JPS6339475A - 圧電クランプ装置 - 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、相対的に回転あるい番、１スラスＩ・移動す
るスピンドルを任意の位置で目、つ任意のタイミングで
閲み離しできる軸クランプ装置に関し、更に詳しくは、
拡縮変形動作するリング形の圧電素子内に割りスリーブ
を挿入し、その挿入量によりスピンドルとのクリ−１′
ランス調整を行えるようにした圧電クランプ装；げに関
する４）のである。

［従来の技術］ 各種アクチュエータでは、相対約６こ回転あるいはスラ
スト移動するスピンドルを（■意の位置で且つ任意のタ
イミングで掴んだりｙＨ＋　ｔ、、たりしたい場合がし
ばしば生しる。この、ト２うな用途のため最近では圧電
式の輔りフンプ゛す；ｒｔが開発されている。

例えば電子部品や電子機器の製造−１−稈Ｇコおいて精
密位置決めのために尺取り虫型のアクチ、）。

エータが有望視されている。この圧電アク手プエータは
、軸方向に伸縮変形する中央圧電体の両端に軸クランプ
装置を設り、その軸クランプ装置を交互に作動させてス
ピンドルを閲んだり離したりしながら中央圧電体の伸縮
変形により尺取り虫のようにスピンドルに沿って移動若
しくはスピンドルを駆動する機構である。

これに用いる軸クランプ装；ηとして番：Ｉ、半径方向
に分極したリング状の圧電体を利用し、電圧を印加する
ことによっ°ζ収縮さ」ｌてスピン１ルを直接掴むよう
な構造が跨えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしリング形の圧電体による半径方向への拡縮動作の
変形量は極めて小さい。このためスピンドルの外周面お
よび圧電体の内周面は共に極めて高精度で加工されねば
ならない。

もしスピンドルと圧電体とのギヤツブが狭過ぎれば拡開
時にスピン１、ルとの相対的な運動の妨げとなり極端な
場合には摩擦熱によって両者が焼き旬いてしまう事故も
予想される。また逆Ｇ、二両者のギャップが僅かでも広
くなり過ぎれば、電圧を印加して圧電体を縮閉させても
スピンドルをＩｔ！ｉｆむ、二とができなくなる。

そごで従来技術では、Ｎ１■み合わせるスピンドルとリ
ング形圧電体とのクリヤランス調整のため、手仕上げ工
程を伴う現物合わせ加工が要求され、鼠産化が困難で非
常に高価なものとなる欠点があった。特にセラミックス
焼結体である圧電体を内面研磨によって内径調整する作
業は特殊な加工装置が必要であり、時間がかかり極めて
高価なものとなる。

点を解消し、スピンドルと軸クランプ装置とのクリアラ
ンス調整をＹ［電体の内面研１店を行うことなしに容易
に行なえる、１、うにした圧′市りランプ装置を提供す
ることにある。

Ｅ問題点を解決するだめの手段［ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、内
周面にテーパを形成した拡縮変形自在の圧電リング内に
、複数のスリットを有し外周面にテーパを形成した割り
スリーブを、それらのテーパ面同士が密着するように挿
入固定した圧電クランプ装置である。

［作用］　　　　　′ 圧電リングの内周面にはテーパが形成されており、また
割りスリーブのり（周面に１）テーパが形成され且つ複
数のスリットが設けられているから、割りスリーブを圧
電リング内へ挿入する世により割りスリーブの内径を変
化さ−Ｕることができる。この内径がスピンドルに対し
て最適クリアランスを有する状態の時に圧電リングと割
りスリーブとを接着剤等により固定する。

これによって圧電リングの内面を特に研磨加−Ｉ　Ｌな
くても、割りスリーブの挿入量の調節のノＩに、１、っ
て圧電クランプ装置の内径とその内部に挿入されるスピ
ンドル外径とのクリアランスを簡単に調節することがで
きる。この結果、圧電リングには高い加工精度が要求さ
れず、スピンドルの外径のばらつきにも十分対応するこ
とができる。

圧電リングしＪそれに電圧を印加したり、その電圧印加
を解除することによって径方向に拡縮変形する。圧電リ
ングが縮閉動作を行うと、割りスリーブも縮閉し、それ
によってその内部に挿通されているスピンドルを強固に
保持できる。

逆に圧電リングを拡開すれば、割りスリーブも拡開し、
スピンドルをフリーな状態に解放できる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る圧電クランプ装置の一実施例を示
す分解斜視図であり、第２図はその断面図である。

これらの図から明らか／、（ように本発明に係る圧電ク
ランプ装置１０は、主とし°ζ拡縮変形する圧電リング
１２と、それに嵌入する割りスリーブ１４とから構成さ
れる。圧電リング１２は半径方向に分極した圧電セラミ
ックス焼結体からなり、電圧の印加によって収縮変形可
能なものである。そしてその内周面は第２図に明示され
ているようにテーパ面１６が形成されている。

割りスリーブ１４は、小径円筒部分の一端にフランジ部
分が連続する形状をなし、その円筒部分に軸方向に複数
のスリット１８が設けられ、円筒部分外周がテーパ面２
０となるように加工されている。

割りスリーブ１４は圧電リング１２内に、それらのテー
パ面２０．１（ｉ同士が密着するように挿入される。そ
してその中心に挿ｊ１１されるスピンドル２２と割りス
リーブ１４の内周とのクリアランスＣが所定の値になる
ように挿入！ＴｔＩ。

が調整され、所定のクリアランスＣを有する状態で接着
剤２４により圧電リング１２と割りスリーブ１４とを固
定する。このように両者の挿入＠Ｌを調整するたりてク
リアランスＣを調整することができるから、圧電リング
１２を内面研磨しなくてもスピンドル２２の外径のばら
つきに左右されずに最適クリアランスを得ることができ
る。

第３図は本発明に係る圧電クランプ装置を適用した圧電
アクチュエータの一例を示す断面図である。円筒状で軸
方向に伸縮変形可能な中央圧電体３０の両側にそれぞれ
本発明に係る圧電クランプ装置１０が位置し、それらの
間はリンク祠３２により強固に連結される。そして中心
孔にスピンドル２２が挿通される。

スピンドル２２を固定して装置全体を例えば図面右手方
向（矢印入方向）に駆動したい場合、あるいは逆に装置
全体を固定してスピンドル２２を図面左手方向（矢印Ｂ
方向）に駆動したい場合には次のようにする。先ず左側
の圧電クランプ装Ｗ　１０　ａを縮閉してスピンドル２
２を掴む。中央圧電体３０を伸長させ、その状態で右側
の圧電クランプ装置１０ｂ４こよりスピンドル２２を掴
む。そして左側の圧電クランプ装置１０ａを拡開して離
し、中央圧電体３０を収縮させる。以下このような動作
を繰り返すことによって前記のような運動を行わ−Ｕる
ことができる。逆の方向に駆動し２だい場合にシ５１左
右の圧電クランプ装置１０ａ、ＩＯ＋＋と中央圧電体３
０の伸縮動作とのタイミングを変えればよい。

以上本発明の好ましい一実施例およびそれを用いた圧電
アクチュエータの一例について詳述したが、本発明はこ
のような構成のノｌに限定されるものないこと無電であ
る。例えば圧電リングのテーパ面と割りスリーブのテー
パ面にぞれぞれネジを形成し、それらの螺合により）挿
入状態を変化できるような構成にすれば、挿入量の調整
はより容易に行なえる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように圧電リング内に割りスリーブを挿
入固定する構造であり、圧電リングの内周面にテーパが
形成され、割りスリーブの外周面にもテーパが形成され
ているから、両者の挿入量によりスリーブ内径が変化し
、スピンドル径のばらつきに左右されず最適クリアラン
スを極めて容易に実現できる優れた効果がある。

そしてこの最適クリアランスを実現するために１ノを来
のような高価なセラミックスの内面研磨が不要となるた
め、製造］二稈が簡素化され量産性に冨み、安価に製作
できる効果が生しる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧電クランプ装置の一実ｈＩ！１
例を示す分解斜視図、第２図はその断面図、第３図はそ
れを利用した圧電アクチュエータの−・例を示す断面図
である。 １０・・・圧電クランプ装置、１２・・・圧電リング、
１４・・・割りスリーブ、１６．２０・・・テーパ面、
１８・・・スリット、２２・・・スピンドル。 特許出願人　　富士電気化学株式会社 代　　理　　人　　　　　茂　　見　　　　　穣第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．内周面にテーパを形成した拡縮変形自在の圧電リン
   グ内に、複数のスリットを有し外周面にテーパを形成し
   た割りスリーブを、それらのテーパ面同士が密着するよ
   うに挿入固定したことを特徴とする圧電クランプ装置。