JPH1080165A - 電気機械変換素子を使用した回転型駆動装置 - Google Patents
電気機械変換素子を使用した回転型駆動装置Info
- Publication number
- JPH1080165A JPH1080165A JP8253956A JP25395696A JPH1080165A JP H1080165 A JPH1080165 A JP H1080165A JP 8253956 A JP8253956 A JP 8253956A JP 25395696 A JP25395696 A JP 25395696A JP H1080165 A JPH1080165 A JP H1080165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive shaft
- driving
- piezoelectric element
- shaft
- disk
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 16
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 9
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/101—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
- G03B17/42—Interlocking between shutter operation and advance of film or change of plate or cut-film
- G03B17/425—Interlocking between shutter operation and advance of film or change of plate or cut-film motor drive cameras
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/15—Intermittent grip type mechanical movement
- Y10T74/1526—Oscillation or reciprocation to intermittent unidirectional motion
- Y10T74/1529—Slide actuator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
性の高い電気機械変換素子を使用した回転型駆動装置を
提供する。 【解決手段】 駆動装置(アクチエ−タ)10は、圧電
素子15により軸方向に直線駆動される駆動軸16と、
回転軸17に固定された弾性材からなる2枚の円板18
a、18bとからなり、2枚の円板18a、18bの周
縁部は駆動軸16を上下から挟み、その弾性力により駆
動軸16に摩擦結合する。圧電素子15により駆動軸1
6が軸方向に直線駆動されると、2枚の円板18a、1
8bの周縁部は接線方向の力を受け、回転軸17の回り
に回転する。
Description
を使用した回転型駆動装置に関する。
−タが広く使用されており、最近は小型で高速回転型の
ものが広く使用されている。一方、この種のアクチエ−
タを使用する各種の装置では精密な位置制御や高い分解
能、即ち回転角の精密な制御が要求されるため、従来は
電磁モ−タに減速機構を組み合わせて対応してきた。
は、装置が大型になるばかりでなく、減速機構を構成す
る歯車のバツクラツシユなどにより回転角を精密に制御
することは実際上困難であつた。
は小型で高い分解能、即ち精密に位置の制御ができるア
クチエ−タとして、図13、図14に示すような電気機
械変換素子を使用した直進型アクチエ−タを提案し、ま
た、その汎用性を高めるため、図15、図16に示すよ
うな電気機械変換素子を使用した回転型アクチエ−タを
提案した(特開平6−261559号公報参照)。この
ような電気機械変換素子を使用したアクチエ−タは、電
気機械変換素子に伸縮変位を発生させ、その伸縮変位を
駆動部材に伝達し、駆動部材に摩擦結合した移動部材を
介して被駆動部材を移動させるように構成されている。
図14は直進型アクチエ−タの一例で、図13は分解し
た状態を示す斜視図、図14は組立てた状態を示す斜視
図である。直進型アクチエ−タ100は、フレ−ム10
1、フレ−ム101上の支持ブロツク103、104、
駆動軸106、圧電素子105、スライダ102などか
ら構成される。駆動軸106は支持ブロツク103aと
支持ブロツク104により軸方向に移動自在に支持され
ている。圧電素子105の一端は支持ブロツク103に
接着固定され、他の端は駆動軸106の一端に接着固定
される。駆動軸106は圧電素子105の厚み方向の変
位が生じたとき軸方向(矢印a方向、及びこれと反対方
向)に変位可能に支持されている。
が貫通し、駆動軸106が貫通している上部には開口部
102aが形成され、駆動軸106の上半分が露出して
いる。また、この開口部102aには駆動軸106の上
半分に当接するパツド108が嵌挿され、パツド108
には、その上部に突起108aが設けられており、パツ
ド108の突起108aが板ばね109により押し下げ
られ、パツド108には駆動軸106に当接する下向き
の付勢力Fが与えられている。
ライダ102と駆動軸106とは板ばね109の付勢力
Fにより圧接され、摩擦結合している。
子105に図17(a)に示すような緩やかな立上り部
分と急速な立下り部分を持つ鋸歯状波駆動パルスを印加
すると、駆動パルスの緩やかな立上り部分では、圧電素
子105が緩やかに厚み方向に伸び変位し、圧電素子1
05に結合する駆動軸106も正方向(矢印a方向)に
緩やかに変位する。このとき、駆動軸106に摩擦結合
したスライダ102は摩擦結合力により駆動軸106と
共に正方向に移動する。
素子105が急速に厚み方向に縮み変位し、圧電素子1
05に結合する駆動軸106も負方向(矢印aと反対方
向)に急速に変位する。このとき、駆動軸106に摩擦
結合したスライダ102は慣性力により摩擦結合力に打
ち勝つて実質的にその位置に留まり移動しない。圧電素
子105に前記駆動パルスを連続的に印加することによ
り、スライダ102を連続的に正方向に移動させること
ができる。
対方向のいずれにおいてもスライダ102と駆動軸10
6との間の摩擦結合面に滑りを生じつつ追動し、駆動時
間の差によつて全体として矢印a方向に移動するものも
含まれる。
反対方向)に移動させるには、圧電素子105に印加す
る鋸歯状波駆動パルスの波形を変え、図17の(b)に
示すような急速な立上り部分と緩やかな立下り部分から
なる駆動パルスを印加すれば達成することができる。
−タの一例で、図15はその斜視図、図16は断面図で
ある。固定部材201上の軸202にはスラスト軸受2
04、駆動部材205、摩擦円板206、ロ−タ20
7、スラスト軸受208、ばね209が順次配置されて
いる。固定部材201の受け部201aの面201bと
駆動部材205の切り欠き部205aの面205bとの
間に圧電素子215が配置されそれぞれの面に接着固定
される。軸202のねじ部211に螺合するナツト21
0の締め付け量を調整することで、駆動部材205、摩
擦円板206、ロ−タ207の間の摩擦結合力を調整す
る。
加すると、先に説明した直進型アクチエ−タの場合と同
様に、圧電素子215の緩やかな伸び変位では固定部材
201に対し駆動部材205及び摩擦円板206を介し
てロ−タ207が回動する。また、圧電素子215の急
速な縮み変位では駆動部材205は逆方向に回転する
が、ロ−タ207はその位置に留まり、連続して駆動パ
ルスを印加することによりロ−タ207を所定方向に回
転させることができる。
素子を使用したアクチエ−タは、駆動部材が相対的に大
きくなるため、より一層の軽量化が求められる。また、
電気機械変換素子の駆動周波数を人間の耳に聞こえる可
聴周波数よりも高い周波数を使用して人間の耳に不快感
を与えないことが求められるが、このような高い周波数
で電気機械変換素子を効率良く駆動するためには更なる
工夫が必要であつた。この発明は上記課題を解決し、小
型で高い分解能の安定した駆動性能を有する超音波領域
で駆動できる電気機械変換素子を使用した回転型の駆動
装置の提供を目的とする。
決するもので、請求項1の発明では、基台と、前記基台
にその伸縮方向の一端が固定された電気機械変換素子
と、前記電気機械変換素子の伸縮方向の他端に結合さ
れ、前記電気機械変換素子の伸縮方向に直進移動可能に
支持された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合され、
前記電気機械変換素子の伸縮方向を接線として回転可能
に支持された回転部材とから構成されることを特徴とす
る。
基台にその伸縮方向の一端が固定された電気機械変換素
子と、前記電気機械変換素子の伸縮方向の他端に結合さ
れ、前記電気機械変換素子の伸縮方向に直進移動可能に
支持された駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合され、
前記電気機械変換素子の伸縮方向を接線として回転可能
に支持された回転部材と、前記駆動部材と回転部材との
間に摩擦力を付加する摩擦力付加手段とから構成される
ことを特徴とする。
る回転部材は少なくとも2つ以上の部材で構成し、前記
駆動部材を挟み略対称な位置で前記駆動部材に当接させ
摩擦結合するようにするとよい。
る。回転型アクチエ−タ10は、基台11、基台11上
の支持ブロツク12、13、14、圧電素子15、駆動
軸16、回転軸17、及び回転軸17に固定された回転
部材を構成する2枚の円板18a、18bなどから構成
される。駆動軸16は支持ブロツク13と14により軸
方向に移動自在に支持され、圧電素子15の一端は支持
ブロツク12に接着固定され、他端は駆動軸16の一端
に接着固定される。
駆動軸16の直径よりも小さい厚みのスペ−サ19によ
り所定の間隔を保つて回転軸17に固定され、円板18
a、18bの回転中心よりも外側に離れた位置で駆動軸
16を上下から挟み、その弾性力により駆動軸16との
間に回転駆動に必要な摩擦力を発生するように構成され
ている。
子15に緩やかな立上り部分と急速な立下り部分を持つ
鋸歯状波駆動パルスを印加すると、駆動パルスの緩やか
な立上り部分では、圧電素子15が緩やかに厚み方向に
伸び変位し、圧電素子15に結合する駆動軸16も正方
向に緩やかに直進変位する。この結果、駆動軸16に摩
擦結合した円板18a、18bは、その摩擦結合部分に
接線方向の力(矢印a方向の力)を受け、回転軸17の
回りに正方向(矢印b方向)に回転する。
素子15が急速に厚み方向に縮み変位し、圧電素子15
に結合する駆動軸16も負方向(矢印aと反対方向)に
急速に変位する。このとき、駆動軸16に摩擦結合した
円板18a、18bは慣性力により摩擦結合力に打ち勝
つて実質的にその位置に留まり回転しない。圧電素子1
5に前記駆動パルスを連続的に印加することにより、円
板18a、18bを連続的に正方向(矢印b方向)に回
転させることができる。
図1はこの発明の電気機械変換素子を使用した回転型ア
クチエ−タの第1実施例の構成を示す斜視図、図2は図
1の面A−Aに沿つた断面図である。以下、図1及び図
2を参照して説明する。回転型アクチエ−タ1は、基台
11、基台11上の支持ブロツク12、13、14、圧
電素子15、駆動軸16、回転軸17、及び回転軸17
に固定された回転部材を構成する2枚の円板18a、1
8bなどから構成される。
ツク14により軸方向に移動自在に支持されている。圧
電素子15の一端は支持ブロツク12に接着固定され、
他の端は駆動軸16の一端に接着固定される。駆動軸1
6は圧電素子15の厚み方向の変位が生じたとき軸方向
(矢印a方向、及びこれと反対方向)に変位可能に支持
されている。
駆動軸16の直径よりも小さい厚さのスペ−サ19によ
り所定の間隔を保つて回転軸17に固定されている。ま
た、その円板18a、18bはその回転中心よりも外側
に離れた位置で駆動軸16を上下から挟み、その弾性力
により駆動軸16との間に回転駆動に必要な摩擦力を発
生するように構成されている。なお、17aは回転軸1
7に一体に設けた下受座、20は円板18aの上から回
転軸17に挿入された上受座で、円板18a、スペ−サ
19、円板18bを回転軸17に挿入した後、小ねじ2
0aで下受座17aに固定される。回転軸17は基台1
1に設けた軸受11aにより回転自在に支持される。
子15に、図17の(a)に示すような緩やかな立上り
部分と急速な立下り部分を持つ鋸歯状波駆動パルスを印
加すると、駆動パルスの緩やかな立上り部分では圧電素
子15が緩やかに厚み方向に伸び変位し、圧電素子15
に結合する駆動軸16も正方向(矢印a方向)に緩やか
に直進変位する。この結果、駆動軸16に摩擦結合した
円板18a、18bはその摩擦結合部分に接線方向の力
(矢印a方向の力)を受けるので、円板18a、18b
は回転軸17の回りに正方向(図1では反時計方向b)
に回転する。
素子15が急速に厚み方向に縮み変位し、圧電素子15
に結合する駆動軸16も負方向(矢印aと反対方向)に
急速に変位する。このとき、駆動軸16に摩擦結合した
円板18a、18bは慣性力により摩擦結合力に打ち勝
つて実質的にその位置に留まり回転しない。圧電素子1
5に前記駆動パルスを連続的に印加することにより、円
板18a、18bを連続的に正方向(図1では反時計方
向b)に回転させることができる。
対方向のいずれにおいても円板18a、18bと駆動軸
16との間の摩擦結合面に滑りを生じつつ追動し、駆動
時間の差によつて全体として正方向に回転するものも含
まれる。
では時計方向)に回転させるには、圧電素子15に印加
する鋸歯状波駆動パルスの波形を変え、図17の(b)
に示すような、急速な立上り部分と緩やかな立下り部分
からなる駆動パルスを印加すれば達成することができ
る。
変更したり、或いは円板18a、18bを構成するばね
材を適宜選択することによりばね定数を変更して駆動軸
16と円板18a、18bとの間の摩擦結合力を調整
し、最適の摩擦結合力を得ることができる。
中心線を通る平面に対して上下等距離だけ離れた対称位
置に配置されるように回転軸17の受座17aの位置や
スペ−サ19の厚さを調整することで、円板18a、1
8bの弾性力を効率よく摩擦結合力に利用できるばかり
でなく、駆動軸16に曲げ荷重が加わることがないから
信頼性が向上する。また、駆動軸16と円板18a、1
8bとは円板の回転によつても常時接触しているから、
円板の回転による摩擦結合力の変動がなく、常時安定し
た駆動力を得ることができる。
の構成を示す断面図で、前記第1実施例における2枚の
円板18a、18bの間に配置されていたスペ−サ19
を除いた構成である。その他の点は前記第1実施例のも
のと変わらないので、同一部材に同一記号を付して、詳
細な説明は省略する。この構成では、回転型アクチエ−
タを構成する部品の点数を減らすことができる。
の構成を示す断面図で、前記第1実施例における2枚の
円板18a、18bの周縁18c、18dが駆動軸16
に当たらないように外側(駆動軸16と反対側)へ折り
曲げたものである。その他は前記第1実施例のものと変
わらないので、同一部材に同一記号を付して、詳細な説
明は省略する。この構成では、円板18a、18bの周
縁が駆動軸16に当たるおそれがないから、駆動軸16
の材料として、円板18a、18bの周縁が当たると削
れるような柔らかい材料でも使用することができる。
の構成を示す断面図で、前記第1実施例における駆動軸
16の断面を楕円にしたものであり、また、駆動軸16
に摩擦結合する円板を1枚(駆動軸16に下側から摩擦
結合する円板18bのみ)としたものである。その他は
前記第1実施例のものと変わらないので、同一部材に同
一記号を付して、詳細な説明は省略する。この構成で
は、駆動軸16の断面が楕円のため駆動軸16と円板1
8bとの接触面積が増加し、摩擦力が安定して駆動特性
が向上する。なお、第4実施例においても、第1実施例
と同様に、駆動軸16を挟むように2枚の円板(円板1
8a、18b)を設けてもよい。
の構成を示す断面図で、前記第1実施例において、駆動
軸16に摩擦結合する円板を1枚(駆動軸16に上側か
ら摩擦結合する円板18aのみ)としたものである。こ
の構成では、円板18aの弾性力により回転軸17に上
方向に向う力が付与されるから、回転軸17が軸受11
aから抜出さないように回転軸17の端部にスラスト円
板21を固定してある。その他は前記第1実施例のもの
と変わらないので、同一部材に同一記号を付して、詳細
な説明は省略する。この構成では、部品点数が少なく組
み立てを容易に行うことができる。
の構成を示す断面図で、円板18a、18bは、それぞ
れその中心部に回転軸17に嵌合するフランジ18e、
18fが形成され、回転軸17の軸方向には摺動自在
に、回転軸17の回りには回転軸と共に回転するよう
に、フランジと回転軸との間にキ−を設ける等適宜の手
段により支持される。また、回転軸17には、その上側
には上受座23aが挿入固定され、その下側には下受座
23bが一体に形成されている。
スプリング22aが配置され、また、下側円板18bと
下受座23bとの間にはスプリング22bが配置されて
おり、上側円板18aと下側円板18bとは回転軸17
の軸方向に沿つて摺動し、相互に接近する方向に付勢さ
れている。上側円板18aと下側円板18bとは、その
回転中心よりも外側に離れた位置で駆動軸16を上下か
ら挟み、スプリング22a及びスプリング22bの付勢
力により、駆動軸16との間に回転駆動に必要な摩擦力
を発生するように構成されている。
動により、駆動軸16に摩擦結合する上側円板18aと
下側円板18bとに接線方向の駆動力が付与され、上側
円板18aと下側円板18bとが回転運動する点は、第
1乃至第5実施例のものと変わらない。
を通る平面に対して上下等距離だけ離れた対称位置に配
置されるように回転軸17の上受座23a、下受座23
bの位置を設定することで、スプリング22a、22b
の弾性力を効率よく摩擦結合力に利用できるばかりでな
く、駆動軸16に曲げ荷重が加わることがないから信頼
性が向上する。また、駆動軸16と円板18a、18b
とは円板の回転によつても常時接触しているから、円板
の回転による摩擦結合力の変動がなく、常時安定した駆
動力を得ることができる。
(本実施例では四隅が面取りされている)として上側円
板18a、下側円板18bと平面で接触させることで摩
擦接触面が増加して摩擦結合力が安定し、駆動特性を向
上させることができる。
例の構成を示す一部を切り欠いた斜視図、図9は図1の
面A−Aに沿つた断面図である。以下、図8及び図9を
参照して説明する。回転型アクチエ−タ1は、基台3
1、基台31上の支持ブロツク32、33、34、支持
ブロツク32と34の間に架け渡された支持ブロツク3
1a、圧電素子35、駆動軸36、上下に回転軸37a
と37bとを備えた第1円板37、及び上下に回転軸3
8aと38bとを備えた第2円板38、回転軸37aと
回転軸38aとの間に張架されたスプリング39a、回
転軸37bと回転軸38bとの間に張架されたスプリン
グ39bとから構成される。
ツク34により軸方向に移動自在に支持されている。圧
電素子35の一端は支持ブロツク32に接着固定され、
他の端は駆動軸36の一端に接着固定される。駆動軸3
6は圧電素子35の厚み方向の変位が生じたとき軸方向
(矢印a方向、及びこれと反対方向)に変位可能に支持
されている。この部分の構成は第1実施例と同じであ
る。
軸36の直径と略同じ厚みを持ち、第1円板37と第2
円板38との間に配置された駆動軸36に摩擦接触する
ように配置されている。第1円板37の回転軸37a及
び37b、第2円板38の回転軸38a及び38bは、
それぞれ支持ブロツク31aに設けられた穴41a及び
基台31に設けた穴41b、支持ブロツク31aに設け
られた穴42a及び基台31に設けた穴42bに緩く嵌
合して支持されている。
プリング39aが、回転軸37bと回転軸38bとの間
にはスプリング39bが張架され、第1円板37の周縁
及び第2円板38の周縁と、駆動軸36とが適当な圧接
力で摩擦結合するように構成されている。
5に鋸歯状波駆動パルスを印加し、駆動軸36に速度の
異なる往復運動発生させることで、駆動軸36に摩擦結
合する第1円板37及び第2円板38には接線方向の駆
動力が付与され、第1円板37及び第2円板38に回転
運動を発生させることができる。
の中心線に対して対称の位置に配置されているから、ス
プリング38a、39bの弾性力を効率よく摩擦結合力
に利用できるばかりでなく、駆動軸36に曲げ荷重が加
わることがないから信頼性が向上する。また、円板3
7、38から等距離の位置に2つの同一ばね定数のスプ
リング38a、39bを架けることにより、円板37、
38がこじれるおそれもない。
円板37と第2円板38の直径を等しくしているが、直
径の異なる円板を使用することで異なる2つの回転速度
が得られ、分解能の異なる駆動装置を同時に得ることが
できる。
の駆動回路と、その動作について説明する。51は駆動
回路50を制御するCPUで、その入力ポ−トには、図
示しない装置から駆動指令信号が入力される。また、C
PU51の出力ポ−トにはPWM(パルス幅変調)回路
52、昇圧回路53が接続される。55、57はFET
(電界効果型トランジスタ)で、CPU51で決定され
るデユ−テイ比D(ON/OFFの時間比)に基づいて
動作するPWM(パルス幅変調)回路52から出力され
るPWM信号でON/OFF制御される。54、56は
定電流回路で、所定の一定電流で圧電素子に対し充放電
を行うためのものである。駆動回路50で駆動される圧
電素子は、先に図1乃至図9により説明した駆動装置に
おける圧電素子15(或いは35)である。
び図12に示すタイミングチヤ−トを参照しつつ説明す
る。まず駆動装置が定常の駆動状態にあり、圧電素子1
5に対し緩やかな充電と急速な放電を行う、図11のタ
イミングチヤ−トの(a)に示す波形の駆動パルスを印
加する場合の制御動作を説明する。
2及び昇圧回路53は動作状態にあり、PWM回路52
はCPU51で決定された定常駆動に適した所定のデユ
−テイ比Dに基づいてPWM信号(ON/OFF制御信
号)を定電流回路54及びFET55に出力する。この
とき、定電流回路56及びFET57はOFFに維持さ
れるよう制御される(図11の(d)(e)参照)。
力されるPWM信号により、図11の(b)に示すタイ
ミングでON/OFFされ、ONの期間、昇圧回路53
からの出力は定電流回路54を経て一定電流で圧電素子
15に充電される。また、FET55はPWM回路52
から出力されるPWM信号により、図11の(c)に示
すタイミングでON/OFFされ、ONの期間だけ導通
状態となるから圧電素子15に充電された電荷は急速に
放電される。
電され急速に放電されるから、即ち図11のタイミング
チヤ−トの(a)に示す波形の駆動パルスが印加される
ことになる。圧電素子15の緩やかな充電期間、即ち駆
動パルスの緩やかな立ち上がり部では、圧電素子15は
緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸は軸方向
(矢印a方向)へ変位し、円板18a、18bを回転さ
せることができる。
パルスの急速な立ち下がり部では、圧電素子15が急速
に厚み方向の縮み変位を生じ、駆動軸も矢印aと反対方
向へ変位する。
やかな放電を行う、図12のタイミングチヤ−トの
(a)に示す波形の駆動パルスを印加する場合の制御動
作を説明する。
態にあり、PWM回路52はCPU51で決定された定
常駆動に適した所定のデユ−テイ比Dに基づいてPWM
信号(ON/OFF制御信号)を定電流回路56及びF
ET57に出力する。このとき、定電流回路54及びF
ET55はOFFに維持されるよう制御される(図12
(b)(c)参照)。
るPWM信号により、図12の(e)に示すタイミング
でON/OFFされ、ONの期間導通状態となるから、
昇圧回路53からの出力はFET57を経て急速に圧電
素子15に充電される。また、定電流回路56はPWM
回路52から出力されるPWM信号により、図12の
(d)に示すタイミングでON/OFFされ、ONの期
間、圧電素子15に充電された電荷は定電流回路56を
経て一定電流で緩やかに放電される。
電されるので、駆動軸は急速に矢印a方向に伸び、次い
で緩やかに縮む。
7のON/OFFのタイミングには、定電流回路及びF
ETが共にOFFとなる期間を設けてある。これは、定
電流回路及びFETが共にOFFとなる期間が無い場合
には、動作素子の応答遅れなどにより定電流回路とFE
Tの両方が同時にONとなると昇圧回路の出力側が接地
されてしまい、回路破壊や消費電力の異常な増加となる
からである。
機械変換素子の伸縮方向に直進移動可能に支持された駆
動部材に、回転可能に支持された回転部材を摩擦結合さ
せ、電気機械変換素子の伸縮方向の変位を回転部材の回
転運動に変換するものであるから、簡単な構成で、高い
分解能を持ち、信頼性の高い回転型の駆動装置を提供す
ることができる。そして、回転部材を軽量な構造のもの
にすることができるから、電気機械変換素子を超音波領
域で駆動することができ、作動時に不快な雑音の発生す
るおそれがない。
材で構成し、駆動部材を挟み略対称な位置で前記駆動部
材に当接させ摩擦結合するようにするときは、駆動部材
に曲げ応力が加わることがなく、駆動装置の信頼性を向
上させることができる。
例の構成を説明する斜視図。
する断面図。
する断面図。
する断面図。
する断面図。
する断面図。
する斜視図。
ミングチヤ−ト(その1)。
ミングチヤ−ト(その2)。
分解した斜視図。
た状態を示す斜視図。
斜視図。
明する断面図。
形の一例を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】 基台と、 前記基台にその伸縮方向の一端が固定された電気機械変
換素子と、 前記電気機械変換素子の伸縮方向の他端に結合され、前
記電気機械変換素子の伸縮方向に直進移動可能に支持さ
れた駆動部材と、 前記駆動部材に摩擦結合され、前記電気機械変換素子の
伸縮方向を接線として回転可能に支持された回転部材と
から構成されることを特徴とする電気機械変換素子を使
用した回転型駆動装置。 - 【請求項2】 基台と、 前記基台にその伸縮方向の一端が固定された電気機械変
換素子と、 前記電気機械変換素子の伸縮方向の他端に結合され、前
記電気機械変換素子の伸縮方向に直進移動可能に支持さ
れた駆動部材と、 前記駆動部材に摩擦結合され、前記電気機械変換素子の
伸縮方向を接線として回転可能に支持された回転部材
と、 前記駆動部材と回転部材との間に摩擦力を付加する摩擦
力付加手段とから構成されることを特徴とする電気機械
変換素子を使用した回転型駆動装置。 - 【請求項3】 前記回転部材は少なくとも2つ以上の部
材で構成され、前記駆動部材を挟み略対称な位置で前記
駆動部材に当接させ摩擦結合されていることを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載の電気機械変換素子を使
用した回転型駆動装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25395696A JP3456349B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 電気機械変換素子を使用した回転型駆動装置 |
US08/923,111 US6092431A (en) | 1996-09-05 | 1997-09-04 | Rotary type driving device employing electromechanical transducer and apparatus provided with the rotary type driving device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25395696A JP3456349B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 電気機械変換素子を使用した回転型駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1080165A true JPH1080165A (ja) | 1998-03-24 |
JP3456349B2 JP3456349B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=17258309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25395696A Expired - Fee Related JP3456349B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 電気機械変換素子を使用した回転型駆動装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6092431A (ja) |
JP (1) | JP3456349B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7656072B2 (en) | 2004-05-21 | 2010-02-02 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Actuator using piezoelectric device |
KR100950708B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2010-04-01 | (주)아이티시에스 | 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈 |
CN102710167A (zh) * | 2012-05-22 | 2012-10-03 | 南京航空航天大学 | 弯振子激励的旋转超声电机及其电激励方式 |
CN110611453A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-24 | 长春工业大学 | 高负载容量精密压电旋转平台及其驱动定位方法 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6417601B1 (en) | 1999-10-27 | 2002-07-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Piezoelectric torsional vibration driven motor |
US6476537B1 (en) | 1999-11-03 | 2002-11-05 | New Focus, Inc. | Apparatus for controlling a piezoelectric assembly of a piezo actuator coupled with a driven member |
JP2002286111A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Sharp Corp | 駆動機構 |
US6911763B2 (en) * | 2003-05-30 | 2005-06-28 | New Focus, Inc., A Delaware Corporation | Closed loop mover assembly with measurement system |
US20070176514A1 (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-02 | Taiwan Advanced Materials Technologies Corp. | Electromechanical actuator structure |
FR2975054B1 (fr) * | 2011-05-13 | 2014-05-16 | Faurecia Sieges Automobile | Articulation motorisee pour siege de vehicule |
CN105490581B (zh) * | 2015-11-24 | 2017-08-25 | 西安交通大学 | 含有h型结构的高精度大扭矩压电旋转作动装置及方法 |
CN108365773B (zh) * | 2018-04-03 | 2019-09-10 | 合肥工业大学 | 一种旋转压电马达 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2596226A (en) * | 1950-09-25 | 1952-05-13 | Jr George C Eldridge | Device for producing motion |
US3015956A (en) * | 1957-01-31 | 1962-01-09 | Lear Inc | Instrument for measuring displacement of a body |
US3889283A (en) * | 1973-03-14 | 1975-06-10 | Zeiss Stiftung | Photographic diaphragm control means |
JPS50156429A (ja) * | 1974-06-06 | 1975-12-17 | ||
US4264154A (en) * | 1979-06-05 | 1981-04-28 | Polaroid Corporation | Apparatus for automatically controlling transmission of light through a lens system |
JPS5976184A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-05-01 | Hitachi Ltd | アクチユエ−タ |
JPH065431B2 (ja) * | 1988-12-20 | 1994-01-19 | 日東工業株式会社 | 弾性ロール及びその製造法 |
US5225941A (en) * | 1990-07-03 | 1993-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving device |
JPH06261559A (ja) * | 1993-03-09 | 1994-09-16 | Minolta Camera Co Ltd | ロ−タリ−アクチユエ−タ |
US5410206A (en) * | 1993-04-06 | 1995-04-25 | New Focus, Inc. | Piezoelectric actuator for optical alignment screws |
US5589723A (en) * | 1994-03-29 | 1996-12-31 | Minolta Co., Ltd. | Driving apparatus using transducer |
IL113291A0 (en) * | 1995-04-06 | 1995-07-31 | Nanomotion Ltd | A multi-axis rotation device |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP25395696A patent/JP3456349B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-09-04 US US08/923,111 patent/US6092431A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7656072B2 (en) | 2004-05-21 | 2010-02-02 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Actuator using piezoelectric device |
KR100950708B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2010-04-01 | (주)아이티시에스 | 초소형 로봇의 관절용 엑츄에이터 모듈 |
CN102710167A (zh) * | 2012-05-22 | 2012-10-03 | 南京航空航天大学 | 弯振子激励的旋转超声电机及其电激励方式 |
CN110611453A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-24 | 长春工业大学 | 高负载容量精密压电旋转平台及其驱动定位方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6092431A (en) | 2000-07-25 |
JP3456349B2 (ja) | 2003-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5079471A (en) | High torque harmonic traction motor | |
JP3358418B2 (ja) | 電気−機械変換素子を使用した駆動機構 | |
JPH1080165A (ja) | 電気機械変換素子を使用した回転型駆動装置 | |
JPH10337057A (ja) | 駆動装置 | |
JP2002218773A (ja) | 駆動装置 | |
EP0297574A2 (en) | Actuator which drives a driven member by using piezo-electric elements | |
US5099166A (en) | Vibration wave driven motor | |
JPH11103583A (ja) | 電気機械変換素子を使用した駆動装置及びその駆動に適した駆動パルス発生装置 | |
JP2998978B2 (ja) | 振動波装置および駆動装置 | |
JPH0514256Y2 (ja) | ||
JPH1080164A (ja) | 電気機械変換素子を使用した回転型駆動装置 | |
JP3741876B2 (ja) | 弾性表面波アクチュエータ | |
JPS62213585A (ja) | 振動波モ−タ | |
JPH01178909A (ja) | 電動ズームレンズ装置 | |
JP2735179B2 (ja) | 超音波モータを利用した駆動装置 | |
JPH07274543A (ja) | 電気−機械変換素子を使用した駆動装置 | |
JP2629176B2 (ja) | 振動モータ | |
JP2586045B2 (ja) | 振動モータ | |
JP2975072B2 (ja) | アクチュエータの駆動方法及びこの駆動方法を実現した超音波アクチュエータ | |
JP3231418B2 (ja) | 振動波駆動装置およびレンズ鏡筒 | |
JP2564824B2 (ja) | クラツチ | |
JP2794706B2 (ja) | 振動アクチュエータ | |
JP3164857B2 (ja) | 振動波駆動装置および振動波駆動装置を備えた機器 | |
JPH112752A (ja) | 振動アクチュエータ駆動装置とレンズ鏡筒 | |
JPH08140373A (ja) | 超音波アクチュエータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100801 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |