 12B that are arranged to face each other with the elements 11A and 11B interposed therebetween, what kind of potential the electrodes 12A and 12B are at. It is the same as in the first embodiment.

〈実施の形態５〉
次に、図１３〜図１５を参照して、本発明の実施の形態５を説明する。実施の形態５は、実施の形態１を改変したものであり、以下、実施の形態１とは異なる部分のみを説明し、同一の部分は説明を省略する。 <Embodiment 5>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The fifth embodiment is a modification of the first embodiment. Hereinafter, only parts different from the first embodiment will be described, and description of the same parts will be omitted.

図１３に示すように、本実施の形態５においては、駆動源部は、実施の形態１と同様に、可動部３を正方向に駆動する正方向駆動源部２Ｅと、可動部３を逆方向に駆動する逆方向駆動源部２Ｆとを含んでいる。
正方向駆動源部２Ｅおよび逆方向駆動源部２Ｆにおいては、基部１４Ａ、１４Ｂに代えて電極１２Ｃまたは１２Ｄの上に、素子１１Ａまたは１１Ｂが、実施の形態１および２におけると同様にして、長手方向が駆動方向に対して斜めとなるように設けられている。 As shown in FIG. 13, in the fifth embodiment, the drive source unit reverses the positive direction drive source unit 2 E that drives the movable unit 3 in the forward direction and the movable unit 3 in the same manner as in the first embodiment. And a reverse drive source unit 2F for driving in the direction.
In the forward direction drive source unit 2E and the reverse direction drive source unit 2F, the element 11A or 11B is arranged on the electrode 12C or 12D instead of the bases 14A and 14B in the same manner as in the first and second embodiments. The direction is provided so as to be oblique to the driving direction.

正方向駆動源部２Ｅの電極１２Ｃは、スイッチ１３Ａを介して、負極が接地された正方向駆動用電源６Ａの正極端子と接続されている。また、逆方向駆動源部２Ｆの電極１２Ｄは、スイッチ１３Ｂを介して、負極が接地された逆方向駆動用電源６Ｂの正極端子と接続されている。 The electrode 12C of the positive direction drive source unit 2E is connected via a switch 13A to a positive terminal of a positive direction drive power supply 6A whose negative electrode is grounded. The electrode 12D of the reverse drive source unit 2F is connected via a switch 13B to the positive terminal of the reverse drive power supply 6B whose ground is negative.

正方向駆動源部２Ｅおよび逆方向駆動源部２Ｆのそれぞれにおいては、素子１１Ａ、１１Ｂが、可動部３の駆動方向と平行な方向に列をなすように、互いに平行に並んでいる。また、それぞれの素子１１Ａ、１１Ｂの上記列の方向の両側には絶縁板１５Ａまたは１５Ｂが配されている。また、図示はされていないが、それぞれの素子１１Ａ、１１Ｂの上記列の方向と垂直な方向の両側にも絶縁板が配設されている。そして、それぞれの素子１１Ａ、１１Ｂの頂部には、接地された電極１２Ｅまたは１２Ｆが載置されている。 In each of the forward direction drive source unit 2E and the reverse direction drive source unit 2F, the elements 11A and 11B are arranged in parallel to each other so as to form a row in a direction parallel to the drive direction of the movable unit 3. Insulating plates 15A or 15B are disposed on both sides of the respective elements 11A and 11B in the row direction. Although not shown, insulating plates are also provided on both sides of each element 11A, 11B in the direction perpendicular to the direction of the row. A grounded electrode 12E or 12F is placed on the top of each of the elements 11A and 11B.

次に、図１４および図１５を参照して、ＥＲゲルから構成された本実施の形態のアクチュエータの作動原理を説明する。図１４は、ＥＲゲルに電界が印加された状態を示す、ＥＲゲルを素子として使用したアクチュエータのモデルの正面図である。図１５は、ＥＲゲルに電界が印加されていない状態を示す、ＥＲゲルを素子として使用したアクチュエータのモデルの正面図である。 Next, with reference to FIG. 14 and FIG. 15, the operation principle of the actuator of the present embodiment configured from ER gel will be described. FIG. 14 is a front view of an actuator model using an ER gel as an element, showing a state in which an electric field is applied to the ER gel. FIG. 15 is a front view of an actuator model using an ER gel as an element, showing a state where an electric field is not applied to the ER gel.

図１４に示すように、ＥＲ粒子２１を分散したＥＲゲルを角柱状に成形してなる素子１１は、一方の幅方向の両側が一対の絶縁板１５により挟まれている。また、図示はされていないが、素子１１の他方の幅方向の両側も一対の絶縁板により挟まれている。
そして、素子１１および各絶縁板は板状の一方の電極１２の上に固定されており、素子１１の上には他方の電極１２が載置されている。この構成により、素子１１の長手方向に電界を印加すると、ＥＲ粒子２１は電界の方向に分極する。分極した各ＥＲ粒子２１は分極した方向（電界の方向）に互いに引きつけ合う。ＥＲ粒子２１が電界の方向に互いに引きつけ合うと、ＥＲ粒子２１が分散されたＥＲゲルからなる素子１１は、長手方向に縮む。
一方、図１５に示すように、上記印加した電界を除去すると、素子１１は、長手方向の長さが元の長さに戻る。 As shown in FIG. 14, in the element 11 formed by forming an ER gel in which ER particles 21 are dispersed into a prism shape, both sides in one width direction are sandwiched between a pair of insulating plates 15. Although not shown, both sides of the other width direction of the element 11 are sandwiched between a pair of insulating plates.
The element 11 and each insulating plate are fixed on one plate-like electrode 12, and the other electrode 12 is placed on the element 11. With this configuration, when an electric field is applied in the longitudinal direction of the element 11, the ER particles 21 are polarized in the direction of the electric field. The polarized ER particles 21 attract each other in the polarized direction (electric field direction). When the ER particles 21 attract each other in the direction of the electric field, the element 11 made of ER gel in which the ER particles 21 are dispersed contracts in the longitudinal direction.
On the other hand, as shown in FIG. 15, when the applied electric field is removed, the length of the element 11 returns to the original length.

上述した作動原理により、正方向駆動源部２Ｅおよび逆方向駆動源部２Ｆのスイッチ１３Ａまたは１３Ｂが「オン」となると、それぞれの素子１１Ａ、１１Ｂは長手方向に電界が印加され、長手方向に収縮する。このとき、それぞれの素子１１Ａ、１１Ｂの頂部は可動部３から離間している。
一方、正方向駆動源部２Ｅおよび逆方向駆動源部２Ｆのスイッチ１３Ａまたは１３Ｂが「オフ」となると、それぞれの素子１１Ａ、１１Ｂの長手方向の長さは元の長さに戻る。このとき、それぞれの素子１１Ａ、１１Ｂの頂部は可動部３と接触する。 When the switch 13A or 13B of the forward drive source unit 2E and the reverse drive source unit 2F is turned “ON” according to the operation principle described above, an electric field is applied to the elements 11A and 11B in the longitudinal direction and contracts in the longitudinal direction. To do. At this time, the top portions of the respective elements 11 A and 11 B are separated from the movable portion 3.
On the other hand, when the switch 13A or 13B of the forward direction drive source unit 2E and the reverse direction drive source unit 2F is turned off, the lengths of the elements 11A and 11B in the longitudinal direction return to the original lengths. At this time, the top portions of the respective elements 11 A and 11 B are in contact with the movable portion 3.

次に、以上の構成の本実施形態装置の動作を説明する。
可動部３を正方向に駆動する場合には、逆方向駆動用電源６Ｂと極板１２Ｄとの間に設けられたスイッチ１３Ｂを「オン」とし、逆方向駆動源部２Ｆの素子１１Ｂの頂部を可動部３から離間させる一方、正方向駆動用電源６Ａと極板１２Ｃとの間に設けられたスイッチ１３Ａのオン・オフを、図８により示したように、所定周期で繰り返すように制御する。
また、可動部３を逆方向に駆動する場合には、正方向駆動用電源６Ａと極板１２Ｃとの間に設けられたスイッチ１３Ａを「オン」とし、正方向駆動源部２Ｅの素子１１Ａの頂部を可動部３から離間させる一方、逆方向駆動用電源６Ｂの正極端子と極板１２Ｄとの間に設けられたスイッチ１３Ｂのオン・オフを、図８により示したように、所定周期で繰り返すように制御する。 Next, the operation of the apparatus of the present embodiment having the above configuration will be described.
When the movable unit 3 is driven in the forward direction, the switch 13B provided between the reverse drive power source 6B and the electrode plate 12D is turned “ON”, and the top of the element 11B of the reverse drive source unit 2F is turned on. On the other hand, the switch 13A provided between the positive driving power supply 6A and the electrode plate 12C is controlled to be turned on and off at a predetermined cycle as shown in FIG.
Further, when the movable part 3 is driven in the reverse direction, the switch 13A provided between the positive direction driving power source 6A and the electrode plate 12C is turned “ON”, and the element 11A of the positive direction driving source part 2E is turned on. While the top portion is separated from the movable portion 3, the switch 13B provided between the positive terminal of the reverse drive power source 6B and the electrode plate 12D is repeatedly turned on and off at a predetermined cycle as shown in FIG. To control.

このように、本発明においては、素子１１Ａ、１１Ｂの長手方向に電界を印加するものとした場合にも、電界の印加により長手方向に収縮した素子１１が元の長さに戻るときの力を利用して可動部３を所定方向に進退駆動することができる。 As described above, in the present invention, even when the electric field is applied in the longitudinal direction of the elements 11A and 11B, the force when the element 11 contracted in the longitudinal direction by the application of the electric field returns to the original length. Utilizing this, the movable part 3 can be driven back and forth in a predetermined direction.

なお、本実施の形態においても、素子１１Ａ、１１Ｂを間に挟んで対向配置される一対の電極１２Ｃと１２Ｅ、または１２Ｄと１２Ｆとの間に所定の電位差さえ存在すれば、各電極がどのような電位とされてもよいことは実施の形態１におけると同様である。以上のことは図１４および図１５の場合においても同様である。 In the present embodiment, as long as a predetermined potential difference exists between the pair of electrodes 12C and 12E or 12D and 12F that are opposed to each other with the elements 11A and 11B sandwiched therebetween, how each electrode is changed. It is the same as in Embodiment 1 that the potential may be set to a different potential. The above is the same in the case of FIG. 14 and FIG.

〈実施の形態６〉
次に、図１６〜図１８を参照して、本発明の実施の形態６を説明する。実施の形態６は、実施の形態１を改変したものであり、以下、実施の形態１とは異なる部分のみを説明し、同一の部分は説明を省略する。 <Embodiment 6>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The sixth embodiment is a modification of the first embodiment, and only the parts different from the first embodiment will be described below, and the description of the same parts will be omitted.

図１６に示すように、本実施の形態６においては、駆動源２Ｉは、板状の基部１４Ｄの一方の面に垂直に立設された複数の素子１１Ｃを含んでいる。それぞれの素子１１Ｃは、側面が長方形である角柱形状にＥＲゲルを成形したものであり、可動部３の駆動方向と平行な方向に列をなすように並んでいる。 As shown in FIG. 16, in the sixth embodiment, the drive source 2I includes a plurality of elements 11C that are erected vertically on one surface of the plate-like base portion 14D. Each element 11 C is formed by forming ER gel into a prismatic shape having a rectangular side surface, and is arranged in a row in a direction parallel to the driving direction of the movable portion 3.

それぞれの素子１１Ｃの上記列の方向の両側には、絶縁板１５Ｃが配されている。また、それぞれの素子１１Ｃの上記列の方向と垂直な方向の両側には電極１２Ｇが配されている。両側に配された電極１２Ｇの一方は、負極が接地された駆動用電源６Ｃの正極端子とスイッチ１３Ｃ、１３Ｄおよび１３Ｅのいずれかを介して接続される。電極１２Ｇの他方は接地される。そして、全ての素子１１Ｄ、電極１２Ｇ、並びに絶縁板１５Ｃは、１つの板状の基部１４Ｄの一方の面に設けられている。 Insulating plates 15C are arranged on both sides of each element 11C in the row direction. Further, electrodes 12G are arranged on both sides of each element 11C in the direction perpendicular to the direction of the row. One of the electrodes 12G arranged on both sides is connected to the positive terminal of the driving power supply 6C whose negative electrode is grounded via any one of the switches 13C, 13D, and 13E. The other of the electrodes 12G is grounded. All the elements 11D, the electrodes 12G, and the insulating plate 15C are provided on one surface of one plate-like base portion 14D.

制御部７は、図１７および図１８に示すように、スイッチ１３Ｃ〜１３Ｅを所定周期且つ所定の位相差の下で順次オン・オフするように制御を行う。なお、上述したとおり、本実施の形態においては、電源部は駆動用電源６Ｃのみから構成されている。 As illustrated in FIGS. 17 and 18, the control unit 7 performs control so that the switches 13 C to 13 E are sequentially turned on / off with a predetermined period and a predetermined phase difference. Note that, as described above, in the present embodiment, the power supply unit is configured only from the driving power supply 6C.

次に、以上の構成の本実施形態装置の動作を説明する。
可動部３を正方向に駆動する場合には、図１７に示すように、正方向における後側の素子１１Ｃに対応するスイッチから所定の位相差で順次オン・オフの繰り返しを開始するように制御を行う。図示例によれば、スイッチ１３Ｃ、１３Ｄおよび１３Ｅが、この順にオン・オフの繰り返しを開始するように制御を行う。このように制御することで、正方向における後側の素子１１Ｃから所定の時間差で頂部が順次可動部３と当接することが繰り返される。これにより、可動部３が正方向に駆動される。 Next, the operation of the apparatus of the present embodiment having the above configuration will be described.
When the movable unit 3 is driven in the forward direction, as shown in FIG. 17, control is performed so that the repetition of ON / OFF is sequentially started with a predetermined phase difference from the switch corresponding to the rear element 11C in the forward direction. I do. According to the illustrated example, the switches 13 C, 13 D, and 13 E perform control so as to start repetition of on / off in this order. By controlling in this way, it is repeated that the top part sequentially contacts the movable part 3 with a predetermined time difference from the rear element 11C in the positive direction. Thereby, the movable part 3 is driven in the forward direction.

また、可動部３を逆方向に駆動する場合には、図１８に示すように、逆方向における後側の素子１１Ｃに対応するスイッチから所定の位相差で順次オン・オフの繰り返しを開始するように制御を行う。図示例によれば、スイッチ１３Ｃ、１３Ｄおよび１３Ｅが、これとは逆の順にオン・オフの繰り返しを開始するように制御を行う。このように制御することで、逆方向における後側の素子１１Ｃから所定の時間差で頂部が順次可動部３と当接することが繰り返される。これにより、可動部３が逆方向に駆動される。 Further, when the movable portion 3 is driven in the reverse direction, as shown in FIG. 18, the repetition of ON / OFF is sequentially started with a predetermined phase difference from the switch corresponding to the rear element 11C in the reverse direction. To control. According to the illustrated example, the switches 13 C, 13 D, and 13 E perform control so as to start repetition of on / off in the reverse order. By controlling in this way, it is repeated that the top part sequentially contacts the movable part 3 with a predetermined time difference from the rear element 11C in the reverse direction. Thereby, the movable part 3 is driven in the reverse direction.

以上のように、素子１１Ｃの長手方向が可動部３の駆動方向と垂直となるように素子１１を配設した場合にも、所定の周期且つ所定の位相差の下で各素子１１Ｃに電界を間欠的に印加するものとすることによって可動部３を所定方向に進退駆動することが可能となる。 As described above, even when the element 11 is arranged so that the longitudinal direction of the element 11C is perpendicular to the driving direction of the movable portion 3, an electric field is applied to each element 11C with a predetermined period and a predetermined phase difference. By applying intermittently, the movable part 3 can be driven back and forth in a predetermined direction.

なお、本実施の形態においても、素子１１Ｃを間に挟んで対向配置される一対の電極１２Ｇの間に所定の電位差さえ存在すれば、各電極がどのような電位とされてもよいことは実施の形態１におけると同様である。 In the present embodiment as well, it is possible that each electrode may have any potential as long as a predetermined potential difference exists between the pair of electrodes 12G arranged to face each other with the element 11C interposed therebetween. The same as in the first embodiment.

〈実施の形態７〉
次に、図１９〜図２３を参照して、本発明の実施の形態７を説明する。図１９は、本発明の実施の形態７に係る駆動装置の概略構成を示す斜視図である。図２０は、駆動装置の駆動源部の詳細を示す、上記駆動装置の側面図である。図２１は、駆動装置の制御系統および電力系統の詳細を示す回路図である。図２２および図２３は、制御部によるスイッチのオン・オフの制御動作を示すグラフである。 <Embodiment 7>
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a perspective view showing a schematic configuration of the drive apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. FIG. 20 is a side view of the drive device, showing details of the drive source section of the drive device. FIG. 21 is a circuit diagram showing details of a control system and a power system of the drive device. 22 and 23 are graphs showing the control operation of turning on / off the switch by the control unit.

図１９に示すように、駆動装置１Ａは、複数のアクチュエータを含む駆動源部２Ｊと、駆動源部２Ｊにより回転されて所定方向に進退するよう直線的に駆動される丸軸状の可動部３Ａと、可動部３Ａの位置に応じた信号を出力するリニア・エンコーダ４と、可動部３Ａを回転可能且つ軸方向に進退可能に支持するとともに、リニア・エンコーダ４を支持する支持部５Ａと、駆動源部２Ｊに直流電力を供給する電源部６Ｄと、駆動源部２Ｊおよび電源部６Ｄを制御する制御部７とを備えている。 As shown in FIG. 19, the drive device 1A includes a drive source unit 2J including a plurality of actuators, and a round shaft-shaped movable unit 3A that is linearly driven so as to advance and retract in a predetermined direction by being rotated by the drive source unit 2J. And a linear encoder 4 that outputs a signal corresponding to the position of the movable portion 3A, a support portion 5A that supports the linear encoder 4 and supports the movable portion 3A so that the movable portion 3A can rotate and advance and retreat in the axial direction. A power supply unit 6D that supplies DC power to the source unit 2J and a control unit 7 that controls the drive source unit 2J and the power supply unit 6D are provided.

ここで、可動部３Ａは、周面に雄ねじ２５が形成されている。支持部５Ａは、可動部３Ａの雄ねじ２５と螺合する図示しない雌ねじが形成されたねじ孔２６を有しており、可動部３Ａが軸周りに回転すると、回転の向きに応じて図１９の右方向あるいは左方向に移動する。説明の便宜上、図１９の右方向を正方向、左方向を逆方向と規定し、図２０において可動部３Ａが時計回りに回転したときに可動部３Ａは正方向に移動し、反時計回りに回転したときに逆方向に移動するものとして以下の説明を行う。 Here, the movable portion 3A has a male screw 25 formed on the peripheral surface. The support portion 5A has a screw hole 26 in which a female screw (not shown) that is screwed with the male screw 25 of the movable portion 3A is formed. When the movable portion 3A rotates around the axis, the support portion 5A shown in FIG. Move to the right or left. For convenience of explanation, the right direction in FIG. 19 is defined as the forward direction, and the left direction is defined as the reverse direction. In FIG. 20, when the movable portion 3A rotates clockwise, the movable portion 3A moves in the positive direction and counterclockwise. The following description will be given on the assumption that it moves in the reverse direction when it rotates.

駆動源部２Ｊは、図２０および図２１に示すように、可動部３Ａの周りに所定の角度ピッチ（図示例では９０度ピッチ）で配設される、複数（図示例では４つ）の素子１１Ｄを含んでいる。素子１１Ｄは、ＥＲゲルを、側面が長方形である角柱形状に成形したものであり、それぞれの１つの幅方向の両側には電界を印加するための電極１２Ｉが配されている。また、図示はされていないが、それぞれの素子１１Ｄの他の１つの幅方向（紙面に垂直な方向）の両側には絶縁板が配置されている。また、それぞれの素子１１Ｄとその両側の電極１２Ｉとは、素子１１Ｄの長手方向が可動部３Ａの９０度毎の径方向と平行になるように板状の基部１４Ｅにそれぞれ立設されている。このように、それぞれの素子１１Ｄと、その両側の電極１２Ｉおよび絶縁板と、基部１４Ｅとの各組が、複数のアクチュエータ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃおよび１７Ｄを構成している。 As shown in FIGS. 20 and 21, the drive source unit 2J includes a plurality of (four in the illustrated example) elements disposed at a predetermined angular pitch (90 ° pitch in the illustrated example) around the movable unit 3A. 11D is included. The element 11D is formed by molding ER gel into a prismatic shape having a rectangular side surface, and electrodes 12I for applying an electric field are arranged on both sides in one width direction. Although not shown, insulating plates are arranged on both sides in the other width direction (direction perpendicular to the paper surface) of each element 11D. Each element 11D and the electrodes 12I on both sides thereof are erected on a plate-like base portion 14E so that the longitudinal direction of the element 11D is parallel to the radial direction every 90 degrees of the movable portion 3A. Thus, each set of the element 11D, the electrodes 12I and insulating plates on both sides thereof, and the base portion 14E constitutes a plurality of actuators 17A, 17B, 17C and 17D.

また、複数のアクチュエータ１７Ａ〜１７Ｄのそれぞれの素子１１Ｄの両側の電極１２Ｉの一方は、図２１に示すスイッチ１３Ｆ〜１３Ｉのいずれかを介して、負極が接地された電源６Ｆ〜６Ｉのいずれかの正極端子とそれぞれ接続されている。また、それぞれの素子１１Ｄの両側の電極１２Ｉの他方は接地されている。このように本実施の形態においては、電源６Ｆ〜６Ｉが電源部６Ｊを構成している。 One of the electrodes 12I on both sides of each element 11D of each of the actuators 17A to 17D is either one of the power supplies 6F to 6I whose negative electrode is grounded via any of the switches 13F to 13I shown in FIG. Each is connected to a positive terminal. The other of the electrodes 12I on both sides of each element 11D is grounded. Thus, in this Embodiment, the power supplies 6F-6I comprise the power supply part 6J.

そして、スイッチ１３Ｆ〜１３Ｉのいずれかを「オン」とすることによりアクチュエータ１７Ａ〜１７Ｄのいずれかの素子１１Ｄに電界が印加され、当該アクチュエータの素子１１Ｄが長手方向に伸張してその頂部が可動部３Ａと接触する。一方、上記電界が除去されると当該アクチュエータの素子１１Ｄの長手方向の伸張が解除されて、その頂部は可動部３Ａから離間される。制御部７は、図２２および図２３に示すように、スイッチ１３Ｆ〜１３Ｉを所定周期且つ所定の位相差の下で順次オン・オフするように制御を行う。 When any of the switches 13F to 13I is turned “ON”, an electric field is applied to any one of the elements 11D of the actuators 17A to 17D, and the element 11D of the actuator expands in the longitudinal direction, and the top thereof is a movable part. Contact 3A. On the other hand, when the electric field is removed, the longitudinal extension of the element 11D of the actuator is released, and the top portion is separated from the movable portion 3A. As shown in FIGS. 22 and 23, the control unit 7 performs control so that the switches 13F to 13I are sequentially turned on and off with a predetermined period and a predetermined phase difference.

以下、スイッチ１３Ｆが「オン」となるとアクチュエータ１７Ａの素子１１Ｄに電界が印加され、スイッチ１３Ｇが「オン」となるとアクチュエータ１７Ｂの素子１１Ｄに電界が印加され、スイッチ１３Ｈが「オン」となるとアクチュエータ１７Ｃの素子１１Ｄに電界が印加され、スイッチ１３Ｉが「オン」となるとアクチュエータ１７Ｄの素子１１Ｄに電界が印加されるように、配線がなされているものとして、本実施の形態の駆動装置の動作を説明する。 Hereinafter, an electric field is applied to the element 11D of the actuator 17A when the switch 13F is turned on, an electric field is applied to the element 11D of the actuator 17B when the switch 13G is turned on, and an actuator 17C when the switch 13H is turned on. The operation of the driving device according to the present embodiment will be described on the assumption that wiring is provided so that an electric field is applied to the element 11D of the actuator 17D and the electric field is applied to the element 11D of the actuator 17D when the switch 13I is turned on. To do.

可動部３Ａを正方向に駆動する場合には、図２２に示すように、スイッチ１３Ｆ、１３Ｇ、１３Ｈ、および１３Ｉがこの順に所定の位相差で順次オン・オフの繰り返しを開始するように制御する。このように制御することで、アクチュエータ１７Ａ〜１７Ｄは、図２０における時計回りに順次頂部が可動部３Ａの周面と当接していく。これにより、可動部３は図２０における時計回りに回転し、その結果、正方向に駆動される。 When the movable portion 3A is driven in the forward direction, as shown in FIG. 22, the switches 13F, 13G, 13H, and 13I are controlled so as to sequentially start ON / OFF repeatedly with a predetermined phase difference in this order. . By controlling in this way, the tops of the actuators 17A to 17D sequentially contact the peripheral surface of the movable portion 3A in the clockwise direction in FIG. As a result, the movable portion 3 rotates clockwise in FIG. 20, and as a result, is driven in the positive direction.

一方、可動部３Ａを逆方向に駆動する場合には、図２３に示すように、スイッチ１３Ｆ、１３Ｇ、１３Ｈ、および１３Ｉがこれとは逆の順に所定の位相差で順次オン・オフの繰り返しを開始するように制御する。このように制御することで、アクチュエータ１７Ａ〜１７Ｄは、図２０における反時計回りに順次頂部が可動部３Ａの周面と当接していく。これにより、可動部３は図２０における反時計回りに回転し、その結果、逆方向に駆動される。また、可動部３の回転速度は、前記各スイッチ１３Ｆ、１３Ｇ、１３Ｈ、および１３Ｉをオン・オフする周期を変更するか、または電源６Ｆ〜６Ｉの電圧値を変更することにより調節することが可能である。 On the other hand, when the movable portion 3A is driven in the reverse direction, as shown in FIG. 23, the switches 13F, 13G, 13H, and 13I are repeatedly turned on and off sequentially with a predetermined phase difference in the reverse order. Control to start. By controlling in this way, the tops of the actuators 17A to 17D sequentially come into contact with the peripheral surface of the movable part 3A in the counterclockwise direction in FIG. Thereby, the movable part 3 rotates counterclockwise in FIG. 20, and as a result, is driven in the reverse direction. Further, the rotational speed of the movable part 3 can be adjusted by changing the cycle of turning on / off the switches 13F, 13G, 13H, and 13I or changing the voltage values of the power supplies 6F to 6I. It is.

以上のように、ＥＲゲルからなる素子１１Ｄにより丸軸状の可動部を回転するように駆動することも可能であり、その回転により可動部を軸方向に駆動することも可能である。 As described above, the element 11D made of ER gel can be driven to rotate the round shaft-shaped movable part, and the movable part can be driven in the axial direction by the rotation.

なお、本実施の形態においても、素子１１Ｄを間に挟んで対向配置される一対の電極１２Ｉの間に所定の電位差さえ存在すれば、各電極がどのような電位とされてもよいことは実施の形態１におけると同様である。 In the present embodiment as well, it is possible that each electrode may have any potential as long as a predetermined potential difference exists between the pair of electrodes 12I arranged to face each other with the element 11D interposed therebetween. The same as in the first embodiment.

また、上記各実施の形態においては、ＥＲゲルに印加する電場の大きさは、実機における絶縁の困難性を考慮して、３ＫＶ／ｍｍ以下とするのが望ましい。このような電場を印加することで、μオーダでのＥＲゲルの収縮が発生し、上記各実施の形態により開示したような駆動動作を安定して実現することができる。
以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、上記各実施の形態においては、１軸方向の駆動のみとしたが、上記実施の形態のいずれかの駆動装置を２つ以上組み合わせることによって、２軸、３軸の駆動装置を実現することも可能である。
また、アクチュエータの素子はＥＲゲルに限らず、ピエゾ素子を用いても同様の効果を得ることができる。ピエゾ素子においても、電界を印加されたときおよびその電界を除去されたときの挙動は、ＥＲゲルとほぼ同じだからである。 In each of the above embodiments, the magnitude of the electric field applied to the ER gel is desirably 3 KV / mm or less in consideration of the difficulty of insulation in an actual machine. By applying such an electric field, contraction of the ER gel occurs in the order of μ, and the driving operation as disclosed in the above embodiments can be stably realized.
As mentioned above, although this invention was demonstrated by embodiment, this invention is not limited to these, A various change is possible. For example, in each of the above-described embodiments, only the driving in one axis direction is performed, but a two-axis or three-axis driving device is realized by combining two or more driving devices in any of the above-described embodiments. Is also possible.
The actuator element is not limited to the ER gel, and the same effect can be obtained by using a piezoelectric element. This is because the behavior of a piezoelectric element when an electric field is applied and when the electric field is removed is almost the same as that of an ER gel.

ただし、圧電素子においては、熱による膨張がＥＲゲルよりも大きいために、より厳格な温度管理が必要となる。この点、ＥＲゲルをアクチュエータの素子として使用することによって、温度管理を簡単にすることができる。 However, in the piezoelectric element, since thermal expansion is larger than that of the ER gel, stricter temperature management is required. In this regard, temperature management can be simplified by using the ER gel as an actuator element.

また、スイッチをオン・オフする周波数が１００Ｈｚを超えると、圧電素子においては発熱が大きくなり、素子の破壊に至る危険性が増大する。したがって、圧電素子を使用する場合には冷却手段が必要となる。一方、ＥＲゲルを使用する場合には、より大きな周波数に達するまでそのような冷却手段は不要となる。 In addition, when the frequency for turning on / off the switch exceeds 100 Hz, the heat generated in the piezoelectric element increases and the risk of destruction of the element increases. Therefore, when using a piezoelectric element, a cooling means is required. On the other hand, when using ER gel, such a cooling means is unnecessary until a higher frequency is reached.

また、圧電効果は温度が１度下がる毎に０．２％減少することから、絶対零度に近い極低温の温度領域においては、常温に比べて圧電効果は約３０％低下する。これに対して、ＥＲゲルは絶対零度に近い極低温の温度領域においても効率は低下しない。したがって、ＥＲゲルをアクチュエータの素子として使用することによって、極低温の環境下でも動作する駆動装置を実現することができる。 In addition, since the piezoelectric effect decreases by 0.2% every time the temperature decreases, the piezoelectric effect decreases by about 30% in the extremely low temperature range close to absolute zero compared to the normal temperature. On the other hand, the efficiency of the ER gel does not decrease even in the extremely low temperature range close to absolute zero. Therefore, by using ER gel as an actuator element, it is possible to realize a drive device that operates even in a cryogenic environment.

本発明の駆動装置によれば、ＥＲゲルなどの比較的変形の小さい素子を使用して、変位量の大きい駆動装置を実現することができる。 According to the drive device of the present invention, it is possible to realize a drive device with a large amount of displacement using an element with relatively small deformation such as ER gel.

本発明の実施の形態１に係る駆動装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the drive device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１の装置を、駆動源部が設けられた側から見た側面図である。It is the side view which looked at the apparatus of FIG. 1 from the side in which the drive source part was provided. 駆動源部の正方向駆動源部および逆方向駆動源部をそれぞれ側方および上方から見た二面図である。It is the two views which looked at the normal direction drive source part and reverse direction drive source part of the drive source part from the side and the upper part, respectively. 同装置のＥＲゲルに電界が印加されていない状態を示す、ＥＲゲルを素子として使用したアクチュエータのモデルの正面図である。It is a front view of the model of the actuator which uses the ER gel as an element which shows the state where the electric field is not applied to ER gel of the apparatus. 同装置のＥＲゲルに電界が印加された状態を示す、ＥＲゲルを素子として使用したアクチュエータのモデルの正面図である。It is a front view of the model of the actuator which uses the ER gel as an element which shows the state where the electric field was applied to ER gel of the apparatus. 図３の装置の可動部を正方向に駆動するときの駆動源部の状態を模式的に示す二面図である。FIG. 4 is a two-side view schematically showing a state of a drive source unit when a movable part of the apparatus of FIG. 3 is driven in a positive direction. 可動部を逆方向に駆動するときの駆動源部の状態を模式的に示す二面図である。It is a two-plane figure which shows typically the state of the drive source part when driving a movable part to a reverse direction. 駆動源部のスイッチをオン・オフする制御の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the control which turns on / off the switch of a drive source part. 本発明の実施の形態２に係る駆動装置を、駆動源部が設けられた側から見た側面図である。It is the side view which looked at the drive device which concerns on Embodiment 2 of this invention from the side in which the drive source part was provided. 本発明の実施の形態３に係る駆動装置の駆動源部の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the drive source part of the drive device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る駆動装置の駆動源部の正方向駆動源部および逆方向駆動源部をそれぞれ側方および上方から見た二面図である。It is the two views which looked at the forward direction drive source part and reverse direction drive source part of the drive source part of the drive device which concern on Embodiment 4 of this invention from the side and the upper direction, respectively. 図１１の装置の動作例を示す二面図である。FIG. 12 is a two-view diagram illustrating an operation example of the apparatus of FIG. 11. 本発明の実施の形態５に係る駆動装置の駆動源部の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of the drive source part of the drive device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 同装置のＥＲゲルに電界が印加されていない状態を示す、ＥＲゲルを素子として使用したアクチュエータのモデルの正面図である。It is a front view of the model of the actuator which uses the ER gel as an element which shows the state where the electric field is not applied to ER gel of the apparatus. 同装置のＥＲゲルに電界が印加された状態を示す、ＥＲゲルを素子として使用したアクチュエータのモデルの正面図である。It is a front view of the model of the actuator which uses the ER gel as an element which shows the state where the electric field was applied to ER gel of the apparatus. 本発明の実施の形態６に係る駆動装置の概略構成を示す、一部を断面にした側面図である。It is the side view which made the cross section a part which shows schematic structure of the drive device which concerns on Embodiment 6 of this invention. 同装置の駆動源部のスイッチをオン・オフする制御の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the control which turns on / off the switch of the drive source part of the apparatus. 同装置の駆動源部のスイッチをオン・オフする制御の別の一例を示すグラフである。It is a graph which shows another example of the control which turns on / off the switch of the drive source part of the apparatus. 本発明の実施の形態７に係る駆動装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the drive device which concerns on Embodiment 7 of this invention. 同装置の駆動源部の概略構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of the drive source part of the apparatus. 同装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of the apparatus. 同装置の駆動源部のスイッチをオン・オフする制御の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the control which turns on / off the switch of the drive source part of the apparatus. 同装置の駆動源部のスイッチをオン・オフする制御の別の一例を示すグラフである。It is a graph which shows another example of the control which turns on / off the switch of the drive source part of the apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１駆動装置
２駆動源部
３可動部
６電源部
７制御部
１１素子
１２電極
１３スイッチ
１４基部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive device 2 Drive source part 3 Movable part 6 Power supply part 7 Control part 11 Element 12 Electrode 13 Switch 14 Base

Claims

電界を印加したときに前記電界と平行な方向に収縮し且つ前記電界と平行な方向とは異なる方向に伸張する、複数の素子を使用した駆動装置であって、
所定方向に進退可能に支持され、前記電界の印加およびその除去による前記素子の変形により移動される可動部と、
前記素子に印加される電界を発生する電界発生手段と、
前記電界発生手段が、所定周期で前記電界を間欠的に発生するよう制御する制御手段と、
を具備した駆動装置。 A driving device using a plurality of elements that contracts in a direction parallel to the electric field and extends in a direction different from the direction parallel to the electric field when an electric field is applied,
A movable part supported so as to be able to advance and retreat in a predetermined direction and moved by deformation of the element by applying and removing the electric field;
An electric field generating means for generating an electric field applied to the element;
Control means for controlling the electric field generating means to intermittently generate the electric field at a predetermined period;
A drive device comprising:

前記制御手段は、前記可動部の移動速度に応じて前記電界の強度および前記電界を発生する周期の少なくとも一方を調節する請求項１記載の駆動装置。 The driving device according to claim 1, wherein the control unit adjusts at least one of the intensity of the electric field and a period of generating the electric field according to a moving speed of the movable part.

前記素子が、前記変形により前記可動部に及ぼす力の前記所定方向の成分が正となるグループと、前記力の前記所定方向の成分が負となるグループとに区分されている請求項１または２記載の駆動装置。 The element is divided into a group in which a component in the predetermined direction of a force exerted on the movable part by the deformation is positive and a group in which a component in the predetermined direction of the force is negative. The drive device described.

前記素子は、前記各グループ内において互いに平行且つ前記所定方向と平行に並んでいる請求項１〜３のいずれかに記載の駆動装置。 The driving device according to claim 1, wherein the elements are arranged in parallel to each other and in the predetermined direction in each group.

前記素子のそれぞれのグループが、互いに平行に並んでいる請求項４記載の駆動装置。 The driving device according to claim 4, wherein each group of the elements is arranged in parallel to each other.

前記素子のそれぞれのグループが、前記所定方向と平行な１つの直線上に並んでいる請求項４記載の駆動装置。 The driving device according to claim 4, wherein each group of the elements is arranged on one straight line parallel to the predetermined direction.

前記可動部は、前記電界が前記素子に印加されたときの前記電界と平行な方向とは異なる方向への前記素子の伸張により駆動される請求項１〜６のいずれかに記載の駆動装置。 The driving device according to claim 1, wherein the movable portion is driven by extension of the element in a direction different from a direction parallel to the electric field when the electric field is applied to the element.

前記可動部は、前記電界の印加により前記電界と平行な方向に収縮した前記素子が、前記印加された電界の除去により元の状態に復帰するときの前記素子の変形により駆動される請求項１〜６のいずれかに記載の駆動装置。 2. The movable portion is driven by deformation of the element when the element contracted in a direction parallel to the electric field by application of the electric field returns to the original state by removal of the applied electric field. The drive apparatus in any one of -6.

前記電界発生手段が、前記素子を間に挟んで互いに略平行となるように配設された一対の電極を含み、
前記一対の電極の少なくとも一方は、前記電界の印加およびその除去による前記素子の変形に追従して移動可能に設けられている請求項１〜８のいずれかに記載の駆動装置。 The electric field generating means includes a pair of electrodes disposed so as to be substantially parallel to each other with the element interposed therebetween,
9. The driving device according to claim 1, wherein at least one of the pair of electrodes is provided so as to be able to move following the deformation of the element by applying and removing the electric field.

前記移動可能に設けられた電極が、前記素子の変形に追従して移動するように付勢されている請求項９記載の駆動装置。 The drive device according to claim 9, wherein the movable electrode is biased so as to move following the deformation of the element.

前記素子が、圧電体から構成される請求項１〜１０のいずれかに記載の駆動装置。 The drive device according to claim 1, wherein the element is made of a piezoelectric body.

前記素子が、電場下で電気分極する微粒子を分散してなるＥＲ流体をゲル化したＥＲゲルから構成される請求項１〜１０のいずれかに記載の駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 10, wherein the element is composed of an ER gel obtained by gelling an ER fluid obtained by dispersing fine particles that are electrically polarized under an electric field.

前記電界発生手段が、前記複数の素子のそれぞれに個別に印加される電界を発生する個別の電界発生手段を有し、
前記制御手段が、前記個別の電界発生手段が所定周期且つ所定の位相差の下で前記電界を間欠的に発生するように制御する請求項１〜１２のいずれかに記載の駆動装置。 The electric field generating means includes individual electric field generating means for generating an electric field individually applied to each of the plurality of elements;
The driving device according to any one of claims 1 to 12, wherein the control unit controls the individual electric field generation unit to intermittently generate the electric field at a predetermined cycle and a predetermined phase difference.