JPH04331478A

JPH04331478A - 駆動機構

Info

Publication number: JPH04331478A
Application number: JP3097829A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takemoto; 武竹本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1992-11-19

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクチュエータ、モー
タ、紙送り機構等に用いられる駆動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における駆動機構として超音波モー
タを例にとると、その基本的な動作原理は、振動子が発
生した超音波振動をある種の部材による摩擦力を介して
、一方向の運動へ変換することにより得られるものであ
る。この場合、その一方向への運動変換は、一般に楕円
軌跡の振動により行われる。その楕円運動は、通常、「
進行波」を発生させるか、又は、「２種の振動子」を使
用することによって発生させることができる。

【０００３】その２種の振動子を用いた例としては、例
えば、特開昭６１−１２１７７７号公報に開示されてい
るものがある。これは、２つの振動子としての圧電捩り
振動子と圧電厚み振動子とをそれぞれ円筒状に組込み一
体化して構成したものであり、それぞれの圧電素子に独
立して電圧を印加することによって捩り楕円運動を発生
させ、これによりその楕円運動をロータに伝達してモー
タを駆動するようにしたものである。

【０００４】また、上述した例と同様な駆動原理のもの
として、「縦−捩り振動モード利用の超音波モータ」な
るタイトルで、日本音響学会講演論文集、ｐ．９３３，
Ｈ１　Ｏｃｔ．に開示されているものがある。この場合
、縦振動子（前述した圧電厚み振動子に相当する）と捩
り振動子（前述した圧電捩り振動子に相当する）とでロ
ータを挾んだサンドイッチ構造となっており、それら２
つの振動子の合成変位により得られた楕円運動をロータ
に伝達することによりモータを駆動することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、ＯＡ機器、特に
パーソナルユースに関しては扁平型が要求され薄型のア
クチュエータが不可欠とされており、また、車などにお
いてもドア等に組み込む場合など場所によっては薄型の
アクチュエータが要求されることがある。しかし、前述
したような従来の構成においては、縦方向に長い形状と
なり、その応用範囲に関しては大きな制限を受けること
になる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、第１電気機械変換素子の一端を基台上に固定し、その
第１電気機械変換素子の他端側に往復振動をする振動体
を接続し、この振動体の駆動力が伝達される移動体をそ
の振動体と接触させて配設し、前記振動体の振動方向に
対して略直角方向に往復運動をする第２電気機械変換素
子を前記移動体に接続し、前記第１電気機械変換素子と
前記第２電気機械変換素子とを適宜な位相をもって駆動
制御する電気機械変換素子駆動制御手段を設けた。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、第１電気機械変換素子と振動体と第２電気
機械変換素子とのうち、いずれか２組若しくは全部を略
同一面内に配置した。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、振動体と移動体との間に磁気力発生手段を
介在させた。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明においては、電気機械変換
素子駆動制御手段により第１電気機械変換素子と第２電
気機械変換素子とを適宜な位相をもって駆動制御するこ
とにより、振動体と移動体との接触面で発生する摩擦力
に振動体の往路と復路とで差を発生させることができ、
これにより移動体を摩擦力の強い方へ回転させることが
可能となる。

【００１０】請求項２記載の発明においては、第１電気
機械変換素子、振動体、第２電気機械変換素子のうちの
いずれか２組又は全部を略同一面内に配置することによ
り、一段と小型で扁平な駆動機構を実現することが可能
となる。

【００１１】請求項３記載の発明においては、振動体と
移動体との間に磁気力発生手段を介在させることにより
、それらの間の摩擦力を一段と強め、これにより発生ト
ルクを向上させることが可能となる。

【００１２】

【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１及び図
２に基づいて説明する。基台１上には、振動体としての
ステータ２が設けられている。その基台１上の外周部の
略対称位置にはアンカー３ａ，３ｂが設けられており、
これらアンカー３ａ，３ｂには第１電気機械変換素子と
しての第１圧電素子４ａ，４ｂの一端が固定されている
。これら第１圧電素子４ａ，４ｂの他端側は、前記ステ
ータ２の外側面に形成された突起部２ａ，２ｂに固着さ
れている。このステータ２の上部には、これと接触した
形で移動体としてのロータ５が設けられている。

【００１３】また、前記基台１の中央部には第２電気機
械変換素子としての第２圧電素子６の一端が固着されて
おり、その第２圧電素子６の他端側には軸７が固着され
ている。この軸７の一端にはナット８が取付けられ、こ
のナット８にはバネ９の一端が接続され、そのバネ９の
他端はロータ５と接続されており、これによりバネ９は
ロータ５を下方に付勢している。従って、ロータ５は、
その上面側からバネ９により付勢され、また、その下面
側から第２圧電素子６により圧接された形となっている
。

【００１４】さらに、ここでは、前記第１圧電素子４ａ
，４ｂと前記第２圧電素子６とを適宜な位相をもって駆
動制御する、図示しない電気機械変換素子駆動制御手段
としての駆動制御回路が設けられている。

【００１５】このような構成において、駆動制御回路に
より第１圧電素子４ａ，４ｂに電圧を印加し駆動させる
と、その第１圧電素子４ａ，４ｂは伸縮運動を発生する
。この伸縮運動によりステータ２は、軸７を中心として
その平面方向に往復運動をする。また、その第１圧電素
子４ａ，４ｂの駆動位相と適宜位相をずらして第２圧電
素子６を駆動することにより、第２圧電素子６は縦方向
（ロータ５の回転方向と略直角方向）に伸縮（往復運動
）するため、ステータ２とロータ５との接触面の摩擦力
にステータ２の往路と復路とで差が発生し、これにより
ロータ５は摩擦力の強い方向へ回転することになる。

【００１６】また、図３は、ロータ５の中心の回転部分
にスラスト軸受１０を入れた場合の例を示すものであり
、これによりロータ５の回転の際に生じる摩擦力を軽減
することができる。

【００１７】次に、請求項２記載の発明の一実施例を図
４に基づいて説明する。なお、前述した請求項１記載の
発明（図１、図２参照）と同一部分についての説明は省
略し、その同一部分については同一符号を用いる。

【００１８】前述した請求項１記載の実施例（図１参照
）では、第２圧電素子６をロータ５と基台１との間に設
けたが、ここでは、第１圧電素子４ａ，４ｂとステータ
２と第２圧電素子６のうち、第１圧電素子４ａ，４ｂと
ステータ２とを略同一面内となるような構成にしたもの
である。

【００１９】すなわち、第２圧電素子６をロータ５の上
部に位置させ、その第２圧電素子６の上端を軸７に取付
けられたスペーサ１１に固着すると共に、その第２圧電
素子６の下端をロータ５に固着する。この場合、スペー
サ１１はバネ９と接続され下方に付勢されており、その
スペーサ１１の付勢力により第２圧電素子６はロータ５
の面を押圧した形となっている。

【００２０】従って、第２圧電素子６を駆動して縦方向
の往復運動を行わせることにより、ステータ２とロータ
５との接触面の摩擦力に差を生じさせ、これによりロー
タ５を摩擦力の強い方向へ回転させることが可能となる
。また、この場合、第２圧電素子６をロータ５の上側に
位置させ、第１圧電素子４ａ，４ｂとステータ２とを略
同一面内となるように設定したことにより、一段と小型
で扁平な駆動機構を実現することが可能となる。

【００２１】次に、請求項３記載の発明の一実施例を図
５に基づいて説明する。なお、前述した請求項１記載の
発明（図１、図２参照）と同一部分についての説明は省
略し、その同一部分については同一符号を用いる。

【００２２】ここでは、ステータ２とロータ５との間に
、磁気力発生手段としての永久磁石１２を介在させたも
のである。この永久磁石１２を設けたことにより、第１
圧電素子４ａ，４ｂ及び第２圧電素子６を駆動させた際
にステータ２とロータ５との間に作用する摩擦力の強弱
の比を一段と大きくとれるようになり、また、これによ
り摩擦力そのものを強くすることが可能となる。

【００２３】図６は、これまで述べてきたような各種の
駆動機構を紙送り機構に応用した場合の例を示すもので
ある。すなわち、前述したロータ５を回転ローラ１３と
して構成することにより、その回転ローラ１３とステー
タ２との間で紙１４の搬送を行うことが可能となる。こ
のように駆動機構の構成に一部簡単な変形を加えること
により、その応用範囲を広げることができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、第１電気機械変
換素子の一端を基台上に固定し、その第１電気機械変換
素子の他端側に往復振動をする振動体を接続し、この振
動体の駆動力が伝達される移動体をその振動体と接触さ
せて配設し、前記振動体の振動方向に対して略直角方向
に往復運動をする第２電気機械変換素子を前記移動体に
接続し、前記第１電気機械変換素子と前記第２電気機械
変換素子とを適宜な位相をもって駆動制御する電気機械
変換素子駆動制御手段を設けたので、電気機械変換素子
駆動制御手段により第１電気機械変換素子と第２電気機
械変換素子とを適宜な位相をもって駆動制御することに
より、振動体と移動体との接触面で発生する摩擦力に振
動体の往路と復路とで差を発生させることができ、これ
により移動体を摩擦力の強い方へ回転させることができ
るものである。

【００２５】請求項２記載の発明は、第１電気機械変換
素子と振動体と第２電気機械変換素子とのうち、いずれ
か２組若しくは全部を略同一面内に配置したので、これ
らのうちのいずれか２組又は全部を略同一面内に配置す
ることにより、一段と小型で扁平な駆動機構を実現する
ことができるものである。

【００２６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、振動体と移動体との間に磁気力発生手段を
介在させたので、振動体と移動体との間に磁気力発生手
段を介在させることにより、それらの間の摩擦力を一段
と強め、これにより発生トルクを向上させることができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例である駆動機構
の様子を示す側面図である。

【図２】図１の駆動機構の平面図である。

【図３】ロータの回転中心部にスラスト軸受を挿入した
例を示す側面図である。

【図４】請求項２記載の発明の一実施例を示す側面図で
ある。

【図５】請求項３記載の発明の一実施例を示す側面図で
ある。

【図６】駆動機構を紙送り機構に応用した場合の例を示
す側面図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　基台２　　　　　　　　　　　　振動体４ａ，４ｂ　　　　第１電気機械変換素子５　　　　　
　　　　　　　移動体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　基台上に一端が固定された第１電気機
械変換素子と、この第１電気機械変換素子の他端側に接
続され往復振動をする振動体と、この振動体と接触して
配設されその振動体の駆動力が伝達される移動体と、こ
の移動体と接続され前記振動体の振動方向に対して略直
角方向に往復運動をする第２電気機械変換素子と、前記
第１電気機械変換素子と前記第２電気機械変換素子とを
適宜な位相をもって駆動制御する電気機械変換素子駆動
制御手段とよりなることを特徴とする駆動機構。
【請求項２】　　第１電気機械変換素子と振動体と第２
電気機械変換素子とのうちいずれか２組若しくは全部を
略同一面内に配置したことを特徴とする請求項１記載の
駆動機構。
【請求項３】　　振動体と移動体との間に磁気力発生手
段を介在させたことを特徴とする請求項１記載の駆動機
構。