JPH04147092A - 駆動機構 - 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、各種装置の駆動機構に関するものである。

［従来の技術］ 被写体の光学像を撮像素子上に結像させ、該光学像に対
応する画像信号を該撮像素子から発生せしめ、該画像信
号を２インチ磁気フロッピディスクに磁気記録させるよ
うに構成されたステイルビデオカメラが現在、本出願人
等によって製造されている。この公知のステイルビデオ
カメラに装備されている磁気ヘッド駆動機構は第６図に
示される構造のものであった。

第６図において、１は磁気ヘッド２が固定されているヘ
ット担持体（すなわち、ヘットキャリッジ）である。ヘ
ッド担持体１の一方の側縁部には突部１ａ及び腕１ｂが
突設され、ヘット担持体１の他方の側縁部には腕ＩＣが
突設されている。突部１ａ及び腕１ｂには第１のガイド
バー３に嵌合する孔１ｄ及び１ｅが貫設され、腕１ｂに
は更に送りねし４に螺合するねし孔１ｆか貫設されてい
る。また、腕ＩＣには第２のガイドバー５に嵌合するＵ
形溝１ｇが形成され、ヘッド相持体１は２本のガイドバ
ー３及び５に支持されつつガイドバー３及び５と平行に
移動可能となっている。

送りねじ４はステッピングモータ６によって回転駆動さ
れるように該モータ６の軸に連結されるとともに不図示
の軸受によって回転のみ可能に支持されている。７はモ
ータ６の制御回路等に電気的に接続されたリミットスイ
ッチであり、該スイッチ７はスイッチ片７ａ及び７ｂを
有し、ヘッド担持体１が第６図において右方向のスター
ト位置に近づいた時に腕１ｂによってスイッチ片７ａが
押されてスイッチ片７ａとスイッチ片７ｂとが接触する
ようになっている。

このヘット駆動機構の実際の動作時には、ステッピング
モータ６が回転してヘッド担持体１が所定のスタート位
置まで動かされると腕１ｂかスイッチ片７ａを押し、ス
イッチ片７ａとスイッチ片７ｂが接触してスイッチ７が
ＯＮとなり、この信号に応じて不図示のモータ制御回路
が該モータ６を停止させ、これによりヘッド担持体１は
所定のスタート位置に停止される。そして、該モータ制
御回路に磁気ヘット２を所望の位置まで移動させるよう
に移動信号が入ると、該モータ６が逆転され、ヘッド担
持体１は前記スタート位置から第４図で左側へ向って動
かされ、該モータ６が前記移動信号の指令ステップ数だ
け回転して停止した時に該ヘッド担持体１も停止し、こ
れにより磁気ヘット２が磁気フロッピーディスクの所望
のトラック位置に位置決めされる。

［発明が解決しようとする課Ｕ］ 第６図に示した従来のヘット駆動機構では駆動源として
大形のステッピングモータを使用しているため、該ヘッ
ド駆動機構を搭載しているステイルビデオカメラ等が大
形になり、且つ重量が重くなるという欠点があった。ま
た、送りねしを使用しているので、ねじの噛み合いにお
けるバックラッシュのため、ヘッド担持体の位置決め精
度を高くすることができなかった。更に、ステッピング
モータを使用しているので電力消費もかなり大館く、ま
た、リミットスイッチを使用してスタート位置の位置決
めを行っているのでスタート位置の位置決め精度も変動
する危険性が高かった。

本発明の目的は、前述した従来の問題を解消し、小型且
つ軽量であるとともに高精度の位置決めを行うことがで
きる駆動機構を提供することにある。

［実　施　例］ 以下に′！ｆＪ１図乃至第５図を参照して本発明の詳細
な説明する。

本実施例は、本発明による駆動機構をヘッド駆動装置に
通用したもので、第１図において、８はヘット駆動装置
の一構成部品であるヘッド担持体であり、該ヘッド担持
体８の一方の側縁には２個の突部８ａ及び８ｂが突設さ
れ、他方の側縁には１個の突部８Ｃが突設されている。

突部８ａ及び８ｂには第１のガイドバー３が相対摺動可
能に挿通される孔８ｄ及び８ｅが貫設され、突部８ｃの
先端には第２のガイドバー５が相対摺動可能に挿通され
るＵ形溝８ｆが貫設されている。ヘッド担持体８の後端
面にはガイドバー３及び５と平行な方向に長い圧電素子
９の一端が固定されており、圧電素子９の他端には重錘
１０か取付けられている。圧電素子９は電圧が印加され
るとそれ自身の長手方向と平行に延びる型式のものであ
り、この圧電素子９には第２図に示す駆動回路１６が電
気的に接続されている。

ヘッド担持体８の前端（第１図において左端）位置近傍
には凹部８ｇが形成され、この凹部８ｇには下面が発光
面となった発光素子１１が配置されている。凹部８ｇの
底面にはガイドバー３及び５に対して直角方向に長い（
すなわち、ヘッド担持体８の移動方向に対して直角方向
に長い）スリット８ｈが貫設されており、発光素子１１
から発生する光がスリット８ｈを通ってヘット担持体８
の下方へ向けて一条の巾の狭い光束となって投射される
ようになっている。

ヘット担持体８の移動経路の直下にはヘッド担持体の移
動方向に対して平行な方向に長い長方形の半導体装置検
出素子１２が不図示の静止部材に固定されて設けられて
おり、該素子１２は第２図に示した駆動回路１６に電気
的に接続されている。

ヘッド担持体８の突部８ａと８ｂの下面には鉛直方向の
ネジ孔か穿設されており、両突部間に渡ってガイドバー
３と平行に延在する板バネ１３の両端に貫設されたバカ
孔１３ａ及び１３ｂを該ネジ孔と一致させてビス１４及
び１５を該バカ孔及び該ネジ孔にネジ込むことにより板
バネ１３が突部８ａ及び８ｂの下面に固定されている。

板バネ１３の中央部にはガイドバー３の下面に弾性的に
圧接される突部１３ｃが形成され、突部１３ｃがガイド
バー３に圧接されることによりガイドバー３の外周面と
孔８ｄ及び８ｅの内周面とが圧接されている。これによ
りヘッド担持体８とガイドバー３との相互摩擦が高めら
れ、ヘット担持体８にこの摩擦に打ち勝つ力が加えられ
た時のみヘット担持体８が移動しつるようになっている
。

第２図はヘッド担持体８の移動制御及び位置決め制御を
行うための制御系を示した概略図である。１６は圧電素
子９に第３図の如き数１０Ｖ〜１００■の高電圧の鋸歯
状駆動パルスを印加する駆動回路であり、駆動回路１６
はマイクロコンピュータ１７（以下にはマイコンと略記
する）から印加される同波形の約５■の駆動パルスによ
って駆動される。圧電素子９は該駆動パルスの垂直な立
上がり部において急激に伸び、その際に圧電素子９から
発生する伸び方向の力がガイドバー３とヘッド担持体の
孔８ｄ及び８ｅとの相互摩擦力よりも大きくなるため、
ヘッド担持体８はガイドバー３に対して摺動するが、駆
動パルスの非垂直な立下り部においてはゆっくりと縮み
、その際の縮み方向の力がガイドバー３とヘッド担持体
８の孔８ｄ及び８ｅとの相互摩擦力よりも小さいため、
ヘッド担持体８は移動しない。つまり、ヘット担持体８
は圧電素子９の伸縮運動により微小なインチング運動を
行う。ヘット担持体８の移動位置及び移動量は発光素子
１１及びスリット８ｈから半導体装置検出素子１２上に
投射されるスリット光（第１図では点線で示されている
）の位置に応じた電気的出力として該素子１２により検
出され、該出力がマイコン１７に入力されてマイコン１
７により駆動回路１６が制御される。

次に第１図乃至第３図を参照して動作を説明する。

第３図（Ａ）はヘッド担持体８を第１図において左向き
に動かす時に圧電素子９に印加される駆動パルスの波形
を示したものであり、第３図ＣＢ）はヘット担持体８を
第１図において右向きに動かす時に圧電素子９に印加さ
れる駆動パルスの波形を示したものである。

第３図（Ａ）の如き駆動パルスが圧電素子９に印加され
ると、該パルスが電圧Ａから電圧Ｃへ変化する垂直な立
上り部において圧電素子９は急激に伸びる。この質量に
基づく慣性力ヘッド担持体８の孔８ｄ及び８ｅとガイド
バー３との摩擦、Ｕ形溝８ｆとガイドバー５との摩擦、
板バネ１３の突部１３ｃ　とガイドバー３との摩擦、等
の合計よりも大きな左向き駆動力がヘット担持体８に加
わるため、ヘッド担持体８は第１図において左向きに微
小量移動し、重錘１０は第１図において右向きに微小量
移動し、そして、該パルスの最大値（電圧Ｃ）が維持さ
れている間、圧電素子９の伸び状態が保持される。次に
駆動パルスの電圧が電圧Ｃから電圧Ａへと非垂直に減少
する立下り部りになると、圧電素子９は縮むが、この時
に圧電素子９に加わる電圧変化は急激ではないため圧電
素子９の縮みによる力は、ヘッド担持体８の慣性力、板
バネ１３の突部１３ｃとガイドバー３との摩擦力、ヘッ
ド担持体８の孔８ｄ及び８ｅとガイドバー３との摩擦力
、Ｕ形溝８ｆとガイドバー５との摩擦力、等の合計より
も小さく、従ってヘット担持体８は停止し、重錘１０の
みが圧電素子９の縮み運動に伴って纂１図で左向きに移
動する。そして、圧電素子９の縮みか終了した時点、す
なわち、駆動パルスの電圧がＡに戻った時に重錘１０の
左方向運動のエネルギーによりヘッド担持体８及び圧電
素子９並びに重錘１０か一体となって左向きに＄３！Ｉ
ＩＬ、前記エネルギーが消費された時にヘッド担持体８
の移動が停止する。

以上の動作か駆動パルスの一山毎に縁り返されることに
より、ヘッド担持体８は所定の微小長さずつ左方向へ移
動する。そして、ヘッド担持体８の移動量及び瞬時位置
は前述したように半導体装置検出素子１２によって検出
され、マイコン１７にフィードバックされる。従ってヘ
ッド担持体８が所定位置まで動かされた時にはマイコン
１７により圧電素子９に対する駆動パルスの印加が停止
される。

ヘット担持体８を第１図において右向きに駆動する時に
はマイコン１７は駆動回路１６を介して圧電素子９に第
３図（Ｂ）の如き駆動パルスを印加する。すなわち、ま
ず、電圧Ａから電圧Ｃへ非垂直に立上る電圧が圧電素子
９に印加されると圧電素子９はゆっくり伸び始めるが、
この伸びの力はヘッド担持体８の慣性力と前述の数ケ所
の摩擦力との合計よりも小さいため圧電素子９か伸びて
もヘッド担持体８は停止した状態に保持され、重錘１０
のみが圧電素子９の縮みに伴って第１図で右向きに移動
する。そして、圧電素子９の伸びが終了した時点で重錘
１０の運動エネルギーによりヘッド担持体８及び圧電素
子９並びに重錘１０が一体となって第１図において右方
向へ動咎出し、該運動エネルギーが前述の数ケ所の摩擦
により消費された時にヘット担持体８及び重錘１０の移
動が停止する。次いで電圧かＣからＡへと垂直に変化す
ると、圧電素子９は急激に縮み、これによりヘット担持
体８は第１図で右方向へ動かされる一方、重錘１０は左
方向へ動かされる。そして、１パルス毎に以上の動作が
繰り返されてヘッド担持体８か第１図において右方向へ
動かされてゆく。また、この過程において、ヘット担持
体８に搭載されている発光素子１１の光がスリット８ｈ
を通って半導体装置検出素子１２上に投射され、該素子
１２上に投射されるスリット光かヘット担持体８の移動
に件って該素子１２上を動いてゆくため、ヘット担持体
８の瞬時位置が該素子１２によって検出され、該素子１
２の出力かマイコン１７にフィードバックされることに
より、ヘット担持体８の移動量及び停止位置が制御され
る。

なお、前記実施例ではヘット担持体８の瞬時位置を検出
するために半導体装置検出素子１２が使用されているが
、該素子１２の代りにリニアーエンコーダやポテンショ
メータ等の別の検出手段を用いてもよいことは当然であ
る。

次にガイドバー３とヘット担持体８の間に摩擦力を作用
させる板バネ１３の作用について説明する。

該摩擦力を安定して発生させ、板バネ１３による弾性力
が担持体８の変位方向に作用しない様にするために板バ
ネ１３の弾性力はガイドバー３に略垂直に加わる様に、
その中央部にＵ字形状の突部１３ｃを設けている。更に
、圧電素子９の伸縮により板ハネ１３か該伸縮方向に弾
性変形すると、カイトバー１３とヘッド担持体間の摩擦
力か変化し、更に担持体８の変位方向に弾性力が作用し
、担持体８の変位が不安定になる。これを防ぐため、板
バネ１３は圧電素子９の伸縮方向と平行な平面部１３ｄ
、１３ｅを有し、該方向には大きな剛性を有する様にな
されている。板バネの他の実施例を第４図乃至第５図に
示す。

第４図（ａ）　において１８は平板状の板バネでヘット
担持体８の突部８ａ、８ｂに取付ける為の孔１８ａ、１
８ｂか形成されている。１９は摩擦部材であり少なくと
も圧電素子の伸縮方向に剛性の高いもの、例えば金属や
樹脂により形成されていて、板ハネ１８の中央部に固定
されている。

第１図に示す実施例の板バネ１３は、突部１３ｃの立上
り部に多少のバネ性を示すが、本実施例では圧電素子９
の伸縮方向にはより剛性の高いものとなっている。

第４図（ｂ）は摩擦力の調整を容易にした板バネを示し
ている。２０は板バネであり、ヘット担持体の突部８ａ
、８ｂに各々ビス１４．１５で取付けるための孔２０ａ
長孔２０ｂが開設されている。組込状態の概略図を第５
図に示す。孔２０ａの位置ではビス１４により板バネ２
０が突部８ａに密着して固定されている。又摩擦部材１
９はガイドバー３に板バネ２０により押付けられている
。長孔２０ｂを貫通し突部８ｂに螺合されるビス１５は
締付具合を調節し板バネ２０の曲り具合を変えることに
より弾性部材とガイドバー３の押圧力を調節できる様に
なされている。この調整を行った後ビス１５は接看剤で
固定される。

第４図（Ｃ）は片持ちの板バネ２１に摩擦部材１９を固
定したものであり、２１ａは突部８ａにビス１４て固定
するための孔である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、従来のようにギ
ア列等の伝達機構を必要としないため小型軽量化が図れ
、特に被駆動部材に対して摩擦力を安定して発生させる
ことができ、被駆動部材の位置決め精度を向上させるこ
とかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をヘット駆動装置に通用した一実施例を
示す分解斜視図、第２図はその制御系のブロック図、第
３図（Ａ）　、　（Ｂ）は駆動パルスの波形図、第４図
（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は夫々板バネの実施例
を示す斜視図、第５図は第４図（ｂ）に示す板バネの取
り付は状態を示す断面図、第６図は従来のヘット駆動装
置の分解斜視図である。 ２・・・磁気ヘット　　　　３．５・・・ガイドバー８
・・・ヘット担持体　　９・・・圧電素子１０・・・重
錘　　　　　１１・・・発光素子１２・・・半導体装置
検出素子 ・・・板バネ ９・・・摩擦部材 他４名 第 図 第 図 時間− 時間− 第 図 （Ｑ） （ｂ） （Ｃ） 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　弾性部材の摩擦力に抗して所定方向へ移動可能とす
   る被駆動部材に、電界の印加により伸縮変形する電気−
   機械エネルギー変換素子をその伸縮方向の一端を取り付
   け、さらに該電気−機械エネルギー変換素子の伸縮方向
   の他端に錘を固定し、該電気−機械エネルギー変換素子
   への通電を制御してその伸縮変形速度を異ならせること
   により、該被駆動部材を駆動させる駆動機構において、 該被駆動部材に摩擦力を付与する弾性部材は、該電気−
   機械エネルギー変換素子の伸縮方向と平行な平面を有す
   る平面部に該被駆動部材に当接する当接部を設けたこと
   を特徴とする駆動機構。