JPS61185081A - 駆動装置 - Google Patents
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- JPS61185081A JPS61185081A JP60024318A JP2431885A JPS61185081A JP S61185081 A JPS61185081 A JP S61185081A JP 60024318 A JP60024318 A JP 60024318A JP 2431885 A JP2431885 A JP 2431885A JP S61185081 A JPS61185081 A JP S61185081A
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- drive device
- driven
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は被駆動体に駆動力を与える駆動装置に関し、さ
らに詳しくは圧電効果を示す圧電体を用いて被駆動体に
駆動力を与える駆動装置に関するものである。
らに詳しくは圧電効果を示す圧電体を用いて被駆動体に
駆動力を与える駆動装置に関するものである。
被駆動体に駆動力を与える駆動装置としては、一般的に
電気入力を用いるものと流体入力を用いるものとに大別
できる。前者の駆動装置の代表的なものは電磁力を利用
した電動モータであり、また後者の代表的なものは油・
空圧モータである。
電気入力を用いるものと流体入力を用いるものとに大別
できる。前者の駆動装置の代表的なものは電磁力を利用
した電動モータであり、また後者の代表的なものは油・
空圧モータである。
一方、近年では圧電体の開発に伴い、この圧電体を用い
た駆動装置が種々提案されている。この圧電体は電圧を
かけると歪が生じる現象、いわゆる逆圧電効果を発揮す
るもので古くから知られているものである。この圧電体
を用いた駆動装置の一方式としては、1973年11月
に発行されたI B M Technical Dis
closure Bulletins、 Vol。
た駆動装置が種々提案されている。この圧電体は電圧を
かけると歪が生じる現象、いわゆる逆圧電効果を発揮す
るもので古くから知られているものである。この圧電体
を用いた駆動装置の一方式としては、1973年11月
に発行されたI B M Technical Dis
closure Bulletins、 Vol。
16、&6に示されたもののように、一方向に歪形態を
有する2個の圧電体を柔機構を介して直交方向に連結し
て組み合わせ、それら直交方向の歪を合成する方式と、
特公昭59−37673号公報に示されたもののように
被駆動体の駆動方向とその直交方向に振動する圧電体を
剛性部材と結合し、その剛性部材の先端に傾斜を有する
振動片を設け、その曲げ振動を利用して、被駆動体を駆
動する方式とがある。
有する2個の圧電体を柔機構を介して直交方向に連結し
て組み合わせ、それら直交方向の歪を合成する方式と、
特公昭59−37673号公報に示されたもののように
被駆動体の駆動方向とその直交方向に振動する圧電体を
剛性部材と結合し、その剛性部材の先端に傾斜を有する
振動片を設け、その曲げ振動を利用して、被駆動体を駆
動する方式とがある。
上述の駆動装置はいずれも圧電体と被駆動体に接触する
駆動端部材との間に柔機構が設けられているため、駆動
力は小さいものである。
駆動端部材との間に柔機構が設けられているため、駆動
力は小さいものである。
本発明の目的は、上述の事柄に基づいてなされたもので
、被駆動体に大きい駆動力を伝達することができる駆動
装置を提供することを目的としたものである。
、被駆動体に大きい駆動力を伝達することができる駆動
装置を提供することを目的としたものである。
本発明は上記の目的を達成するために、被駆動体を駆動
する駆動装置において、一方向に歪形態を有する第1の
圧電体および第2の圧電体を保持部材を介して直交配置
し、圧電体による2方向の振動を被駆動体に伝達するに
当り、柔機構を介せずに圧電体の合成振動を被駆動体に
伝達するようにしたものである。
する駆動装置において、一方向に歪形態を有する第1の
圧電体および第2の圧電体を保持部材を介して直交配置
し、圧電体による2方向の振動を被駆動体に伝達するに
当り、柔機構を介せずに圧電体の合成振動を被駆動体に
伝達するようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の駆動装置の第1の実施例を示すもので
、この図において、1及び2は直方体形状の圧電体で、
この圧電体は例えばチタン酸ジルコン酸鉛(P b (
Z r、 Tl) Os ) (略称PZT)を用い
、低電圧で大変位をつる積層体構造をなしている。5,
6は圧電体1,2の振動変位を示している。9はセラミ
ックなどの耐摩耗性材料でできた駆動端部材、11は被
駆動体、10はベースである。このベース10と保持部
材3との間には被駆動体11の駆動方向と直交方向に変
位する圧電体1を押付力付与手段7例えばボルト締結、
引張りワイヤなどにより常に一定の圧縮力を加えられて
配置されている。圧電体2の変位方向と直交する振動方
向に圧電体1が保持部材3,4間に設けられている。こ
の保持部材3,4には圧電体2に一定の圧縮力を加える
押付力付与手段8が設けられている。保持部材4には駆
動端部材9が設けられている。駆動端部材9は被駆動体
11の被駆動面21で摩擦接触する。保持部材4は保持
部材3と摺動部材31を介して面20で摩擦接触してい
る6面20では剛性部材3,4間の摩擦係数を小さくす
るため材質として例えば摺動部材31として四ふつ化エ
チレンPTFE、保持部材4として炭化ケイ素SiCを
用い、潤滑油例えばグリース、固体潤滑剤例えば二硫化
モリブデンMoS2を用いて摩擦係数を例えば0.02
程度にまで下げておく、逆に面21では駆動端部材9に
例えば窒素化ケイ素、被駆動体11に例えば鉄鋼材料を
用い無潤滑とすることにより、摩擦係数を0.2程度と
大きくしておく。被駆動体11は固定壁19から弾性部
材18、軸受手段17を介し駆動端部材9に押し付けら
れている。12は発信器、13はアンプ、14は位相変
換器、15はアンプ、16は動作コントローラで、この
コントローラ16は発信器12の周波数及び”位相変換
器14の位相を調整する。
、この図において、1及び2は直方体形状の圧電体で、
この圧電体は例えばチタン酸ジルコン酸鉛(P b (
Z r、 Tl) Os ) (略称PZT)を用い
、低電圧で大変位をつる積層体構造をなしている。5,
6は圧電体1,2の振動変位を示している。9はセラミ
ックなどの耐摩耗性材料でできた駆動端部材、11は被
駆動体、10はベースである。このベース10と保持部
材3との間には被駆動体11の駆動方向と直交方向に変
位する圧電体1を押付力付与手段7例えばボルト締結、
引張りワイヤなどにより常に一定の圧縮力を加えられて
配置されている。圧電体2の変位方向と直交する振動方
向に圧電体1が保持部材3,4間に設けられている。こ
の保持部材3,4には圧電体2に一定の圧縮力を加える
押付力付与手段8が設けられている。保持部材4には駆
動端部材9が設けられている。駆動端部材9は被駆動体
11の被駆動面21で摩擦接触する。保持部材4は保持
部材3と摺動部材31を介して面20で摩擦接触してい
る6面20では剛性部材3,4間の摩擦係数を小さくす
るため材質として例えば摺動部材31として四ふつ化エ
チレンPTFE、保持部材4として炭化ケイ素SiCを
用い、潤滑油例えばグリース、固体潤滑剤例えば二硫化
モリブデンMoS2を用いて摩擦係数を例えば0.02
程度にまで下げておく、逆に面21では駆動端部材9に
例えば窒素化ケイ素、被駆動体11に例えば鉄鋼材料を
用い無潤滑とすることにより、摩擦係数を0.2程度と
大きくしておく。被駆動体11は固定壁19から弾性部
材18、軸受手段17を介し駆動端部材9に押し付けら
れている。12は発信器、13はアンプ、14は位相変
換器、15はアンプ、16は動作コントローラで、この
コントローラ16は発信器12の周波数及び”位相変換
器14の位相を調整する。
上述した本発明の装置の第1の実施例の基本的な動作は
、圧電体1,2に適当な位相差をもつ交流任意波形電圧
をかけると、それぞれの変位5及び6が駆動端部材9で
合成され、駆動端部材9が周回軌跡を描くことによって
押し付けられた被駆動体11を一方向に接触駆動するも
のである。
、圧電体1,2に適当な位相差をもつ交流任意波形電圧
をかけると、それぞれの変位5及び6が駆動端部材9で
合成され、駆動端部材9が周回軌跡を描くことによって
押し付けられた被駆動体11を一方向に接触駆動するも
のである。
第2図は、第1図に示す本発明の装置の第1の実施例の
圧電体1,2の発生力と摩擦接触面20゜21の摩擦力
を示す図である。摩擦接触面20゜21の静摩擦係数を
μ′、μとする。圧電体1゜2の発生力をFl、 F□
とする1面20,21の摩擦力はμ′Fよ、μF1であ
る。ここでμ’ F、 <(F、≦μF1 ・
・・・・・ (1)の関係がなりたてば、被駆動体11
は駆動端部材9に対してすべらず、保持部材4は保持部
材3に対してすべるような駆動ができる。
圧電体1,2の発生力と摩擦接触面20゜21の摩擦力
を示す図である。摩擦接触面20゜21の静摩擦係数を
μ′、μとする。圧電体1゜2の発生力をFl、 F□
とする1面20,21の摩擦力はμ′Fよ、μF1であ
る。ここでμ’ F、 <(F、≦μF1 ・
・・・・・ (1)の関係がなりたてば、被駆動体11
は駆動端部材9に対してすべらず、保持部材4は保持部
材3に対してすべるような駆動ができる。
次に、上述した本発明の装置の第1の実施例の動作を示
す。
す。
第3図、第4図は、第1図に示す本発明の装置の第1の
実施例の動作を示す図である。第3図は発信器12の波
形が正弦波である場合の駆動部材9の動作を示す、圧電
体1,2のそれぞれの最大振幅をa、bとすると、駆動
端部材9の運動範囲は圧電体1,2間での印加電圧の位
相差により、図示の一辺2a、2bの長方形領域Aの四
辺に接する楕円となる。正弦波を入力した場合はπ/2
の位相差の印加電圧を与えることにより、方向をもった
図示(方向は図示していない)の楕円軌跡の長軸短軸が
駆動方向及びそれと直交する方向となる楕円軌跡となり
、駆動方向に2bの変位を示し、駆動方向に一番効率の
よい位相差である。
実施例の動作を示す図である。第3図は発信器12の波
形が正弦波である場合の駆動部材9の動作を示す、圧電
体1,2のそれぞれの最大振幅をa、bとすると、駆動
端部材9の運動範囲は圧電体1,2間での印加電圧の位
相差により、図示の一辺2a、2bの長方形領域Aの四
辺に接する楕円となる。正弦波を入力した場合はπ/2
の位相差の印加電圧を与えることにより、方向をもった
図示(方向は図示していない)の楕円軌跡の長軸短軸が
駆動方向及びそれと直交する方向となる楕円軌跡となり
、駆動方向に2bの変位を示し、駆動方向に一番効率の
よい位相差である。
第4図にて、発信器12の波形が矩形波である場合の駆
動端部材9の動作を示す、第3図で示したように圧電体
1,2の最大振幅をa、bとしたとき、駆動端部材9の
運動範囲は圧電体1,2の印加電圧の位相差により、図
示の一辺2a、2bの長方形領域Bの四辺に頂点をもつ
四辺形となる。
動端部材9の動作を示す、第3図で示したように圧電体
1,2の最大振幅をa、bとしたとき、駆動端部材9の
運動範囲は圧電体1,2の印加電圧の位相差により、図
示の一辺2a、2bの長方形領域Bの四辺に頂点をもつ
四辺形となる。
圧電体1,2にπ/2の位相差の印加電圧を与えること
により方向をもった図示(方向は図示していない)のB
の枠と一致する長方形軌跡となり、この場合も駆動方向
に2bの変位を示し、駆動方向に一番効率のよい位相差
である。
により方向をもった図示(方向は図示していない)のB
の枠と一致する長方形軌跡となり、この場合も駆動方向
に2bの変位を示し、駆動方向に一番効率のよい位相差
である。
その他台形波、三角波などについても本実施例で示す被
駆動体11の駆動方向に対し圧電体1゜2の変位方向が
一致直交している場合は圧電体1゜2に印加する電圧の
位相差がπ/2のとき被駆動体に対して一番効率のよい
波形をとる。
駆動体11の駆動方向に対し圧電体1゜2の変位方向が
一致直交している場合は圧電体1゜2に印加する電圧の
位相差がπ/2のとき被駆動体に対して一番効率のよい
波形をとる。
次に本発明の第2の実施例を第5図を用いて説明する。
この図において、1及び2は直方体形状の圧電体で、こ
の圧電体は例えばチタン酸ジルコン酸鉛(Pb (Zr
、Ti)03) (略称PZT)を用いて低電圧で大
変位をつる積層体構造をなしている。5,6は圧電体1
,2の振動変位を示している。9はセラミックなどの耐
摩耗性材料でできた駆動端部材、11は被駆動体、10
はベースである。このベース10と保持部材3との間に
は被駆動体11の駆動方向に振動する圧電体1が押付力
付与手段7例えばボルト締結、ワイヤ引張りなどにより
常に圧縮力を加えられた状態で配置されている。圧電体
2は圧電体1の振動方向と直交する振動方向に保持部材
3,4間に設けられている。保持部材3,4には圧電体
2に一定の圧縮力を加える押付力付与手段8が設けられ
ている。保持部材4には駆動端部材9が結合されている
。駆動端部材9は被駆動体11の被駆動面21で摩擦接
触する。保持部材3はベース10と面2oとで構成され
る案内手段によって摩擦接触している。
の圧電体は例えばチタン酸ジルコン酸鉛(Pb (Zr
、Ti)03) (略称PZT)を用いて低電圧で大
変位をつる積層体構造をなしている。5,6は圧電体1
,2の振動変位を示している。9はセラミックなどの耐
摩耗性材料でできた駆動端部材、11は被駆動体、10
はベースである。このベース10と保持部材3との間に
は被駆動体11の駆動方向に振動する圧電体1が押付力
付与手段7例えばボルト締結、ワイヤ引張りなどにより
常に圧縮力を加えられた状態で配置されている。圧電体
2は圧電体1の振動方向と直交する振動方向に保持部材
3,4間に設けられている。保持部材3,4には圧電体
2に一定の圧縮力を加える押付力付与手段8が設けられ
ている。保持部材4には駆動端部材9が結合されている
。駆動端部材9は被駆動体11の被駆動面21で摩擦接
触する。保持部材3はベース10と面2oとで構成され
る案内手段によって摩擦接触している。
保持部材3には摺動部材31を設け、摺動部材31と保
持部材4との間の摩擦係数を小さくするため、材質とし
て例えば摺動部材31に四フッ化エチレンPTFE、保
持部材4に炭化ケイ素SiCを用い、潤滑油例えばグリ
ース、固体潤滑剤例えば二硫化モリブデンMoS、を用
いて摩擦係数を例えば0.02程度にまで下げておく。
持部材4との間の摩擦係数を小さくするため、材質とし
て例えば摺動部材31に四フッ化エチレンPTFE、保
持部材4に炭化ケイ素SiCを用い、潤滑油例えばグリ
ース、固体潤滑剤例えば二硫化モリブデンMoS、を用
いて摩擦係数を例えば0.02程度にまで下げておく。
逆に面21では駆動端部材9に例えばアルミナセラミッ
クス。
クス。
被駆動体11に例えば鉄鋼材料を用い無潤滑とすること
により、摩擦係数を0.2程度と大きくしておく、被駆
動体11は固定壁19から弾性部材18、軸受手段17
を介し、駆動端部材9に押し付けられている。12は発
信器、13はアンプ、14は位相変換器、15はアンプ
、16は動作コントローラで、このコントローラ16は
発信器12の周波数及び位相変換器14の位相を調整す
る。
により、摩擦係数を0.2程度と大きくしておく、被駆
動体11は固定壁19から弾性部材18、軸受手段17
を介し、駆動端部材9に押し付けられている。12は発
信器、13はアンプ、14は位相変換器、15はアンプ
、16は動作コントローラで、このコントローラ16は
発信器12の周波数及び位相変換器14の位相を調整す
る。
上述した本発明の装置の第1の実施例の基本的な動作は
、圧電体1.2に適当な位相差をもつ交流任意波形電圧
をかけると、それぞれの変位5及び6が駆動端部材9で
合成され、駆動端部材9が周回軌跡を描くことによって
押し付けられた被駆動体11を一方向に接触駆動するも
のである。
、圧電体1.2に適当な位相差をもつ交流任意波形電圧
をかけると、それぞれの変位5及び6が駆動端部材9で
合成され、駆動端部材9が周回軌跡を描くことによって
押し付けられた被駆動体11を一方向に接触駆動するも
のである。
第6図は、第5図に示す本発明の装置の第2の実施例の
圧電体1,2の発生力と摩擦接触面20゜21の摩擦力
を示す図である。接触面20.21の静摩擦係数をμ′
、μとして圧電体1,2の発生力をFl、F、とする。
圧電体1,2の発生力と摩擦接触面20゜21の摩擦力
を示す図である。接触面20.21の静摩擦係数をμ′
、μとして圧電体1,2の発生力をFl、F、とする。
面20.21の摩擦力はμ′F2.μF2である。ここ
で第1の実施例と同様に μ’ F、 <<F、 ≦μ F2
・・・・・・ (2)の関係がなりたてば、被駆
動体11は駆動端部材9に対してすべらず、保持部材3
はベース10に対してすべるような駆動ができる。
で第1の実施例と同様に μ’ F、 <<F、 ≦μ F2
・・・・・・ (2)の関係がなりたてば、被駆
動体11は駆動端部材9に対してすべらず、保持部材3
はベース10に対してすべるような駆動ができる。
次に、上述した本発明の装置の第2の実施例の動作を示
す。
す。
第7図、第8図は、第5図に示す本発明の装置の第2の
実施例の動作を示す図である。第7図は発信器12の波
形が正弦波である場合の駆動端部材9の動作を示す、圧
電体1,2のそれぞれの最大振幅をa、bとすると、駆
動端部材9の運動範囲は圧電体1,2間での印加電圧の
位相差により、図示の一辺2a、2bの長方形領域Cの
四辺に接する楕円となる。正弦波を入力した場合はπ/
2の位相差の印加電圧を与えることにより、方向をもっ
た図示(方向は図示していない)の楕円軌跡の長軸、短
軸が駆動方向及びそれと直交する方向となる楕円軌跡と
なり、駆動方向に2bの変位を示し、駆動方向に一番効
率のよい位相差である。
実施例の動作を示す図である。第7図は発信器12の波
形が正弦波である場合の駆動端部材9の動作を示す、圧
電体1,2のそれぞれの最大振幅をa、bとすると、駆
動端部材9の運動範囲は圧電体1,2間での印加電圧の
位相差により、図示の一辺2a、2bの長方形領域Cの
四辺に接する楕円となる。正弦波を入力した場合はπ/
2の位相差の印加電圧を与えることにより、方向をもっ
た図示(方向は図示していない)の楕円軌跡の長軸、短
軸が駆動方向及びそれと直交する方向となる楕円軌跡と
なり、駆動方向に2bの変位を示し、駆動方向に一番効
率のよい位相差である。
第8図にて、発信器12の波形が矩形波である場合の駆
動端部材9の動作を示す、圧電体1,2の最大振幅をa
、bとしたとき、駆動端部材9の運動範囲は圧電体1,
2の印加電圧の位相差により、図示の一辺2a、2bの
長方形領域りの四辺に頂点をもつ四辺形となる。圧電体
1.2にπ/2の位相差の印加電圧を与えることにより
方向をもった図示(方向は図示していない)のDの枠と
一致する長方形軌跡となり、この場合も駆動方向に2a
の変位を示し、駆動方向に一番効率のよい位相差である
。その他、台形波、三角波についても位相差π/2で効
率最大の動作を示す。
動端部材9の動作を示す、圧電体1,2の最大振幅をa
、bとしたとき、駆動端部材9の運動範囲は圧電体1,
2の印加電圧の位相差により、図示の一辺2a、2bの
長方形領域りの四辺に頂点をもつ四辺形となる。圧電体
1.2にπ/2の位相差の印加電圧を与えることにより
方向をもった図示(方向は図示していない)のDの枠と
一致する長方形軌跡となり、この場合も駆動方向に2a
の変位を示し、駆動方向に一番効率のよい位相差である
。その他、台形波、三角波についても位相差π/2で効
率最大の動作を示す。
次に本発明の装置に用いられる案内手段の他の例を第9
図を用いて説明する0本実施例は、第1の実施例、第2
の実施例で述べた駆動装置の低摩擦の要求される摺動面
20の潤滑を確実にする案内手段の他の例を示すもので
ある。すなわち、第1の実施例及び第2の実施例では保
持部材3に摺動部材31を設けたが、潤滑を確実とする
ため。
図を用いて説明する0本実施例は、第1の実施例、第2
の実施例で述べた駆動装置の低摩擦の要求される摺動面
20の潤滑を確実にする案内手段の他の例を示すもので
ある。すなわち、第1の実施例及び第2の実施例では保
持部材3に摺動部材31を設けたが、潤滑を確実とする
ため。
摺動部材31を除き、静圧軸受による案内手段を構成す
るもので、保持部材3に給気孔32を設ける。給気孔3
2は保持部材3に貫かれた穴、管33、管34を介して
空気源例えば圧縮機35とつながっている。第9図にお
いて、36は給気孔32からの空気の流れを示している
。
るもので、保持部材3に給気孔32を設ける。給気孔3
2は保持部材3に貫かれた穴、管33、管34を介して
空気源例えば圧縮機35とつながっている。第9図にお
いて、36は給気孔32からの空気の流れを示している
。
第9図で示した案内手段の他の例を備えた本発明の第3
の実施および第4の実施例をそれぞれ第10図、第11
図に示す、第10図では上述した案内手段により保持部
材3,4間に、また第11図ではベース10と保持部材
3との間に静圧力によるすきまが形成されており1図中
では誇張して示した。これらの実施例による駆動装置は
、低摩擦の要求される摺動面の潤滑を容易にする利点が
ある。
の実施および第4の実施例をそれぞれ第10図、第11
図に示す、第10図では上述した案内手段により保持部
材3,4間に、また第11図ではベース10と保持部材
3との間に静圧力によるすきまが形成されており1図中
では誇張して示した。これらの実施例による駆動装置は
、低摩擦の要求される摺動面の潤滑を容易にする利点が
ある。
以上述べた実施例においては圧電体1,2の変位方向5
.6と被駆動体11の駆動方向が一致もしくは直交する
形式の駆動装置について述べてきたが、圧電体1,2の
変位方向5,6と被駆動体11の駆動方向が一致、直交
しない形式の本発明の駆動装置の第5の実施例および第
6の実施例をそれぞれ第12図、第13図により説明す
る。
.6と被駆動体11の駆動方向が一致もしくは直交する
形式の駆動装置について述べてきたが、圧電体1,2の
変位方向5,6と被駆動体11の駆動方向が一致、直交
しない形式の本発明の駆動装置の第5の実施例および第
6の実施例をそれぞれ第12図、第13図により説明す
る。
第12図は本発明の装置の第5の実施例を示すもので、
この図において第1図と同符号のものは同一部分または
相当する部分を示す、この実施例は被駆動体11の駆動
方向が圧電体1の変位方向6に対して角度θ、傾き、駆
動装置の駆動端部材9及び保持部材3,4の接触面20
が圧電体2の変位方向6に対して角度θ、傾いて構成さ
れている。この場合、圧電体1が圧電体2に対して印加
電圧が位相T1進んでいて、圧電体1,2の最大振幅a
、bの正弦波電圧を印加すると。
この図において第1図と同符号のものは同一部分または
相当する部分を示す、この実施例は被駆動体11の駆動
方向が圧電体1の変位方向6に対して角度θ、傾き、駆
動装置の駆動端部材9及び保持部材3,4の接触面20
が圧電体2の変位方向6に対して角度θ、傾いて構成さ
れている。この場合、圧電体1が圧電体2に対して印加
電圧が位相T1進んでいて、圧電体1,2の最大振幅a
、bの正弦波電圧を印加すると。
とr8を選べば、図示するような被駆動体11の駆動方
向が駆動端部材9の先端楕円軌跡Eの長軸もしくは短軸
と一致する。この場合、被駆動体11の駆動方向の楕円
軸の長さ2b′、それと直交する楕円軸の長さ2a’は
次式で与えられる。
向が駆動端部材9の先端楕円軌跡Eの長軸もしくは短軸
と一致する。この場合、被駆動体11の駆動方向の楕円
軸の長さ2b′、それと直交する楕円軸の長さ2a’は
次式で与えられる。
被駆動体11の駆動方向への最大被駆動距離は2b’で
ある。
ある。
また圧電体1,2の駆動力F、 、 F、 、接触面2
0.21の静摩擦係数μ′、μとすると。
0.21の静摩擦係数μ′、μとすると。
fi’ (F、cosθ1−F、sinθ、)+F、
sinθ1<(F、cos θ1≦ tt (F、c
os θ1+F、sin θL)+F1sinθ、
−(6)が成りたつとする。第12
図においても接触面20において保持部材3に第9図に
示した給気孔32を設けることにより潤滑が容易になる
ことはいうまでもない。
sinθ1<(F、cos θ1≦ tt (F、c
os θ1+F、sin θL)+F1sinθ、
−(6)が成りたつとする。第12
図においても接触面20において保持部材3に第9図に
示した給気孔32を設けることにより潤滑が容易になる
ことはいうまでもない。
第13図は、本発明の第6の実施例を示すもので、この
実施例において第5図と同符号のものは同一部分または
相当する部分である。この実施例は被駆動体11の駆動
方向が圧電体1の変位方向5に対して角度θ2傾き、駆
動装置の駆動端部材9及び保持部材3、ベース10の接
触面20が圧電体1の変位方向5に対して角度θ、傾い
ている。
実施例において第5図と同符号のものは同一部分または
相当する部分である。この実施例は被駆動体11の駆動
方向が圧電体1の変位方向5に対して角度θ2傾き、駆
動装置の駆動端部材9及び保持部材3、ベース10の接
触面20が圧電体1の変位方向5に対して角度θ、傾い
ている。
この場合、圧電体1が圧電体2に対して印加電圧が位相
T2進んでいて、圧電体1,2の最大振幅a、bの正弦
波電圧を印加すると、 ab とψ□を選べば1図示するような被駆動体11の駆動方
向が駆動端部9の先端楕円軌跡Fの長軸もしくは短軸と
一致する。この場合被駆動体11の駆動方向の楕円軸長
さ2a′、それと直交する楕円軸長さ2b’は次式で与
えられる。
T2進んでいて、圧電体1,2の最大振幅a、bの正弦
波電圧を印加すると、 ab とψ□を選べば1図示するような被駆動体11の駆動方
向が駆動端部9の先端楕円軌跡Fの長軸もしくは短軸と
一致する。この場合被駆動体11の駆動方向の楕円軸長
さ2a′、それと直交する楕円軸長さ2b’は次式で与
えられる。
被駆動体11の駆動方向への最大被駆動距離は2a’で
ある。また圧電体1,2の駆動力FLIF8.接触面2
0.21の静摩擦係数μ′、μとすると、 μ’ (F、cogθ、−F、s+inθ、)−F1
ginθ1<<p’、cos θ2≦p (F、co
s θ、+F、sin θ2)+F、sinθ、
−(10)がなりたつとする、第
13図においても接触面20においてベース10に第9
図に示した給気孔32を設けることにより潤滑が容易に
なることはいうまでもない。
ある。また圧電体1,2の駆動力FLIF8.接触面2
0.21の静摩擦係数μ′、μとすると、 μ’ (F、cogθ、−F、s+inθ、)−F1
ginθ1<<p’、cos θ2≦p (F、co
s θ、+F、sin θ2)+F、sinθ、
−(10)がなりたつとする、第
13図においても接触面20においてベース10に第9
図に示した給気孔32を設けることにより潤滑が容易に
なることはいうまでもない。
以上述べた第12図および第13図に示す本発明の第5
.第6の実施例によれば、斜め配置された被駆動体11
を駆動することができる。
.第6の実施例によれば、斜め配置された被駆動体11
を駆動することができる。
次に本発明の装置の適用例を第14図〜第18図にて説
明する。
明する。
第14図は本発明の駆動袋[26を用いた回転アクチュ
エータを示すものである。この例においては円板ベース
10に本発明の駆動装置26を円周方向が駆動方向とな
るよう例えば3個設け、3点接触で支持する構造となっ
ている0円環状の被駆動体11は弾性部材18を介して
ロータ27に固定され、さらに止めリング30により駆
動端部材9に押し付けられている。ロータ27とケーシ
ング29は回転軸受28bにより、またロータ27とベ
ース10は回転軸受28aにより支持されている。この
回転アクチュエータは、駆動装置26の各圧電体に正弦
波、矩形波5台形波、もしくは三角波をπ/2の位相差
で印加することにより、被駆動体11を周回運動させる
ことができる。
エータを示すものである。この例においては円板ベース
10に本発明の駆動装置26を円周方向が駆動方向とな
るよう例えば3個設け、3点接触で支持する構造となっ
ている0円環状の被駆動体11は弾性部材18を介して
ロータ27に固定され、さらに止めリング30により駆
動端部材9に押し付けられている。ロータ27とケーシ
ング29は回転軸受28bにより、またロータ27とベ
ース10は回転軸受28aにより支持されている。この
回転アクチュエータは、駆動装置26の各圧電体に正弦
波、矩形波5台形波、もしくは三角波をπ/2の位相差
で印加することにより、被駆動体11を周回運動させる
ことができる。
周回運動軌跡は軌跡の半分は駆動方向、半分は反駆動方
向であるが、軌跡のうち駆動装置側の半分の軌跡の際は
他の駆動装置が強い押付力を発生するように3個の駆動
装置を−πの位相差で駆動させることにより、接触面で
すべるようにする。この場合の本発明の各駆動装置26
a、26b。
向であるが、軌跡のうち駆動装置側の半分の軌跡の際は
他の駆動装置が強い押付力を発生するように3個の駆動
装置を−πの位相差で駆動させることにより、接触面で
すべるようにする。この場合の本発明の各駆動装置26
a、26b。
26cの変位量Da、Db+ Dcの時間変化Tを第1
5図に1本発明の各駆動装置26a〜26c先端の周回
運動軌跡を第16図に、被駆動速度Vの時間T変化を第
17図に示す。なお、第15図において実線は圧電体1
の変位点線は圧電体2の変位を示す。
5図に1本発明の各駆動装置26a〜26c先端の周回
運動軌跡を第16図に、被駆動速度Vの時間T変化を第
17図に示す。なお、第15図において実線は圧電体1
の変位点線は圧電体2の変位を示す。
次に、被駆動体11を直線方向に移動させるアクチュエ
ータの適用例を第18図に示す。この例において、ベー
ス10a、10bに固定された本発明の駆動装置26a
、26b及び26c、26dに被駆動体11ははさまれ
、ベース10bは固定壁19より弾性部材18により一
定押付力で押し付けられている。この動作を次に示す、
駆動装置26a及び26cと26b及び26dをπの位
相差で電圧印加(任意波形)することにより駆動端部材
の周回軌跡により被駆動体11を直線方向に移動させる
ことができる。
ータの適用例を第18図に示す。この例において、ベー
ス10a、10bに固定された本発明の駆動装置26a
、26b及び26c、26dに被駆動体11ははさまれ
、ベース10bは固定壁19より弾性部材18により一
定押付力で押し付けられている。この動作を次に示す、
駆動装置26a及び26cと26b及び26dをπの位
相差で電圧印加(任意波形)することにより駆動端部材
の周回軌跡により被駆動体11を直線方向に移動させる
ことができる。
以上詳述したように、本発明によれば1弾性部材を介さ
ず効率よく動力を被駆動体に伝達できるので、被駆動体
に大きな駆動力を伝達することができる。
ず効率よく動力を被駆動体に伝達できるので、被駆動体
に大きな駆動力を伝達することができる。
第1図は本発明の装置の第1の実施例の構成を示す図、
第2図は第1図に示す本発明の駆動装置の第1の実施例
における動作時発生力を示す説明図、第3図は第1図に
示す本発明の駆動装置の第1の実施例における正弦波印
加時の駆動端部材の軌跡を示す図、第4図は第1図に示
す本発明の駆動装置の第1の実施例における矩形波印加
時の駆動端部材の軌跡を示す図、第5図は本発明の装置
の第2の実施例の構成を示す図、第6図は第5図に示す
本発明の駆動装置の第2の実施例における発生力を示す
図、第7図および第8図はそれぞれ第5図に示す本発明
の駆動装置の第2の実施例における正弦波、矩形波印加
時の駆動端部材の軌跡を示す図、第9図は本発明に用い
られる案内手段の他の例を示す斜視図、第10図は本発
明の装置の第3の実施例の構成を示す図、第11図は本
発明の装置の第4の実施例の構成を示す図、第12図は
本発明の装置の第5の実施例の構成を示す図、第13図
は本発明の装置の第6の実施例の構成を示す図、第14
図は本発明の装置を回転アクチュエータに適用した例を
示す図、第15図〜第17図はその駆動動作説明図、第
18図は本発明の装置の他の適用例を示す図である。 1.2・・・圧電体、3,4・・・保持部材、5,6・
・・圧電体1,2の変位、7,8・・・押付力付与手段
、9・・・駆動端部材、10・・・ベース、11・・・
被駆動体、12・・・発信器、13・・・アンプ、14
・・・位相変換器、15・・・アンプ、16・・・動作
コントローラ、17・・・軸受、18・・・弾性部材、
19・・・固定壁、20゜21・・・接触面、26・・
・本発明の駆動装置、27・・・ロータ、28・・・回
転軸受、29・・・ケーシング、30・・・止めリング
、31・・・摺動部材、32・・・給気孔、33・・・
管、34・・・弁、35・・・圧縮機。
第2図は第1図に示す本発明の駆動装置の第1の実施例
における動作時発生力を示す説明図、第3図は第1図に
示す本発明の駆動装置の第1の実施例における正弦波印
加時の駆動端部材の軌跡を示す図、第4図は第1図に示
す本発明の駆動装置の第1の実施例における矩形波印加
時の駆動端部材の軌跡を示す図、第5図は本発明の装置
の第2の実施例の構成を示す図、第6図は第5図に示す
本発明の駆動装置の第2の実施例における発生力を示す
図、第7図および第8図はそれぞれ第5図に示す本発明
の駆動装置の第2の実施例における正弦波、矩形波印加
時の駆動端部材の軌跡を示す図、第9図は本発明に用い
られる案内手段の他の例を示す斜視図、第10図は本発
明の装置の第3の実施例の構成を示す図、第11図は本
発明の装置の第4の実施例の構成を示す図、第12図は
本発明の装置の第5の実施例の構成を示す図、第13図
は本発明の装置の第6の実施例の構成を示す図、第14
図は本発明の装置を回転アクチュエータに適用した例を
示す図、第15図〜第17図はその駆動動作説明図、第
18図は本発明の装置の他の適用例を示す図である。 1.2・・・圧電体、3,4・・・保持部材、5,6・
・・圧電体1,2の変位、7,8・・・押付力付与手段
、9・・・駆動端部材、10・・・ベース、11・・・
被駆動体、12・・・発信器、13・・・アンプ、14
・・・位相変換器、15・・・アンプ、16・・・動作
コントローラ、17・・・軸受、18・・・弾性部材、
19・・・固定壁、20゜21・・・接触面、26・・
・本発明の駆動装置、27・・・ロータ、28・・・回
転軸受、29・・・ケーシング、30・・・止めリング
、31・・・摺動部材、32・・・給気孔、33・・・
管、34・・・弁、35・・・圧縮機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被駆動体を駆動する駆動装置において、ベースに一
方向に振動する第1の圧電体の一端を固定し、この第1
の圧電体の振動側他端に第1の保持体を設け、この第1
の保持体に前記第1の圧電体の振動方向と直交する第2
の圧電体の一端を固定し、この第2の圧電体の振動側他
端に第2の保持体を設け、この第2の保持体に被駆動体
に接触駆動力を与える駆動端部材を設けたことを特徴と
する駆動装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の駆動装置において、第
1の圧電体の一端をその振動方向が水平線に対して平行
となるようにベースに固定し、この第1の圧電体の振動
側他端に設けた第1の保持体を案内手段によつてベース
に移動可能に支持したことを特徴とする駆動装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の駆動装置において、第
1の圧電体の一端をその振動方向が垂直線に対して平行
となるようにベースに固定し、その第1の圧電体の振動
側他端に設けた第1の保持体に、第2の圧電体の一端を
支持すると共に、その第2の圧電体の振動側他端に設け
た第2の保持体を案内手段によつて移動可能に支持した
ことを特徴とする駆動装置。 4、特許請求の範囲第2項または第3項記載の駆動装置
において、ベースと第1の保持体および第1の保持体と
第2の保持体との間にそれぞれ押付力付与手段を設けた
ことを特徴とする駆動装置。 5、特許請求の範囲第2項ないし第4項のいずれかに記
載の駆動装置において、案内手段は低摩擦摺動面で構成
されていることを特徴とする駆動装置。 6、特許請求の範囲第2項ないし第4項のいずれかに記
載の駆動装置において、案内手段は静圧軸受で構成され
ていることを特徴とする駆動装置。 7、特許請求の範囲第2項ないし第4項のいずれかに記
載の駆動装置において、案内手段および駆動端部材は被
駆動体の傾斜駆動面と平行な傾斜面を有していることを
特徴とする駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60024318A JPS61185081A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60024318A JPS61185081A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61185081A true JPS61185081A (ja) | 1986-08-18 |
Family
ID=12134833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60024318A Pending JPS61185081A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61185081A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5101132A (en) * | 1989-08-31 | 1992-03-31 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Linear ultrasonic motor |
US5105117A (en) * | 1989-10-31 | 1992-04-14 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor |
US5216313A (en) * | 1988-12-16 | 1993-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | Ultrasonic wave linear motor |
JP2010283938A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Nikon Corp | 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒およびカメラ |
WO2010147096A1 (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-23 | 株式会社ニコン | 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒およびカメラ |
US10384422B2 (en) | 2009-10-28 | 2019-08-20 | Schott Ag | Device, in particular for a display unit |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP60024318A patent/JPS61185081A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5216313A (en) * | 1988-12-16 | 1993-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | Ultrasonic wave linear motor |
US5101132A (en) * | 1989-08-31 | 1992-03-31 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Linear ultrasonic motor |
US5105117A (en) * | 1989-10-31 | 1992-04-14 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor |
JP2010283938A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Nikon Corp | 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒およびカメラ |
WO2010147096A1 (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-23 | 株式会社ニコン | 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒およびカメラ |
CN102804585A (zh) * | 2009-06-15 | 2012-11-28 | 株式会社尼康 | 压电促动器、透镜镜筒及照相机 |
US8773785B2 (en) | 2009-06-15 | 2014-07-08 | Nikon Corporation | Piezoelectric actuator, lens-barrel, and camera |
JP5668683B2 (ja) * | 2009-06-15 | 2015-02-12 | 株式会社ニコン | 圧電アクチュエータ、レンズ鏡筒およびカメラ |
US10384422B2 (en) | 2009-10-28 | 2019-08-20 | Schott Ag | Device, in particular for a display unit |
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