JPH04140074A - 直進送り装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電動機を用いた直進送り装置にかわる圧電ア
クチュエータを備えた直進送り装置に関する。

従来の技術 近年、ビテオテープレコーダやパーソナルコンピュータ
等のポータプル化に見られるように、これらの機器を小
さく、軽く、かつ省電力化することか重要な課題となっ
ている。これに伴い、内部メカニズムである駆動装置、
すなわちアクチュエータに関しても小型軽量化及び部品
の簡素化か検討されている。従来の技術においては、駆
動装置として主に電動機が利用されていた。

以下に従来の直進送り装置について説明する。

第６図に示すように、駆動源として、ステンビングモー
タ等の電動機７を使用し、電動機７のノヤフトから直接
軸出ししたリードスクリュー８の回転により、ガイドレ
ール９に沿ってスライダ一部１０か矢印のように直進運
動をする。

発明か解決しようとする課題 しかしながら上記の従来の構成では、部品の複雑さや部
品点数の多さ及び電動機のもつ体格及び定格による出力
トルクの限界があるので、小型高トルク化はかなり困難
であるという問題点や、電動機を用いるので、電動機の
Ｅ石から電磁ノイズが発生するという問題点を有してい
た。

本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、小型高
トルク化が容易で、電磁ノイズが発生しない直進送り装
置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために、本発明の直進送り装置は、
一端が固定された、圧電アクチュエータの自由端に、先
端部に係合部を設けたバイモルフ型の圧電アクチュエー
タの支持部を結合させ、バイモルフ型の圧電アクチュエ
ータの係合部と係合する。被係合部を設けたスライダ部
を備えた構成を有している。

作用 この構成によって、２個の圧電アクチュエータにそれぞ
れ位相あるいは極性の異なる電圧を印加し、それにより
発生する伸縮及び変位により、スライダ部かこま送り状
に直進運動することとなる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図に示すように、電圧の印加により伸びあるいは縮
む性質を有する圧電体素子で構成された圧電アクチユエ
ータ１の一端が固定されている。

電圧の印加により、屈曲による変位特性を有するように
圧電体素子で構成されたバイモルフ型の圧電アクチュエ
ータ３の支持部２か、圧電アクチユエータ１の自由端に
接着等の方法で結合され、両圧電アクチュエータ１，３
は直線上に連結されている。

以上のように構成された直進送り装置について、以下そ
の動作を説明する。圧電アクチュエータ３の先端部のつ
め５は、圧電アクチュエータ１か伸びたとき、スライダ
部４の歯状の凹部６のひとつに噛み合う。そして、圧電
アクチユエータ３か屈曲することでスライダ部４が１こ
ま分前進する。ついで、圧電アクチュエータ１が縮んで
つめ５とスライダ部４の凹部６との噛み合いを一旦外し
、圧電アクチユエータ３が屈曲することでつめ５をスラ
イダ部４の歯状の凹部６の１こま分を後退させる。この
様にして、再び前述の動作を繰り返す。

以下図面を用いて更に詳しく説明する。

第２図（ａｌ及びｆｂｌは、長さ方向に伸縮する圧電ア
クチュエータの動作原理を表したものであり、圧電アク
チユエータ１は、電圧の印加によって、矢印のように伸
びあるいは縮む動作をする。すなわち、印加電圧の極性
を正逆変化させることで、圧電アクチュエータ１か伸縮
を繰り返す。第３図は、第２図における圧電アクチユエ
ータを複数本を同方向に分極して貼り合わせたもので、
圧電アクチュエータの伸縮量を増大する必要がある場合
に用いる。

また、第４図は、屈曲方向に変位するバイモルフ型の圧
電アクチュエータの動作原理を表したものであり、印加
電圧の極性を正逆変化させることによって、相反する方
向に屈曲する。

第５図（ａｌにおいては、圧電アクチュエータ１にかけ
る電圧の極性か第２図ｆｂｌに示した状態に、バイモル
フ型の圧電アクチュエータ３にかける電圧の極性か第５
図１ａ＋に示した状態になっている。このとき、圧電ア
クチュエータ１が伸びてつめ５がスライダ部４の歯状の
凹部６に噛み合っている。

ここで第５　図ｔｂｌに示すようにバイモルフ型の圧電
アクチユエータ３を矢印で示した方向に変位させるよう
に電圧をかけると、先端に設けたつめ５によって、スラ
イダ部４の歯状の凹部６がひっかけられ、スライダ部４
は大きな矢印の方向に直進運動を始める。つめ５か第５
図ｆｃ）の位置まできた時、圧電アクチユエータ３の屈
曲が止まり、スライダ部４の直進は一時停止する。次に
第５図（ｄｌに示すように圧電アクチュエータ１を縮む
方向に電圧をかけてつめ５とスライダ部４の係合を外し
ながら、第５図１ａ＋の様に圧電アクチユエータ３を元
に戻す。その後再び第５図１ａ＋に示す様に圧電アクチ
ユエータ１を伸びる方向に電圧をかけると、つめ５かス
ライダ部４の歯状の凹部６に噛み合う。

この第５図に示した一連の動作を繰り返すことにより、
スライダ部４はステップ状に直進することになる。

以上のように本実施例によれば、一端が固定された圧電
アクチユエータの自由端に結合させた、先端に係合部を
設けたバイモルフ型の圧電アクチュエータを設けること
により、直進送り装置の部品点数の削減及び簡略化かで
き、圧電アクチュエータの伸縮及び屈曲の変位量は微少
かつ正確であるので直進送り装置の小型高トルク化も容
易にでき、加えて電動機のように磁石を用いないので電
磁ノイズを発生させないようにすることかできる。

上記の実施例では、圧電アクチュエータと、バイモルフ
型の圧電アクチュエータを直線上に連結させたか、斜め
に連結するようにしてもよい。

発明の効果 以上実施例の説明からも明らかなように本発明は、一端
か固定された圧電アクチュエータと、この圧電アクチユ
エータの自由端に支持部を結合させた先端部に係合部を
設けたバイモルフ型の圧電アクチユエータと、この圧電
アクチユエータの、係合部上に係合する被係合部を設け
たスライダ部を備えた構成により、電磁ノイズをなくシ
、圧電アクチュエータの伸縮及び屈曲の変位量を調節す
ることにより、小型高トルク化、かつ高精度化すること
かできる優れた直進送り装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の直進送り装置の構成を示す
概念図、第２図は同長さ方向に伸縮する圧電アクチユエ
ータの動作原理を表した概念図、第３図は、第２図にお
ける圧電アクチュエータの同方向に分極した複数個を貼
り合わせたものの構成を示す概念図、第４図は同バイモ
ルフ型の圧電アクチュエータの動作原理を表した概念図
、第５図は同直進送り装置の動作原理を表した概念図、
第６図は従来の直進送り装置の構成を示す概念図である
。 １．３・・・・・圧電アクチュエータ、２・・・・・・
支持部、４・・・・・・スライダ部、５・・・・・・つ
め。 第 図 第 図 にｔｙクタユ−タ 側３ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端が固定された電圧の印可により伸びあるいは
   縮む性質をもつ圧電アクチュエータと、前記圧電アクチ
   ュエータの自由端に支持部を結合させた先端部に係合部
   を設けたバイモルフ型の変位素子である圧電アクチュエ
   ータと、前記バイモルフ型の圧電アクチュエータの変位
   方向に沿って配設した前記係合部と係合する被係合部を
   設けたスライダ部を備えた直進送り装置。
2. （２）係合部をつめ状とし、かつスライダ部の被係合部
   を歯状の凹部とした請求項１記載の直進送り装置。