JPS62207183A - 回転アクチユエ−タ - Google Patents
回転アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS62207183A JPS62207183A JP61049747A JP4974786A JPS62207183A JP S62207183 A JPS62207183 A JP S62207183A JP 61049747 A JP61049747 A JP 61049747A JP 4974786 A JP4974786 A JP 4974786A JP S62207183 A JPS62207183 A JP S62207183A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- friction plate
- strain
- plate
- output shaft
- vibrations
- 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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/101—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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。
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〒す］
Ａ：発明は電歪もしくは磁歪素子を利用して構成される
回転アクチュエータに関するものである。
回転アクチュエータに関するものである。
［従来の技術とその問題点］
この種の歪素子を利用した回転アクチュエータには、従
来より様々の構成のものが提案されている。しかし、既
提案に係るものは、その回転方向が一方向のものが殆ど
で、制御機器などに使用するには自由度に欠け、適用範
囲も自ずと限られていた。
来より様々の構成のものが提案されている。しかし、既
提案に係るものは、その回転方向が一方向のものが殆ど
で、制御機器などに使用するには自由度に欠け、適用範
囲も自ずと限られていた。
本発明は、かかる問題点に着１１シ、歪素子を利用した
回転アクチュエータとして、その回転方向および速度が
自在にｉｉ［変できる特性を具備したものを新たに提供
しようとしている。
回転アクチュエータとして、その回転方向および速度が
自在にｉｉ［変できる特性を具備したものを新たに提供
しようとしている。
［問題点を解決するための手段］
未発１！１は、このような目的を実現するために、軸方
向の振動を付与する歪素子と周方向の振動を付与・する
歪素子とを配設してなる摩擦板と、一端に慣性板を連設
した出力軸とを備え、この出力軸の慣性板を前記摩擦板
と同心にして該摩擦板上にりｌ接してなる構成の回転ア
クチュエータを提供する。
向の振動を付与する歪素子と周方向の振動を付与・する
歪素子とを配設してなる摩擦板と、一端に慣性板を連設
した出力軸とを備え、この出力軸の慣性板を前記摩擦板
と同心にして該摩擦板上にりｌ接してなる構成の回転ア
クチュエータを提供する。
［作用］
上記構成であると、各歪素子からその摩擦板に付′Ｆさ
れる振動を、該摩擦板と慣性板との接触を介して次のよ
うに出力軸の回転駆動力として取り出すことができる。
れる振動を、該摩擦板と慣性板との接触を介して次のよ
うに出力軸の回転駆動力として取り出すことができる。
すなわち、磁歪素子から摩擦板に軸方向と周方向とに振
動を与えることによって、摩擦板１：の各点にそれらの
振動変位を合成したループ連動を′ｊ−えることができ
る。すると、この摩擦板のヒに弾接される出力軸の慣性
板には、摩擦板がヒソ１シているとき該摩擦板との接触
圧が大きなって摩擦により１．′；１方向の力が伝達さ
れ、−・方摩擦板が下降しているとき接触圧かドがって
殆ど摩擦力が働かない状ｊμ、が起生じ、この結果出力
軸はその端部の慣性板から間欠的にトルク伝達されて・
定の方向に回転駆動される。
動を与えることによって、摩擦板１：の各点にそれらの
振動変位を合成したループ連動を′ｊ−えることができ
る。すると、この摩擦板のヒに弾接される出力軸の慣性
板には、摩擦板がヒソ１シているとき該摩擦板との接触
圧が大きなって摩擦により１．′；１方向の力が伝達さ
れ、−・方摩擦板が下降しているとき接触圧かドがって
殆ど摩擦力が働かない状ｊμ、が起生じ、この結果出力
軸はその端部の慣性板から間欠的にトルク伝達されて・
定の方向に回転駆動される。
そして、かかる動作原理に基つくものでは、各全書ｒで
付ｌＪ−する軸方向と周方向との振動の位相を変更する
ことで出力軸の回転方向を切換えることができ、また位
相差の調節または歪、ド子に印加する電圧を調節するこ
とにより出力軸の回転速度も自由にＩＩ丁変できるもの
となる。
付ｌＪ−する軸方向と周方向との振動の位相を変更する
ことで出力軸の回転方向を切換えることができ、また位
相差の調節または歪、ド子に印加する電圧を調節するこ
とにより出力軸の回転速度も自由にＩＩ丁変できるもの
となる。
［実施例］
以ド、本発明の−・実施例を図面を参照して１悦明する
っ 第１図と第２図は１本発明に係る回転アクチュエータの
要部の構造を図示するもので、その基本構成は、ハウジ
ングＨ内に支持した摩擦板ｌの七に出力軸２の一端に連
設した慣性板３を弾接せしめてなる。
っ 第１図と第２図は１本発明に係る回転アクチュエータの
要部の構造を図示するもので、その基本構成は、ハウジ
ングＨ内に支持した摩擦板ｌの七に出力軸２の一端に連
設した慣性板３を弾接せしめてなる。
前記摩擦板１は、それ自身剛体とみなせる円板からなり
、その近傍に該摩擦板１に軸方向（図中矢印Ｖの方向）
と周方向（図中矢印Ｃの方向）とにそれぞれ振動を伺与
する歪素子４．５を配設している。これらの歪素子４，
５は、薄い歪素子要素４ｉ、５ｉを多数枚積層してなる
もので、各歪素子要素４１．５１はいずれも等価に印加
される駆動電圧の大きさに対応して変位し、全書−Ｆ４
．５はこれら素子要素４１．５１の変位の総和を加ｑし
てその積層方向に伸縮変位することにより振動する。そ
して、歪素子４は、その基端部４ｂをハウジングＨの内
面に固着支持させている一方。
、その近傍に該摩擦板１に軸方向（図中矢印Ｖの方向）
と周方向（図中矢印Ｃの方向）とにそれぞれ振動を伺与
する歪素子４．５を配設している。これらの歪素子４，
５は、薄い歪素子要素４ｉ、５ｉを多数枚積層してなる
もので、各歪素子要素４１．５１はいずれも等価に印加
される駆動電圧の大きさに対応して変位し、全書−Ｆ４
．５はこれら素子要素４１．５１の変位の総和を加ｑし
てその積層方向に伸縮変位することにより振動する。そ
して、歪素子４は、その基端部４ｂをハウジングＨの内
面に固着支持させている一方。
その自由端を４ａをトーション八−６で摩擦板ｌの背面
側中心と連結し、摩擦板ｌに軸方向の振動を付榮しつつ
これをハウジングＨ内で位置決め支持している。また歪
素子５は、やはりその基端部５ｂをハウジングＨの内面
に固着支持させている一方、その自由端５ａを直角に屈
折したタヤ性アーム７で摩擦板ｌの外周端と連結し、摩
擦板ｌに周方向の振動を付与するようにしている。この
弾性アーム６は、歪素子５の自由端５ａに垂直に連結さ
れる板バネ９と、摩擦板１の外周端にその径方向から連
結される板バネ１０とを節点部材８を挟み直角に連結し
て構成されている。そして、摩擦板ｌに対し振動を付与
する歪素子４．５をそれぞれ弾性部材を介して連結する
ようにしているので、画歪素子４，５から摩擦板ｌに伝
達される振動がＩｊいに干渉することなく、摩擦板ｌに
は画歪素子４．５から与えられる軸方向の振動と周方向
の振動とを合成した振動が加えられる。
側中心と連結し、摩擦板ｌに軸方向の振動を付榮しつつ
これをハウジングＨ内で位置決め支持している。また歪
素子５は、やはりその基端部５ｂをハウジングＨの内面
に固着支持させている一方、その自由端５ａを直角に屈
折したタヤ性アーム７で摩擦板ｌの外周端と連結し、摩
擦板ｌに周方向の振動を付与するようにしている。この
弾性アーム６は、歪素子５の自由端５ａに垂直に連結さ
れる板バネ９と、摩擦板１の外周端にその径方向から連
結される板バネ１０とを節点部材８を挟み直角に連結し
て構成されている。そして、摩擦板ｌに対し振動を付与
する歪素子４．５をそれぞれ弾性部材を介して連結する
ようにしているので、画歪素子４，５から摩擦板ｌに伝
達される振動がＩｊいに干渉することなく、摩擦板ｌに
は画歪素子４．５から与えられる軸方向の振動と周方向
の振動とを合成した振動が加えられる。
これに対し、前記出力軸２はその一端に前記慣性板３を
連、ＴＱ ｌ、ている一方、他端はハウジングＨから延
出され、出力端２ａを形成している。そして、この出力
軸２はハウジングＨ内でスラスト軸受１１とラジアル軸
受１２とに軸支されて、回転自由に位置決めされている
。前記慣性板３は、適当な慣性賀早をもたせたリング状
の本体３ａと。
連、ＴＱ ｌ、ている一方、他端はハウジングＨから延
出され、出力端２ａを形成している。そして、この出力
軸２はハウジングＨ内でスラスト軸受１１とラジアル軸
受１２とに軸支されて、回転自由に位置決めされている
。前記慣性板３は、適当な慣性賀早をもたせたリング状
の本体３ａと。
この本体３ａを出力軸３の軸端に連結し該本体３ａを前
記摩擦板１に向かう方向に付勢する板バネ作用をもった
薄板状の連結部３ｂとから構成されている。
記摩擦板１に向かう方向に付勢する板バネ作用をもった
薄板状の連結部３ｂとから構成されている。
そして、この出力軸２の一端に連設した慣性板３を、前
記摩擦板１と同心にして若Ｐの径大なる該摩擦板ｌの上
に載せ、その本体３ａ部分を面接触させて適当な接触圧
の下にりｒ接さセている。
記摩擦板１と同心にして若Ｐの径大なる該摩擦板ｌの上
に載せ、その本体３ａ部分を面接触させて適当な接触圧
の下にりｒ接さセている。
かくして構成される［【１１転アクチユエータの作動は
１次のようである。
１次のようである。
この回転アクチュエータは、その歪素子４，５に適当な
位相差を午えて駆動電圧Ｖ、、Ｖ、をそれぞれ印加する
ことにより作動される。今、好適なる・例として、第１
図に併記するように、歪素子４．５に印加すル堅動電圧
Ｖ １． Ｖｘ ニー１−１朗９０″位相のずれた等価
な交流゛電圧を利用する場合について説明すると、この
場合、摩擦板ｌには歪素子４による軸方向の振動Ｖと歪
素子５によるｊ、°４方向の振動Ｃが合成される結果
、１ｊｉｋ擦板ｌの周上の任意の一点Ａに着１］すると
１点Ａは第３図に、バすように、摩擦板ｌに市的な・ド
面で微小な円形を右Ｈに描くループ運動ｒを起すことに
なる。しかるに、摩擦板ｌの１−に出力軸２の慣性板３
が弾接されているから、任σの点Ａ ｔ！ｌ］ち摩擦板
１上の全ての・−ｙのかかる連動に対し、慣性板３には
次のような力が伝達される。すなわち、前記ループ運動
ｒ中、摩擦板１がｈ ）ｌ している瞬間では、該摩擦
板１との接触圧か大きなって、慣性板３は左回に摩擦板
１で引きづられる摩擦力Ｆが全周に等しく作用し、・方
前記ループ連動ｒ中、摩擦板１がド降している瞬間では
（このとき慣性板３の連結部３ｂの板バネ作用でそれに
対する追従動作が得られるが、慣性力により慣性板３ａ
は軸方向には殆ど移動しない）１両者の接触圧がドかっ
て殆ど摩擦板ｌと慣性板３とに摩擦力が発生しなくなる
。
位相差を午えて駆動電圧Ｖ、、Ｖ、をそれぞれ印加する
ことにより作動される。今、好適なる・例として、第１
図に併記するように、歪素子４．５に印加すル堅動電圧
Ｖ １． Ｖｘ ニー１−１朗９０″位相のずれた等価
な交流゛電圧を利用する場合について説明すると、この
場合、摩擦板ｌには歪素子４による軸方向の振動Ｖと歪
素子５によるｊ、°４方向の振動Ｃが合成される結果
、１ｊｉｋ擦板ｌの周上の任意の一点Ａに着１］すると
１点Ａは第３図に、バすように、摩擦板ｌに市的な・ド
面で微小な円形を右Ｈに描くループ運動ｒを起すことに
なる。しかるに、摩擦板ｌの１−に出力軸２の慣性板３
が弾接されているから、任σの点Ａ ｔ！ｌ］ち摩擦板
１上の全ての・−ｙのかかる連動に対し、慣性板３には
次のような力が伝達される。すなわち、前記ループ運動
ｒ中、摩擦板１がｈ ）ｌ している瞬間では、該摩擦
板１との接触圧か大きなって、慣性板３は左回に摩擦板
１で引きづられる摩擦力Ｆが全周に等しく作用し、・方
前記ループ連動ｒ中、摩擦板１がド降している瞬間では
（このとき慣性板３の連結部３ｂの板バネ作用でそれに
対する追従動作が得られるが、慣性力により慣性板３ａ
は軸方向には殆ど移動しない）１両者の接触圧がドかっ
て殆ど摩擦板ｌと慣性板３とに摩擦力が発生しなくなる
。
その結果、慣性板３には歪、［Ｉ−４，５による振動ｌ
サイクル４ｒｊに摩擦板１の接触面から間欠的に前記摩
擦力Ｆによる左回のモー、メントか授ケされることにな
り、このため慣性板３を連設する出力軸２は第３図に示
すようにこれと一体となって回転１駆動され、その出力
端２ａかも所望の機器等にトルク伝達することができ、
回転アクチュエータとして有効に作動する。以ヒのよう
な作動は、これを外部から観察するとき、微振動する摩
擦板１が相、ｋ、１回転する出力軸２の慣性板３をその
底面に接離しながら叩打しているように見えるかもしれ
ない。
サイクル４ｒｊに摩擦板１の接触面から間欠的に前記摩
擦力Ｆによる左回のモー、メントか授ケされることにな
り、このため慣性板３を連設する出力軸２は第３図に示
すようにこれと一体となって回転１駆動され、その出力
端２ａかも所望の機器等にトルク伝達することができ、
回転アクチュエータとして有効に作動する。以ヒのよう
な作動は、これを外部から観察するとき、微振動する摩
擦板１が相、ｋ、１回転する出力軸２の慣性板３をその
底面に接離しながら叩打しているように見えるかもしれ
ない。
しかして、上記の作動原理に）、（づく回転アクチュエ
ータであれば、その出力＋ｂ２の回転方向や速ｊ隻のＩ
Ｉ丁丁変至便に行なう得るものとなる。すなわち、例え
ば出力軸２の回転方向を前記と逆に左回にしたい場合は
、実施例で設定した歪素子４の駆動゛電圧Ｖ１と歪素子
５の駆動電圧ｖ７どの位相差を逆転すればよい。また、
回転速度の＋を丁亥は、この種歪素子の変位がその印加
電圧に比例することを利用し、その駆動’ｌｌｉ、圧を
′Ａ整することにより容易に行なえる。あるいは、速度
の【１ｆ変は両全書−／−４，５の駆動電圧Ｖ、、Ｖ、
の位相差をコントロールすることによってもｉ＋（能で
ある。
ータであれば、その出力＋ｂ２の回転方向や速ｊ隻のＩ
Ｉ丁丁変至便に行なう得るものとなる。すなわち、例え
ば出力軸２の回転方向を前記と逆に左回にしたい場合は
、実施例で設定した歪素子４の駆動゛電圧Ｖ１と歪素子
５の駆動電圧ｖ７どの位相差を逆転すればよい。また、
回転速度の＋を丁亥は、この種歪素子の変位がその印加
電圧に比例することを利用し、その駆動’ｌｌｉ、圧を
′Ａ整することにより容易に行なえる。あるいは、速度
の【１ｆ変は両全書−／−４，５の駆動電圧Ｖ、、Ｖ、
の位相差をコントロールすることによってもｉ＋（能で
ある。
本発明に係る回転アクチュエータは、上記作動特性以外
の装置構直面から見ても種々の利点がある。すなわち、
部品点数が少なく構造シンプルであって小型化でき、組
ケも筒中でかつコストも安価となり得ることである。そ
して、利用する歪素子４，５は低電流で作動し、電力消
費が少なくて高い効率が発現できるものと期待できる。
の装置構直面から見ても種々の利点がある。すなわち、
部品点数が少なく構造シンプルであって小型化でき、組
ケも筒中でかつコストも安価となり得ることである。そ
して、利用する歪素子４，５は低電流で作動し、電力消
費が少なくて高い効率が発現できるものと期待できる。
なお、未発明をより有効に実施する上では、周方向振動
用の歪素子５は、これを摩擦板ｌの周囲の対称位置に複
数個配設し、周方向に伺′Ｆされる振動のバランスをと
るのが好適である。また、歪＋５子４．５と摩擦板ｌを
連結する弾性機構は、実施例ではシンプルな−・例を示
したにすぎず、更に改良ｌ二欠する余地があるかもしれ
ない。これは、慣性板３を摩擦板ｌにりｌ′ｌ接させる
機構についても同様である。
用の歪素子５は、これを摩擦板ｌの周囲の対称位置に複
数個配設し、周方向に伺′Ｆされる振動のバランスをと
るのが好適である。また、歪＋５子４．５と摩擦板ｌを
連結する弾性機構は、実施例ではシンプルな−・例を示
したにすぎず、更に改良ｌ二欠する余地があるかもしれ
ない。これは、慣性板３を摩擦板ｌにりｌ′ｌ接させる
機構についても同様である。
［９：明の効果］
本発明の回転アクチュエータは、以トに説明したように
、装置的に小型で構造筒中なものでありながら、その出
力軸の回転方向と速度を自在に制御できるという歪、＋
−子を利用したものでは特異な特性を共面するものであ
る。そして、これにより従来適用し得なかった用途、分
野の制御機器７にも、この新型回転アクチュエータが広
範に利用できることが期待できる。
、装置的に小型で構造筒中なものでありながら、その出
力軸の回転方向と速度を自在に制御できるという歪、＋
−子を利用したものでは特異な特性を共面するものであ
る。そして、これにより従来適用し得なかった用途、分
野の制御機器７にも、この新型回転アクチュエータが広
範に利用できることが期待できる。
第１図は未発１！１１の一実施例を示す断面図であり、
第２図はその要部の上面図である。第３図は、作動を説
明するために分離した要部の断面図である。 Ｈ・・・ハウジング ■・・・摩擦板 ２・・・出力軸、 ２ａ・・・出力端３・・・慣性板
、 ３ａ・・・本体、 ３ｂ・・・連結部４１・・
・傘、に子要素、 ５１・・・歪素子要素４・・・歪
素子、４ａ・・・自由端、４ｂ・・・基端部５・・・歪
素子 ５ａ・・・自由端、５ｂ・・・基端部６・・・
トーション八−１７・・・４ 結７ ｔ。 ８・・・節点部材、 ９・・・板バネ、１０・・・板
バネ１１．１２・・・軸受
第２図はその要部の上面図である。第３図は、作動を説
明するために分離した要部の断面図である。 Ｈ・・・ハウジング ■・・・摩擦板 ２・・・出力軸、 ２ａ・・・出力端３・・・慣性板
、 ３ａ・・・本体、 ３ｂ・・・連結部４１・・
・傘、に子要素、 ５１・・・歪素子要素４・・・歪
素子、４ａ・・・自由端、４ｂ・・・基端部５・・・歪
素子 ５ａ・・・自由端、５ｂ・・・基端部６・・・
トーション八−１７・・・４ 結７ ｔ。 ８・・・節点部材、 ９・・・板バネ、１０・・・板
バネ１１．１２・・・軸受
Claims (1)
- 軸方向の振動を付与する歪素子と周方向の振動を付与す
る歪素子とを配設してなる摩擦板と、一端に慣性板を連
設した出力軸とを備え、この出力軸の慣性板を前記摩擦
板と同心にして該摩擦板上に弾接してなることを特徴と
する回転アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049747A JPS62207183A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 回転アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049747A JPS62207183A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 回転アクチユエ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207183A true JPS62207183A (ja) | 1987-09-11 |
Family
ID=12839775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61049747A Pending JPS62207183A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 回転アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62207183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097905A3 (en) * | 2001-06-01 | 2003-10-16 | Pbt Ip Ltd | A rotary actuator mechanism |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP61049747A patent/JPS62207183A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097905A3 (en) * | 2001-06-01 | 2003-10-16 | Pbt Ip Ltd | A rotary actuator mechanism |
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