JP2702273B2

JP2702273B2 - リニアアクチュエータ

Info

Publication number: JP2702273B2
Application number: JP2277125A
Authority: JP
Inventors: 政行梨木; 誠一岩坂
Original assignee: オ−クマ株式会社
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1998-01-21
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JPH04151703A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、精密な速度制御，位置決め制御ができるリ
ニアアクチュエータに関する。

（従来の技術）従来、精密な直線駆動を実現する手段としては、モー
タやリニアモータを利用する手段や、圧電素子等の微動
アクチュエータを利用する手段等がある第12図はモータを利用して間接的に直接駆動力を得る
手段の一例を示す概略断面図であり、モータ121によっ
て得られる回転駆動力は、プーリ122,123及びベルト124
を介してボールネジ125に伝達され、ボールネジ125に螺
合するボールネジナット126により直線駆動力に変換さ
れ、支えブラケット127を介して被駆動体128を直線駆動
させる。

第13図はリニアモータを利用して直接的に直線駆動力
を得る手段の一例を示す概略断面図であり、被駆動体13
1には支えブラケット132を介してリニアモータ133のス
ライダ133aが固定されており、リニアモータ133の直線
駆動力により被駆動体131を直線駆動させる。

第14図は圧電素子等の微動アクチュエータを利用して
直接的に直線駆動力を得る手段の一例を示す概略断面斜
視図であり、円筒形であって、その軸方向に伸縮する駆
動用微動アクチュエータ141の両端に同様の固定分離用
微動アクチュエータ142,143の側面が固定され、一方の
固定分離用微動アクチュエータ142の側面には棒状の被
駆動体144がその長手方向が駆動用微動アクチュエータ1
41の伸縮方向となるように固定されている。このような
構成のアクチュエータユニットは被駆動体144が箱状の
支えブラケット145の一端面を貫装し、固定分離用微動
アクチュエータ142,143が伸状態で支えブラケット145内
面を支持し、縮状態で支えブラケット145内面から離れ
るように支えブラケット145内に収納されている。

以下にその動作シーケンスを第15図に示すタイムチャ
ートに従い説明する。

（１）時点t₀〜時点T₄₁ 駆動用微動アクチュエータ141は縮状態で停止し、固
定分離用微動アクチュエータ143が縮状態から伸状態
へ、すなわち支えブラケット145内面から離れる状態
（以下、分離モードという）から支えブラケット145内
面を支持している状態（以下、固定モードという）へ動
作し、固定分離用微動アクチュエータ142が固定モード
から分離モードへ動作する。従って、被駆動体144は停
止したままとなる。

（２）時点t₄〜時点t₄₂ 固定分離用微動アクチュエータ143が固定モードの状
態で、固定分離用微動アクチュエータ142が分離モード
の状態で、駆動用微動アクチュエータ141が縮状態から
伸状態へ動作する。このことにより、固定分離用微動ア
クチュエータ142及びこれに固定されている被駆動体144
は駆動される。

（３）時点t₄₂〜時点t₄₃ 駆動用微動アクチュエータ141は伸状態で停止し、固
定分離用微動アクチュエータ142が分離モードから固定
モードへ動作し、固定分離用微動アクチュエータ143が
固定モードから分離モードへ動作する。従って、被駆動
体144は停止したままとなる。

（４）時点t₄₃〜時点t₄₄ 固定分離用微動アクチュエータ142が固定モードの状
態で、固定分離用微動アクチュエータ143が分離モード
の状態で、駆動用微動アクチュエータ141が伸状態から
縮状態へ動作する。このことにより、固定分離用微動ア
クチュエータ143は駆動されるが、被駆動体144は停止し
たままとなる。

以上が従来の微動アクチュエータを利用する直線駆動
手段の１サイクルとなる。

（発明が解決しようとする課題）上述したモータを利用する直線駆動手段では、被駆動
体128に直線駆動力を与えるためにボールネジ等の機械
的な変換機構を常に必要とする。従って、変換機構の機
械的に歪みやガタのために精密な動きができず、また変
換機構の機械的なロスのための伝達効率が悪くなるなど
の欠点がある。さらにまた、モータは電磁気力を使用し
ているため、そのトルク発生させるにはそれに見合う大
きさ（直径と長さ）が必要であり、そのため小型化には
自ずから限界がある。

上述したリニアモータを利用する直線駆動手段では、
第13図に示す例のように機械的な変換機構は必要とせ
ず、簡素化された機構となるが、全ストロークで駆動力
を得るにはリニアモータ133のスライダ133aに対向する
ステータ133bがストローク分だけ必要となり、また駆動
原理的に大きくて高価なものになってしまうという欠点
がある。

上述した微動アクチュエータを利用する直線駆動手段
では、小型で簡素化された機構となるが、被駆動体144
は駆動用微動アクチュエータ141が縮状態から伸状態へ
あるいは伸状態から縮状態へのいづれか一方へ動作する
ときのみ駆動されるため、動作エネルギー的にムダが多
く、また被駆動体144の動きも移動停止の繰返して間欠
的なものとなり、スムーズな動きが得られない欠点があ
る。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、
本発明の目的は、高速でスムーズに動作し、高精度かつ
高加減速可能で高推力な、エネルギー的にも無駄の少な
い小型のリニアアクチュエータを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、精密な速度制御，位置決め制御ができるリ
ニアアクチュエータに関するものであり、本発明の上記
目的は、被駆動体を固定分離可能な第１及び第２の微動
手段と、前記第１及び第２の微動手段の回転中心に対し
対称な位置に支持固定する回転台と、前記回転台を回転
方向に微小駆動可能な第３の微動手段と、前記第1,第２
及び第３の微動手段を制御する制御手段とを具備するこ
とによって、また、被駆動体を固定分離可能な第１及び
第２の微動手段と、静止体を固定分離可能な第３及び第
４の微動手段と、前記第１及び第３の微動手段を支持固
定する第１の支えブラケットと、前記第２及び第４の微
動手段を支持固定する第２の支えブラケットと、前記第
１及び第２の支えブラケットを両端に固定して相対的に
微動駆動可能な第５の微動手段と、前記第1,第2,第3,第
４及び第５の微動手段を制御する制御手段とを具備する
ことによって、また、被駆動体と回転可能な駆動円板と
を結合分離可能な第１の微動手段と、前記駆動円板を回
転方向に微動駆動可能な第２の微動手段と、前記第１及
び第２の微動手段を制御する制御手段とを具備すること
によって達成される。

（作用）本発明のリニアアクチュエータは、駆動用微動アクチ
ュエータの往復のいづれの方向の駆動においても被駆動
体の駆動方向に駆動用微動アクチュエータの駆動力を有
効に取出すことができると共に、被駆動体が移動してい
る時、被駆動体を停止させることなく固定分離動作を行
なうようにしているので、駆動用微動アクチュエータ自
体の駆動ストローク以上のストロークまで任意の速度で
スムーズにしかも効率良く被駆動体を駆動させることが
できる。

（実施例）第１図は本発明のリニアアクチュエータの一例を示す
概略斜視図であり、円筒形であって、その軸方向に伸縮
する固定分離用微動アクチュエータ12,13の一端がそれ
ぞれコの字形の支えブラケット17,18の一方内側面17a,1
8aに固定され、これらの支えブラケット17,18が回転板1
5上に回転板15の回転中心15aに対し相互に対称となるよ
うに支持固定されている。固定分離用微動アクチュエー
タ12,13の他端と支えブラケット17,18の他の内側面との
間にコの字形の断面形状を有する被駆動体14の端部が挿
入されている。また、固定分離用駆動アクチュエータ1
2,13と同様の駆動用微動アクチュエータ11の一端が別の
コの字形の支えブラケット16の一方の内側面16aに固定
され、圧縮バネ19の一端が支えブラケット16の他方の内
側面に固定されている。そして、回転板15の回転方向の
接線方向と駆動用微動アクチュエータ11の伸縮方向とが
同一方向となるように、回転板15の外周部付近に取付け
固定された駆動力伝達用の板15bが駆動用微動アクチュ
エータ11の他端と圧縮バネ19の他端とで挟持固定されて
いる。

第２図は上述したリニアアクチュエータを制御する装
置の一例を示すブロック図であり、コントローラ21は外
部から入力される位置指令SP又は速度指令SVと、被駆動
体14に装着されている位置検出器または速度検出器25か
らの位置検出値DP又は速度帰還信号DVとを比較し、駆動
用微動アクチュエータ11と固定分離用微動アクチュエー
タ12,13との相対関係により伸縮指令SS1,SS2,SS3をドラ
イバ22,23,24にそれぞれ出力する。各ドライバ22,23,24
は伸縮指令SS1,SS2,SS3を増幅して駆動用微動アクチュ
エータ11ならびに固定分離用微動アクチュエータ12,13
を制御して被駆動体14を駆動させる。

このリニアアクチュエータの動作シーケンスは第３図
に示すタイムチャートのようになり、以下時間を追って
説明する。

（１）時点t₀〜時点t₁₁ 駆動用微動アクチュエータ11が縮状態から伸状態へ動
作を開始し、被駆動体14の慣性力による移動（詳細は後
述）の速度と駆動用微動アクチュエータ11により駆動さ
れる固定分離用微動アクチュエータ12の移動速度との偏
差が所定の許容値以下になった時点で、固定分離用微動
アクチュエータ12が被駆動体14と離れている状態（以
下、分離モードという）から被駆動体14を支持している
状態（以下、固定モードという）へ動作し、固定分離用
微動アクチュエータ12は固定モードとなる。また、固定
分離用微動アクチュエータ13は分離モードのまま保持す
る（第４図（ａ））。

（２）時点t₁₁〜時点t₁₂ 固定分離用微動アクチュエータ12が固定モードのまま
保持し、固定分離微動アクチュエータ13が分離モードの
まま保持した状態で駆動用微動アクチュエータ11が縮状
態から伸状態へ動作を続ける。このために、固定分離用
微動アクチュエータ12は駆動用微動アクチュエータ11の
移動方向と同方向へ、固定分離用微動アクチュエータ13
は回転板15の回転運動のために駆動用微動アクチュエー
タ11の移動方向と逆方向へそれぞれ移動する。従って、
被駆動体14は駆動用微動アクチュエータ11の移動方向と
同方向、すなわち伸びる方向へより精密に制御され駆動
される（第４図（ｂ））。

（３）時点t₁₂〜時点t₁₃ 駆動用駆動アクチュエータ11は縮状態から伸状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ11が
伸状態の終点に達する以前に固定分離用微動アクチュエ
ータ12は固定モードから分離モードへ動作する。従っ
て、駆動用微動アクチュエータ11の駆動力は被駆動体14
に伝わらなくなるが、被駆動体14は慣性力によりそのま
ま移動を続ける（第４図（ｃ））。

（３）時点t₁₃〜時点t₁₄ 駆動用微動アクチュエータ11は伸状態から縮状態へ動
作を開始する。そのため、固定分離用微動アクチュエー
タ12は駆動用微動アクチュエータの移動方向と同一の方
向、すなわち縮む方向へ、固定分離用微動アクチュエー
タ13は駆動用微動アクチュエータの移動方向と逆の方
向、すなわち伸びる方向へそれぞれ移動を開始する。そ
して、被駆動体14の慣性力による移動の速度と、固定分
離用微動アクチュエータ13の移動速度との偏差が所定の
許容値以内となった時点で、固定分離用微動アクチュエ
ータ13は分離モードから固定モードに動作し、固定分離
用微動アクチュエータ13は固定モードとなる。また、固
定分離用微動アクチュエータ12は分離モードのまま保持
する（第４図（ｄ））。

（５）時点t₁₄〜時点t₁₅ 固定分離用微動アクチュエータ12は分離モードのまま
保持し、固定分離用微動アクチュエータ13は固定モード
のまま保持した状態で、駆動用微動アクチュエータ11は
伸状態から縮状態へ動作を続ける。従って、被駆動体14
は駆動用微動アクチュエータ11の移動方向と逆の方向、
すなわち伸びる方向へより精密に制御する駆動される
（第４図（ｅ））。

（６）時点t₁₅〜時点t₁₆ 駆動用微動アクチュエータ11は伸状態から縮状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ11が
縮状態の終点に達する以前に固定分離用微動アクチュエ
ータ13は固定モードから分離モードへ動作する。従っ
て、駆動用微動アクチュエータ11の駆動力は被駆動体14
に伝わらなくなるが、被駆動体14は慣性力によりそのま
ま移動を続ける（第４図（ｆ））。

以上が本発明のリニアモアアクチュエータの第１図に
示す一例の１サイクルであり、（１）〜（６）を連続的
に繰返すことにより被駆動体14を停止させることなく効
率よく任意の距離だけ任意の速度で移動させることがで
きる。

第５図は本発明のリニアアクチュエータの別の一例を
示す概略斜視図であり、円筒形であって、その軸方向に
伸縮する固定分離用微動アクチュエータ52,53,54,55の
一端がコの字形２箇を一体とした支えブラケット58,59
の一方の内側面58a,58b,59a（,59b）にそれぞれ固定さ
れ、固定分離用微動アクチュエータ52,54の他端と支え
ブラケット58,59の内側面58a,59aと対向する内側面との
間に棒状の被駆動体56が挿入され、固定分離用微動アク
チュエータ53,55の他端と支えブラケット58,59の内側面
58b（,59b）と対向する内側面との間に静止体57の棒状
の突起部57aが挿入されている。また、固定分離用微動
アクチュエータ52,53,54,55と同様の駆動用微動アクチ
ュエータ51の一端が固定分離用微動アクチュエータ52,5
3を支持固定している支えブラケット58の側面に、駆動
用微動アクチュエータ51の他端が固定分離用微動アクチ
ュエータ54,55を支持固定している支えブラケット59の
側面に、固定分離用微動アクチュエータ52,53,54,55の
伸縮方向と駆動用微動アクチュエータ51の伸縮方向とが
直交するようにそれぞれ固定されている。

第６図は上述したリアアクチュエータを制御する装置
の一例を示すブロック図であり、コントローラ61は外部
から入力される位置指令SPまたは速度指令SVと、被駆動
体56に装着されている位置検出器または速度検出器67か
らの位置検出値DPまたは速度帰還信号DVとを比較し、駆
動用微動アクチュエータ51と固定分離用微動アクチュエ
ータ52,53,54,55との相対関係により伸縮指令SS1,SS2,S
S3,SS4,SS5をドライバ62,63,64,65,66にそれぞれ出力す
る。各ドライバ62,63,64,65,66は伸縮指令SS1,SS2,SS3,
SS4,SS5を増幅して駆動用微動アクチュエータ51ならび
に固定分離用微動アクチュエータ52,53,53,54,55を制御
して被駆動体56を駆動させる。

このリニアアクチュエータの動作シーケンスは第７図
に示すタイムチャートのようになり、以下時間を追って
説明する。

（１）時点t₀〜時点t₂₁ 駆動用微動アクチュエータ51が縮状態から伸状態へ動
作を開始し、固定分離用微動アクチュエータ53が静止体
57の突起部57aから離れている状態（以下、分離モード
という）から静止体57の突起部57aを支持している状態
（以下、固定モードという）へ動作し、固定分離用微動
アクチュエータ53は固定モードとなり、静止体57と支え
ブラケット58とは固定され、駆動用微動アクチュエータ
51の動作により支えブラケット59は駆動用微動アクチュ
エータ51の動作方向に移動を開始する。そして、被駆動
体56の慣性力による移動（詳細は後述）の速度と固定分
離用微動アクチュエータ54を支持する支えブラケット59
の移動速度との偏差が所定の許容値以下になった時点
で、固定分離用微動アクチュエータ54が分離モードから
固定モードへ動作する。固定分離用微動アクチュエータ
52,55は分離モードのまま保持する（第８図（ａ））。

（２）時点t₂₁〜時点t₂₂ 固定分離用微動アクチュエータ53,54が固定モードの
まま、固定分離用微動アクチュエータ52,55が分離モー
ドのまま保持している状態で、駆動用微動アクチュエー
タ51が縮状態から伸状態へ動作を続ける。従って、被駆
動体56は第５図において手前側から向こう側へ駆動用微
動アクチュエータ51の伸びにより精密に制御され駆動さ
れる（第８図（ｂ））。

（３）時点t₂₂〜時点t₂₃ 駆動用駆動アクチュエータ51は縮状態から伸状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ51が
伸状態の終点に達する以前に固定分離用微動アクチュエ
ータ54は固定モードから分離モードへ動作する。従っ
て、駆動用微動アクチュエータ51の駆動力は被駆動体56
に伝わらなくなるが、被駆動体56は慣性力によりそのま
ま移動を続ける。そして、固定分離用微動アクチュエー
タ53は固定モードから分離モードへ動作し、固定分離用
微動アクチュエータ52,55は分離モードのまま保持され
る（第８図（ｃ））。

（４）時点t₂₃〜時点t₂₄ 駆動用微動アクチュエータ51は伸状態から縮状態へ動
作を開始し、固定分離用微動アクチュエータ55が分離モ
ードから固定モードに動作する。このため、固定分離用
微動アクチュエータ55を支持する支えブラケット59と静
止体57とは固定され、固定分離用微動アクチュエータ52
を支持する支えブラケット58は駆動用微動アクチュエー
タ51の動作により駆動用微動アクチュエータ51の動作方
向に移動を開始する。そして、被駆動体56の慣性力によ
る移動の速度と固定分離用微動アクチュエータ52を支持
する支えブラケット58の移動速度との偏差が所定の許容
値以下になった時点で、固定分離用微動アクチュエータ
52は分離モードから固定モードへ動作する。固定分離用
微動アクチュエータ53,54は分離モードのまま保持する
（第８図（ｄ））。

（５）時点t₂₄〜時点t₂₅ 固定分離用微動アクチュエータ52,55は固定モードの
まま、固定分離用微動アクチュエータ53,54が分離モー
ドのまま保持している状態で、駆動用微動アクチュエー
タ51は伸状態から縮状態へ動作を続ける。従って、被駆
動体56は第５図において手前側から向こう側へ、駆動用
微動アクチュエータ51の縮みにより精密に制御され駆動
される（第８図（ｅ））。

（６）時点t₂₅〜時点t₂₆ 駆動用微動アクチュエータ51は伸状態から縮状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ51が
縮状態の終点に達する以前に、固定分離用微動アクチュ
エータ52は固定モードから分離モードへ動作する。従っ
て、駆動用微動アクチュエータ51の駆動力は被駆動体56
には伝わらなくなるが、被駆動体56は慣性力によりその
まま移動を続ける。そして、固定分離用微動アクチュエ
ータ55は固定モードから分離モードへ動作し、固定分離
用微動アクチュエータ53,54は分離モードのまま保持さ
れる。（第８図（ｆ））。

以上が本発明のリニアモアアクチュエータの第５図に
示す一例の１サイクルであり、（１）〜（６）を連続的
に繰返すことにより被駆動体56を停止させることなく効
率よく任意の距離だけ任意の速度で移動させることがで
きる。

第９図は本発明のリニアアクチュエータのさらに別の
一例を示す概略斜視図であり、円筒形であって、その軸
方向に伸縮する固定分離用微動アクチュエータ91の一端
がコの字形をした支えブラケット94の一方の内側面94a
に固定され、圧縮バネ93の一端が支えブラケット84の他
方の内側面に固定されている。そして、駆動アクチュエ
ータ91の伸縮方向とベース99に固定された中心軸97bに
回転自在に装着された駆動円板97の外周円の接線方向と
が一致するように駆動円板97の外周部の突起部分97aが
駆動用微動アクチュエータ91の他端と圧縮バネ93の他端
とに挟持固定されている。一方、駆動用微動アクチュエ
ータ91と同様の駆動モード切換用微動アクチュエータ92
の一端が別のコの字形の支えブラケット96の一方の内側
面96aに固定され、圧縮バネ95の一端がが他方の円側面
に固定されている。そして、駆動モード変換用微動アク
チュエータ92の伸縮方向と被駆動体98の移動方向が直交
するように、駆動円板97の中心軸97b及び駆動用微動ア
クチュエータ91が固定されている支えブラケット94を支
持するベース99の突起部99aが駆動モード変換用微動ア
クチュエータ92の他端と圧縮バネ95の他端とに挟持固定
されている。駆動円板97はその断面がコの字形をした被
駆動体98の中に挿入され、駆動モード変換用微動アチュ
エータ92により被駆動体98の左右いずれかの壁に押付け
られるように配設されている。

第10図は上述したリニアアクチュエータを制御する装
置の一例を示すブロック図であり、コントローラ101は
外部から入力される位置指令SPまたは速度指令SVと、被
駆動体98に装着されている位置検出器または速度検出器
104からの位置検出値DPまたは速度帰還信号DVとを比較
し、駆動用微動アクチュエータ91と駆動モード変換用微
動アクチュエータ92との相対関係により伸縮指令SS1,SS
2をドライバ102,103にそれぞれ出力する。各ドライバ10
2,103は伸縮指令SS1,SS2を増幅して駆動用微動アクチュ
エータ91ならびに駆動モード変換用微動アクチュエータ
92を制御して被駆動体98を駆動させる。

このリニアアクチュエータの動作シーケンスは第11図
に示すタイムチャートのようになり、以下時間を追って
説明する。

（１）時点t₀〜時点t₃₁ 駆動用微動アクチュエータ91が縮状態から伸状態へ動
作を開始する。従って駆動円板97は中心軸97bを回転中
心として上から見て時計方向に回転を開始する。駆動円
板97の外周部の周速と被駆動体98の慣性力による移動
（詳細は後述）の速度との偏差が所定の許容値以下にな
った時点で駆動モード変換用微動アクチュエータ92が駆
動円板97の外周部と被駆動体98の内側面との間に左側，
右側ともに隙間ができている状態（以下、中立モードと
いう）から駆動円板97の外周部の左側が被駆動体98の内
側面と密着し、駆動円板97の外周部の右側は被駆動体98
の内側面との間に隙間のできる状態（以下、左駆動モー
ドという）に動作する。従って、この時点では駆動用微
動アクチュエータ91の駆動力は被駆動体98に伝わらず、
被駆動体98は慣性力による移動（詳細は後述）が行なわ
れる。

（２）時点t₃₁〜時点t₃₂ 駆動モード変換用微動アクチュエータ92が左駆動モー
ドを保持したまま、駆動用微動アクチュエータ91は縮状
態から伸状態へ動作を続ける。従って、第９図におい
て、被駆動体98は駆動用微動アクチュエータの伸び動作
により精密に制御されて手前側から向こう側へ駆動され
る。

（３）時点t₃₂〜時点t₃₃ 駆動用微動アクチュエータ91は縮状態から伸状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ91が
伸状態の終点に達する以前に駆動モード切換用微動アク
チュエータ92は左駆動モードから中立モードへ動作す
る。従って、被駆動体98には駆動用微動アクチュエータ
91の駆動力は伝わらなくなるが、慣性力により被駆動体
98はそのまま移動を続ける。

（４）時点t₃₃〜時点t₃₄ 駆動用微動アクチュエータ91は伸状態から縮状態へ動
作を開始する。従って駆動円板97は中心軸97bを回転中
心として上から見て反時計方向に回転を開始する。駆動
円板97の外周部の周速と被駆動体98の移動速度との偏差
が所定の許容値以下になった時点で駆動モード変換用微
動アクチュエータ92は中立モードから駆動円板97の外周
部の右側が被駆動体98の内側面と密着し、駆動円板97の
外周部の左側は被駆動体98の内側面との間に隙間ができ
る状態（以下、右駆動モードという）へ動作する。従っ
て、この時点では被駆動体98には駆動用微動アクチュエ
ータ91の駆動力は伝わらず、被駆動体98は慣性力による
移動を続ける。

（５）時点t₃₄〜時点t₃₅ 駆動モード切換え用微動アクチュエータ92は右駆動モ
ードのまま保持し、駆動用微動アクチュエータ91は伸状
態から縮状態への動作を続ける。従って、第９図におい
て被駆動体98は駆動用微動アクチュエータ91の縮み動作
により精密に制御されて手前から向こう側へ駆動され
る。

（６）時点t₃₅〜時点t₃₆ 駆動用微動アクチュエータ91は伸状態から縮状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ91が
縮状態の終点に達する以前に駆動モード切換用微動アク
チュエータ92が右駆動モードから中立モードに動作す
る。従って、被駆動体98には駆動用微動アクチュエータ
91の駆動力を伝わらなくなるが、被駆動体98は慣性力に
よりそのまま移動を続ける。

以上が本発明のリニアアクチュエータの第９図に示す
一例の１サイクルであり、（１）〜（６）を連続的に繰
返すことにより被駆動体98を停止させることなく効率的
に任意の距離だけ任意の速度で精密に制御して移動させ
ることができる。

なお、第１図及び第９図に示す本発明のリニアアクチ
ュエータの例は静止体側に微動アクチュエータを支持さ
せて被駆動体を駆動する構成となっているが、被駆動体
に微動アクチュエータを支持させて微動アクチュエータ
と被駆動体との相対関係が微動アクチュエータと静止体
との相対関係と同一となるような構成とすることによっ
ても上述したリニアアクチュエータと同じ機能を有する
リニアアクチュエータを実現できる。

また、被駆動体の駆動方向に上述したリニアアクチュ
エータを複数個並設し、駆動用微動アクチュエータの駆
動力を被駆動体に伝えるタイミングをお互いにずらすこ
とにより慣性力により被駆動体が移動している時間を無
くすことができる。さらに、微動アクチュエータの駆動
タイミングを変更することにより逆方向への駆動も可能
である。

（発明の効果）以上のように本発明のリニアアクチュエータによれ
ば、駆動用微動アクチュテータの伸び，縮みのいずれの
時点においてもその駆動力を利用することができ、駆動
エネルギーを効率よく被駆動体に伝えることができるの
で、小型にもかかわらず高効率で高速，高推力，高精
度，高加減速可能な動作が得られ、例えば工作機械に利
用すれば工作機械の小型化，高精度化，低コスト化が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリニアアクチュエータの一例を示す斜
視図、第２図はそのリニアアクチュエータを制御する装
置の一例を示すブロック図、第３図はそのリニアアクチ
ュエータの動作例を示すタイムチャート、第４図はその
リニアアクチュエータの具体的動作を示す斜視図、第５
図は本発明のリニアアクチュエータの別の一例を示す斜
視図、第６図はそのリニアアクチュエータを制御する装
置の一例を示すブロック図、第７図はそのリニアアクチ
ュエータの動作例を示すタイムチャート、第８図はその
リニアアクチュエータの具体的動作を示す斜視図、第９
図は本発明のアクチュエータのさらに別の一例を示す斜
視図、第10図はそのリニアアクチュエータを制御する装
置の一例を示すブロック図、第11図はそのリニアアクチ
ュエータの動作例を示すタイムチャート、第12図〜第14
図はそれぞれ従来の直線駆動力を得る手段の一例を示す
構造図、第15図は第14図に示す手段の動作例を示すタイ
ムチャートである。 11,51,91,141……駆動用微動アクチュエータ、12,13,5
2,53,54,55,142,143……固定分離用微動アクチュエー
タ、14,56,98,128,131,144……被駆動体、15……回転
板、16,17,18,58,59,94,96,127,132,145……支えブラケ
ット、19,93,95……圧縮バネ、57……静止体、92……駆
動モード変換用微動アクチュエータ、97……駆動円板、
99……ベース、121……モータ、122,123……プーリ、12
4……ベルト、125……ボールネジ、126……ボールネジ
ナット、133……リニアモータ、21,61,101……コントロ
ーラ、22,23,24,62,63,64,65,66,102,103……ドライ
バ、25,67,104……位置検出器または速度検出器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被駆動体を固定分離可能な第１及び第２の
微動手段と、前記第１及び第２の微動手段を回転中心に
対し対称な位置に支持固定する回転台と、前記回転台を
回転方向に微小駆動可能な第３の微動手段と、前記第1,
第２及び第３の微動手段を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】前記第１及び第２の微動手段による前記被
駆動体の固定は、前記被駆動体は駆動方向の移動速度と
前記第３の微動手段により駆動される前記第１及び第２
の微動手段の前記駆動方向の移動速度との偏差が所定の
許容値以下になった時に行なうように制御する請求項１
に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項３】被駆動体を固定分離可能な第１及び第２の
微動手段と、静止体を固定分離可能な第３及び第４の微
動手段と、前記第１及び第３の微動手段を支持固定する
第１の支えブラケットと、前記第２及び第４の微動手段
の支持固定する第２の支えブラケットと、前記第１及び
第２の支えブラケットを両端に固定して相対的に微動駆
動可能な第５の微動手段と、前記第1,第2,第3,第４及び
第５の微動手段を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項４】前記第１及び第２の微動手段による前記被
駆動体の固定は、前記被駆動体の駆動方向の移動速度と
前記第５の微動手段により駆動される前記第１及び第２
の微動手段の前記駆動方向の移動速度との偏差が所定の
許容値以下になった時に行なうように制御する請求項３
に記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】被駆動体と回転可能な駆動円板とを結合分
離可能な第１の微動手段と、前記駆動円板を回転方向に
微小駆動可能な第２の微動手段と、前記第１及び第２の
微動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
るリニアアクチュエータ。
【請求項６】被駆動体に固定され一体となった微動手段
と静止体との相対関係が、請求項１又は５に記載の被駆
動体と微動手段との相対関係と等価であることを特徴と
するリニアアクチュエータ。
【請求項７】請求項1,3又は５に記載のリニアアクチュ
エータを前記駆動方向に複数個並設したリニアアクチュ
エータ。