JPH05306068A - ワイヤ駆動装置 - Google Patents
ワイヤ駆動装置Info
- Publication number
- JPH05306068A JPH05306068A JP11173792A JP11173792A JPH05306068A JP H05306068 A JPH05306068 A JP H05306068A JP 11173792 A JP11173792 A JP 11173792A JP 11173792 A JP11173792 A JP 11173792A JP H05306068 A JPH05306068 A JP H05306068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- arc
- shaped piezoelectric
- piezoelectric element
- driving device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Winding Filamentary Materials (AREA)
- Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ワイヤの巻き取りおよび繰り出しを行うワイ
ヤ駆動装置に関し、簡単な構成で、小型かつ軽量化を図
ることを目的とする。 【構成】 少なくとも外側の面と内側の面との間に１組
みの電極をもち、印加電圧に応じて半径方向に伸縮する
円弧状圧電素子を円筒の外周に複数個装着し、複数個の
円弧状圧電素子の外周にワイヤを巻き付けた構成とす
る。
ヤ駆動装置に関し、簡単な構成で、小型かつ軽量化を図
ることを目的とする。 【構成】 少なくとも外側の面と内側の面との間に１組
みの電極をもち、印加電圧に応じて半径方向に伸縮する
円弧状圧電素子を円筒の外周に複数個装着し、複数個の
円弧状圧電素子の外周にワイヤを巻き付けた構成とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のワイヤで構成さ
れている構造物や、ワイヤを駆動力伝達に使用している
ロボットその他において、ワイヤの巻き取りおよび繰り
出しによって形状の変更や駆動力を与えるワイヤ駆動装
置に関する。特に、高精度に曲面制御が必要な衛星搭載
用メッシュアンテナにおいて、曲面の調整に用いるワイ
ヤの巻き取りおよび繰り出しに適するワイヤ駆動装置に
関する。
れている構造物や、ワイヤを駆動力伝達に使用している
ロボットその他において、ワイヤの巻き取りおよび繰り
出しによって形状の変更や駆動力を与えるワイヤ駆動装
置に関する。特に、高精度に曲面制御が必要な衛星搭載
用メッシュアンテナにおいて、曲面の調整に用いるワイ
ヤの巻き取りおよび繰り出しに適するワイヤ駆動装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のワイヤ駆動装置の構成を
示す図である。図において、回転モータ４１の回転軸４
２が設置台４３に固定された軸受４４ 1 ，４４2 に支え
られ、回転モータ４１の回転に伴って回転軸４２に取り
つけられたプーリ４５を回転させる構造である。プーリ
４５の外周にはワイヤ４６が巻き付けられ、回転モータ
４１の正回転または逆回転に応じて、ワイヤ４６が巻き
取られたり繰り出されたりする。
示す図である。図において、回転モータ４１の回転軸４
２が設置台４３に固定された軸受４４ 1 ，４４2 に支え
られ、回転モータ４１の回転に伴って回転軸４２に取り
つけられたプーリ４５を回転させる構造である。プーリ
４５の外周にはワイヤ４６が巻き付けられ、回転モータ
４１の正回転または逆回転に応じて、ワイヤ４６が巻き
取られたり繰り出されたりする。
【０００３】このワイヤ駆動装置の構成は汎用性があ
り、回転モータ４１の駆動能力やプーリ４５の形状およ
び寸法を変更することにより、ワイヤ４６の巻き取り精
度，速度，ワイヤ張力その他に関するあらゆる要求条件
に対応することができる。
り、回転モータ４１の駆動能力やプーリ４５の形状およ
び寸法を変更することにより、ワイヤ４６の巻き取り精
度，速度，ワイヤ張力その他に関するあらゆる要求条件
に対応することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来構成のワ
イヤ駆動装置は回転モータを含めて多くの部品を要し、
小型化および軽量化が要求されるロボットや衛星搭載用
のワイヤ駆動装置としては不都合であった。
イヤ駆動装置は回転モータを含めて多くの部品を要し、
小型化および軽量化が要求されるロボットや衛星搭載用
のワイヤ駆動装置としては不都合であった。
【０００５】本発明は、簡単な構成で、小型かつ軽量化
を図ることができるワイヤ駆動装置を提供することを目
的とする。
を図ることができるワイヤ駆動装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも外
側の面と内側の面との間に１組みの電極をもち、印加電
圧に応じて半径方向に伸縮する円弧状圧電素子を円筒の
外周に複数個装着し、複数個の円弧状圧電素子の外周に
ワイヤを巻き付けた構成であることを特徴とする。
側の面と内側の面との間に１組みの電極をもち、印加電
圧に応じて半径方向に伸縮する円弧状圧電素子を円筒の
外周に複数個装着し、複数個の円弧状圧電素子の外周に
ワイヤを巻き付けた構成であることを特徴とする。
【０００７】なお、円筒に金属性のものを用いれば、円
弧状圧電素子の内側の電極をそれで代用することができ
る。また、薄い円弧状圧電素子と電極を交互に複数枚重
ねて円筒の外周に装着する構成としてもよい。
弧状圧電素子の内側の電極をそれで代用することができ
る。また、薄い円弧状圧電素子と電極を交互に複数枚重
ねて円筒の外周に装着する構成としてもよい。
【０００８】
【作用】本発明は、円筒の外周に装着された複数の円弧
状圧電素子に電圧を印加することにより、円弧状圧電素
子の外周の大きさを変化させることができる。この外周
の変化は、それに巻き付けているワイヤの巻き取り半径
を変化させるものであり、それが大きくなればワイヤが
巻き取られ、また小さくなればワイヤが緩んで繰り出す
ことができる。
状圧電素子に電圧を印加することにより、円弧状圧電素
子の外周の大きさを変化させることができる。この外周
の変化は、それに巻き付けているワイヤの巻き取り半径
を変化させるものであり、それが大きくなればワイヤが
巻き取られ、また小さくなればワイヤが緩んで繰り出す
ことができる。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明のワイヤ駆動装置の一実施例
を示す図である。図１(1) において、設置台１１に固定
された支持部１２1 ，１２2 で金属円筒１３を支持し、
外側の面に電極１４をもつ円弧状圧電素子１５を金属円
筒１３の外周に複数個等間隔に装着して構成される。金
属円筒１３と電極１４との間に印加する所定の電圧は、
リード線１６1 ，１６2 から与えられる。ワイヤ１７
は、円弧状圧電素子１５の外周を１回り以上巻き付けら
れる。
を示す図である。図１(1) において、設置台１１に固定
された支持部１２1 ，１２2 で金属円筒１３を支持し、
外側の面に電極１４をもつ円弧状圧電素子１５を金属円
筒１３の外周に複数個等間隔に装着して構成される。金
属円筒１３と電極１４との間に印加する所定の電圧は、
リード線１６1 ，１６2 から与えられる。ワイヤ１７
は、円弧状圧電素子１５の外周を１回り以上巻き付けら
れる。
【００１０】図１(2) は、金属円筒１３と円弧状圧電素
子１５を円筒軸方向からみた断面構成を示す。ここで
は、３つ割りの円弧状圧電素子１５1 ，１５2 ，１５3
が金属円筒１３の外周に等間隔に装着された状態を示
す。各円弧状圧電素子１５1 〜１５3 の外側の面には、
それぞれ電極１４1 〜１４3 が実装されており、各円弧
状圧電素子１５1 〜１５3 を挟んで金属円筒１３と相対
している。
子１５を円筒軸方向からみた断面構成を示す。ここで
は、３つ割りの円弧状圧電素子１５1 ，１５2 ，１５3
が金属円筒１３の外周に等間隔に装着された状態を示
す。各円弧状圧電素子１５1 〜１５3 の外側の面には、
それぞれ電極１４1 〜１４3 が実装されており、各円弧
状圧電素子１５1 〜１５3 を挟んで金属円筒１３と相対
している。
【００１１】このような構成では、印加電圧に応じて伸
縮する円弧状圧電素子１５1〜１５3によりワイヤ１７の
巻き取り半径Ｒが変化する。すなわち、金属円筒１３と
各電極１４1 〜１４3 との間に電圧を印加すると、各円
弧状圧電素子１５1 〜１５3がその印加電圧に応じて伸
縮し、円弧状圧電素子の外径も印加電圧に応じて大きく
なったり、小さくなったりする。その様子を図２に示
す。
縮する円弧状圧電素子１５1〜１５3によりワイヤ１７の
巻き取り半径Ｒが変化する。すなわち、金属円筒１３と
各電極１４1 〜１４3 との間に電圧を印加すると、各円
弧状圧電素子１５1 〜１５3がその印加電圧に応じて伸
縮し、円弧状圧電素子の外径も印加電圧に応じて大きく
なったり、小さくなったりする。その様子を図２に示
す。
【００１２】図２(1) に示すように、円弧状圧電素子の
外径が大きくなると、その外周が長くなってワイヤ１７
が巻き取られることになる。また、図２(2) に示すよう
に、円弧状圧電素子の外径が小さくなると、その外周が
短くなってワイヤ１７が緩み、その張力によって繰り出
されることになる。
外径が大きくなると、その外周が長くなってワイヤ１７
が巻き取られることになる。また、図２(2) に示すよう
に、円弧状圧電素子の外径が小さくなると、その外周が
短くなってワイヤ１７が緩み、その張力によって繰り出
されることになる。
【００１３】このように、本発明では圧電素子の機械的
伸縮を利用し、ワイヤ１７の巻き取り半径Ｒを変化さ
せ、ワイヤ１７を引っ張ったり緩めたりしてワイヤ１７
の巻き取りおよび繰り出しを行う構成になっている。な
お、圧電素子の伸縮量は、通常50〜100 Ｖの印加電圧に
対して１〜５％であり、その外径の変化量も微小なもの
である。しかし、外径の変化に対するワイヤ１７の巻き
取り量あるいは繰り出し量はワイヤ１７の巻き数に比例
するので、ワイヤ１７の巻き数を増やすことにより実用
的なワイヤ伸縮量を得ることができる。
伸縮を利用し、ワイヤ１７の巻き取り半径Ｒを変化さ
せ、ワイヤ１７を引っ張ったり緩めたりしてワイヤ１７
の巻き取りおよび繰り出しを行う構成になっている。な
お、圧電素子の伸縮量は、通常50〜100 Ｖの印加電圧に
対して１〜５％であり、その外径の変化量も微小なもの
である。しかし、外径の変化に対するワイヤ１７の巻き
取り量あるいは繰り出し量はワイヤ１７の巻き数に比例
するので、ワイヤ１７の巻き数を増やすことにより実用
的なワイヤ伸縮量を得ることができる。
【００１４】ただし、円弧状圧電素子１５の伸縮力と、
ワイヤ１７にかかる張力と、ワイヤ１７を円弧状圧電素
子１５に巻いたときの電極−ワイヤ間およびワイヤ−ワ
イヤ間の摩擦との関係により、ワイヤ１７の巻き取りお
よび繰り出しを可能にする巻き数が決定される。その巻
き数によって所要のワイヤ伸縮量が得られない場合に
は、金属円筒１３および円弧状圧電素子１５の外径を大
きくすることも有効な手段である。
ワイヤ１７にかかる張力と、ワイヤ１７を円弧状圧電素
子１５に巻いたときの電極−ワイヤ間およびワイヤ−ワ
イヤ間の摩擦との関係により、ワイヤ１７の巻き取りお
よび繰り出しを可能にする巻き数が決定される。その巻
き数によって所要のワイヤ伸縮量が得られない場合に
は、金属円筒１３および円弧状圧電素子１５の外径を大
きくすることも有効な手段である。
【００１５】また、円弧状圧電素子１５として、薄い圧
電体をそれぞれ電極を挟んで半径方向に重ね、各電極に
所定の電圧を印加する構成をとることにより、同じ伸縮
量を得るための印加電圧の低減を図ることができる。
電体をそれぞれ電極を挟んで半径方向に重ね、各電極に
所定の電圧を印加する構成をとることにより、同じ伸縮
量を得るための印加電圧の低減を図ることができる。
【００１６】本発明のワイヤ駆動装置は、上述したよう
に構造が簡単であるので、小型化および軽量化が容易で
あり、円弧状圧電素子１５の外径を大きくする場合でも
金属円筒１３を同時に大きくすることにより、重量の増
加を最小限に抑えることができる。
に構造が簡単であるので、小型化および軽量化が容易で
あり、円弧状圧電素子１５の外径を大きくする場合でも
金属円筒１３を同時に大きくすることにより、重量の増
加を最小限に抑えることができる。
【００１７】ここで、本発明のワイヤ駆動装置の適用が
可能な衛星搭載用のトラス型メッシュアンテナの構造を
図３に示す。図３において、支持構造（トラス）３１の
各ポイントに設けられるスンタドオフ３２から、その間
に上下二重に張り巡らしたワイヤ１７を引っ張り、上の
ワイヤ１７に接続されたメッシュアンテナ３３を曲面形
状にする構造である。すなわち、上下のワイヤ１７の張
力のバランスにより、メッシュアンテナ３３との接続部
である各ノード３４を下方へ引っ張り、メッシュアンテ
ナ３３を曲面形状にしている。なお、図に示すメッシュ
アンテナ３３は、その最小単位である。
可能な衛星搭載用のトラス型メッシュアンテナの構造を
図３に示す。図３において、支持構造（トラス）３１の
各ポイントに設けられるスンタドオフ３２から、その間
に上下二重に張り巡らしたワイヤ１７を引っ張り、上の
ワイヤ１７に接続されたメッシュアンテナ３３を曲面形
状にする構造である。すなわち、上下のワイヤ１７の張
力のバランスにより、メッシュアンテナ３３との接続部
である各ノード３４を下方へ引っ張り、メッシュアンテ
ナ３３を曲面形状にしている。なお、図に示すメッシュ
アンテナ３３は、その最小単位である。
【００１８】このようなトラス型メッシュアンテナで
は、熱や経年変化によるワイヤ１７の伸縮が曲面形状を
変化させるので、それらを補償する仕組みが必要であ
る。本発明のワイヤ駆動装置は、そのスタンドオフ３２
の一部として用いることができる。その場合には、ワイ
ヤ１７の伸縮の微調整が可能となるので、メッシュアン
テナ３３の曲面形状を高精度に調整することができる。
このような利用方法においては、従来の回転モータを用
いた構造では衛星搭載用としては不可能であり、またこ
の場合にはワイヤ伸縮量もそれ程多く必要としないの
で、本発明による小型軽量のワイヤ駆動装置が最適であ
る。
は、熱や経年変化によるワイヤ１７の伸縮が曲面形状を
変化させるので、それらを補償する仕組みが必要であ
る。本発明のワイヤ駆動装置は、そのスタンドオフ３２
の一部として用いることができる。その場合には、ワイ
ヤ１７の伸縮の微調整が可能となるので、メッシュアン
テナ３３の曲面形状を高精度に調整することができる。
このような利用方法においては、従来の回転モータを用
いた構造では衛星搭載用としては不可能であり、またこ
の場合にはワイヤ伸縮量もそれ程多く必要としないの
で、本発明による小型軽量のワイヤ駆動装置が最適であ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明のワイヤ駆動
装置は、円弧状圧電素子の半径方向への機械的伸縮を利
用し、それに巻き付けたワイヤの巻き取りおよび繰り出
しを行う構造であるので、部品点数も少なくかつ構造を
簡単にすることができる。したがって、小型で軽量、か
つ低消費電力のワイヤ駆動装置を実現することができ
る。
装置は、円弧状圧電素子の半径方向への機械的伸縮を利
用し、それに巻き付けたワイヤの巻き取りおよび繰り出
しを行う構造であるので、部品点数も少なくかつ構造を
簡単にすることができる。したがって、小型で軽量、か
つ低消費電力のワイヤ駆動装置を実現することができ
る。
【図１】本発明のワイヤ駆動装置の一実施例を示す図。
【図２】円弧状圧電素子が半径方向へ伸縮して巻き取り
半径が変化する様子を説明する図。
半径が変化する様子を説明する図。
【図３】衛星搭載用のトラス型メッシュアンテナの構造
を示す図。
を示す図。
【図４】従来のワイヤ駆動装置の構成を示す図。
１１ 設置台 １２ 支持部 １３ 金属円筒 １４ 電極 １５ 円弧状圧電素子 １６ リード線 １７ ワイヤ ３１ 支持構造（トラス） ３２ スンタドオフ ３３ メッシュアンテナ ３４ ノード ４１ 回転モータ ４２ 回転軸 ４３ 設置台 ４４ 軸受 ４５ プーリ ４６ ワイヤ
Claims (1)
- 【請求項１】 ワイヤの巻き取りおよび繰り出しを行う
ワイヤ駆動装置において、 少なくとも外側の面と内側の面との間に１組みの電極を
もち、印加電圧に応じて半径方向に伸縮する円弧状圧電
素子を円筒の外周に複数個装着し、複数個の円弧状圧電
素子の外周にワイヤを巻き付けた構成であることを特徴
とするワイヤ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11173792A JPH05306068A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | ワイヤ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11173792A JPH05306068A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | ワイヤ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306068A true JPH05306068A (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=14568912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11173792A Pending JPH05306068A (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | ワイヤ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05306068A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001031716A1 (en) * | 1999-10-22 | 2001-05-03 | The Government Of The United States As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Membrane tension control |
| JP2013158813A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Bridgestone Corp | 湿式伸線機用キャプスタンおよびそれを用いた湿式伸線機 |
| CN103894521A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-02 | 广东工业大学 | 一种超精细无极金属栅网制造装置 |
| CN104759563A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-07-08 | 广东工业大学 | 一种精密金属丝栅网制造装置 |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP11173792A patent/JPH05306068A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001031716A1 (en) * | 1999-10-22 | 2001-05-03 | The Government Of The United States As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Membrane tension control |
| JP2013158813A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Bridgestone Corp | 湿式伸線機用キャプスタンおよびそれを用いた湿式伸線機 |
| CN103894521A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-02 | 广东工业大学 | 一种超精细无极金属栅网制造装置 |
| CN103894521B (zh) * | 2014-03-06 | 2015-12-16 | 广东工业大学 | 一种超精细无极金属栅网制造装置 |
| CN104759563A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-07-08 | 广东工业大学 | 一种精密金属丝栅网制造装置 |
| CN104759563B (zh) * | 2015-03-19 | 2016-11-23 | 广东工业大学 | 一种精密金属丝栅网制造装置 |
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