JP2000249207A

JP2000249207A - 変位拡大機構

Info

Publication number: JP2000249207A
Application number: JP11056818A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kami; 喜裕上
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で且つ大きな変位を得ることが可能な共振
周波数の高い変位拡大機構を提供する。【解決手段】基端側が第１の弾性部１８を介して支持部
材２０に支持された第１のアーム２２と、基端側が第２
の弾性部２４を介して支持部材に支持された第２のアー
ム２６と、第１のアームと第２のアームとを連結する連
結部材２８と、第１のアームに所定の押圧力を作用させ
ることが可能なアクチュエータ３０とを備えており、第
１及び第２の弾性部は、相対的に異なる形状を成して構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば走査型プロ
ーブ顕微鏡や走査型レーザー顕微鏡等のテーブルを微動
させる際に用いられる変位拡大機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図４（ａ）に示すように、
基端側が弾性部（例えば、円弧状ヒンジ）２を介してベ
ース４に支持されたアーム６と、このアーム６の弾性部
２寄りの部分に設けられた押圧部８を介して所定の押圧
力をアーム６に作用させることが可能なアクチュエータ
（例えば、積層型圧電体）１０とを備えた変位拡大機構
が知られている。なお、アクチュエータ１０は、ベース
４に固定されている。

【０００３】このような変位拡大機構によれば、アクチ
ュエータ１０を所定長さＹ₁だけ変位させて押圧部８に
所定の押圧力を作用させると、アーム６の先端（変位出
力端）６ａをＹ₂だけ変位させることができる。

【０００４】この場合、アクチュエータ１０の変位量Ｙ
₁とアーム６の先端（変位出力端）６ａの変位量Ｙ₂と
は、以下の関係を満足する。Ｙ₂／Ｙ₁＝Ｌ₂／Ｌ₁ Ｌ₁：弾性部２から押圧部８までの長さＬ₂：弾性部２からアーム６の先端６ａまでの長さこの関係から明らかなように、アーム６の長さＬ₂を長
くするに従って、アーム６の先端（変位出力端）６ａの
変位量Ｙ₂を大きくすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アーム
６の先端（変位出力端）６ａの変位量Ｙ₂を大きくする
ためには、アーム６の長さＬ₂を長くする必要があり、
このため、変位拡大機構が長さ方向に大型化してしま
う。

【０００６】そこで、小型で且つ大きな変位を得ること
が可能な変位拡大機構を実現するために、例えば図４
（ｂ）に示すような変位拡大機構が提案されている
（「圧電アクチュエータの種類と応用」岩附信行，機械
設計,36,8(1992) 参照）。

【０００７】この変位拡大機構は、図４（ａ）に示され
た構成に加えて、更に、アーム６の上方に平行に出力ア
ーム１２が増設されている。出力アーム１２は、その基
端側が弾性部（例えば、円弧状ヒンジ）１４を介してベ
ース４に支持されており、この出力アーム１２の弾性部
１４寄りの部分は、弾性を有する接続部（例えば、円弧
状ヒンジ）１６を介してアーム６の先端６ａ側に接続さ
れている。

【０００８】このような変位拡大機構によれば、アクチ
ュエータ１０を所定長さＹ₁だけ変位させて、アーム６
の先端（変位出力端）６ａをＹ₂だけ変位させると、こ
の変位量Ｙ₂に対応した押圧力が接続部１６を介して出
力アーム１２に作用し、その結果、出力アーム１２の先
端（変位出力端）１２ａをＹ₃だけ大きく変位させるこ
とができる。

【０００９】しかしながら、図４（ｂ）に示された変位
拡大機構では、アーム６及び出力アーム１２の長手方向
の長さ寸法Ｌ（具体的には、アーム６の弾性部２から出
力アーム１２の弾性部１４までの長さ寸法Ｌ）を短くす
ることは可能であるが、アーム６の上方に平行に出力ア
ーム１２を増設した分だけ変位拡大機構の高さ方向の寸
法Ｈが大きくなってしまう。この結果、変位拡大機構が
高さ方向に大型化してしまうといった問題が発生する。

【００１０】また、上述したような変位拡大機構（図４
（ａ），（ｂ）参照）を例えば走査型プローブ顕微鏡に
用いる場合、探針と試料の測定ポイントとの間の位置決
め速度の速い応答性に優れた変位拡大機構を構成するこ
とが要求される。この要求を満足するためには、変位拡
大機構全体の共振周波数を高くする必要がある。しか
し、上述したような変位拡大機構（特に、図４（ｂ）参
照）では、アーム６の弾性部２と出力アーム１２の弾性
部１４とは、変位拡大機構全体の共振周波数を高くする
といった構成上の考慮がされていない（弾性部２と弾性
部１４とは、同一形状で作製される）。

【００１１】本発明は、上述したような問題を解決する
ために成されており、その目的は、小型で且つ大きな変
位を得ることが可能な共振周波数の高い変位拡大機構を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の変位拡大機構は、基端側が第１の弾
性部を介して支持部材に支持された第１のアームと、基
端側が第２の弾性部を介して支持部材に支持された第２
のアームと、第１のアームと第２のアームとを連結する
連結部材と、第１のアームに所定の押圧力を作用させる
ことが可能なアクチュエータとを備えており、第１及び
第２の弾性部は、相対的に異なる形状を成して構成され
ている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る変位拡大機構について、添付図面を参照して説明す
る。

【００１４】図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施
の形態の変位拡大機構は、基端側が第１の弾性部１８を
介して支持部材２０に支持された第１のアーム２２と、
基端側が第２の弾性部２４を介して支持部材２０に支持
された第２のアーム２６と、第１のアーム２２と第２の
アーム２６とを連結する連結部材２８と、第１のアーム
２２に所定の押圧力を作用させることが可能なアクチュ
エータ３０とを備えており、第１及び第２の弾性部１
８，２４は、相対的に異なる形状を成して構成されてい
る。

【００１５】第１及び第２のアーム２２，２６は、共
に、矢印Ｘ方向に延出しており、第１のアーム２２に
は、アクチュエータ３０の押圧力を第１のアーム２２に
伝達することが可能な押圧部３２が第１の弾性部１８寄
りに設けられている。この場合、押圧部３２は、第１の
アーム２２よりも剛性が高い材料で形成することが好ま
しいと共に、アクチュエータ３０の押圧力を集中させる
こと無く分散して第１のアーム２２に伝達することがで
きるような形状（例えば、丸形状、略三角形状）を成し
ていることが好ましい。

【００１６】支持部材２０は、ベース３４に固定されて
おり、アクチュエータ３０を矢印Ｙ方向（矢印Ｘ方向に
直交する方向）に挿通配置することが可能な寸法の開口
３６（図１（ｂ）参照）を備えている。

【００１７】アクチュエータ３０は、ベース３４に固定
されており、このベース３４から支持部材２０の開口３
６を通して第１のアーム２２に向かって矢印Ｙ方向に延
出している。そして、このアクチュエータ３０の延出端
は、第１のアーム２２に設けられた押圧部３２に当接し
ている。アクチュエータ３０としては、例えば積層型圧
電体を用いることが可能であり、所定の電圧を印加する
ことによって、このアクチュエータ３０を矢印Ｙ方向に
所望量だけ伸縮させることができる。

【００１８】連結部材２８は、矢印Ｙ方向に延出した連
結アーム３８と、この連結アーム３８の矢印Ｙ方向の両
端に設けられた第１及び第２の連結用弾性部４０，４２
とから構成されており、連結アーム３８は、第１及び第
２の連結用弾性部４０，４２を介して第１及び第２のア
ーム２２，２６に連結されている。具体的には、連結ア
ーム３８は、第１の連結用弾性部４０を介して第１のア
ーム２２の先端側に連結され、且つ、第２の連結用弾性
部４２を介して第２のアーム２６の第２の弾性部２４寄
りに連結されている。

【００１９】本実施の形態において、第１及び第２の弾
性部１８，２４並びに第１及び第２の連結用弾性部４
０，４２には、その一例として、図１（ｃ）に示すよう
な円弧状ヒンジが夫々適用されている。この円弧状ヒン
ジは、後述する通り、その剛性を設定する形状パラメー
タとして円弧半径Ｒ及び円弧半径間の最小幅ｔを適宜選
択可能であり、これら形状パラメータを詳細に設定でき
ることからも変位拡大機構を構成する上で有効な形状と
いえる。なお、本実施の形態においては、変位拡大機構
全体としての厚さを一定と考えており、厚さ方向を円弧
状ヒンジの形状パラメータとしていないが、これを形状
パラメータとして設定可能にしても構わない。また、図
面上、第１及び第２の弾性部１８，２４は、第１及び第
２のアーム２２，２６と支持部材２０とに一体的に連結
して構成しているが、第１及び第２の弾性部１８，２４
を第１及び第２のアーム２２，２６と支持部材２０とは
別体の材料で形成しても良い。同様に、第１及び第２の
連結用弾性部４０，４２は、連結アーム３８と第１及び
第２のアーム２２，２６とに一体的に連結して構成して
いるが、第１及び第２の連結用弾性部４０，４２を連結
アーム３８と第１及び第２のアーム２２，２６とは別体
の材料で形成しても良い。

【００２０】このような構成によれば、図２（ｂ）に示
すように、アクチュエータ３０を伸縮させると、このア
クチュエータ３０の押圧力が押圧部３２を介して第１の
アーム２２に伝達され、第１のアーム２２の先端２２ａ
が第１の弾性部１８を中心に所定の傾き角θ₁だけ回動
する。このとき、第１のアーム２２の回動運動は、上述
した連結部材２８を介して第２のアーム２６に伝達さ
れ、その結果、第２のアーム２６の先端（変位出力端）
２６ａを第２の弾性部２４を中心に所定の傾き角θ
₂（＞θ₁）だけ回動させることができる。

【００２１】図２（ｂ）から分かるように、第１のアー
ム２２の傾き角θ₁と第２のアーム２６の傾き角θ₂と
は異なる値（θ₂＞θ₁）となるため、第１及び第２の
弾性部１８，２４並びに第１及び第２の連結用弾性部４
０，４２に適用した円弧状ヒンジに生じる応力も各々異
なる。この場合、第１及び第２の弾性部１８，２４並び
に第１及び第２の連結用弾性部４０，４２（即ち、円弧
状ヒンジ１８，２４，４０，４２）は、各円弧状ヒンジ
１８，２４，４０，４２の材料の持つ最大許容応力を越
えないような形状に設定する必要がある。具体的には、
第２のアーム２６の先端（変位出力端）２６ａにおいて
予定した変位量（即ち、傾き角θ₂）が得られるよう
に、各円弧状ヒンジ１８，２４，４０，４２の両側の円
弧半径Ｒ、及び、これら円弧半径Ｒ間の最小幅ｔが設定
される（図１（ｃ）参照）。

【００２２】また、このような設定条件に基づいて、第
１及び第２のアーム２２，２６のてこ比が設定される。
具体的には、図２（ａ）に示すように、第１のアーム２
２の長さＬ₁（具体的には、第１の弾性部１８から第１
の連結用弾性部４０までの第１のアーム２２の長さ）、
第１の弾性部１８から押圧部３２までの長さｂ₁、第２
のアーム２６の長さＬ₂（具体的には、第２の弾性部２
４から第２のアーム２６の先端（変位出力端）２６ａま
での長さ）、第２の弾性部２４から第２の連結用弾性部
４２までの長さｂ₂が、夫々、設定される。

【００２３】この場合、第１及び第２のアーム２２，２
６のてこ比に基づいて、変位拡大機構全体の矢印Ｘ方向
の長さＬ（図２（ａ）参照）も変化するが、第１及び第
２の弾性部１８，２４並びに第１及び第２の連結用弾性
部４０，４２（即ち、円弧状ヒンジ１８，２４，４０，
４２）の材料の持つ最大許容応力を越えない範囲で各々
の円弧状ヒンジ１８，２４，４０，４２の形状を設定す
ることによって、変位拡大機構全体の矢印Ｘ方向の長さ
Ｌを最小にすることができる。

【００２４】以下、各々の円弧状ヒンジ１８，２４，４
０，４２の形状と、変位拡大機構全体の矢印Ｘ方向の長
さＬとの関係について詳述する。

【００２５】ここで、アクチュエータ３０の矢印Ｙ方向
の変位をｙ_PZT、第１のアーム２２の先端２２ａの矢印
Ｙ方向の変位（具体的には、第１のアーム２２と第１の
連結用弾性部４０との連結部分の変位）をｙ₁、第２の
アーム２６の先端（変位出力端）２６ａの矢印Ｙ方向の
変位をｙとすると、以下の式が成立する。

【００２６】

【数１】

【００２７】

【数２】

【００２８】また、このときの第１及び第２のアーム２
２，２６の傾き角θ₁，θ₂は、以下の式で表される。

【００２９】

【数３】

【００３０】

【数４】

【００３１】一般に、円弧状ヒンジ１８，２４，４０，
４２の回転モーメントＭは、以下の式で表される。

【００３２】

【数５】

【００３３】この場合、Ｅは縦弾性係数、ｗは変位拡大
機構の幅寸法（図１（ｂ）参照）である。

【００３４】ここで、第１の弾性部である円弧状ヒンジ
１８の両側の円弧半径をＲ₁₈、これら円弧半径間の最小
幅をｔ₁₈とし、また、第２の弾性部である円弧状ヒンジ
２４の両側の円弧半径をＲ₂₄、これら円弧半径間の最小
幅をｔ₂₄とすると、各円弧状ヒンジ１８，２４の回転モ
ーメントＭ₁₈，Ｍ₂₄は、以下の式で表される。

【００３５】

【数６】

【００３６】

【数７】

【００３７】なお、第１及び第２の連結用弾性部である
円弧状ヒンジ４０，４２は、上述したように、第２のア
ーム２６の先端（変位出力端）２６ａにおいて予定した
変位量（即ち、傾き角θ₂）が得られる形状に適宜設定
されるため、ここでは特に説明を加えない。

【００３８】また、第１の弾性部である円弧状ヒンジ１
８の最小肉厚部（最小幅ｔ₁₈に相当する部分）の弾性係
数をＺ₁₈、第２の弾性部である円弧状ヒンジ２４の最小
肉厚部（最小幅ｔ₂₄に相当する部分）の弾性係数をＺ₂₄
とすると、各円弧状ヒンジ１８，２４の弾性係数Ｚ₁₈，
Ｚ₂₄は、以下の式で表される。

【００３９】

【数８】

【００４０】

【数９】

【００４１】更に、第１の弾性部である円弧状ヒンジ１
８の応力集中係数をα₁₈、第２の弾性部である円弧状ヒ
ンジ２４の応力集中係数をα₂₄とすると、各円弧状ヒン
ジ１８，２４の応力σ₁₈，σ₂₄は、以下の式で表され
る。

【００４２】

【数１０】

【００４３】

【数１１】

【００４４】この場合、各円弧状ヒンジ１８，２４の応
力σ₁₈，σ₂₄は、各円弧状ヒンジ１８，２４の持つ最大
許容応力σ_a以下（σ₁₈≦σ_a、σ₂₄≦σ_a）である必
要がある。

【００４５】ここで、第１の弾性部である円弧状ヒンジ
１８について考察すると、最大許容応力σ_aとなる円弧
状ヒンジ１８の形状は、（９）式のｂ₁を定数とする
と、アクチュエータ３０の変位ｙ_PZTのみで決まること
が分かる。

【００４６】図３（ａ）には、（９）式がグラフ化され
ており、第１のアーム２２を傾き角θ₁だけ変位させる
場合を想定し、第１の弾性部である円弧状ヒンジ１８の
形状パラメータＲ₁₈，ｔ₁₈と応力σ₁₈との関係が示され
ている。なお、このグラフにおいて、横軸は、円弧半径
Ｒ₁₈を示しており、縦軸は、応力σ₁₈を示している。ま
た、図中の実線、点線、破線は、夫々、円弧半径間の最
小幅ｔ₁₈を変化（矢印方向に最小幅を増加）させた場合
を示しており、実線、点線、破線の順に最小幅ｔ₁₈が大
きくなっている。

【００４７】これら実線、点線、破線の各グラフから分
かるように、円弧半径Ｒ₁₈を大きくすると、応力σ₁₈が
小さくなり、円弧半径間の最小幅ｔ₁₈を大きくすると、
応力σ₁₈も大きくなる。

【００４８】また、図中横軸に平行に延出している一点
鎖線は、第１の弾性部である円弧状ヒンジ１８の材料の
持つ最大許容応力σ_aを規定しており、第１の弾性部と
して使用する円弧状ヒンジ１８の形状パラメータＲ₁₈，
ｔ₁₈は、最大許容応力σ_aに設定する必要がある。この
場合、この最大許容応力σ_aを示す一点鎖線上にある円
弧状ヒンジ１８の形状パラメータＲ₁₈，ｔ₁₈を適宜選択
的に組み合わせることによって、最大許容応力σ_aを越
えない範囲で、第１の弾性部として使用する円弧状ヒン
ジ１８の剛性を高くすることが可能となる。以上によ
り、円弧状ヒンジ１８の形状が決定される。

【００４９】次に、変位拡大機構全体の長さＬ（図２
（ａ）参照）を求めるため、第１のアーム２２の長さＬ
₁（図２（ａ）参照）と第２のアーム２６の長さＬ
₂（図２（ａ）参照）を円弧状ヒンジ２４の形状パラメ
ータＲ₂₄，ｔ₂₄を用いて以下の通り求める。

【００５０】第１のアーム２２の長さＬ₁（図２（ａ）
参照）は、第１の弾性部である円弧状ヒンジ１８の応力
σ₂₄を最大許容応力σ_aと置き換えることによって、
（１０）式から求められる。具体的には、（１０）式を
Ｌ₁について変形して、σ₂₄を最大許容応力σ_aと置き
換えると、第１のアーム２２の長さＬ₁は、以下の式で
表される。

【００５１】

【数１２】

【００５２】また、第２のアーム２６の長さＬ₂（図２
（ａ）参照）は、（２），（１１）式から求められる。
具体的には、（１１）式を（２）式に代入してからＬ₂
について変形して、以下の式で表される。

【００５３】

【数１３】

【００５４】変位拡大機構全体の長さＬ（図２（ａ）参
照）は、

【００５５】

【数１４】

【００５６】と表されるため、この（１３）式に（１
１）式及び（１２）式を代入すると、以下の式が得られ
る。

【００５７】

【数１５】

【００５８】図３（ｂ）には、（１４）式がグラフ化さ
れており、第２のアーム２６を傾き角θ₂だけ変位させ
る場合を想定し、第２の弾性部である円弧状ヒンジ２４
の形状パラメータＲ₂₄，ｔ₂₄と変位拡大機構全体の長さ
Ｌとの関係が示されている。なお、このグラフにおい
て、横軸は、円弧半径Ｒ₂₄を示しており、縦軸は、変位
拡大機構全体の長さＬを示している。また、図中の実
線、点線、破線は、夫々、円弧半径間の最小幅ｔ₂₄を変
化（矢印方向に最小幅を増加）させた場合を示してお
り、実線、点線、破線の順に最小幅ｔ₂₄が大きくなって
いる。なお、本実施の形態では、Ｒ₂₄＞Ｒ₁₈、ｔ₂₄＜ｔ
₁₈なる場合を想定している。

【００５９】また、図中の一点鎖線は、第１の弾性部で
ある円弧状ヒンジ１８と第２の弾性部である円弧状ヒン
ジ２４とが同一の形状を有している場合（Ｒ₂₄＝Ｒ₁₈、
ｔ₂₄＝ｔ₁₈）の変位拡大機構全体の長さＬを示している
（従来技術）。

【００６０】このグラフから分かるように、円弧ヒンジ
２４の形状パラメータＲ₂₄，ｔ₂₄に応じて変位拡大機構
全体の長さＬは極値を持つ。そして、この極値について
上記の従来技術と本発明とを比較して考察すると、第１
の弾性部である円弧状ヒンジ１８と第２の弾性部である
円弧状ヒンジ２４との形状が相対的に異なるように、各
円弧状ヒンジ１８，２４の形状パラメータＲ₁₈，ｔ₁₈と
Ｒ₂₄，ｔ₂₄とを適宜選択的に組み合わせることによっ
て、変位拡大機構全体の長さＬを従来技術に比べて短く
することができることが分かる。

【００６１】この場合、各円弧状ヒンジ１８，２４の形
状パラメータを相対的に異ならせる方法としては、以下
の３通りの方法がある。第１の方法としては、円弧半径
Ｒ₁₈，Ｒ₂₄を同一にして、最小幅ｔ₁₈，ｔ₂₄を相互に異
ならせる方法。第２の方法としては、最小幅ｔ₁₈，ｔ₂₄
を同一にして、円弧半径Ｒ₁₈，Ｒ₂₄を相互に異ならせる
方法。第３の方法としては、円弧半径Ｒ₁₈，Ｒ₂₄を相互
に異ならせると共に、最小幅ｔ₁₈，ｔ₂₄を相互に異なら
せる方法。

【００６２】このように本実施の形態によれば、第１の
弾性部である円弧状ヒンジ１８と第２の弾性部である円
弧状ヒンジ２４との形状が相対的に異なるように、各円
弧状ヒンジ１８，２４の形状パラメータＲ₁₈，ｔ₁₈とＲ
₂₄，ｔ₂₄とを適宜選択的に組み合わせることによって、
変位拡大機構全体の長さＬ（図２（ａ）参照）を従来技
術に比べて極めて短くすることができる。更に、本実施
の形態によれば、アクチュエータ３０は、ベース３４か
ら支持部材２０の開口３６を通して第１のアーム２２に
向かって延出し、その延出端を第１のアーム２２の押圧
部３２に当接しているため、変位拡大機構全体の高さ方
向の寸法Ｈ（図２（ａ）参照）を従来技術に比べて小さ
くすることができる。この結果として、本実施の形態に
よれば、小型で且つ大きな変位を得ることが可能な変位
拡大機構を実現することが可能となる。別の言い方をす
れば、従来の技術を用いて本実施の形態と同等の外形寸
法の変位拡大機構を構成したとしても、本実施の形態と
同等の変位を得ることはできない。

【００６３】また、本実施の形態によれば、第１及び第
２の弾性部である各円弧状ヒンジ１８，２４の応力
σ₁₈，σ₂₄が各円弧状ヒンジ１８，２４の持つ最大許容
応力σ_aとなるように、第１の弾性部である円弧状ヒン
ジ１８及び第２の弾性部である円弧状ヒンジ２４の形状
パラメータＲ₁₈，ｔ₁₈とＲ₂₄，ｔ₂₄とを設定したことに
よって、各円弧状ヒンジ１８，２４の剛性を高くするこ
とができ、その結果、共振周波数の高い変位拡大機構を
実現することができる。この場合、例えば第２のアーム
２６の先端（変位出力端）２６ａを顕微鏡ステージに接
続すると、その顕微鏡ステージの位置決め速度を高める
ことが可能となる。

【００６４】なお、上述した実施の形態では、第１及び
第２の弾性部１８，２４並びに第１及び第２の連結用弾
性部４０，４２として、円弧状ヒンジを夫々適用した
が、これに限定されることは無く、円弧状ヒンジをこれ
と等価な剛性を有する例えば板バネやゴムとしても上述
した実施の形態と同様の作用効果を実現することが可能
である。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、小型で且つ大きな変位
を得ることが可能な共振周波数の高い変位拡大機構を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る変位拡
大機構の構成を示す図、（ｂ）は、同図（ａ）のｂ−ｂ
線に沿う断面図、（ｃ）は、本実施の形態に適用した円
弧状ヒンジの構成を示す図。

【図２】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る変位拡
大機構のてこ比を示す図、（ｂ）は、本発明の一実施の
形態に係る変位拡大機構の動作説明図。

【図３】（ａ）は、第１の弾性部である円弧状ヒンジの
形状パラメータと応力との関係を示す図、（ｂ）は、第
２の弾性部である円弧状ヒンジの形状パラメータと変位
拡大機構全体の長さとの関係を示す図。

【図４】（ａ）は、従来の変位拡大機構を示す図、
（ｂ）は、同図（ａ）の改良に係る従来の変位拡大機構
の構成を示す図。

【符号の説明】

１８第１の弾性部２０支持部材２２第１のアーム２４第２の弾性部２６第２のアーム２８連結部材３０アクチュエータ

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月２６日（１９９９．３．２
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】また、第１の弾性部である円弧状ヒンジ１
８の最小肉厚部（最小幅ｔ₁₈に相当する部分）の断面係
数をＺ₁₈、第２の弾性部である円弧状ヒンジ２４の最小
肉厚部（最小幅ｔ₂₄に相当する部分）の断面係数をＺ₂₄
とすると、各円弧状ヒンジ１８，２４の断面係数Ｚ₁₈，
Ｚ₂₄は、以下の式で表される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基端側が第１の弾性部を介して支持部材
に支持された第１のアームと、基端側が第２の弾性部を介して支持部材に支持された第
２のアームと、第１のアームと第２のアームとを連結する連結部材と、第１のアームに所定の押圧力を作用させることが可能な
アクチュエータとを備えており、第１及び第２の弾性部は、相対的に異なる形状を成して
構成されていることを特徴とする変位拡大機構。
【請求項２】第１及び第２の弾性部は、その材料の持
つ最大許容応力を越えない形状に設定されていることを
特徴とする請求項１に記載の変位拡大機構。
【請求項３】前記連結部材は、第１の連結用弾性部を
介して前記第１のアームと連結され、且つ、第２の連結
用弾性部を介して前記第２のアームと連結されており、
前記第１及び第２の弾性部、前記第１及び第２の連結用
弾性部は、円弧状ヒンジで構成されていることを特徴と
する請求項１に記載の変位拡大機構。