JPH03278965A - 電気機械変換素子を用いた駆動機構 - Google Patents
電気機械変換素子を用いた駆動機構Info
- Publication number
- JPH03278965A JPH03278965A JP8015290A JP8015290A JPH03278965A JP H03278965 A JPH03278965 A JP H03278965A JP 8015290 A JP8015290 A JP 8015290A JP 8015290 A JP8015290 A JP 8015290A JP H03278965 A JPH03278965 A JP H03278965A
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- Japan
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- elastic body
- piezoelectric element
- actuator section
- point
- electromechanical transducer
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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】
産業上の利用分野
本発明は、例えば、コピア、ファクシミリ、プリンタ等
の紙送り機構として利用される電気機械変換素子を用い
た駆動機構に関する。
の紙送り機構として利用される電気機械変換素子を用い
た駆動機構に関する。
従来の技術
従来、電気機械変換素子を用いた駆動機構としては、例
えば、特開昭５９−２１４６７９号公報に開示されてい
るように、歪の方向を９０°ずらしバネ板を介して接合
した２個の圧電素子で構成し、それぞれの圧電素子に印
加する電圧の極性を切り換えることにより紙を送るよう
にした紙送り機構に関するものがある。第６図はその模
式図を示したものであり、２個の圧電素子１，２は板バ
ネ３を介して連設されており、その一方の圧電素子２は
支持体４に直接固定され、他方の圧電素子ｌは板バネ５
を介して支持体６に固定されている。
えば、特開昭５９−２１４６７９号公報に開示されてい
るように、歪の方向を９０°ずらしバネ板を介して接合
した２個の圧電素子で構成し、それぞれの圧電素子に印
加する電圧の極性を切り換えることにより紙を送るよう
にした紙送り機構に関するものがある。第６図はその模
式図を示したものであり、２個の圧電素子１，２は板バ
ネ３を介して連設されており、その一方の圧電素子２は
支持体４に直接固定され、他方の圧電素子ｌは板バネ５
を介して支持体６に固定されている。
このような構成において、圧電素子１はＡ方向に伸縮し
、圧電素子２はＢ方向に伸縮する働きがある。今、圧電
素子１及び圧電素子２を伸縮せしめると、圧電素子１の
上面は紙７をヘッド８に押し付けた状態でＣ方向に送る
。また、圧電素子１゜２を収縮せしめると、圧電素子１
の上面は紙７から離れてその紙７を引き戻すことなく元
の位置に復帰する。従って、このように圧電素子１，２
に印加する電圧の極性を切り換えることにより、圧電素
子１の紙７に接する部分りの軌跡を楕円形の往復運動と
し、これにより紙７の送出を行わせることができる。
、圧電素子２はＢ方向に伸縮する働きがある。今、圧電
素子１及び圧電素子２を伸縮せしめると、圧電素子１の
上面は紙７をヘッド８に押し付けた状態でＣ方向に送る
。また、圧電素子１゜２を収縮せしめると、圧電素子１
の上面は紙７から離れてその紙７を引き戻すことなく元
の位置に復帰する。従って、このように圧電素子１，２
に印加する電圧の極性を切り換えることにより、圧電素
子１の紙７に接する部分りの軌跡を楕円形の往復運動と
し、これにより紙７の送出を行わせることができる。
発明が解決しようとする課題
しかし、上述したような紙送り機構は、板ハネ３．５等
により圧電素子１，２が支持されているため全体の構成
が大きくなり、薄型化を図るには不向きとなる。また、
紙７の送り力を高めるために楕円運動の接触点を増やそ
うとすると、さらに複雑な機構となる欠点がある。
により圧電素子１，２が支持されているため全体の構成
が大きくなり、薄型化を図るには不向きとなる。また、
紙７の送り力を高めるために楕円運動の接触点を増やそ
うとすると、さらに複雑な機構となる欠点がある。
また、上述したような装置以外に圧電素子を用いて駆動
機構を構成したものとして、縦効果圧電素子を二次元配
置した超音波モータ（昭和６３年電気学会全国大会、Ｎ
ｏ、７３５）なるものがある。この場合、２個の圧電素
子を例えば９０’交差するように配置し、それら圧電素
子の中心部の延長線上の交点において楕円運動を発生さ
せることにより駆動機構を構成したものである。しかし
、このような縦効果圧電素子を２次元配置した超音波モ
ータは、その配置の関係上、薄型化には不向きであると
いう問題がある。
機構を構成したものとして、縦効果圧電素子を二次元配
置した超音波モータ（昭和６３年電気学会全国大会、Ｎ
ｏ、７３５）なるものがある。この場合、２個の圧電素
子を例えば９０’交差するように配置し、それら圧電素
子の中心部の延長線上の交点において楕円運動を発生さ
せることにより駆動機構を構成したものである。しかし
、このような縦効果圧電素子を２次元配置した超音波モ
ータは、その配置の関係上、薄型化には不向きであると
いう問題がある。
課題を解決するための手段
そこで、このような問題点を解決するために、本発明は
、多数枚の電気機械変換素子を略直線状に配列してなる
第一アクチュエータ部を設け、この第一アクチュエータ
部と同等な多数枚の電気機械変換素子を略直線状に配列
してなる第二アクチュエータ部を設け、この第二アクチ
ュエータ部と前記第一アクチュエータ部との間に弾性体
を介在させこれら３種の部材を一次元配列して配設し、
前記第一アクチュエータ部の前記電気機械変換素子と前
記第二アクチュエータ部の前記電気機械変換素子とを位
相をずらして駆動することにより前記弾性体に屈曲運動
による楕円運動を発生させるように設定した。
、多数枚の電気機械変換素子を略直線状に配列してなる
第一アクチュエータ部を設け、この第一アクチュエータ
部と同等な多数枚の電気機械変換素子を略直線状に配列
してなる第二アクチュエータ部を設け、この第二アクチ
ュエータ部と前記第一アクチュエータ部との間に弾性体
を介在させこれら３種の部材を一次元配列して配設し、
前記第一アクチュエータ部の前記電気機械変換素子と前
記第二アクチュエータ部の前記電気機械変換素子とを位
相をずらして駆動することにより前記弾性体に屈曲運動
による楕円運動を発生させるように設定した。
作用
従って、−次元配列されてなる第一アクチュエータ部の
電気機械変換素子と第二アクチュエータ部の電気機械変
換素子とを位相をずらして駆動させ弾性体に屈曲運動に
よる楕円運動を発生させるようにしたので、これにより
、アクチュエータ部分を平面的な直線状に配置させた状
態で楕円運動により走行体を駆動させることが可能とな
り、装置全体の４型化を図ることができる。
電気機械変換素子と第二アクチュエータ部の電気機械変
換素子とを位相をずらして駆動させ弾性体に屈曲運動に
よる楕円運動を発生させるようにしたので、これにより
、アクチュエータ部分を平面的な直線状に配置させた状
態で楕円運動により走行体を駆動させることが可能とな
り、装置全体の４型化を図ることができる。
実施例
本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明
する。まず、本装置を紙送り機構に応用した場合におけ
るその全体構成を第１図に基づいて述べる。基台９の内
側には、第一アクチュエータ部としての第一積層圧電素
子１０及び第二アクチュエータ部としての第二積層圧電
素子１１の一端がそれぞれ固定されている。これら第−
及び第二積層圧電素子１０．１１は、電気機械変換素子
としての圧電素子１０ａ、ｌｌａが略直線状に配列され
ることにより構成されている。また、これら第−及び第
二積層圧電素子１０．１１を挟んだ領域には、ブリッジ
形状をした弾性体］２か設けられている。この弾性体１
２としては１例えば金属等を用いることができる。二の
ように２個の第−及び第二積層圧電素子１０．１１の間
に弾性体１２を挟むことにより、全体構成を略直線状の
一次元として構成することができ、これにより装置の薄
型化を図ることができる。
する。まず、本装置を紙送り機構に応用した場合におけ
るその全体構成を第１図に基づいて述べる。基台９の内
側には、第一アクチュエータ部としての第一積層圧電素
子１０及び第二アクチュエータ部としての第二積層圧電
素子１１の一端がそれぞれ固定されている。これら第−
及び第二積層圧電素子１０．１１は、電気機械変換素子
としての圧電素子１０ａ、ｌｌａが略直線状に配列され
ることにより構成されている。また、これら第−及び第
二積層圧電素子１０．１１を挟んだ領域には、ブリッジ
形状をした弾性体］２か設けられている。この弾性体１
２としては１例えば金属等を用いることができる。二の
ように２個の第−及び第二積層圧電素子１０．１１の間
に弾性体１２を挟むことにより、全体構成を略直線状の
一次元として構成することができ、これにより装置の薄
型化を図ることができる。
また、前記基台９の端部にはＵ字形の切欠き１３ａをも
つ支持枠１３が取付けられており、その切欠き１３ａ部
分には回転ローラ１４を支持する軸受け１５が取付けら
れている。その回転ローラ１４は、スプリング１６によ
り弾性体１２の変異点Ｐ（詳細については後述する）に
圧接されている。これにより、弾性体１２と回転ローラ
１４との間には紙１７が挟まれた形となっている。なお
、紙１７との摩擦力を強くするために、弾性体１２の表
面に薄く図示しないゴムをコーティングするようにして
もよい。
つ支持枠１３が取付けられており、その切欠き１３ａ部
分には回転ローラ１４を支持する軸受け１５が取付けら
れている。その回転ローラ１４は、スプリング１６によ
り弾性体１２の変異点Ｐ（詳細については後述する）に
圧接されている。これにより、弾性体１２と回転ローラ
１４との間には紙１７が挟まれた形となっている。なお
、紙１７との摩擦力を強くするために、弾性体１２の表
面に薄く図示しないゴムをコーティングするようにして
もよい。
このような構成において、第一積層圧電素子１０と第二
積層圧電素子１１とを用いて弾性体１２を変形させるこ
とにより、紙送り機構の駆動力となる楕円運動の基本的
な発生原理を第３図（ａ）〜（ｇ）に基づいて説明する
。今、弾性体１２の変異点Ｐの変化についてみてみる。
積層圧電素子１１とを用いて弾性体１２を変形させるこ
とにより、紙送り機構の駆動力となる楕円運動の基本的
な発生原理を第３図（ａ）〜（ｇ）に基づいて説明する
。今、弾性体１２の変異点Ｐの変化についてみてみる。
（ａ）は第−及び第二の積層圧電素子１０．１１とも電
圧が印加されていない時の様子を示すものである。この
場合、弾性体１２は変形しないためその変異点Ｐの位置
は変化せず点Ａにある。次に、（ｂ）は第二積層圧電素
子１１に電圧を印加してこれを伸張させた場合の様子を
示すものである。この場合、弾性体１２はＸ方向に圧縮
され凸状に屈曲し、これにより変異点Ｐは点Ａから左斜
め上方の点Ｂの位置に移動する。次に、（ｃ）は、（ｂ
）の状態で第一積層圧電素子１０に電圧（−）を印加し
てこれを収縮させた時の様子を示すものである。この場
合、弾性体１２は凸状がら平面状に戻るが、変異点Ｐは
点Ｂから左斜め下方の点Ｃの位置に移動する。次に、（
ｄ）は、 （ｃ）の状態で第二積層圧電素子１１の電圧
をオフした場合の様子を示すものである。この場合、弾
性体１２は平面状から凹状に変形し、これにより変異点
Ｐは点Ｃがら右斜め下方の点りの位置に移動する。次に
、（ｅ）は、（ｄ）の状態で第一積層圧電素子１ｏの電
圧をオフにした場合の様子を示すものである。この場合
、弾性体１２は凹状から平面状に復帰し、これにより変
異点Ｐは点りから右斜め上方の初期状態の点Ａに戻る。
圧が印加されていない時の様子を示すものである。この
場合、弾性体１２は変形しないためその変異点Ｐの位置
は変化せず点Ａにある。次に、（ｂ）は第二積層圧電素
子１１に電圧を印加してこれを伸張させた場合の様子を
示すものである。この場合、弾性体１２はＸ方向に圧縮
され凸状に屈曲し、これにより変異点Ｐは点Ａから左斜
め上方の点Ｂの位置に移動する。次に、（ｃ）は、（ｂ
）の状態で第一積層圧電素子１０に電圧（−）を印加し
てこれを収縮させた時の様子を示すものである。この場
合、弾性体１２は凸状がら平面状に戻るが、変異点Ｐは
点Ｂから左斜め下方の点Ｃの位置に移動する。次に、（
ｄ）は、 （ｃ）の状態で第二積層圧電素子１１の電圧
をオフした場合の様子を示すものである。この場合、弾
性体１２は平面状から凹状に変形し、これにより変異点
Ｐは点Ｃがら右斜め下方の点りの位置に移動する。次に
、（ｅ）は、（ｄ）の状態で第一積層圧電素子１ｏの電
圧をオフにした場合の様子を示すものである。この場合
、弾性体１２は凹状から平面状に復帰し、これにより変
異点Ｐは点りから右斜め上方の初期状態の点Ａに戻る。
これまで（ａ）〜（ｅ）に述べた変異点Ｐの軌跡を連続
してみると、第４図（ａ）に示すような楕円運動の軌跡
を辿ることになる。
してみると、第４図（ａ）に示すような楕円運動の軌跡
を辿ることになる。
また、−船釣に積層圧電素子は収縮（第３図中の（ｄ）
に示すようなひっばり方向）が不得手（耐久性がない）
であり、変化量を多くかせぐことができない。そこで、
第３図において、 （ａ）か、ら（ｂ）までは同様に駆
動させた後、その（ｂ）の状態から（ｆ）の状態に移行
させる。すなわち、第一積層圧電素子１０に第二積層圧
電素子１１と同様に伸張するＹ方向の電圧を印加させて
弾性体１２をさらに一段と屈曲させ、これにより変異点
Ｐを点Ｂから点Ｅの位置に移動させる。次に、その（ｆ
）の状態から第二積層圧電素子１１の電圧をオフするこ
とにより、 （ｇ）の状態に示すように変異点Ｐを点Ｅ
の位置から点Ｆの位置に移動させる。その後、第一積層
圧電素子１ｏの電圧をオフすることにより、（ｅ）の点
Ｅの位置に変異点Ｐを復帰させることができる。このよ
うな変異点Ｐの（ａ）→（ｂ）→（ｆ）→（ｇ）→（ｅ
）の軌跡を連続してみると、第４図（ｂ）に示すような
楕円運動の軌跡を辿ることになる。従って、（ｆ）、
（ｇ）に示すような伸張方向（押す方向）だけで積層
圧電素子を駆動して楕円運動を発生させるようにするこ
とによって、変化量を多くかせぐことができ、これによ
り安定性、駆動力、耐久性を一段と向上させることがで
きる。
に示すようなひっばり方向）が不得手（耐久性がない）
であり、変化量を多くかせぐことができない。そこで、
第３図において、 （ａ）か、ら（ｂ）までは同様に駆
動させた後、その（ｂ）の状態から（ｆ）の状態に移行
させる。すなわち、第一積層圧電素子１０に第二積層圧
電素子１１と同様に伸張するＹ方向の電圧を印加させて
弾性体１２をさらに一段と屈曲させ、これにより変異点
Ｐを点Ｂから点Ｅの位置に移動させる。次に、その（ｆ
）の状態から第二積層圧電素子１１の電圧をオフするこ
とにより、 （ｇ）の状態に示すように変異点Ｐを点Ｅ
の位置から点Ｆの位置に移動させる。その後、第一積層
圧電素子１ｏの電圧をオフすることにより、（ｅ）の点
Ｅの位置に変異点Ｐを復帰させることができる。このよ
うな変異点Ｐの（ａ）→（ｂ）→（ｆ）→（ｇ）→（ｅ
）の軌跡を連続してみると、第４図（ｂ）に示すような
楕円運動の軌跡を辿ることになる。従って、（ｆ）、
（ｇ）に示すような伸張方向（押す方向）だけで積層
圧電素子を駆動して楕円運動を発生させるようにするこ
とによって、変化量を多くかせぐことができ、これによ
り安定性、駆動力、耐久性を一段と向上させることがで
きる。
上述したように、−次元配列された第一積層圧電素子１
０と第二積層圧電素子１１とを位相をずらして駆動させ
、弾性体１２に屈曲運動による楕円運動を発生させるこ
とによって、その楕円運動を紙送り機構の駆動力どして
利用することができ、これにより、平面的な直線状に配
置させた状態で走行体（紙送り機構）を移動させること
ができるため、装置全体の薄型化をより一段と図ること
ができる。
０と第二積層圧電素子１１とを位相をずらして駆動させ
、弾性体１２に屈曲運動による楕円運動を発生させるこ
とによって、その楕円運動を紙送り機構の駆動力どして
利用することができ、これにより、平面的な直線状に配
置させた状態で走行体（紙送り機構）を移動させること
ができるため、装置全体の薄型化をより一段と図ること
ができる。
また、第５図は、本装置を自走式リニアモータに応用し
た例を示すものである。この場合、基台９の右側に案内
レール１８に設置する回転ローラ１９を取付け、弾性体
１２をその案内レール１８に接触させて第−及び第二積
層圧電素子１０，１１を駆動させることにより、駆動力
を有するそれ自身を動かすことが可能となるものである
。
た例を示すものである。この場合、基台９の右側に案内
レール１８に設置する回転ローラ１９を取付け、弾性体
１２をその案内レール１８に接触させて第−及び第二積
層圧電素子１０，１１を駆動させることにより、駆動力
を有するそれ自身を動かすことが可能となるものである
。
発明の効果
本発明は、多数枚の電気機械変換素子を略直線状に配列
してなる第一アクチュエータ部を設け、この第一アクチ
ュエータ部と同等な多数枚の電気機械変換素子を略直線
状に配列してなる第二アクチュエータ部を設け、二の第
二アクチュエータ部と前記第一アクチュエータ部との間
に弾性体を介在させこれら３種の部材を一次元配列して
配設し、前記第一アクチュエータ部の前記電気機械変換
素子と前記第二アクチュエータ部の前記電気機械変換素
子とを位相をずらして駆動することにより前記弾性体に
屈曲運動による楕円運動を発生させるように設定したの
で、それらアクチュエータ部分を平面的な直線状に配置
させた状態で楕円運動により走行体を駆動させることが
可能となり、これにより、そのような走行体を含む装置
全体の構成の薄型化をより一段と図ることができる。
してなる第一アクチュエータ部を設け、この第一アクチ
ュエータ部と同等な多数枚の電気機械変換素子を略直線
状に配列してなる第二アクチュエータ部を設け、二の第
二アクチュエータ部と前記第一アクチュエータ部との間
に弾性体を介在させこれら３種の部材を一次元配列して
配設し、前記第一アクチュエータ部の前記電気機械変換
素子と前記第二アクチュエータ部の前記電気機械変換素
子とを位相をずらして駆動することにより前記弾性体に
屈曲運動による楕円運動を発生させるように設定したの
で、それらアクチュエータ部分を平面的な直線状に配置
させた状態で楕円運動により走行体を駆動させることが
可能となり、これにより、そのような走行体を含む装置
全体の構成の薄型化をより一段と図ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図はその
側面図、第３図は楕円運動の発生原理を示す説明図、第
４図はその楕円運動の軌跡を連続して描いた場合におけ
る波形図、第５図は本発明の他の実施例を示す正面図、
第６回は従来例を示す模式図である。 １ｏ・・・第一アクチュエータ部、１０ａ・・・電気機
械変換素子、１１・・・第二アクチュエータ部、■ ａ・・・電気機械変換素子、 ２・・弾性体 」 図 ］ 図 」“乙 」 ５図 」 図
側面図、第３図は楕円運動の発生原理を示す説明図、第
４図はその楕円運動の軌跡を連続して描いた場合におけ
る波形図、第５図は本発明の他の実施例を示す正面図、
第６回は従来例を示す模式図である。 １ｏ・・・第一アクチュエータ部、１０ａ・・・電気機
械変換素子、１１・・・第二アクチュエータ部、■ ａ・・・電気機械変換素子、 ２・・弾性体 」 図 ］ 図 」“乙 」 ５図 」 図
Claims (1)
- 多数枚の電気機械変換素子を略直線状に配列してなる第
一アクチュエータ部を設け、この第一アクチュエータ部
と同等な多数枚の電気機械変換素子を略直線状に配列し
てなる第二アクチュエータ部を設け、この第二アクチュ
エータ部と前記第一アクチュエータ部との間に弾性体を
介在させこれら３種の部材を一次元配列して配設し、前
記第一アクチュエータ部の前記電気機械変換素子と前記
第二アクチュエータ部の前記電気機械変換素子とを位相
をずらして駆動することにより前記弾性体に屈曲運動に
よる楕円運動を発生させるように設定したことを特徴と
する電気機械変換素子を用いた駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8015290A JPH03278965A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 電気機械変換素子を用いた駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8015290A JPH03278965A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 電気機械変換素子を用いた駆動機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03278965A true JPH03278965A (ja) | 1991-12-10 |
Family
ID=13710321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8015290A Pending JPH03278965A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 電気機械変換素子を用いた駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03278965A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106370537A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-01 | 吉林大学 | 基于压电纤维的精密压入驱动单元 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP8015290A patent/JPH03278965A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106370537A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-01 | 吉林大学 | 基于压电纤维的精密压入驱动单元 |
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