JP2001309671A - Linear actuator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は所定の駆動力を発生
するリニアアクチュエータに関し、特に全体形状を変形
することが可能なリニアアクチュエータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear actuator for generating a predetermined driving force, and more particularly to a linear actuator capable of deforming an entire shape.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、カメラのオートフォーカス部、イ
ンクジェットプリンタのインクジェットヘッド部、自動
車のサスペンション等の駆動源として、各種のリニアア
クチュエータが使用されるようになってきた。2. Description of the Related Art In recent years, various linear actuators have been used as driving sources for an autofocus section of a camera, an ink jet head section of an ink jet printer, a suspension of an automobile, and the like.
【０００３】リニアアクチュエータとは、電気信号等に
応じ、直線方向の動力を生じさせるアクチュエータであ
り、リニアアクチュエータの種類としては、固定電極と
駆動対象とを平行に配置し、固定電極に電圧を印加し、
それによって生じた静電力によって駆動対象を駆動する
静電アクチュエータ、磁場によって駆動対象を駆動させ
る磁界アクチュエータ、圧電セラミックのピエゾ効果を
用いる圧電アクチュエータ等が挙げられる。A linear actuator is an actuator that generates power in a linear direction in response to an electric signal or the like. As a type of linear actuator, a fixed electrode and an object to be driven are arranged in parallel, and a voltage is applied to the fixed electrode. And
Examples thereof include an electrostatic actuator that drives the driven object by an electrostatic force generated thereby, a magnetic field actuator that drives the driven object by a magnetic field, and a piezoelectric actuator that uses the piezoelectric effect of piezoelectric ceramic.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のリニア
アクチュエータは、構造上フレキシブル性がないため、
設置位置、使用箇所等に制限が生じてしまうという問題
点がある。However, the conventional linear actuator is not flexible due to its structure.
There is a problem that restrictions are placed on the installation position, the use location, and the like.
【０００５】具体的には、例えば、静電アクチュエー
タ、磁界アクチュエータの場合、固定電極と駆動対象と
の隙間を全体にわたって一定に保たねばならないため、
この隙間を一定に保ったままの変形は、かなり困難であ
る。また、圧電アクチュエータは、セラミック材料によ
って構成されるため、その変形は不可能である。More specifically, for example, in the case of an electrostatic actuator or a magnetic field actuator, the gap between the fixed electrode and the driven object must be kept constant over the whole.
Deformation while keeping this gap constant is quite difficult. Further, since the piezoelectric actuator is made of a ceramic material, it cannot be deformed.
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、フレキシブル性が高く、設置位置、使用箇所
等の自由度が高いリニアアクチュエータを提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a linear actuator having high flexibility and a high degree of freedom in an installation position, a use place, and the like.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、所定の駆動力を発生するリニアアクチュ
エータにおいて、一定のピッチで構成された下段シート
起伏部を上面に有する下段シートと、前記下段シート起
伏部のピッチとは異なる一定のピッチで構成された上段
シート起伏部を下面に有し、前記上段シート起伏部を前
記下段シート起伏部に向かい合わせた状態で、前記下段
シートの上面に重ねて配置される上段シートと、前記下
段シート及び前記上段シートを略垂直に挟み込む向きの
力を、前記下段シート及び前記上段シートに対して局所
的に印加し、前記力の印加部を、前記下段シート及び前
記上段シートに対して略平行に移動させる加圧機構とを
有することを特徴とするリニアアクチュエータが提供さ
れる。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in a linear actuator for generating a predetermined driving force, a lower sheet having a lower sheet undulating portion formed at a constant pitch on an upper surface; An upper sheet undulating portion configured at a constant pitch different from the pitch of the lower sheet undulating portion on the lower surface, and the upper sheet undulating portion is opposed to the lower sheet undulating portion, and the upper surface of the lower sheet is An upper sheet, which is arranged to be superimposed on, a force in a direction to sandwich the lower sheet and the upper sheet substantially vertically, locally applying the force to the lower sheet and the upper sheet, and an applying unit of the force, A linear actuator having a pressure mechanism for moving the lower sheet and the upper sheet substantially parallel to each other is provided.
【０００８】ここで、下段シート及び上段シートは、上
段シート起伏部及び下段シート起伏部によって、一定の
間隔をおいて周期的に噛み合い、加圧機構は、力の印加
部を、下段シート及び上段シートに対して略平行に移動
させることにより、上段シート起伏部と下段シート起伏
部との噛み合わせ部分を移動させ、上段シート起伏部を
下段シート起伏部に噛み合わせる際に生じる上段シート
起伏部と下段シート起伏部との位置ずれ運動によって、
上段シートの下段シートに対する相対位置を、下段シー
トと略平行に変化させる。Here, the lower sheet and the upper sheet are periodically meshed at regular intervals by the upper sheet undulating portion and the lower sheet undulating portion, and the pressing mechanism causes the force applying portion to control the lower sheet and the upper sheet. By moving the upper sheet undulating section and the lower sheet undulating section by moving substantially parallel to the sheet, the upper sheet undulating section generated when the upper sheet undulating section is engaged with the lower sheet undulating section is moved. By the displacement movement with the lower seat undulating part,
The relative position of the upper sheet to the lower sheet is changed substantially in parallel with the lower sheet.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。まず、本発明における第１の実施
の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described.
【００１０】図１は、本形態におけるリニアアクチュエ
ータ１０の構成を示した断面図である。リニアアクチュ
エータ１０は、一定のピッチで構成された下段シート起
伏部１３ａを上面に有する下段シート１３、下段シート
起伏部１３ａのピッチとは異なる一定のピッチで構成さ
れた上段シート起伏部１２ａを下面に有し、上段シート
起伏部１２ａを下段シート起伏部１３ａに向かい合わせ
た状態で、下段シート１３の上面に重ねて配置される上
段シート１２、及び下段シート１３及び上段シート１２
を略垂直に挟み込む向きの力を、下段シート１３及び上
段シート１２に対して局所的に印加し、力の印加部を、
下段シート１３及び上段シート１２に対して略平行に移
動させる加圧機構である中位電極１１、駆動電極１４に
よって構成されている。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a linear actuator 10 according to the present embodiment. The linear actuator 10 has a lower sheet 13 having a lower sheet undulating portion 13a formed at a fixed pitch on the upper surface, and an upper sheet undulating portion 12a formed at a fixed pitch different from the pitch of the lower sheet undulating portion 13a on the lower surface. An upper sheet 12, which is disposed on the upper surface of the lower sheet 13 with the upper sheet undulating portion 12a facing the lower sheet undulating portion 13a, and the lower sheet 13 and the upper sheet 12
Is applied locally to the lower sheet 13 and the upper sheet 12 in a direction of substantially vertically sandwiching the.
It comprises a middle electrode 11 and a drive electrode 14 which are pressure mechanisms for moving the lower sheet 13 and the upper sheet 12 substantially in parallel.
【００１１】下段シート１３は、フレキシブル性を有す
る絶縁体で構成されたシートであり、上述のように、そ
の上面に一定のピッチで形成された下段シート起伏部１
３ａを有している。下段シート起伏部１３ａは、その内
径が入口部分から底部分にかけて徐々に収束していく凹
部であり、その形状は円柱、角柱、半円等どのようなも
のでもよい。また、上段シート１２もフレキシブル性を
有する絶縁体によって構成されており、その下面には一
定のピッチで形成された上段シート起伏部１２ａを有し
ている。上段シート起伏部１２ａは、その外形が裾部分
から先端部分にかけて徐々に収束していく凸部であり、
その形状は円柱、角柱、半円等どのようなものでもよ
い。また、上段シート起伏部１２ａは、下段シート起伏
部１３ａとは異なるピッチで形成されており、これによ
り、下段シート起伏部１３ａと上段シート起伏部１２ａ
とを相互に向かい合わせた状態で重ね合わせた場合、こ
の下段シート起伏部１３ａ及び上段シート起伏部１２ａ
は、一定の間隔をおいて周期的に噛み合いながら配置さ
れることとなる。中位電極１１及び駆動電極１４は、上
段シート１２及び下段シート１３のフレキシブル性を損
なわない程度の厚みで形成される導電体であり、中位電
極１１は、一つながりの電極層として、駆動電極１４
は、複数の領域に分離された電極としてそれぞれ形成さ
れる。The lower sheet 13 is a sheet made of an insulator having flexibility, and as described above, the lower sheet undulations 1 formed on the upper surface thereof at a constant pitch.
3a. The lower sheet undulating portion 13a is a concave portion whose inner diameter gradually converges from the entrance portion to the bottom portion, and may have any shape such as a cylinder, a prism, and a semicircle. The upper sheet 12 is also made of a flexible insulator, and has an upper sheet undulating portion 12a formed at a constant pitch on the lower surface thereof. The upper sheet undulating portion 12a is a convex portion whose outer shape gradually converges from the hem portion to the tip portion,
The shape may be any of a cylinder, a prism, a semicircle and the like. Further, the upper sheet undulating portion 12a is formed at a pitch different from that of the lower sheet undulating portion 13a, whereby the lower sheet undulating portion 13a and the upper sheet undulating portion 12a are formed.
And the upper sheet undulating portion 13a and the upper sheet undulating portion 12a
Are arranged at regular intervals while periodically meshing with each other. The middle electrode 11 and the drive electrode 14 are conductors formed with a thickness that does not impair the flexibility of the upper sheet 12 and the lower sheet 13. The middle electrode 11 is a drive electrode 14
Are formed as electrodes separated into a plurality of regions.
【００１２】上段シート１２と下段シート１３は、上段
シート起伏部１２ａと下段シート起伏部１３ａとが向か
い合うように重ねて配置され、上段シート起伏部１２ａ
及び下段シート起伏部１３ａは、前述のように一定の間
隔をおいて周期的に噛み合わされて配置される。上段シ
ート１２の上面には、中位電極１１が配置され、下段シ
ート１３の下面には、駆動電極１４を構成する複数の電
極が、それぞれ下段シート起伏部１３ａの起伏に対応し
て配置される。The upper sheet 12 and the lower sheet 13 are arranged so that the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a face each other, and the upper sheet undulating portion 12a
The lower sheet undulations 13a are periodically engaged with each other with a constant interval as described above. On the upper surface of the upper sheet 12, the middle electrode 11 is arranged, and on the lower surface of the lower sheet 13, a plurality of electrodes constituting the drive electrodes 14 are arranged corresponding to the undulations of the lower sheet undulating portion 13a. .
【００１３】図２及び図３は、上段シート１２及び下段
シート１３の構成例を示した平面図である。ここで、図
２の（ａ）及び図３の（ａ）は、上段シート１２の構成
を示した平面図であり、図２の（ｂ）及び図３の（ｂ）
は、下段シート１３の構成を示した平面図である。FIGS. 2 and 3 are plan views showing examples of the structure of the upper sheet 12 and the lower sheet 13. FIG. Here, FIG. 2A and FIG. 3A are plan views showing the configuration of the upper sheet 12, and FIG. 2B and FIG. 3B.
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the lower sheet 13.
【００１４】図２に例では、上段シート起伏部１２ａ
は、平面形状が楕円状に形成された複数の凸部であり、
図２における縦方向に３列、横方向に複数列に、上段シ
ート１２の下面に形成される。ここで、上段シート起伏
部１２ａは、それぞれ一定の間隔で配置され、図２にお
ける横方向の間隔（ピッチ）をＰａとして形成する。ま
た、下段シート起伏部１３ａは、平面形状が円状に形成
された複数の凹部であり、図２における縦方向に３列、
横方向に複数列に、下段シート１３の上面に形成され
る。下段シート起伏部１３ａも、それぞれ一定の間隔で
配置され、図２における横方向の間隔（ピッチ）をＰｂ
として形成する。ここでＰａとＰｂは異なる値に設定さ
れ、図２の場合、Ｐｂ＞Ｐａとしてピッチを設定してい
る。また、ＰｂとＰａとの差は、下段シート起伏部１３
ａの凹部の半径（Ｋ）以下になるように設定される。こ
れにより、上段シート起伏部１２ａと下段シート起伏部
１３ａとを周期的に噛み合わせた場合、その噛み合わせ
部分の隣に位置する部分の上段シート起伏部１２ａの下
段シート起伏部１３ａに対する位置ずれを、一つの下段
シート起伏部１３ａの範囲内に納めることができる。In the example shown in FIG. 2, the upper sheet undulating portion 12a
Is a plurality of convex portions formed in an elliptical planar shape,
2 are formed on the lower surface of the upper sheet 12 in three rows in the vertical direction and a plurality of rows in the horizontal direction. Here, the upper sheet undulating portions 12a are arranged at regular intervals, and are formed with a horizontal interval (pitch) in FIG. Further, the lower sheet undulating portion 13a is a plurality of concave portions having a circular planar shape, and three rows in the vertical direction in FIG.
It is formed on the upper surface of the lower sheet 13 in a plurality of rows in the horizontal direction. The lower sheet undulations 13a are also arranged at regular intervals, and the horizontal interval (pitch) in FIG.
Form as Here, Pa and Pb are set to different values, and in the case of FIG. 2, the pitch is set as Pb> Pa. Further, the difference between Pb and Pa is due to the lower sheet undulating portion 13.
It is set so as to be equal to or less than the radius (K) of the concave portion a. Accordingly, when the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a are periodically engaged with each other, a positional deviation of the upper sheet undulating portion 12a adjacent to the meshing portion with respect to the lower sheet undulating portion 13a is reduced. , Within the range of one lower sheet undulating portion 13a.
【００１５】図３の例では、上段シート起伏部１２ａ
は、平面形状が長円状に形成された複数の凸部であり、
図３における縦方向に１列、横方向に複数列に、上段シ
ート１２の下面に形成される。ここで、上段シート起伏
部１２ａは、それぞれ一定の間隔で配置され、図３にお
ける横方向の間隔（ピッチ）をＰａとして形成する。ま
た、下段シート起伏部１３ａは、平面形状が長円状に形
成された複数の凹部であり、図３における縦方向に１
列、横方向に複数列として、下段シート１３の上面に形
成される。下段シート起伏部１３ａも、それぞれ一定の
間隔で配置され、図３における横方向の間隔（ピッチ）
をＰｂとして形成する。ここでＰａとＰｂは異なる値に
設定され、図３の場合、Ｐｂ＞Ｐａとしてピッチを設定
している。また、ＰｂとＰａとの差は、下段シート起伏
部１３ａにおける凹部の半径（Ｋ）以下になるように設
定される。これにより、上段シート起伏部１２ａと下段
シート起伏部１３ａとを周期的に噛み合わせた場合、そ
の噛み合わせ部分の隣に位置する部分の上段シート起伏
部１２ａの下段シート起伏部１３ａに対する位置ずれ
を、一つの下段シート起伏部１３ａの範囲内に納めるこ
とができる。In the example of FIG. 3, the upper sheet undulating portion 12a
Are a plurality of convex portions having a planar shape formed into an elliptical shape,
3 are formed on the lower surface of the upper sheet 12 in one row in the vertical direction and a plurality of rows in the horizontal direction. Here, the upper sheet undulating portions 12a are arranged at regular intervals, and the horizontal interval (pitch) in FIG. Further, the lower sheet undulating portion 13a is a plurality of concave portions having a planar shape formed into an elliptical shape.
The rows are formed on the upper surface of the lower sheet 13 as a plurality of rows in the horizontal direction. The lower sheet undulations 13a are also arranged at regular intervals, and the horizontal interval (pitch) in FIG.
Is formed as Pb. Here, Pa and Pb are set to different values, and in the case of FIG. 3, the pitch is set as Pb> Pa. Further, the difference between Pb and Pa is set to be equal to or smaller than the radius (K) of the concave portion in the lower sheet undulating portion 13a. Accordingly, when the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a are periodically engaged with each other, a positional deviation of the upper sheet undulating portion 12a adjacent to the meshing portion with respect to the lower sheet undulating portion 13a is reduced. , Within the range of one lower sheet undulating portion 13a.
【００１６】なお、図２及び図３の例では、上段シート
起伏部１２ａ及び下段シート起伏部１３ａの平面形状を
円、楕円、長円としたが、長方形、菱形等その他の形状
とすることとしてもよい。In the examples shown in FIGS. 2 and 3, the planar shape of the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a is a circle, an ellipse, and an ellipse. Is also good.
【００１７】以下に、上段シート起伏部１２ａ及び下段
シート起伏部１３ａの配置を示す関係式を示す。The following is a relational expression showing the arrangement of the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a.
【００１８】[0018]
【数１】 (Equation 1)
【００１９】ここで、図１に示すように、Ｌａは、上段
シート１２を下段シート１３の上面に配置した際におい
て、上段シート起伏部１２ａと下段シート起伏部１３ａ
とが噛み合う部分間の上段シート１２上における距離を
示しており、Ｌｂは、その下段シート１３上における距
離を示している。また、ｎａは、距離Ｌａの間に配置さ
れた上段シート起伏部１２ａの数を、ｎｂは、距離Ｌｂ
の間に配置された下段シート起伏部１３ａの数をそれぞ
れ示している。Here, as shown in FIG. 1, when the upper sheet 12 is disposed on the upper surface of the lower sheet 13, the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a
Shows the distance on the upper sheet 12 between the portions where the two mesh with each other, and Lb shows the distance on the lower sheet 13. Further, na is the number of the upper sheet undulating portions 12a arranged between the distances La, and nb is the distance Lb.
The number of the lower sheet undulating portions 13a arranged between them is shown.
【００２０】上段シート起伏部１２ａ及び下段シート起
伏部１３ａは、数１の条件にしたがって配置されるわけ
であるが、ここで、上段シート１２及び下段シート１３
はフレキシブル性を有しており、上段シート１２及び下
段シート１３の少なくとも一方を湾曲させて配置するこ
とが可能であるため、たとえ、Ｐａ、Ｐｂ及びＫの条件
が定まった場合であっても、数１の条件を満たすＬａ、
Ｌｂ、ｎａ及びｎｂの組み合わせは複数存在する。The upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a are arranged in accordance with the condition of the following equation 1. Here, the upper sheet 12 and the lower sheet 13 are arranged.
Has flexibility, and it is possible to arrange at least one of the upper sheet 12 and the lower sheet 13 in a curved manner, even if the conditions of Pa, Pb and K are determined, La that satisfies the condition of Equation 1,
There are a plurality of combinations of Lb, na and nb.
【００２１】図４及び図５は、上段シート起伏部１２ａ
が下段シート起伏部１３ａに噛み合う際における動作を
示した拡大断面図である。前述したように、上段シート
起伏部１２ａと下段シート起伏部１３ａとは、一定の間
隔をおいて周期的に噛み合っており、所定の時間をとら
えた場合、部分によっては、上段シート起伏部１２ａと
下段シート起伏部１３ａとが噛み合っていない箇所も存
在する。また、上段シート起伏部１２ａ及び下段シート
起伏部１３ａのピッチは、相互に異なるピッチで構成さ
れるため、上段シート起伏部１２ａと下段シート起伏部
１３ａとが噛み合っていない部分では、上段シート起伏
部１２ａと下段シート起伏部１３ａとは、左右方向にず
れた位置に配置されていることとなる。図４は、そのよ
うに上段シート起伏部１２ａと下段シート起伏部１３ａ
とが相互に噛み合っていない部分の様子を示した図であ
る。FIGS. 4 and 5 show the upper sheet undulating portion 12a.
Is an enlarged cross-sectional view showing an operation when meshing with the lower sheet undulating portion 13a. As described above, the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a are meshed periodically with a fixed interval, and when a predetermined time is taken, the upper sheet undulating portion 12a may There are also places where the lower sheet undulating portion 13a is not engaged. Also, since the pitch of the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a are different from each other, the portion of the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a where the upper sheet undulating portion 13a is not engaged is the upper sheet undulating portion. 12a and the lower sheet undulating portion 13a are arranged at positions shifted in the left-right direction. FIG. 4 shows such an upper sheet undulating portion 12a and a lower sheet undulating portion 13a.
FIG. 5 is a diagram showing a state of a portion where the two do not mesh with each other.
【００２２】上段シート起伏部１２ａと下段シート起伏
部１３ａとの噛み合わせは、後述する方法によって、上
面シート１２に、上段シート１２の上面から下面に向か
う方向（Ａ方向）の力を印加し、下面シート１３に、下
段シート１３の下面から上面に向かう方向（Ｂ方向）の
力を印加するすることにより行う。The upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a are engaged with each other by applying a force (direction A) from the upper surface to the lower surface of the upper sheet 12 to the upper sheet 12 by a method described later. This is performed by applying a force (direction B) from the lower surface to the upper surface of the lower sheet 13 to the lower sheet 13.
【００２３】このようなＡ方向及びＢ方向の力が上段シ
ート１２及び下段シート１３に印加されると、それらの
力が印加された上段シート１２及び下段シート１３の部
分は、相互に接近し、図５の（ａ）に示すように、上段
シート起伏部１２ａの先端部分が下段シート起伏部１３
ａに接触することとなる。この際、相互に噛み合ってい
なかった部分の上段シート起伏部１２ａと下段シート起
伏部１３ａとは、左右方向にずれた位置に配置されるこ
ととなるため、上段シート起伏部１２ａの先端部は、ま
ず、下段シート起伏部１３ａの縁部分に接触することと
なる。When the forces in the direction A and the direction B are applied to the upper sheet 12 and the lower sheet 13, the portions of the upper sheet 12 and the lower sheet 13 to which the forces are applied approach each other, As shown in FIG. 5A, the leading end of the upper sheet undulating portion 12a is connected to the lower sheet undulating portion 13a.
a. At this time, since the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a that are not meshed with each other are arranged at positions shifted in the left-right direction, the tip of the upper sheet undulating portion 12a is First, it comes into contact with the edge of the lower sheet undulating portion 13a.
【００２４】その後、さらにＡ方向及びＢ方向の力が印
加されると、上述したように下段シート起伏部１３ａの
縁部分に接触した上段シート起伏部１２ａの先端部分
が、その接触部分である下段シート起伏部１３ａの縁部
分を加圧し、それにより、上段シート起伏部１２ａが図
５の（ｂ）における右方向（Ｃ方向）に、下段シート起
伏部１３ａが左方向（Ｄ方向）にそれぞれ位置ずれるこ
ととなる。この位置ずれ運動によって、上段シート１２
の下段シート１３に対する相対位置が、下段シート１３
と略平行に変化し、最終的に、図５の（ｃ）に示すよう
に、上段シート起伏部１２ａと下段シート起伏部１３ａ
との左右方向の位置が一致した位置で、これらが相互に
噛み合うこととなる。Thereafter, when forces in the directions A and B are further applied, the tip of the upper sheet undulating portion 12a, which has come into contact with the edge of the lower sheet undulating portion 13a, as described above, becomes the lower portion, which is the contact portion. The edge portion of the sheet undulation 13a is pressed, whereby the upper sheet undulation 12a is positioned in the right direction (C direction) and the lower sheet undulation 13a is positioned in the left direction (D direction) in FIG. 5B. It will shift. Due to this displacement movement, the upper sheet 12
Relative to the lower seat 13 is lower seat 13
And finally, as shown in FIG. 5C, the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a
At the position where the positions in the left and right directions coincide with each other, these mesh with each other.
【００２５】図６は、図５に示したＡ方向及びＢ方向の
力の発生原理を説明した等価回路図である。本形態で
は、このＡ方向及びＢ方向の力を生み出すために、静電
力を利用する。図６の（ａ）は、リニアアクチュエータ
１０の駆動電極１４に対し、図１のように電圧Ｖ１及び
Ｖ２を印加した場合におけるリニアアクチュエータ１０
の等価回路を示した図である。なお、ここでＶ１とＶ２
は異なる値とする。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining the principle of generation of the forces in the directions A and B shown in FIG. In this embodiment, an electrostatic force is used to generate the forces in the A direction and the B direction. FIG. 6A shows the linear actuator 10 when the voltages V1 and V2 are applied to the drive electrode 14 of the linear actuator 10 as shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of FIG. Here, V1 and V2
Have different values.
【００２６】前述したように、上段シート１２及び下段
シート１３は絶縁体によって構成されており、中位電極
１１及び駆動電極１４は、図６の等価回路に示すような
コンデンサを構成する。ここで、電圧Ｖ１が印加されて
いる部分における中位電極１１と駆動電極１４との距
離、及び電圧Ｖ１が印加されている部分における中位電
極１１と駆動電極１４との距離が等しいと近似すると、
中位電極１１の電位は（Ｖ１＋Ｖ２）／２となる。ま
た、ここでＶ１とＶ２とは値が異なるため、この中位電
極１１の電位は、Ｖ１及びＶ２とは異なる値となり、こ
の電圧Ｖ１が印加されている部分の駆動電極１４と中位
電極１１との間、及び電圧Ｖ２が印加されている部分の
駆動電極１４と中位電極１１との間には電界が発生する
こととなる。この電界の静電力により、上段シート１２
と下段シート１３には、上段シート１２及び下段シート
１３を略垂直に挟み込む向きの力が局所的に印加される
こととなる。As described above, the upper sheet 12 and the lower sheet 13 are formed of an insulator, and the middle electrode 11 and the drive electrode 14 form a capacitor as shown in the equivalent circuit of FIG. Here, it is approximated that the distance between the middle electrode 11 and the drive electrode 14 in the portion where the voltage V1 is applied and the distance between the middle electrode 11 and the drive electrode 14 in the portion where the voltage V1 is applied are equal. ,
The potential of the middle electrode 11 is (V1 + V2) / 2. Here, since V1 and V2 have different values, the potential of the middle electrode 11 has a value different from V1 and V2, and the drive electrode 14 and the middle electrode 11 of the portion to which this voltage V1 is applied are applied. And an electric field is generated between the drive electrode 14 and the middle electrode 11 in the portion where the voltage V2 is applied. Due to the electrostatic force of this electric field, the upper sheet 12
Then, a force in a direction of sandwiching the upper sheet 12 and the lower sheet 13 substantially vertically is locally applied to the lower sheet 13.
【００２７】図６の（ｂ）は、上述のように電界が発生
した上段シート起伏部１２ａと下段シート起伏部１３ａ
との様子を示した等価回路図である。ここで、この等価
回路における媒体２０ａは上段シート１２及び下段シー
ト１３を、媒体２０ｂは上段シート１２と下段シート１
３との隙間を、それぞれ近似的に置き換えたものであ
る。この等価回路より、上段シート１２及び下段シート
１３を略垂直に挟み込む向きの力は、以下に示す式によ
って表される。FIG. 6B shows an upper sheet undulating portion 12a and a lower sheet undulating portion 13a in which an electric field is generated as described above.
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing the situation. Here, in this equivalent circuit, the medium 20a is the upper sheet 12 and the lower sheet 13, and the medium 20b is the upper sheet 12 and the lower sheet 1.
3 are approximately replaced with each other. From this equivalent circuit, the force in the direction of sandwiching the upper sheet 12 and the lower sheet 13 substantially vertically is expressed by the following equation.
【００２８】[0028]
【数２】 (Equation 2)
【００２９】ここで、εaは媒体２０ａの誘電率を、εb
は媒体２０ｂの誘電率を、Ｖは中位電極１１と駆動電極
１２との電位差を、Ｓは媒体２０ａ、２０ｂの断面積
を、Ｈａは媒体２０ａの厚みを、Ｈｂは媒体２０ｂの厚
みをそれぞれ示している。Where ε a is the dielectric constant of the medium 20a, ε b
Is the dielectric constant of the medium 20b, V is the potential difference between the middle electrode 11 and the drive electrode 12, S is the cross-sectional area of the medium 20a, 20b, Ha is the thickness of the medium 20a, and Hb is the thickness of the medium 20b. Is shown.
【００３０】図７及び図８は、前述した方法による上段
シート１２及び下段シート１３を略垂直に挟み込む向き
の力を、その印加位置を上段シート１２及び下段シート
１３に対して略平行に移動させながら１周期分移動させ
た場合におけるリニアアクチュエータ１０の動作を示し
た断面図である。FIGS. 7 and 8 show that the force applied in the direction of substantially vertically sandwiching the upper sheet 12 and the lower sheet 13 by the above-described method is moved substantially in parallel to the upper sheet 12 and the lower sheet 13. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an operation of the linear actuator 10 when the linear actuator 10 is moved by one period while moving.
【００３１】これらの図に示すように、上段シート１２
の上面から下面へ向かう方向（Ａ方向）、及び下段シー
ト１３の下面から上面へ向かう方向（Ｂ方向）に向かう
力が局所的印加され、その力の印加位置が上段シート１
２及び下段シート１３と平行に移動していくことによ
り、図５に示した上段シート起伏部１２ａと下段シート
起伏部１３ａとの噛み合い時における上段シート１２と
下段シート１３との位置ずれ運動が順次生じ、これによ
り、上段シート１２は、図７及び図８における右方向
（Ｃ方向）に、下段シート１３は左方向（Ｄ方向）に移
動し、上段シート１２の下段シート１３に対する相対位
置を下段シート１３に対して略平行に変化させることと
なる。As shown in these figures, the upper sheet 12
Are applied locally in the direction from the upper surface to the lower surface (A direction) and in the direction from the lower surface to the upper surface (B direction) of the lower sheet 13, and the force is applied to the upper sheet 1.
2 and the lower sheet 13, the displacement movement between the upper sheet 12 and the lower sheet 13 in the engagement between the upper sheet undulating portion 12 a and the lower sheet undulating portion 13 a shown in FIG. As a result, the upper sheet 12 moves rightward (direction C) and the lower sheet 13 moves leftward (direction D) in FIGS. 7 and 8, and the relative position of the upper sheet 12 with respect to the lower sheet 13 is shifted to the lower position. The change is made substantially parallel to the sheet 13.
【００３２】このように図７及び図８に示した１周期分
の動作を行った際における上段シート１２の下段シート
１３に対する相対位置の変化Ｌを数式で表すと以下のよ
うになる。The change L of the relative position of the upper sheet 12 with respect to the lower sheet 13 when the operation for one cycle shown in FIGS. 7 and 8 is performed is expressed as follows.
【００３３】[0033]
【数３】 (Equation 3)
【００３４】このように、本形態では、上面に下段シー
ト起伏部１３ａを有する下段シート１３の上面に、下面
に上段シート起伏部１２ａを有する上段シート１２を重
ねて配置し、上段シート１２と下段シート１３とを挟み
込む方向に局所的な力を印加し、その力の印加部を上段
シート１２及び下段シート１３と略平行に移動させるこ
とにより、上段シート１２の下段シート１３に対する相
対位置を下段シート１３と略平行に変位させることとし
たため、フレキシブル性が高く、設置位置、使用箇所等
の自由度が高いリニアアクチュエータ１０を実現するこ
とが可能となる。As described above, in the present embodiment, the upper sheet 12 having the upper sheet undulating portion 12a on the lower surface is superposed on the upper surface of the lower sheet 13 having the lower sheet undulating portion 13a on the upper surface, and the upper sheet 12 and the lower sheet By applying a local force in the direction sandwiching the sheet 13 and moving the force application unit substantially in parallel with the upper sheet 12 and the lower sheet 13, the relative position of the upper sheet 12 with respect to the lower sheet 13 is changed to the lower sheet. 13, the linear actuator 10 can be realized with high flexibility and a high degree of freedom in installation position, use location, and the like.
【００３５】また、本形態では、上段シート１２及び下
段シート１３を、上段シート起伏部１２ａと下段シート
起伏部１３ａとが相互に向かい合うように配置し、駆動
中には、上段シート１２及び下段シート１３を上下方向
から挟み込む向きの力を印加し、上段シート起伏部１２
ａと下段シート起伏部１３ａとを常時噛み合わせる構成
としたため、駆動中に振動や外乱が生じた場合であって
も、上段シート１２が下段シート１３に対して遊離する
ことなく、上段シート１２及び下段シート１３の駆動が
妨げられることはない。In the present embodiment, the upper sheet 12 and the lower sheet 13 are arranged so that the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a face each other. 13 is applied in the direction of sandwiching the upper sheet 13 from above and below, and the upper sheet
a and the lower sheet undulating portion 13a are always engaged with each other, so that even if vibration or disturbance occurs during driving, the upper sheet 12 does not separate from the lower sheet 13 and the upper sheet 12 and The driving of the lower seat 13 is not hindered.
【００３６】さらに、本形態におけるリニアアクチュエ
ータ１０は、上段シート起伏部１２ａと下段シート起伏
部１３ａが常時噛み合っているため、上段シート１２及
び下段シート１３に略平行な外力が上段シート１２及び
下段シート１３に印加された場合であっても、上段シー
ト１２及び下段シート１３のシートずれが発生しない。Further, in the linear actuator 10 of the present embodiment, since the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a are always meshed, an external force substantially parallel to the upper sheet 12 and the lower sheet 13 is applied to the upper sheet 12 and the lower sheet. Even when the voltage is applied to the upper sheet 13, the sheet shift between the upper sheet 12 and the lower sheet 13 does not occur.
【００３７】また、上段シート１２及び下段シート１３
駆動のために印加する上段シート１２及び下段シート１
３を挟み込む力は、同時に、上段シート１２及び下段シ
ート１３を保持する力としても働くこととなるため、駆
動中は、上段シート１２及び下段シート１３を保持する
ために特別な電力を消費することはない。The upper sheet 12 and the lower sheet 13
Upper sheet 12 and lower sheet 1 applied for driving
Since the force sandwiching the third sheet 3 also acts as a force for holding the upper sheet 12 and the lower sheet 13 at the same time, a special power is consumed during driving to hold the upper sheet 12 and the lower sheet 13. There is no.
【００３８】なお、本形態では、上面シート１２の上面
に中位電極１１を設け、下段シート１３の下面に駆動電
極１４を設け、それらの間に発生する電界によって、上
段シート１２と下段シート１３とを挟み込む局所的な力
を生じさせ、駆動電極１４への電圧印加位置を変化させ
ることにより、力の印加部を変化させることとしたが、
図１に示した中位電極１１の代わりに中位電極１１の位
置に磁性体を配置し、駆動電極１４の代わりに駆動電極
１４の位置に独立に制御できる複数の駆動コイルを配置
し、駆動させた駆動電極１４と磁性体との間に生じる磁
界によって、上段シート１２と下段シート１３とを挟み
込む局所的な力を生じさせ、駆動を行う駆動コイルの位
置を変化させることにより、その力の印加部を上段シー
ト１２及び下段シート１３に対して略平行に移動させる
構成としてもよい。また、この際、上段シート１２自体
を磁性体で構成する構成としてもよい。In the present embodiment, the middle electrode 11 is provided on the upper surface of the upper sheet 12, the drive electrodes 14 are provided on the lower surface of the lower sheet 13, and the upper sheet 12 and the lower sheet 13 are provided by an electric field generated therebetween. Is generated by changing the position of applying a voltage to the drive electrode 14 to generate a local force sandwiching
A magnetic material is arranged at the position of the middle electrode 11 instead of the middle electrode 11 shown in FIG. 1, and a plurality of drive coils that can be independently controlled are arranged at the position of the drive electrode 14 instead of the drive electrode 14. By the magnetic field generated between the driven electrode 14 and the magnetic material, a local force sandwiching the upper sheet 12 and the lower sheet 13 is generated, and by changing the position of the driving coil for driving, the force is reduced. The application unit may be configured to be moved substantially parallel to the upper sheet 12 and the lower sheet 13. At this time, the upper sheet 12 itself may be made of a magnetic material.
【００３９】さらに、本形態では、上段シート１２及び
下段シート１３双方がフレキシブル性を有することとし
たが、上段シート１２及び下段シート１３のいずれか一
方のみがフレキシブル性を有する構成としてもよい。Further, in this embodiment, both the upper sheet 12 and the lower sheet 13 have flexibility. However, only one of the upper sheet 12 and the lower sheet 13 may have flexibility.
【００４０】また、本形態では、上段シート１２を絶縁
体で構成し、その上部に中位電極１１を設ける構成とし
たが、上段シート１２を導電性を有する物質で構成し、
中位電極１１を省略する構成としてもよい。In this embodiment, the upper sheet 12 is made of an insulator, and the middle electrode 11 is provided on the upper sheet. However, the upper sheet 12 is made of a conductive material.
A configuration in which the middle electrode 11 is omitted may be adopted.
【００４１】さらに、上段シート起伏部１２ａと下段シ
ート起伏部１３ａとの間に液体を充填する構成としても
よい。充填する液体としては、ある程度の表面張力を有
し、揮発性が低いものであれば、油、水等特に制限なく
使用できる。また、この際、充填された液体の蒸発や飛
散を防止する機構を設ける必要がある。このように、上
段シート起伏部１２ａと下段シート起伏部１３ａとの間
に液体を充填することにより、上段シート１２と下段シ
ート１３とを吸着させることが可能になり、上段シート
１２と下段シート１３とを保持する特別な機構を設ける
必要がなくなる。Further, the liquid may be filled between the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a. As the liquid to be filled, oil, water and the like can be used without particular limitation as long as they have a certain surface tension and low volatility. At this time, it is necessary to provide a mechanism for preventing the filled liquid from evaporating or scattering. As described above, by filling the liquid between the upper sheet undulating portion 12a and the lower sheet undulating portion 13a, the upper sheet 12 and the lower sheet 13 can be adsorbed, and the upper sheet 12 and the lower sheet 13 can be adsorbed. It is not necessary to provide a special mechanism for holding
【００４２】次に、本発明における第２の実施の形態に
ついて説明する。本形態は、第１の実施の形態の応用例
であり、連結された複数の下段シートの上面に連結され
た複数の上段シートを配置することによりリニアアクチ
ュエータを構成する。以下では、第１の実施の形態との
相違点を中心に説明を行い、第１の実施の形態と共通す
る点については説明を省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an application of the first embodiment, and forms a linear actuator by arranging a plurality of connected upper sheets on the upper surface of a plurality of connected lower sheets. In the following, description will be made focusing on differences from the first embodiment, and description of points common to the first embodiment will be omitted.
【００４３】図９は、このように構成されたリニアアク
チュエータ３０〜８０を示した断面図である。図９に示
すように、リニアアクチュエータ３０〜８０は、６個の
下段シート３３ａ〜３３ｆを下段連結シート３６によっ
て連結し、その上面に、上段連結シート３５によって連
結された６個の上段シート３２ａ〜３２ｆを重ねて配置
することにより構成されている。図９において、リニア
アクチュエータ３０は、下段シート３３ａ〜３３ｆに対
して上段シート３２ａ〜３２ｆの相対位置の変位が生じ
ていない初期状態を示しており、リニアアクチュエータ
４０〜８０は、駆動時における各上段シート３２ａ〜３
２ｆの各下段シート３３ａ〜３３ｆに対する変位方法が
異なる各形態をそれぞれ示している。FIG. 9 is a sectional view showing the linear actuators 30 to 80 thus configured. As shown in FIG. 9, the linear actuators 30 to 80 connect six lower sheets 33 a to 33 f by a lower connecting sheet 36, and have upper surfaces thereof connected to six upper sheets 32 a to 32 f connected by an upper connecting sheet 35. 32f are arranged in an overlapping manner. In FIG. 9, the linear actuator 30 shows an initial state in which the relative positions of the upper sheets 32a to 32f are not displaced with respect to the lower sheets 33a to 33f, and the linear actuators 40 to 80 Sheets 32a-3
Each form in which the displacement method with respect to each lower sheet | seat 33a-33f of 2f differs is shown.
【００４４】リニアアクチュエータ４０、５０は、隣り
合う上段シート３２ａ〜３２ｆの下段シート３３ａ〜３
３ｆに対する位置変位を相互に反対向きに生じさせた例
である。具体的には、リニアアクチュエータ４０の場
合、上段シート３２ａ、３２ｃ、３２ｅの下段シート３
３ａ、３３ｃ、３３ｅに対する位置変位は、図９におけ
る右方向であり、その隣に位置する上段シート３２ｂ、
３２ｄ、３２ｆの下段シート３３ｂ、３３ｄ、３３ｆに
対する位置変位は、図９における左方向である。また、
リニアアクチュエータ５０の場合、上段シート３２ａ、
３２ｃ、３２ｅの下段シート３３ａ、３３ｃ、３３ｅに
対する位置変位は、図９における左方向であり、その隣
に位置する上段シート３２ｂ、３２ｄ、３２ｆの下段シ
ート３３ｂ、３３ｄ、３３ｆに対する位置変位は、図９
における右方向である。このように、隣り合う上段シー
ト３２ａ〜３２ｆの下段シート３３ａ〜３３ｆに対する
位置変位を相互に反対向きに生じさせることとした場
合、リニアアクチュエータ４０、５０全体の駆動力は、
一つのリニアアクチュエータと同じであるが、駆動速度
は、一つのリニアアクチュエータの５倍となる。The linear actuators 40 and 50 are connected to adjacent lower sheets 32a to 32f and lower sheets 33a to 3f, respectively.
This is an example in which positional displacements with respect to 3f are generated in opposite directions. Specifically, in the case of the linear actuator 40, the lower sheet 3 of the upper sheets 32a, 32c, and 32e
The position displacement with respect to 3a, 33c, 33e is in the right direction in FIG. 9, and the upper sheet 32b,
The positional displacement of the lower seats 33b, 33d, 33f with respect to 32d, 32f is in the leftward direction in FIG. Also,
In the case of the linear actuator 50, the upper sheet 32a,
The positional displacement of the lower sheets 32c, 32e with respect to the lower sheets 33a, 33c, 33e is in the leftward direction in FIG. 9, and the positional displacement of the lower sheets 33b, 33d, 33f located next to the upper sheets 32b, 32d, 32f is shown in FIG. 9
To the right. As described above, when the positional displacements of the adjacent upper sheets 32a to 32f with respect to the lower sheets 33a to 33f are caused to be opposite to each other, the driving force of the entire linear actuators 40 and 50 becomes:
Same as one linear actuator, but the driving speed is five times that of one linear actuator.
【００４５】リニアアクチュエータ６０は、上段シート
３２ａ〜３２ｆの下段シート３３ａ〜３３ｆに対する位
置変位をすべて同一方向に生じさせた例である。このよ
うに上段シート３２ａ〜３２ｆの下段シート３３ａ〜３
３ｆに対する位置変位がすべて同一方向に生じることと
した場合、リニアアクチュエータ６０全体の移動速度
は、一つのリニアアクチュエータと同一となるが、その
駆動力は、一つのリニアアクチュエータの６倍となる。The linear actuator 60 is an example in which positional displacements of the upper sheets 32a to 32f with respect to the lower sheets 33a to 33f are all generated in the same direction. As described above, the upper sheets 32a to 32f and the lower sheets 33a to 3f
If it is assumed that all the displacements to 3f occur in the same direction, the moving speed of the entire linear actuator 60 is the same as that of one linear actuator, but the driving force is six times that of one linear actuator.
【００４６】リニアアクチュエータ７０、８０は、上段
シート３２ａ〜３２ｆの下段シート３３ａ〜３３ｆに対
する位置変位を２つごとに反転させた例である。具体的
には、リニアアクチュエータ７０の場合、上段シート３
２ａ、３２ｂ、３２ｅ、３２ｆの下段シート３３ａ、３
３ｂ、３３ｅ、３３ｆに対する位置変位は、図９におけ
る右方向であり、上段シート３２ｃ、３２ｄの下段シー
ト３３ｃ、３３ｄに対する位置変位は、図９における左
方向である。リニアアクチュエータ７０のような変位を
生じさせることとした場合、リニアアクチュエータ７０
全体の駆動力は、一つのリニアアクチュエータの２倍と
なり、その移動速度は、一つのリニアアクチュエータの
３倍となる。また、リニアアクチュエータ８０の場合、
上段シート３２ａ、３２ｂ、３２ｅ、３２ｆの下段シー
ト３３ａ、３３ｂ、３３ｅ、３３ｆに対する位置変位
は、図９における左方向であり、上段シート３２ｃ、３
２ｄの下段シート３３ｃ、３３ｄに対する位置変位は、
図９における右方向である。リニアアクチュエータ８０
のような変位を生じさせることとした場合、リニアアク
チュエータ８０全体の駆動力は、一つのリニアアクチュ
エータの２倍となり、その移動速度は、一つのリニアア
クチュエータと同一となる。The linear actuators 70 and 80 are examples in which the positional displacement of the upper sheets 32a to 32f with respect to the lower sheets 33a to 33f is reversed every two sheets. Specifically, in the case of the linear actuator 70, the upper sheet 3
2a, 32b, 32e, 32f Lower sheet 33a, 3
The positional displacement with respect to 3b, 33e, and 33f is in the right direction in FIG. 9, and the positional displacement with respect to the lower sheets 33c and 33d of the upper sheets 32c and 32d is in the left direction in FIG. When a displacement is generated as in the linear actuator 70, the linear actuator 70
The overall driving force is twice that of one linear actuator, and its moving speed is three times that of one linear actuator. In the case of the linear actuator 80,
The positional displacement of the upper sheets 32a, 32b, 32e, 32f with respect to the lower sheets 33a, 33b, 33e, 33f is in the leftward direction in FIG.
The position displacement of the 2d lower seats 33c and 33d is
This is the rightward direction in FIG. Linear actuator 80
When such a displacement is generated, the driving force of the entire linear actuator 80 is twice that of one linear actuator, and the moving speed is the same as that of one linear actuator.
【００４７】次に、以上のような上段シートの下段シー
トに対する変位方法と、その効果との一般的な関係を示
すと、まず、リニアアクチュエータ４０に示す変位方法
によって、Ｎ個の上段シートと下段シートとを配置した
場合、その駆動力は一つのリニアアクチュエータの１
倍、駆動速度は２ｉｎｔ｛（Ｎ＋１）／２｝−１倍とな
る。また、リニアアクチュエータ５０に示す変位方法に
よって、Ｎ個の上段シートと下段シートとを配置した場
合、その駆動力は一つのリニアアクチュエータの１倍、
駆動速度は２ｉｎｔ｛Ｎ／２｝−１倍となる。また、リ
ニアアクチュエータ６０に示す変位方法によって、Ｎ個
の上段シートと下段シートとを配置した場合、その駆動
速度は一つのリニアアクチュエータの１倍、駆動力はＮ
倍となる。なお、ここでｉｎｔ｛｝は、｛｝内の整数分
を示す。Next, a general relationship between the above-described displacement method of the upper sheet with respect to the lower sheet and its effect will be described. First, by using the displacement method shown by the linear actuator 40, N upper sheets and lower sheets are obtained. When the seat and the seat are arranged, the driving force is one of the linear actuators.
And the driving speed is 2 int (N + 1) / 2 @ -1. When N upper sheets and lower sheets are arranged by the displacement method shown in the linear actuator 50, the driving force is one time that of one linear actuator,
The driving speed is 2 int {N / 2} -1 times. Further, when N upper sheets and lower sheets are arranged by the displacement method shown by the linear actuator 60, the driving speed is one time of one linear actuator and the driving force is N
Double. Here, int ｛｝ indicates an integral number in ｛｝.
【００４８】図１０は、図９のように複数の上段シート
及び下段シートを配置する場合における具体的な構成例
を示した図である。図１０の（ａ）は、一つながりのシ
ートを共用して下段シート９３を構成し、その上部に複
数の上段シート９２ａ〜９２ｃを配置し、その上段シー
ト９２ａ〜９２ｃを上段連結シート９５で連結したリニ
アアクチュエータ９０を示した断面図である。このリニ
アアクチュエータ９０では、一つながりの下段シート９
３が複数の上段シート９２ａ〜９２ｃに対応し、前述し
た上段シート９２ａ〜９２ｃ及び下段シート９３を挟み
込む向きの加圧によって、上段連結シート９５の下段シ
ート９３に対する相対位置を変位させる。FIG. 10 is a diagram showing a specific configuration example in the case where a plurality of upper sheets and lower sheets are arranged as in FIG. In FIG. 10A, a lower sheet 93 is formed by sharing one continuous sheet, a plurality of upper sheets 92a to 92c are arranged on the upper sheet 93, and the upper sheets 92a to 92c are connected by an upper connecting sheet 95. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a linear actuator 90 obtained. In the linear actuator 90, the lower sheet 9 connected in series
Reference numeral 3 corresponds to the plurality of upper sheets 92a to 92c, and the relative position of the upper connecting sheet 95 with respect to the lower sheet 93 is displaced by pressing in the direction of sandwiching the upper sheets 92a to 92c and the lower sheet 93 described above.
【００４９】また、図１０の（ｂ）は、一つながりのシ
ートを共用して下段シート１０３を構成し、その上面に
一つながりのシートを共用して構成した上段シート１０
２を配置したリニアアクチュエータ１００の構成を示し
た断面図である。このリニアアクチュエータ１００で
は、複数の下段シートに該当する部分を下段シート１０
３に構成し、複数の上段シートに該当する部分を上段シ
ート１０２に構成し、それぞれ構成した複数の下段シー
トに該当する部分と、複数の上段シートに該当する部分
とを相互に向かい合わせに配置し、前述した加圧によっ
て上段シート１０２の下段シート１０３に対する相対位
置を変位させる。FIG. 10B shows an upper sheet 10 in which a series of sheets are shared to form a lower sheet 103, and an upper sheet in which a series of sheets are shared.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a linear actuator 100 in which a second actuator 2 is disposed. In this linear actuator 100, portions corresponding to a plurality of lower sheets are
3, the parts corresponding to the plurality of upper sheets are formed in the upper sheet 102, and the parts corresponding to the plurality of lower sheets and the parts corresponding to the plurality of upper sheets are respectively arranged so as to face each other. Then, the relative position of the upper sheet 102 with respect to the lower sheet 103 is displaced by the above-described pressure.
【００５０】このように、本形態では、連結された複数
の下段シートの上面に、連結された複数の上段シートを
配置することとしたため、各下段シート及び上段シート
の配置方法に応じ、リニアアクチュエータの駆動力及び
駆動速度を自由に調整することが可能となり、各種用途
に応じた様々な特性のリニアアクチュエータを構成する
ことが可能となる。As described above, in the present embodiment, the plurality of connected upper sheets are arranged on the upper surface of the connected plurality of lower sheets. Therefore, the linear actuator is arranged in accordance with the arrangement method of each lower sheet and upper sheet. The driving force and the driving speed can be freely adjusted, and linear actuators having various characteristics according to various applications can be configured.
【００５１】次に、本発明における第３の実施の形態に
ついて説明する。本形態は、第２の実施の形態の応用例
であり、下段シートの上面に上段シートを重ねた構造体
を、スペーサを介し、さらに上下方向に複数段積み重ね
ることにより、リニアアクチュエータを構成する。以下
では、第２の実施の形態との相違点を中心に説明を行
い、第２の実施の形態と共通する点については説明を省
略する。Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an application example of the second embodiment, and forms a linear actuator by stacking a plurality of vertically stacked structures in which an upper sheet is stacked on the upper surface of a lower sheet via a spacer. In the following, description will be made focusing on differences from the second embodiment, and description of points common to the second embodiment will be omitted.
【００５２】図１１は、本形態におけるリニアアクチュ
エータ１１０の構成を示した断面図である。リニアアク
チュエータ１１０は、一つながりのシートを共用して構
成された下段シート１１３の上面に、複数の上段シート
１１２ａ〜１１２ｃを配置し、加圧機構である中位電極
１１１ａ〜１１１ｃを上段シート１１２ａ〜１１２ｃの
上面に、同じく加圧機構である駆動電極１１４ａ〜１１
４ｃを下段シート１１３の底面に設け、上段シート１１
２ａ〜１１２ｃの上部に配置された上段連結シート１１
５で上段シート１１２ａ〜１１２ｃを連結し（以下リニ
アアクチュエータユニット）、このリニアアクチュエー
タユニットを下段シート１１３及び上段シート１１２ａ
〜１１２ｃと略平行に複数層積み重ね、これにより上下
に配置される上段シート間を上段シートスペーサ１１７
ａ及び上段連結シート１１５を介して接続し、同じく上
下に配置されることとなる下段シート１１３を下段シー
トスペーサ１１７ｂを介して接続することにより構成さ
れる。ここで、各層におけるリニアアクチュエータユニ
ットは、すべて同一の駆動速度で駆動するように構成さ
れ、リニアアクチュエータ１１０の駆動は、リニアアク
チュエータユニット各層一体で行われる。これにより、
リニアアクチュエータ１１０全体としての駆動力を増加
させることが可能となり、リニアアクチュエータユニッ
トをＮ層配置した場合、その駆動力は単層の場合のＮ倍
となる。FIG. 11 is a sectional view showing the configuration of the linear actuator 110 according to the present embodiment. The linear actuator 110 arranges a plurality of upper sheets 112a to 112c on the upper surface of a lower sheet 113 configured to share one continuous sheet, and connects the middle electrodes 111a to 111c as a pressing mechanism to the upper sheets 112a to 112c. Drive electrodes 114a to 114h, which are also pressure mechanisms,
4c is provided on the bottom surface of the lower sheet 113, and the upper sheet 11
Upper connecting sheet 11 arranged above 2a to 112c
5, the upper sheets 112a to 112c are connected (hereinafter referred to as a linear actuator unit), and this linear actuator unit is connected to the lower sheet 113 and the upper sheet 112a.
, And a plurality of layers are stacked substantially in parallel to the upper sheet 112c so that an upper sheet spacer 117 is disposed between upper sheets arranged vertically.
a and the lower sheet 113, which is also arranged vertically, is connected via a lower sheet spacer 117b. Here, the linear actuator units in each layer are all configured to be driven at the same drive speed, and the linear actuator 110 is driven integrally for each layer of the linear actuator unit. This allows
The driving force of the linear actuator 110 as a whole can be increased. When N linear actuator units are arranged, the driving force is N times that of a single-layer structure.
【００５３】このように、本形態では、リニアアクチュ
エータユニットを複数層配置し、相互を上段シートスペ
ーサ１１７ａ及び下段シートスペーサ１１７ｂを介して
接続することとしたため、リニアアクチュエータ１１０
全体としての駆動力を増加させることが可能となる。As described above, in this embodiment, the linear actuator units are arranged in a plurality of layers and are connected to each other via the upper sheet spacer 117a and the lower sheet spacer 117b.
It is possible to increase the driving force as a whole.
【００５４】なお、本形態では、複数配置した上段シー
ト１１２ａ〜１１２ｃを上段連結シート１１５で連結す
ることとしたが、一つながりのシートを共用することに
より、複数の上段シートを構成し、このように構成され
た上段シートを直接上段シートスペーサ１１７ａに接続
する構成としてもよい。この場合、上段連結シート１１
５は不要となる。In this embodiment, a plurality of upper sheets 112a to 112c are connected by the upper connecting sheet 115, but a plurality of upper sheets are formed by sharing one continuous sheet. May be directly connected to the upper sheet spacer 117a. In this case, the upper connecting sheet 11
5 becomes unnecessary.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上説明したように本発明のリニアアク
チュエータでは、上面に下段シート起伏部を有する下段
シートの上面に、下面に上段シート起伏部を有する上段
シートを重ねて配置し、上段シートと下段シートとを挟
み込む方向に局所的な力を印加し、その力の印加部を上
段シート及び下段シートと略平行に移動させることとし
たため、全体として高いフレキシブル性を実現すること
が可能となる。As described above, in the linear actuator according to the present invention, the upper sheet having the upper sheet undulation on the lower surface is disposed on the upper surface of the lower sheet having the lower sheet undulation on the upper surface. Since a local force is applied in the direction sandwiching the lower sheet and the force application unit is moved substantially in parallel with the upper sheet and the lower sheet, high flexibility can be realized as a whole.
【図１】リニアアクチュエータの構成を示した断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a linear actuator.
【図２】上段シート及び下段シートの構成例を示した平
面図である。FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of an upper sheet and a lower sheet.
【図３】上段シート及び下段シートの構成例を示した平
面図である。FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of an upper sheet and a lower sheet.
【図４】上段シート起伏部が下段シート起伏部に噛み合
う際の動作を示した拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an operation when the upper sheet undulating portion meshes with the lower sheet undulating portion.
【図５】上段シート起伏部が下段シート起伏部に噛み合
う際の動作を示した拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing an operation when the upper sheet undulating portion meshes with the lower sheet undulating portion.
【図６】図５に示したＡ方向及びＢ方向の力の発生原理
を説明した等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram for explaining the principle of generation of forces in the directions A and B shown in FIG.
【図７】上段シート及び下段シートを略垂直に挟み込む
向きの力を、その印加位置を上段シート及び下段シート
に対して略平行に移動させながら１周期分移動させた場
合におけるリニアアクチュエータの動作を示した断面図
である。FIG. 7 shows the operation of the linear actuator when the force in the direction of sandwiching the upper sheet and the lower sheet substantially vertically is moved by one cycle while moving the applied position substantially parallel to the upper sheet and the lower sheet. FIG.
【図８】上段シート及び下段シートを略垂直に挟み込む
向きの力を、その印加位置を上段シート及び下段シート
に対して略平行に移動させながら１周期分移動させた場
合におけるリニアアクチュエータの動作を示した断面図
である。FIG. 8 shows the operation of the linear actuator when the force in the direction of sandwiching the upper sheet and the lower sheet substantially vertically is moved by one cycle while moving the applied position substantially parallel to the upper sheet and the lower sheet. FIG.
【図９】リニアアクチュエータを示した断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a linear actuator.
【図１０】複数の上段シート及び下段シートを配置する
場合における具体的な構成例を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a specific configuration example when a plurality of upper sheets and lower sheets are arranged.
【図１１】リニアアクチュエータの構成を示した断面図
である。FIG. 11 is a sectional view showing a configuration of a linear actuator.
１０、３０〜１１０…リニアアクチュエータ、１１、１
１１ａ〜１１１ｃ…中位電極、１２、３２ａ〜３２ｆ、
９２ａ〜９２ｃ、１０２…上段シート、１２ａ…上段シ
ート起伏部、１３、３３ａ〜３３ｆ、９３、１０３…下
段シート、１３ａ…下段シート起伏部、１４、１１４ａ
〜１１４ｃ…駆動電極10, 30 to 110 ... linear actuator, 11, 1
11a to 111c: middle electrode, 12, 32a to 32f,
92a to 92c, 102: upper sheet, 12a: upper sheet undulating portion, 13, 33a to 33f, 93, 103: lower sheet, 13a: lower sheet undulating portion, 14, 114a
~ 114c ... Drive electrode
Claims (18)
エータにおいて、 一定のピッチで構成された下段シート起伏部を上面に有
する下段シートと、 前記下段シート起伏部のピッチとは異なる一定のピッチ
で構成された上段シート起伏部を下面に有し、前記上段
シート起伏部を前記下段シート起伏部に向かい合わせた
状態で、前記下段シートの上面に重ねて配置される上段
シートと、 前記下段シート及び前記上段シートを略垂直に挟み込む
向きの力を、前記下段シート及び前記上段シートに対し
て局所的に印加し、前記力の印加部を、前記下段シート
及び前記上段シートに対して略平行に移動させる加圧機
構と、 を有することを特徴とするリニアアクチュエータ。1. A linear actuator for generating a predetermined driving force, comprising: a lower sheet having a lower sheet undulating portion formed at a constant pitch on an upper surface; and a constant pitch different from the pitch of the lower sheet undulating portion. An upper sheet undulating portion on the lower surface, the upper sheet laid over the upper surface of the lower sheet, with the upper sheet undulating portion facing the lower sheet undulating portion, and the lower sheet and the A force in a direction of sandwiching the upper sheet substantially vertically is locally applied to the lower sheet and the upper sheet, and the force application unit is moved substantially parallel to the lower sheet and the upper sheet. A linear actuator, comprising: a pressure mechanism;
ト起伏部は、一定の間隔をおいて周期的に噛み合い、 前記力の印加部を、前記下段シート及び前記上段シート
に対して略平行に移動させることにより、前記上段シー
ト起伏部と前記下段シート起伏部との噛み合わせ部分を
移動させ、 前記上段シート起伏部を前記下段シート起伏部に噛み合
わせる際に生じる前記上段シート起伏部と前記下段シー
ト起伏部との位置ずれ運動によって、前記上段シートの
前記下段シートに対する相対位置を、前記下段シートと
略平行に変化させることを特徴とする請求項１記載のリ
ニアアクチュエータ。2. The upper sheet undulating portion and the lower sheet undulating portion are periodically meshed at regular intervals, and the force applying portion is moved substantially parallel to the lower sheet and the upper sheet. By moving the upper sheet undulating portion and the lower sheet undulating portion, the upper sheet undulating portion and the lower sheet are moved when the upper sheet undulating portion is engaged with the lower sheet undulating portion. 2. The linear actuator according to claim 1, wherein a relative position of the upper sheet with respect to the lower sheet is changed substantially in parallel with the lower sheet by a displacement movement with respect to the undulating portion. 3.
なくとも一方は、フレキシブル性を有することを特徴と
する請求項１記載のリニアアクチュエータ。3. The linear actuator according to claim 1, wherein at least one of the lower sheet and the upper sheet has flexibility.
間には、液体が充填されることを特徴とする請求項１記
載のリニアアクチュエータ。4. The linear actuator according to claim 1, wherein a liquid is filled in a gap between the lower sheet and the upper sheet.
られた中位電極と、前記下段シートに設けられた駆動電
極とを有し、 前記駆動電極への電圧印加位置を変化させることによ
り、前記力の印加部を、前記下段シート及び前記上段シ
ートに対して略平行に移動させることを特徴とする請求
項１記載のリニアアクチュエータ。5. The pressure mechanism has a middle electrode provided on the upper sheet and a drive electrode provided on the lower sheet, and by changing a voltage application position to the drive electrode. 2. The linear actuator according to claim 1, wherein the force applying unit is moved substantially parallel to the lower sheet and the upper sheet.
圧機構は、前記下段シートに設けられた駆動電極を有
し、 前記駆動電極への電圧印加位置を変化させることによ
り、前記力の印加部を、前記下段シート及び前記上段シ
ートに対して略平行に移動させることを特徴とする請求
項１記載のリニアアクチュエータ。6. The upper sheet has conductivity, the pressing mechanism has a drive electrode provided on the lower sheet, and the force is changed by changing a voltage application position to the drive electrode. The linear actuator according to claim 1, wherein the application unit is moved substantially parallel to the lower sheet and the upper sheet.
られた磁性体と、前記下段シートに設けられた複数の駆
動コイルとを有し、 駆動を行う前記駆動コイルの位置を変化させることによ
り、前記力の印加部を、前記下段シート及び前記上段シ
ートに対して略平行に移動させることを特徴とする請求
項１記載のリニアアクチュエータ。7. The pressure mechanism has a magnetic body provided on the upper sheet and a plurality of drive coils provided on the lower sheet, and changes a position of the drive coil for driving. The linear actuator according to claim 1, wherein the force application unit is moved substantially parallel to the lower sheet and the upper sheet.
圧機構は、前記下段シートに設けられた駆動コイルを有
し、 駆動を行う前記駆動コイルの位置を変化させることによ
り、前記力の印加部を、前記下段シート及び前記上段シ
ートに対して略平行に移動させることを特徴とする請求
項１記載のリニアアクチュエータ。8. The upper sheet is a magnetic material, and the pressing mechanism has a drive coil provided on the lower sheet, and the force of the force is changed by changing a position of the drive coil for driving. The linear actuator according to claim 1, wherein the application unit is moved substantially parallel to the lower sheet and the upper sheet.
に、連結された複数の前記上段シートを配置したことを
特徴とする請求項１記載のリニアアクチュエータ。9. The linear actuator according to claim 1, wherein the plurality of connected upper sheets are arranged on the upper surface of the plurality of connected lower sheets.
記下段シートの上面に配置される複数の前記上段シート
は、前記下段シートに対し、略平行かつ同一方向に、変
位することを特徴とする請求項９記載のリニアアクチュ
エータ。10. A plurality of upper sheets arranged on an upper surface of a plurality of lower sheets by driving of the pressing mechanism are displaced in substantially the same direction and in the same direction with respect to the lower sheet. 10. The linear actuator according to claim 9, wherein:
記下段シートの上面に配置される一部の前記上段シート
は、前記下段シートに対して略平行な第１の方向に変位
し、前記第１の方向に移動する前記上段シート以外の前
記上段シートは、前記第１の方向とは反対方向の第２の
方向に変位することを特徴とする請求項９記載のリニア
アクチュエータ。11. The driving of the pressure mechanism causes a portion of the upper sheet disposed on the upper surface of the plurality of lower sheets to be displaced in a first direction substantially parallel to the lower sheet. The linear actuator according to claim 9, wherein the upper sheet other than the upper sheet moving in the first direction is displaced in a second direction opposite to the first direction.
のシートを共用して構成されることを特徴とする請求項
９記載のリニアアクチュエータ。12. The linear actuator according to claim 9, wherein a plurality of the lower sheets share a continuous sheet.
のシートを共用して構成されることを特徴とする請求項
９記載のリニアアクチュエータ。13. The linear actuator according to claim 9, wherein a plurality of the upper sheets share a continuous sheet.
トを重ねて配置し、前記加圧機構を設けたリニアアクチ
ュエータユニットを、前記下段シート及び前記上段シー
トと略平行に複数層積み重ね、上下に配置された前記上
段シート間を上段シートスペーサを介して接続し、上下
に配置された前記下段シート間を下段シートスペーサを
介して接続することを特徴とする請求項１記載のリニア
アクチュエータ。14. A linear actuator unit provided with the pressurizing mechanism, wherein a plurality of layers are stacked substantially in parallel with the lower sheet and the upper sheet, and the linear actuator unit provided with the pressurizing mechanism is arranged on the upper surface of the lower sheet. The linear actuator according to claim 1, wherein the upper sheets provided are connected via an upper sheet spacer, and the lower sheets arranged vertically are connected via a lower sheet spacer.
アクチュエータユニットごとに連結して配置されること
を特徴とする請求項１４記載のリニアアクチュエータ。15. The linear actuator according to claim 14, wherein the plurality of lower seats are arranged so as to be connected to each of the linear actuator units.
アクチュエータユニットごとに設けられた一つながりの
シートを共用して構成されることを特徴とする請求項１
５記載のリニアアクチュエータ。16. The system according to claim 1, wherein the plurality of lower seats share one continuous seat provided for each of the linear actuator units.
5. The linear actuator according to 5.
アクチュエータユニットごとに連結して配置されること
を特徴とする請求項１４記載のリニアアクチュエータ。17. The linear actuator according to claim 14, wherein a plurality of the upper sheets are connected and arranged for each of the linear actuator units.
アクチュエータユニットごとに設けられた一つながりの
シートを共用して構成されることを特徴とする請求項１
７記載のリニアアクチュエータ。18. The apparatus according to claim 1, wherein the plurality of upper sheets share one continuous sheet provided for each of the linear actuator units.
7. The linear actuator according to 7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000118336A JP2001309671A (en) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Linear actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000118336A JP2001309671A (en) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Linear actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001309671A true JP2001309671A (en) | 2001-11-02 |
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| JP2000118336A Pending JP2001309671A (en) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | Linear actuator |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005160192A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Satoshi Kiyono | Drive device |
-
2000
- 2000-04-19 JP JP2000118336A patent/JP2001309671A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005160192A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Satoshi Kiyono | Drive device |
| JP4526011B2 (en) * | 2003-11-25 | 2010-08-18 | 慧 清野 | Drive device |
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