JPH04151703A - リニアアクチュエータ - 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、精密な速度制御９位置決め制御ができるリニ
アアクチュエータに関する。

（従来の技術） 従来、精密な直線駆動を実現する手段としては、モータ
やりニアモータを利用する手段や、圧電素子等の微動ア
クチュエータを利用する手段等がある ′ｆＳ１２図はモータを利用して間接的に直線駆動力を
得る手段の一例を示す概略断面図であり、モータ１２１
　によって得られる回転駆動力は、プーリ１２２．１２
３及びベルト１２４を介してボールネジ１２５に伝達さ
れ、ボールネジ１２５に螺合するポールネジナツト１２
６により直線駆動力に変換され、支えブラケット１２７
を介して被駆動体１２８を直線駆動させる。

第１３図はリニアモータを利用して直接的に直線駆動力
を得る手段の一例を示す概略断面図であり、被駆動体１
３１には支えブラケット１３２を介してリニアモータ１
３３のスライダ１３３ａが固定されており、リニアモー
タ１３３の直線駆動力により被駆動体１３１を直線駆動
させる。

第１４図は圧電素子等の微動アクチュエータを利用して
直接的に直線駆動力を得る手段の一例を示す概略断面斜
視図であり、円筒形であって、その軸方向に伸縮する駆
動用微動アクチュエータ１４１の両端に同様の固定分離
用微動アクチュエータ１４２．１４３の側面が固定され
、一方の固定分離用微動アクチュエータ１４２の側面に
は棒状の被駆動体１４４がその長手方向が駆動用微動ア
クチュエータ１４１の伸縮方向となるように固定されて
いる。このような構成のアクチュエータユニットは被駆
動体１４４が箱状の支えブラケット１４５の一端面を貫
装し、固定分離用微動アクチュエータ１４２，１４３が
伸状態で支えブラケット１４５内面を支持し、線状態で
支えブラケット１４５内面から離れるように支えブラケ
ット１４５内に収納されている。

以下にモの動作シーケンスを第１５図に示すタイムチャ
ートに従い説明する。

（１）時点ｔ０〜時点ｔ４、 駆動用微動アクチュエータ１４１は線状態で停止し、固
定分離用微動アクチュエータ１４３が線状態から伸状態
へ、すなわち支えブラケット１４５内面から離れる状ｔ
！（以下、分離モードという）から支えブラケット１４
５内面を支持している状態（以下、固定モードという）
へ動作し、固定分離用微動アクチュエータ１４２が固定
モードから分離モードへ動作する。従って、被駆動体１
４４は停止したままとなる。

（２）時点ｔ４１〜時点ｔ４２ 固定分離用微動アクチュエータ１４３が固定モードの状
態で、固定分離用微動アクチュエータ１イ２が分離モー
ドの状態で、駆動用微動アクチュエータ１４１が線状態
から伸状態へ動作する。このことにより、固定分離用微
動アクチュエータ１４２及びこれに固定されている被駆
動体１４４は駆動される。

（３）時点ｔ４２〜時点ｔ４３ 駆動用微動アクチュエータ１４】は伸状態で停止し、固
定分離用微動アクチュエータ１４２が分離モードから固
定モードへ動作し、固定分離用微動アクチュエータ１４
３が固定モードから分離モードへ動作する。従って、被
駆動体１４４は停止したままとなる。

（４）時点ｔ４３〜時点ｔ４４ 固定分路用微動アクチュエータ１４２が固定モードの状
態で、固定分離用微動アクチュエータ１４３が分離モー
ドの状態で、駆動用微動アクチュエータ１４１が伸状態
から線状態へ動作する。このことにより、固定分離用微
動アクチュエータ１４３は駆動されるが、被駆動体１４
４は停止したままとなる。

以上が従来の微動アクチュエータを利用する直線駆動手
段の１サイクルとなる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したモータを利用する直線駆動手段では、被駆動体
１２８に直線駆動力を与えるためにボールネジ等の機械
的な変換機構を常に必要とする。

従って、変換機構の機械的な歪みやガタのために精密な
動きができず、また変換機構の機械的なロスのために伝
達効率が悪くなるなどの欠点がある。さらにまた、モー
タは電磁気力を使用しているため、そのトルク発生させ
るにはそれに見合う大きさ（直径と長さ）が必要であり
、そのため小型化には自ずから限界がある。

上述したりニアモータを利用する直線駆動手段では、第
１３図に示す例のように機械的な変換機構は必要とせず
、簡素化された機構となるが、全ストロークで駆動力を
得るにはりニアモータ１３３のスライダ１３３ａに対向
するステータ１３３ｂがストローク分だけ必要となり、
また駆動原理的に大きくて高価なものになってしまうと
いう欠点がある。

上述した微動アクチュエータを利用する直線駆動手段で
は、小型で簡素化された機構となるが、被駆動体１４４
は駆動用微動アクチュエータ１４１が線状態から伸状態
へあるいは伸状態から線状態へのいづれか一方へ動作す
るときのみ駆動されるため、動作エネルギー的にムダが
多く、また被駆動体１４４の動きも移動停止の繰返しで
間欠的なものとなり、スムーズな動きが得られない欠点
がある。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本
発明の目的は、高速でスムーズに動作し、高精度かつ高
加減速可能で高推力な、エネルギー的にも無駄の少ない
小型のリニアアクチュエータを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、精密な速度制御１位置決め制御ができるリニ
アアクチュエータに関するものであり、本発明の上記目
的は、被駆動体を固定分離可能な第１及び第２の微動手
段と、前記第１及び第２の微動手段を回転中心に対し対
称な位置に支持固定する回転台と、前記回転台を回転方
向に微小駆動可能な第３の微動手段と、前記第１．第２
及び第３の微動手段を制御する制御手段とを具備するこ
とによって、また、被駆動体を固定分離可能な第１及び
第２の微動手段と、静止体を固定分離可能な第３及び第
４の微動手段と、前記第１及び第３の微動手段を支持固
定する第１の支えブラケットと、前記第２及び第４の微
動手段を支持固定する第２の支えブラケットと、前記′
ｆＳ１及び第２の支えブラケットを両端に固定して相対
的に微動駆動可能な第５の微動手段と、前記第１．第２
．第３、第４及び第５の微動手段を制御する制御手段と
を具備することによって、また、被駆動体と回転可能な
駆動円板とを結合分離可能な第１の微動手段と、前記駆
動円板を回転方向に微動駆動可能な′ｔＳ２の微動手段
と、前記第１及び第２の微動手段を制御する制御手段と
を具備することによって達成される。

（作用） 本発明のリニアアクチュエータは、駆動用微動アクチュ
エータの往復のいづれの方向の駆動においても被駆動体
の駆動方向に駆動用微動アクチュエータの駆動力を有効
に取出すことができると共に、被駆動体が移動している
時、被駆動体を停止させることなく固定分離動作を行な
うようにしているので、駆動用微動アクチュエータ自体
の駆動ストローク以上のストロークまで任意の速度でス
ムーズにしかも効率良く被駆動体を駆動させることがで
きる。

（実施例） ！４１図は本発明のリニアアクチュエータの一例を示す
概略斜視図であり、円筒形であって、その軸方向に伸縮
する固定分離用微動アクチュエータ１２．１３の一端が
それぞれコの字形の支えプラケット１７．１８の一方内
側面＋７ａ、１８ａに固定され、これらの支えブラケッ
ト１７．１８が回転板１５上に回転板１５の回転中心１
５ａに対し相互に対称となるように支持固定されている
。固定分離用微動アクチュ二一夕１２．１３の他端と支
えブラケット１７．１８の他の内側面との間にコの字形
の断面形状を有する被駆動体１４の端部が挿入されてい
る。また、固定分離用微動アクチュエータ１２．１３と
同様の駆動用微動アクチュエータ１１の一端が別のコの
字形の支えブラケット１６の一方の内側面ｌＦ１ａに固
定され、圧縮バネ１９の一端が支えブラケット１６の他
方の内側面に固定されている。そして、回転板１５の回
転方向の接線方向と駆動用微動アクチュエータ１１の伸
縮方向とが同一方向となるように、回転板１５の外周部
付近に取付は固定された駆動力伝達用の板１５ｂが駆動
用微動アクチュエータ１１の他端と圧縮バネ１９の他端
とで挟持固定されている。

第２図は上述したリニアアクチュエータを制御する装置
の一例を示すブロック図であり、コントローラ２１は外
部から構成される装置指令ＳＰ又は速度指令ＳＶと、被
駆動体１４に装着されている位置検出器または速度検出
器２５からの位置５８（ｉ！ＤＰ又は速度帰還信号ＤＶ
とを比較し、駆動用微動アクチュエータ１１と固定分離
用微動アクチュエータ１２．１３との相対関係により伸
縮指令ＳＳ１．ＳＳ２，５５３をトライバ２２，２３．
２４にそれぞれ出力する。各ドライバ２２．２３．２４
は伸縮指令５５１．ＳＳ２．ＳＳ３を増幅して駆動用微
動アクチュエータ１１ならびに固定分離用微動アクチュ
エータ１２．１３を制御して被駆動体１４を駆動させる
。

このリニアアクチュエータの動作シーケンスは第３図に
示すタイムチャートのようになり、以下時間を追って説
明する。

（４）時点上〇〜時点ｔ１１ 駆動用微動アクチュエータ１１が縮状態から伸状態へ動
作を開始し、被駆動体１４の慣性力による移動（詳細は
後述）の速度と駆動用微動アクチュエータ１１により駆
動される固定分離用微動アクチュエータ１２の移動速度
との偏差が所定の許容値以下になった時点で、固定分離
用撮動アクチュエータエ２が被駆動体１４と離れている
状態（以下、分離モードという）から被駆動体１４を支
持している状態（以下、固定モードという）へ動作し、
固定分離用微動アクチュエータ１２は固定モードとなる
。また、固定分離用微動アクチュエータ１３は分離モー
ドのまま保持する（第４図（ａ））。

（２）時点ｔ、〜時点ｔ１２ 固定分離用微動アクチュエータ１２が固定モートのまま
保持し、固定分離用微動アクチュエータ１３が分離モー
ドのまま保持した状態で駆動用微動アクチュエータ１１
が縮状態から伸状態へ動作を続ける。このために、固定
分離用微動アクチュエータ１２は駆動用微動アクチュエ
ータ１１の移動方向と同方向へ、固定分離用微動アクチ
ュエータ１３は回転板１５の回転運動のために駆動用微
動アクチュエータ’１１の移動方向と逆方向へそれぞれ
移動する。

従って、被駆動体１４は駆動用微動アクチュエータ１１
の移動方向と同方向、すなわち伸びる方向へより精密に
制御され駆動される（！４図（ｂ））。

（３）時点ｔ１２〜時点Ｌｓ 駆動用微動アクチュエータ１１は縮状態から伸状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ１１
が伸状態の終点に達する以前に固定分離用微動アクチュ
エータ１２は固定モードから分離モードへ動作する。従
って、駆動用微動アクチュエータ１１の駆動力は被駆動
体１４に伝わらなくなるが、被駆動体１４は慣性力によ
りそのまま移動を続ける（第４図（Ｃ））。

（３）°時点ｔ１３〜時点ｔ１４ 駆動用微動アクチュエータ１１は伸状態から縮状態へ動
作を開始する。そのため、固定分離用微動アクチュエー
タ１２は駆動用＠動アクチュエータの移動方向と同一の
方向、すなわち縮む方向へ、固定分離用微動アクチュエ
ータ１３は駆動用微動アクチュエータの移動方向と逆の
方向、すなわち伸びる方向へそれぞれ移動を開始する。

そして、被駆動体１４の慣性力による移動の速度と、固
定分離用微動アクチュエータ１３の移動速度との偏差が
所定の許容値以内となった時点で、固定分離用微動アク
チュエータ１３は分離モードから固定モードに動作し、
固定分離用微動アクチュエータ１３は固定モードとなる
。また、固定分離用微動アクチュエータ１２は分離モー
ドのまま保持する（第４図（ｄ））。

（５）時点ｔ１４〜時点ｔ＋ｓ 固定分離用微動アクチュエータ１２は分離モードのまま
保持し、固定分離用微動アクチュエータ１３は固定モー
ドのまま保持した状態で、駆動用微動アクチュエータ１
１は伸状態から線状態へ動作を続ける。従って、被駆動
体１４は駆動用微動アクチュエータ１１の移動方向と逆
の方向、すなわち伸びる方向へより精密に制御され駆動
される（第４図（ｅ））。

（６）時点ｔ３．〜時点ｔ１６ 駆動用微動アクチュエータ１１は伸状態から線状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ１１
が線状態の終点に達する以前に固定分離用微動アクチュ
エータ１３は固定モードから分離モードへ動作する。従
って、駆動用微動アクチュエータ１１の駆動力は被駆動
体１４に伝わらなくなるが、被駆動体１４は慣性力によ
りそのまま移動を続ける（第４図（ｆ））。

以上が本発明のリニアアクチュエータの第１図に示す一
例の１サイクルであり、（１）〜（６）を連続的に繰返
すことにより被駆動体１４を停止させることなく効率よ
く任意の距離だけ任意の速度で移動させることができる
。

第５図は本発明のリニアアクチュエータの別の一例を示
す概略斜視図であり、円筒形でありて、その軸方向に伸
縮する固定分離用微動アクチュエータ５２，５３，５４
．５５の一端がコの字形２箇を一体とした支えブラケッ
ト５８．５９の一方の内側面５８ａ。

５８ｂ、５９ａ（，５９ｂ）にそれぞれ固定され、固定
分離用微動アクチュエータ５２．５４の他端と支えブラ
ケット５８．５９の内側面５８ａ、５９ａと対向する内
側面との間に棒状の被駆動体５６が挿入され、固定分離
用微動アクチュエータ５３．５５の他端と支えブラケッ
ト５８．５９の内側面５８ｂ　（，５９ｂ）　　と対向
する内側面との間に静止体５７の棒状の突起部５７ａが
挿入されている。また、固定分離用微動アクチュエータ
５２，５３５４．５５　と同様の駆動用微動アクチュエ
ータ５１の一端が固定分離用微動アクチュエータ５２．
５３を支持固定している支えブラケット５８の側面に、
駆動用微動アクチュエータ５１の他端が固定分離用微動
アクチュエータ５４．５５を支持固定している支えブラ
ケット５９の側面に、固定分離用微動アクチュエータ５
２，５３，５４．５５の伸縮方向と駆動用微動アクチュ
エータ５１の伸縮方向とが直交するようにそれぞれ固定
されている。

第６図は上述したリニアアクチュエータを制御する装置
の一例を示すブロック図であり、コントローラ６１は外
部から構成される装置指令ＳＰまたは速度指令ＳＶと、
被駆動体５６に装着されている位置検出器または速度検
出器６７からの位置検出価ＤＰまたは速度帰還信号ＤＶ
とを比較し、駆動用微動アクチュエータ５１と固定分離
用微動アクチュエータ５２．５３，５４．５５との相対
関係により伸縮指令Ｓ５１゜ＳＳ２．Ｓ５３．５Ｓ４．
ＳＳＳをドライバ６２，６３，６４，６５．６６にそれ
ぞれ出力する。各ドライバｆｉ２，６３，６４，６５．
６６は伸縮指令ＳＳＩ、ＳＳ２，５５３．ＳＳ４．ＳＳ
５を増幅して駆動用微動アクチュエータ５１ならびに固
定分離用微動アクチュエータ５２．５３，５４．５５を
制御して被駆動体５６を駆動させる。

このリニアアクチュエータの動作シーケンスは第７図に
示すタイムチャートのようになり、以下時間を追って説
明する。

（１）時点ｔ０〜時点ｔ２１ 駆動用微動アクチュエータ５１が線状態から伸状態への
動作を開始し、固定分離用微動アクチュエｉり５３が静
止体５７の突起部５７ａから離れている状態（以下、分
離モードという）から静止体５７の突起部５７ａを支持
している状態（以下、固定モードという）へ動作し、固
定分離用微動アクチュエータ５３は固定モードとなり、
静止体５７と支えブラケット５８とは固定され、駆動用
微動アクチュエータ５１の動作により支えブラケット５
９は駆動用微動アクチュエータ５１の動作方向に移動を
開始する。そして、被駆動体５６の慣性力による移動（
詳細は後述）の速度と固定分離用徴勤アクチュエータ５
４を支持する支えブラケット５９の移動速度と０偏差が
所定の許容値以下になった時点で、固定開離用微動アク
チュエータ５４が分離モードから円方モードへ動作する
。固定分離用微動アクチュエータ５２．５５は分離モー
ドのまま保持する（第８しくａ））。

（２）時点ｔ２’１〜時点ｔ２２ 固定分離用微動アクチュエータ５３．５４が固がモード
のまま、固定分離用微動アクチュエータ５２．５５が分
離モードのままそれぞれ保持している状態で、ｍｌＩ２
１用微動アクチユエータ５１が線状態から伸状態への動
作を続ける。従フて、被駆動体５は第５図において手前
側から向こう側へ駆動用律動アクチュエータ５１の伸び
によりＩｉ密に制御さね駆動される（第８図（ｂ））。

（３）時点ｔ２２〜時点ｔ２３ 駆動用微動アクチュエータ５１は線状態から伸状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ５１
が伸状態の終点に達する以前に固定分離用微動アクチュ
エータ５４は固定モードから分路そ一トヘ動作する。従
って、駆動用微動アクチュエータ５１の駆動力は被駆動
体５６には伝わらなくなるが、被駆動体５６は慣性力に
よりそのまま移動を続ける。そして、固定分離用微動ア
クチュエータ５３は固定モードから分離モードへ動作し
、固定分離用微動アクチュエータ５２．５５は分離モー
ドのまま保持される（菫８図（Ｃ））。

（４）時点ｔ２３〜時点ｔ２４ 駆動用微動アクチュエータ５１が伸状態から線状態への
動作を開始し、固定分離用微動アクチュエ：り５５が分
離モードから固定モートに動作する。このため、固定分
離用微動アクチュエータ５５を支持する支えブラケット
５９と静止体５７とは固定され、固定分離用微動アクチ
ュエータ５２を支持する支えブラケット５８は駆動用微
動アクチュエータ５１の動作により駆動用微動アクチュ
エータ５１の動作方向に移動を開始する。そして、被駆
動体５６の慣性力による移動の速度と固定分離用微動ア
クチュエータ５２を支持する支えブラケット５８の移動
速度との偏差が所定の許容値以下になった時点で、固定
分離用微動アクチュエータ５２が分離モードから固定モ
ードへ動作する。固定分離用微動アクチュエータ５３．
５４は分離モードのまま保持する（第８図（ｄ））。

（５）時点ｔ２４〜時点ｔ２ｓ 固定分離用微動アクチュエータ５２．５５が固定モード
のまま、固定分離用微動アクチュエータ５３．５４が分
離モードのままそれぞれ保持している状態で、駆動用微
動アクチュエータ５１が伸状態から線状態への動作を続
ける。従って、被駆動体５６は第５図において手前側か
ら向こう側へ、駆動用微動アクチュエータ５１の縮みに
よりｉ密に制御され駆動される（Ｉ８図（ｅ））。

（６）時点ｔ、Ｓ〜時点ｔ２６ 駆動用微動アクチュエータ５１は伸状態から線状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ５１
が線状態の終点に達する以前に、固定分離用微動アクチ
ュエータ５２は固定モードから分離モードへ動作する。

従って、駆動用微動アクチュエータ５１の駆動力は被駆
動体５６には伝わらなくなるが、被駆動体５６は慣性力
によりそのまま移動を続ける。そして、固定分離用微動
アクチュエータ５５は固定モードから分離モードへ動作
し、固定分離用微動アクチュエータ５３．５４は分離モ
ードのまま保持される。（第８図（ｆ））。

以上が本発明のリニアアクチュエータの第５図に示す一
例の１サイクルであり、（１）〜（６）を連続的に繰返
すことにより被駆動体５６を停止させることなく効率よ
く任意の距離だけ任意の速度で移動させることができる
。

第９図は本発明のリニアアクチュエータのさらに別の一
例を示す概略斜視図であり、円筒形であって、その軸方
向に伸縮する駆動用微動アクチュエータ９１の一端がコ
の字形をした支えブラケット９４の一方の内側面９４ａ
に固定され、圧縮バネ９３の一端が支えブラケット９４
の他方の内側面に固定されている。そして、駆動用微動
アクチュエータ９１の伸縮方向とベース９９に固定され
た中心軸９７ｂに回転自在に装着された駆動円板９７の
外周円の接線方向とが一致するように駆動円板９７の外
周部の突起部分９７ａが駆動用微動アクチュエータ９１
の他端と圧縮バネ９３の他端とに挟持固定されている。

一方、駆動用微動アクチュエータ９１と同様の駆動モー
ド切換用微動アクチュエータ９２の一端が別のコの字形
の支えブラケット９６の一方の内側面９５ａに固定され
、圧縮バネ９５の一端が他方の内側面に固定されている
。そして、駆動モード変換用微動アクチュエータ９２の
伸縮方向と被駆動体９８の移動方向が直交するように、
駆動円板９７の中心、軸９７ｂ及び駆動用微動アクチュ
エータ９１が固定されている支えブラケット９４を支持
するベース９９の突起部９９ａが駆動モード変換用微動
アクチュエータ９２の他端と圧縮バネ９５の他端とに挟
持固定されている。駆動円板９７はその断面がコの字形
をした被駆動体９８の中に挿入され、駆動モード変換用
微動アクチュエータ９２により被駆動体９８の左右いず
れかの壁に押付けられるように配設されている。

第１０図は上述したリニアアクチュエータを制御する装
置の一例を示すブロック図であり、コントローラ１０１
は外部から構成される装置指令ＳＰまたは速度指令ＳＶ
と、被駆動体９８に装着されている位置検出器または速
度検出器１０４からの位置検出値ＤＰまたは速度帰還信
号ＤＶとを比較し、駆動用微動アクチュエータ９１と駆
動モード変換用微動アクチュエータ９２との相対関係に
より伸縮指令５５１　。

５５２をドライバ１０２．１０：ｌにそれぞれ出力する
。各ドライバ１０２，１０３は伸縮指令５５１　、ＳＳ
２を増幅して駆動用微動アクチュエータ９１ならびに駆
動モード変換用微動アクチュエータ９２を制御して被駆
動体９８を駆動させる。

このリニアアクチュエータの動作シーケンスは第１１図
に示すタイムチャートのようになり、以下時間を追って
説明する。

（１）時点ｔ０〜時点ｈ＋ 駆動用微動アクチュエータ９１は縮状態から伸状態への
動作を開始する。従って駆動円板９７は中心軸９７ｂを
回転中心として上から見て時計方向に回転を開始する。

駆動円板９７の外周部の周速と被駆動体９８の慣性力に
よる移動（詳細は後述）の速度との偏差が所定の許容値
以下になった時点で駆動モート変換用微動アクチュエー
タ９２は駆動円板９７の外周部と被駆動体９８の内側面
との間に左側、右側ともに隙間ができている状態（以下
、中立モードという）から駆動円板９７の外周部の左側
が被駆動体９８の内側面と密着し、駆動円板９７の外周
部の右側は被駆動体９８の内側面との間に隙間のできる
状態（以下、左駆動モードという）に動作する。

従って、この時点では駆動用微動アクチュエータ９１の
駆動力は被駆動体９８に伝わらず、被駆動体９８は慣性
力による移動（詳細は後述）が行なわれる。

（２）時点ｔ３１〜時点ｔｓ２ 駆動モード変換用微動アクチュエータ９２が左駆動モー
ドを保持したまま、駆動用微動アクチュエータ９１は縮
状態から伸状態へ動作を続ける。

従って、第９図において、被駆動体９８は駆動用微動ア
クチュエータの伸び動作により精密に制御されて手前側
から向こう側へ駆動される。

（３）時点ｔ３２〜時点ｔ３３ 駆動用微動アクチュエータ９１は縮状態から伸状態の終
点まで操作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ９１
が伸状態の終点まで達する以前に駆動モード切換用微動
アクチュエータ９２が左駆動モードから中立モードへ動
作する。従って、被駆動体９８には駆動用微動アクチュ
エータ９１の駆動力は伝わらなくなるが、慣性力により
被駆動体９８はそのまま移動を続ける。

（４）時点ｔ３３〜時点ｔ３４ 駆動用微動アクチュエータ９１は伸状態から縮状態への
動作を開始する。従フて駆動円板９７は中心軸９７ｂを
回転中心として上から見て反時計方向に回転を開始する
。駆動円板９７の外周部の周速と被駆動体９８の移動速
度との偏差が所定の許容値以下になった時点で駆動モー
ド変換用微動アクチュエータ９２は中立モードから駆動
円板９７の外周部の右側が被駆動体９８の内側面と密着
し、駆動円板９７の外周部の左側は被駆動体９８の内側
面との間に隙間ができる状態（以下、右駆動モードとい
う）へ動作する。従って、この時点では被駆動体９８に
は駆動用微動アクチュエータ９１の駆動力は伝わらず、
被駆動体９８は慣性力による移動を続ける。

（５）時点ｔ３４〜時点ｔ’ｓ 駆動モード切換え用微動アクチュエータ９２は右駆動モ
ードのまま保持し、駆動用微動アクチュエータ９１は伸
状態から縮状態への動作を続ける。

従って、第９図において被駆動体９８は駆動用微動アク
チュエータ９１の縮み動作によりｉ密に制御されて手前
から向こう側へ駆動される。

（６）時点ｂｓ〜時点ｔｓｓ 駆動用微動アクチュエータ９１は伸状態から縮状態の終
点まで動作を続けるが、駆動用微動アクチュエータ９１
が縮状態の終点に達する以前に駆動モート切換用微動ア
クチュエータ９２が右駆動モードから中立モードに動作
する。従って、被駆動体９８には駆動用微動アクチュエ
ータ９１の駆動力は伝わらなくなるが、被駆動体９８は
慣性力によりそのまま移動を続ける。

以上が本発明のリニアアクチュエータの第９図に示す一
例の１サイクルであり、（１）〜（６）を連続的に繰返
すことにより被駆動体９８を停止させることなく効率的
に任意の距離だけ任意の速度で精密に制御して移動させ
ることができる。

なお、第１図及びｙ、９図に示す本発明のリニアアクチ
ュエータの例は静止体側に微動アクチュエータを支持さ
せて被駆動体を駆動する構成となっているが、被駆動体
に微動アクチュエータを支持させて微動アクチュエータ
と被駆動体との相対関係が微動アクチュエータと静止体
との相対関係と同一となるような構成とすることによっ
ても上述したリニアアクチュエータと同じ機能を有する
リニアアクチュエータを実現できる。

また、被駆動体の駆動方向に上述したリニアアクチュエ
ータを複数個並設し、駆動用微動アクチュエータの駆動
力を被駆動体に伝えるタイミングをお互いにずらすこと
により慣性力により被駆動体が移動している時間を無く
すことができる。

さらに、微動アクチュエータの駆動タイミングを変更す
ることにより逆方向への駆動も可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明のリニアアクチュエータによれば、
駆動用微動アクチュエータの伸び、縮みのいずれの時点
においてもその駆動力を利用することができ、駆動エネ
ルギーを効率よく被駆動体に伝えることができるので、
小型にもかかわらず高効率で高速、高推力、高精度、高
加減速可能な動作が得られ、例えば工作機械に利用すれ
ば工作機械の小型化、高精度化、低コスト化が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリニアアクチュエータの一例を示す斜
視図、第２図はそのリニアアクチュエータを制御する装
置の一例を示すブロック図、第３図はそのリニアアクチ
ュエータの動作例を示すタイムチャート、第４図はその
リニアアクチュエータの具体的動作を示す斜視図、兎５
図は本発明のリニアアクチュエータの別の一例を示す斜
視図、第６図はそのリニアアクチュエータを制御する装
置の一例を示すブロック図、第７図はそのリニアアクチ
ュエータの動作例を示すタイムチャート、′ｆＪ８図は
そのリニアアクチュエータの具体的動作を示す斜視図、
第９図は本発明のアクチュエータのさらに別の一例を示
す斜視図、第１Ｏ図はそのリニアアクチュエータを制御
する装置の一例を示すブロック図、第１１図はそのリニ
アアクチュエータの動作例を示すタイムチャート、第１
２図〜％１４図はそれぞれ従来の直線駆動力を得る手段
の一例を示す構造図、第１５図は第１４図に示す手段の
動作例を示すタイムチャートである。 １１．５１，９１，１４１・・・駆動用微動アクチュエ
ータ、１２．１３．５２，５３．５４，５５．１４２．
１４３・・・固定分離用微動アクチュエータ、１４，５
６．９８．１２８，１３１．１１１４・・・被駆動体、
１５・・・回転板、１６，１７，１８，５８，５９．９
４．９６．＋２７゜１３２．１４５・・・支えブラケッ
ト、１９，９３．９５・・・圧縮バネ、５７・・・静止
体、９２・・・駆動モード変換用微動アクチュエータ、
９７・・・駆動円板、９９・・・ベース、１２１・・・
モータ、１２２，１２３・・・プーリ、１２４・・・ベ
ルト、躬 図 第 回 第１４ 薗 ｔ。 ４Ｉ ｔｄ２　　　　　ｔｄ３ 早ｆ５　　Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被駆動体を固定分離可能な第１及び第２の微動手段
   と、前記第１及び第２の微動手段を回転中心に対し対称
   な位置に支持固定する回転台と、前記回転台を回転方向
   に微小駆動可能な第３の微動手段と、前記第１、第２及
   び第３の微動手段を制御する制御手段とを備えたことを
   特徴とするリニアアクチュエータ。 ２、前記第１及び第２の微動手段による前記被駆動体の
   固定は、前記被駆動体の駆動方向の移動速度と前記第３
   の微動手段により駆動される前記第１及び第２の微動手
   段の前記駆動方向の移動速度との偏差が所定の許容値以
   下になった時に行なうように制御する請求項１に記載の
   リニアアクチュエータ。 ３、被駆動体を固定分離可能な第１及び第２の微動手段
   と、静止体を固定分離可能な第３及び第４の微動手段と
   、前記第１及び第３の微動手段を支持固定する第１の支
   えブラケットと、前記第２及び第４の微動手段を支持固
   定する第２の支えブラケットと、前記第１及び第２の支
   えブラケットを両端に固定して相対的に微動駆動可能な
   第５の微動手段と、前記第１、第２、第３、第４及び第
   ５の微動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とするリニアアクチュエータ。 ４、前記第１及び第２の微動手段による前記被駆動体の
   固定は、前記被駆動体の駆動方向の移動速度と前記第５
   の微動手段により駆動される前記第１及び第２の微動手
   段の前記駆動方向の移動速度との偏差が所定の許容値以
   下になった時に行なうように制御する請求項３に記載の
   リニアアクチュエータ。 ５、被駆動体と回転可能な駆動円板とを結合分離可能な
   第１の微動手段と、前記駆動円板を回転方向に微小駆動
   可能な第２の微動手段と、前記第１及び第２の微動手段
   を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするリニア
   アクチュエータ。 ６、被駆動体に固定され一体となった微動手段と静止体
   との相対関係が、請求項１又は５に記載の被駆動体と微
   動手段との相対関係と等価であることを特徴とするリニ
   アアクチュエータ。 ７、請求項１、３又は５に記載のリニアアクチュエータ
   を前記駆動方向に複数個並設したリニアアクチュエータ
   。