JP2003309984A - 回転駆動型アクチュエータ - Google Patents
回転駆動型アクチュエータInfo
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- JP2003309984A JP2003309984A JP2002110952A JP2002110952A JP2003309984A JP 2003309984 A JP2003309984 A JP 2003309984A JP 2002110952 A JP2002110952 A JP 2002110952A JP 2002110952 A JP2002110952 A JP 2002110952A JP 2003309984 A JP2003309984 A JP 2003309984A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁モータ等を用いることなく簡易な構造に
て棒状部材を駆動可能なアクチュエータを提供する。 【解決手段】 バイモルフ型の圧電素子を用いた駆動体
２を軸受部３に取り付ける。軸受部３は軸部４に対し回
転自在に取り付けられる。軸部４と軸受部３との間に
は、クリップ形状の係合片１１によって回転を規制する
方向に回転抵抗力が付与される。駆動体２は、その振動
を拘束しないように支持部５にて保持される。駆動体２
には鋸歯状の波形を有する電圧を印加される。この鋸歯
状電圧により、駆動体２は左右に振動し、変位速度の差
による慣性力の違いに基づき、その反力である軸力と回
転保持力との関係により、軸部４が回転する。
て棒状部材を駆動可能なアクチュエータを提供する。 【解決手段】 バイモルフ型の圧電素子を用いた駆動体
２を軸受部３に取り付ける。軸受部３は軸部４に対し回
転自在に取り付けられる。軸部４と軸受部３との間に
は、クリップ形状の係合片１１によって回転を規制する
方向に回転抵抗力が付与される。駆動体２は、その振動
を拘束しないように支持部５にて保持される。駆動体２
には鋸歯状の波形を有する電圧を印加される。この鋸歯
状電圧により、駆動体２は左右に振動し、変位速度の差
による慣性力の違いに基づき、その反力である軸力と回
転保持力との関係により、軸部４が回転する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動体が軸部を中
心に揺動若しくは回転運動する回転駆動型アクチュエー
タに関し、特に、自動車や野外監視カメラ等に取り付け
られるワイパ装置やスピードメータ等の計器類等に適用
して有効な技術に関するものである。
心に揺動若しくは回転運動する回転駆動型アクチュエー
タに関し、特に、自動車や野外監視カメラ等に取り付け
られるワイパ装置やスピードメータ等の計器類等に適用
して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】小型の回転駆動型アクチュエータとして
は、マイクロモータなど、一般に電磁モータが広く使用
されている。ところが、電磁モータは巻線構造等を要す
るため構造が複雑であり、技術の成熟度から見てその小
型化は限界に達している。また、低速・高トルク出力を
必要とする場合には減速機構が必要となり、装置が大き
く重くなりがちである。
は、マイクロモータなど、一般に電磁モータが広く使用
されている。ところが、電磁モータは巻線構造等を要す
るため構造が複雑であり、技術の成熟度から見てその小
型化は限界に達している。また、低速・高トルク出力を
必要とする場合には減速機構が必要となり、装置が大き
く重くなりがちである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、近年では圧電
セラミックス等を用いた超音波モータが開発され、その
実用化が進められている。しかしながら、このような超
音波モータは、例えば進行波型超音波モータのような回
転駆動型のものでは、位相の異なる２相の電極群によっ
て振動体を励振させる構成が一般的である。このため、
超音波モータを駆動するためには、２相の独立した高周
波電源を要するため、ドライバの価格が高くなり、コス
ト高となるという問題があった。
セラミックス等を用いた超音波モータが開発され、その
実用化が進められている。しかしながら、このような超
音波モータは、例えば進行波型超音波モータのような回
転駆動型のものでは、位相の異なる２相の電極群によっ
て振動体を励振させる構成が一般的である。このため、
超音波モータを駆動するためには、２相の独立した高周
波電源を要するため、ドライバの価格が高くなり、コス
ト高となるという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、電磁モータ等を用いるこ
となく簡易な構造にて棒状部材を駆動可能なアクチュエ
ータ等を提供することにある。
となく簡易な構造にて棒状部材を駆動可能なアクチュエ
ータ等を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の回転駆動型アク
チュエータは、少なくともその一部に振動する部位を有
する駆動体と、前記駆動体が取り付けられた第１軸部材
と、前記第１軸部材に対し相対回転可能に取り付けられ
た第２軸部材と、前記第１軸部材と前記第２軸部材との
間の相対回転運動に対し回転抵抗力を付与する抵抗力付
与手段と、前記駆動体の振動を許容しつつ前記振動体を
保持する振動体支持部とを有することを特徴とする。
チュエータは、少なくともその一部に振動する部位を有
する駆動体と、前記駆動体が取り付けられた第１軸部材
と、前記第１軸部材に対し相対回転可能に取り付けられ
た第２軸部材と、前記第１軸部材と前記第２軸部材との
間の相対回転運動に対し回転抵抗力を付与する抵抗力付
与手段と、前記駆動体の振動を許容しつつ前記振動体を
保持する振動体支持部とを有することを特徴とする。
【０００６】本発明にあっては、部品点数の少ない簡単
な構成にて、第１軸部材又は第２軸部材を回転駆動させ
ることができる。また、電磁モータや多相高周波電源を
使用することなく軸部材を回転駆動でき、小型軽量かつ
低コストな回転駆動型アクチュエータを実現することが
できる。また、装置全体を薄型構造にできるため、アク
チュエータの設置位置に対する制約が少なくなり、装置
のレイアウト性の向上が図られ、狭く小さな場所にも回
転駆動するアクチュエータを取り付けることが可能とな
る。
な構成にて、第１軸部材又は第２軸部材を回転駆動させ
ることができる。また、電磁モータや多相高周波電源を
使用することなく軸部材を回転駆動でき、小型軽量かつ
低コストな回転駆動型アクチュエータを実現することが
できる。また、装置全体を薄型構造にできるため、アク
チュエータの設置位置に対する制約が少なくなり、装置
のレイアウト性の向上が図られ、狭く小さな場所にも回
転駆動するアクチュエータを取り付けることが可能とな
る。
【０００７】前記回転駆動型アクチュエータにおいて、
前記抵抗力付与手段は、前記第２軸部材に対し摩擦力に
よって回転抵抗力を付与するようにしても良い。また、
前記振動体支持部にて弾性体によって前記駆動体を保持
するようにしても良い。さらに、前記駆動体は圧電素子
にて形成しても良く、この圧電素子に対し鋸歯状の波形
を有する電圧を印加するようにしても良い。
前記抵抗力付与手段は、前記第２軸部材に対し摩擦力に
よって回転抵抗力を付与するようにしても良い。また、
前記振動体支持部にて弾性体によって前記駆動体を保持
するようにしても良い。さらに、前記駆動体は圧電素子
にて形成しても良く、この圧電素子に対し鋸歯状の波形
を有する電圧を印加するようにしても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本
発明の一実施の形態である回転駆動型アクチュエータの
構成を示す説明図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）
はその正面図である。図２は図１のアクチュエータに印
加される電圧の波形を示す説明図、図３は図２の電圧が
印加された場合のアクチュエータの動作を示す説明図で
ある。
実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本
発明の一実施の形態である回転駆動型アクチュエータの
構成を示す説明図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）
はその正面図である。図２は図１のアクチュエータに印
加される電圧の波形を示す説明図、図３は図２の電圧が
印加された場合のアクチュエータの動作を示す説明図で
ある。
【０００９】本発明によるアクチュエータ１は、図１に
示すように、平板状の駆動体２と、駆動体２が取り付け
られた軸受部（第１軸部材）３と、軸受部３に取り付け
られた軸部（第２軸部材）４と、駆動体２を支持する支
持部５とから構成されている。駆動体２は、電気−機械
変換素子の一つであるバイモルフ圧電素子によって形成
されており、図示しない配線を介してドライバから電圧
が適宜印加される。駆動体２は、電圧印加されると全体
が軸受部３との取付部を基部として曲がり、その端部が
図１（ｂ）のＸ方向に作動する。なお、駆動体２として
は、長さ２０mm×高さ３mmの圧電素子を使用しており、
軸部４は直径４mmに形成されている。
示すように、平板状の駆動体２と、駆動体２が取り付け
られた軸受部（第１軸部材）３と、軸受部３に取り付け
られた軸部（第２軸部材）４と、駆動体２を支持する支
持部５とから構成されている。駆動体２は、電気−機械
変換素子の一つであるバイモルフ圧電素子によって形成
されており、図示しない配線を介してドライバから電圧
が適宜印加される。駆動体２は、電圧印加されると全体
が軸受部３との取付部を基部として曲がり、その端部が
図１（ｂ）のＸ方向に作動する。なお、駆動体２として
は、長さ２０mm×高さ３mmの圧電素子を使用しており、
軸部４は直径４mmに形成されている。
【００１０】軸部４の回転運動に対しては、回転を規制
する方向に回転抵抗力が付与される。図１に示すよう
に、軸部４にはクリップ形状の係合片１１が設けられて
いる。係合片１１は軸部４の先端部に４個分割形成され
ており、軸受部３に形成した取付孔１２内に内側にすぼ
むように撓みながら挿入される。係合片１１の先端は取
付孔１２外へ突出し、その係止部１３が軸受部３内の段
部１４に係合する。係合片１１は取付孔１２内にて弾発
的に戻り、その外面が取付孔１２の内面側に弾性的に接
触する。これにより、係合片１１と取付孔１２との間に
摩擦力が発生し、軸部４の回転に際し回転抵抗力が付与
される。
する方向に回転抵抗力が付与される。図１に示すよう
に、軸部４にはクリップ形状の係合片１１が設けられて
いる。係合片１１は軸部４の先端部に４個分割形成され
ており、軸受部３に形成した取付孔１２内に内側にすぼ
むように撓みながら挿入される。係合片１１の先端は取
付孔１２外へ突出し、その係止部１３が軸受部３内の段
部１４に係合する。係合片１１は取付孔１２内にて弾発
的に戻り、その外面が取付孔１２の内面側に弾性的に接
触する。これにより、係合片１１と取付孔１２との間に
摩擦力が発生し、軸部４の回転に際し回転抵抗力が付与
される。
【００１１】駆動体２の端部は基板６上に載置された支
持部５によって保持されている。支持部５はスポンジや
ゴム等の弾性体からなり、駆動体２や軸受部３が下方の
基板６に接触しないように駆動体２を片持ち支持すると
共に、その振動を拘束しないように駆動体２を保持して
いる。すなわち、駆動体２は、支持部５内にて図１
（ｂ）のＸ方向に自由に変位することができるようにな
っている。
持部５によって保持されている。支持部５はスポンジや
ゴム等の弾性体からなり、駆動体２や軸受部３が下方の
基板６に接触しないように駆動体２を片持ち支持すると
共に、その振動を拘束しないように駆動体２を保持して
いる。すなわち、駆動体２は、支持部５内にて図１
（ｂ）のＸ方向に自由に変位することができるようにな
っている。
【００１２】アクチュエータ１は、図２に示すような鋸
歯状の電圧を印加することにより軸部４を中心とした回
転運動を行う。駆動体２は、＋電圧のときには図３にお
いて右方に変位し、−電圧のときには図中左方に変位す
る。図２のように印加電圧を変化させると、まず図２の
（１）のときは電圧は±０であり、駆動体２は初期位置
Ｐ0にて停止状態にある。次に、図２（２）の状態に電
圧を変化させると、＋電圧であることから、図３（１→
２）のように駆動体２は右方に変位する。その後、図２
の（２→３）のように電圧が＋から−に変化させると、
駆動体２もまたそれに応じて図３（２→３）のように左
方に変位する。なお、図２においては、駆動体２の動作
を端的に示すため、支持部５における保持は省略して記
載されている。駆動体２の実際の変位は０.１mm以下で
あり、駆動体２は支持部５内にて変位を繰り返す。
歯状の電圧を印加することにより軸部４を中心とした回
転運動を行う。駆動体２は、＋電圧のときには図３にお
いて右方に変位し、−電圧のときには図中左方に変位す
る。図２のように印加電圧を変化させると、まず図２の
（１）のときは電圧は±０であり、駆動体２は初期位置
Ｐ0にて停止状態にある。次に、図２（２）の状態に電
圧を変化させると、＋電圧であることから、図３（１→
２）のように駆動体２は右方に変位する。その後、図２
の（２→３）のように電圧が＋から−に変化させると、
駆動体２もまたそれに応じて図３（２→３）のように左
方に変位する。なお、図２においては、駆動体２の動作
を端的に示すため、支持部５における保持は省略して記
載されている。駆動体２の実際の変位は０.１mm以下で
あり、駆動体２は支持部５内にて変位を繰り返す。
【００１３】この場合、図２の（２→３）の電圧変化が
急激であるため、図２（１→２）のようにゆっくりと電
圧が変化する場合とでは駆動体２の変形速度に差が生じ
る。すなわち、（１→２）では駆動体２はゆっくりと曲
がり、（２→３）では急激に曲がる。その際、駆動体２
には、その重量によってその場に残ろうとする慣性力が
発生する。駆動体２の変形速度差から（１→２）のとき
の慣性力よりも（２→３）のときの慣性力の方が大きく
なる。また、この慣性力の反力として、軸受部３には軸
力（回転力）が発生し、これも（１→２）のときよりも
（２→３）のときの方が大きくなる。
急激であるため、図２（１→２）のようにゆっくりと電
圧が変化する場合とでは駆動体２の変形速度に差が生じ
る。すなわち、（１→２）では駆動体２はゆっくりと曲
がり、（２→３）では急激に曲がる。その際、駆動体２
には、その重量によってその場に残ろうとする慣性力が
発生する。駆動体２の変形速度差から（１→２）のとき
の慣性力よりも（２→３）のときの慣性力の方が大きく
なる。また、この慣性力の反力として、軸受部３には軸
力（回転力）が発生し、これも（１→２）のときよりも
（２→３）のときの方が大きくなる。
【００１４】一方、軸力に対しては、軸受部３と軸部４
の間の回転抵抗力が作用する。すなわち、駆動体２の変
形に伴い軸力と摩擦力とが対抗する形となる。アクチュ
エータ１では、回転抵抗力Ｆrが、（１→２）のときの
軸力Ｆ12よりも大きく、（２→３）のときの軸力Ｆ23よ
りも小さくなるよう設定されている（Ｆ12＜Ｆr＜
Ｆ2 3）。従って、（１→２）の場合、時計回り方向の軸
力Ｆ12が回転抵抗力Ｆrより小さいため、軸部４と軸受
部３の間は滑ることなく、両者は一体となって時計回り
に回転する。これに対して、（２→３）の場合には、軸
力Ｆ23は回転抵抗力Ｆrより大きいため、軸部４と軸受
部３の間に滑りが生じ、軸部４には反時計回りの回転は
生じにくくなる。このため、（１→２）の場合における
回転変位が残り、軸部４は時計回りに回転する。
の間の回転抵抗力が作用する。すなわち、駆動体２の変
形に伴い軸力と摩擦力とが対抗する形となる。アクチュ
エータ１では、回転抵抗力Ｆrが、（１→２）のときの
軸力Ｆ12よりも大きく、（２→３）のときの軸力Ｆ23よ
りも小さくなるよう設定されている（Ｆ12＜Ｆr＜
Ｆ2 3）。従って、（１→２）の場合、時計回り方向の軸
力Ｆ12が回転抵抗力Ｆrより小さいため、軸部４と軸受
部３の間は滑ることなく、両者は一体となって時計回り
に回転する。これに対して、（２→３）の場合には、軸
力Ｆ23は回転抵抗力Ｆrより大きいため、軸部４と軸受
部３の間に滑りが生じ、軸部４には反時計回りの回転は
生じにくくなる。このため、（１→２）の場合における
回転変位が残り、軸部４は時計回りに回転する。
【００１５】鋸歯状の印加電圧では、図２（２）→
（３）にて急激に電圧が変化した後、（３）→（４）で
は電圧が徐々に＋側へと変化し、駆動体２は、電圧変化
に合わせて、図３（３→４）のように右方に変位する。
これに伴い、駆動体２に働く慣性力の反力として軸受部
３に軸力が発生するが、電圧変化率が小さいため、（１
→２）の場合と同様に軸力もまた小さくなる。従って、
軸部４は、電圧変化に応じて、軸受部３と一体に時計回
りに回転する。電圧が図２（４）に至ると、電圧は再び
急変して（５）に至る。このときも前述のように、駆動
体２の変形の速度差に基づき慣性力が発生し、その反力
として大きな軸力が発生する。このため、（２→３）の
場合と同様に、軸部４と軸受部３の間に滑りが生じ、軸
部４は反時計回りにほとんど回転しない。すなわち、軸
部４は、（１→２）（３→４）では実線にて示したよう
に時計方向に回転変位するが、（２→３）（４→５）で
は破線にて示したように反時計方向には回転変位せず、
結果的に（１→５）の間で時計回りに回転変位すること
になる。
（３）にて急激に電圧が変化した後、（３）→（４）で
は電圧が徐々に＋側へと変化し、駆動体２は、電圧変化
に合わせて、図３（３→４）のように右方に変位する。
これに伴い、駆動体２に働く慣性力の反力として軸受部
３に軸力が発生するが、電圧変化率が小さいため、（１
→２）の場合と同様に軸力もまた小さくなる。従って、
軸部４は、電圧変化に応じて、軸受部３と一体に時計回
りに回転する。電圧が図２（４）に至ると、電圧は再び
急変して（５）に至る。このときも前述のように、駆動
体２の変形の速度差に基づき慣性力が発生し、その反力
として大きな軸力が発生する。このため、（２→３）の
場合と同様に、軸部４と軸受部３の間に滑りが生じ、軸
部４は反時計回りにほとんど回転しない。すなわち、軸
部４は、（１→２）（３→４）では実線にて示したよう
に時計方向に回転変位するが、（２→３）（４→５）で
は破線にて示したように反時計方向には回転変位せず、
結果的に（１→５）の間で時計回りに回転変位すること
になる。
【００１６】このように鋸歯状電圧を印加すると、駆動
体変形の速度差に基づく慣性力の働きにより、軸部４は
図３のように徐々に時計回りに回転する。すなわち、駆
動体２をゆっくり曲げて急激に戻すことにより、軸部４
が時計回りに自走する。そして、電圧変化を図２とは逆
に、ゆっくりと−側へと変化させ、急激に＋側へと変化
させることにより、軸部４は反時計回りに回転する。す
なわち、電圧変化パターンの切り換えにより軸部４を適
宜正逆転させることができる。また、鋸歯状電圧の周波
数を変化させることにより軸部４の回転数を、電圧値を
変化させることにより軸部４のトルクをそれぞれ適宜制
御することができる。
体変形の速度差に基づく慣性力の働きにより、軸部４は
図３のように徐々に時計回りに回転する。すなわち、駆
動体２をゆっくり曲げて急激に戻すことにより、軸部４
が時計回りに自走する。そして、電圧変化を図２とは逆
に、ゆっくりと−側へと変化させ、急激に＋側へと変化
させることにより、軸部４は反時計回りに回転する。す
なわち、電圧変化パターンの切り換えにより軸部４を適
宜正逆転させることができる。また、鋸歯状電圧の周波
数を変化させることにより軸部４の回転数を、電圧値を
変化させることにより軸部４のトルクをそれぞれ適宜制
御することができる。
【００１７】このようにアクチュエータ１では、部品点
数４点（駆動体２，軸受部３，軸部４，支持部５）とい
う簡単な構成にて、軸部４を低速・高トルクで回転駆動
させることができる。また、電磁モータや多相高周波電
源を使用することなく軸部４を回転駆動でき、小型軽量
かつ低コストな回転駆動型アクチュエータを実現するこ
とができる。また、アクチュエータ１は薄型構造である
ため、アクチュエータの設置位置に対する制約が少なく
なり、装置のレイアウト性の向上が図られ、狭く小さな
場所にも回転駆動するアクチュエータを取り付けること
が可能となる。
数４点（駆動体２，軸受部３，軸部４，支持部５）とい
う簡単な構成にて、軸部４を低速・高トルクで回転駆動
させることができる。また、電磁モータや多相高周波電
源を使用することなく軸部４を回転駆動でき、小型軽量
かつ低コストな回転駆動型アクチュエータを実現するこ
とができる。また、アクチュエータ１は薄型構造である
ため、アクチュエータの設置位置に対する制約が少なく
なり、装置のレイアウト性の向上が図られ、狭く小さな
場所にも回転駆動するアクチュエータを取り付けること
が可能となる。
【００１８】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２である回転駆動型アクチュエータについて説明す
る。図４はその構成を示す斜視図である。なお、実施の
形態１と同様の部材、部品等については同一の符号を付
しその説明は省略する。
態２である回転駆動型アクチュエータについて説明す
る。図４はその構成を示す斜視図である。なお、実施の
形態１と同様の部材、部品等については同一の符号を付
しその説明は省略する。
【００１９】図４のアクチュエータ２１では、駆動体２
は垂直方向に配置され、基板６に設けられた支持部５に
保持されている。基板６はＬ字型の金属部材であり、そ
の底辺６ａは基台２２上に取り付けられ、縦辺６ｂには
保持プレート２３が取り付けられいている。保持プレー
ト２３内にはスポンジ２４が内装されており、駆動体２
はこのスポンジ２４に挟まれる形で支持部５に取り付け
られている。スポンジ２４と駆動体２との間は粘着テー
プ等によって接着されている。このように駆動体２をス
ポンジによって保持することにより、駆動体２はその振
動が拘束されることなく支持部５内に固定される。
は垂直方向に配置され、基板６に設けられた支持部５に
保持されている。基板６はＬ字型の金属部材であり、そ
の底辺６ａは基台２２上に取り付けられ、縦辺６ｂには
保持プレート２３が取り付けられいている。保持プレー
ト２３内にはスポンジ２４が内装されており、駆動体２
はこのスポンジ２４に挟まれる形で支持部５に取り付け
られている。スポンジ２４と駆動体２との間は粘着テー
プ等によって接着されている。このように駆動体２をス
ポンジによって保持することにより、駆動体２はその振
動が拘束されることなく支持部５内に固定される。
【００２０】アクチュエータ２１では駆動体２に軸部４
が取り付けられている。また、軸部４に対し相対回転自
在に取り付けられた軸受部３に回転円板２５が取り付け
られている。つまり、実施の形態２においては、軸部４
が第１軸部材となり、軸受部３が第２軸部材となってい
る。従って、本発明においては、軸と軸受の関係は相対
的なものであり、何れが回転出力側となって被駆動部材
に取り付けられるかは適宜選択可能である。
が取り付けられている。また、軸部４に対し相対回転自
在に取り付けられた軸受部３に回転円板２５が取り付け
られている。つまり、実施の形態２においては、軸部４
が第１軸部材となり、軸受部３が第２軸部材となってい
る。従って、本発明においては、軸と軸受の関係は相対
的なものであり、何れが回転出力側となって被駆動部材
に取り付けられるかは適宜選択可能である。
【００２１】軸受部３の回転運動に対しては回転抵抗力
が付与される。実施の形態１では軸部４の回転に回転抵
抗力が付与されていたが、ここでは軸受部３の回転に回
転抵抗力が付与される。すなわち、回転抵抗力が付与さ
れる対象もまた、軸部４と軸受部３の何れを回転出力側
とするかによって変わる相対的なものであり、換言すれ
ば、本発明のアクチュエータでは、軸部４と軸受部３の
間の相対回転運動に対し、その回転を規制する方向に回
転抵抗力が付与されることになる。軸部４はりん青銅に
て形成され、実施の形態１と同様にクリップ形状の係合
片が設けられている。軸受部３はフッ素樹脂にて形成さ
れており、軸部４の係合片が弾性的に係合する。この係
合片と軸受部３との間の摩擦力により、軸受部３に回転
抵抗力が付与される。
が付与される。実施の形態１では軸部４の回転に回転抵
抗力が付与されていたが、ここでは軸受部３の回転に回
転抵抗力が付与される。すなわち、回転抵抗力が付与さ
れる対象もまた、軸部４と軸受部３の何れを回転出力側
とするかによって変わる相対的なものであり、換言すれ
ば、本発明のアクチュエータでは、軸部４と軸受部３の
間の相対回転運動に対し、その回転を規制する方向に回
転抵抗力が付与されることになる。軸部４はりん青銅に
て形成され、実施の形態１と同様にクリップ形状の係合
片が設けられている。軸受部３はフッ素樹脂にて形成さ
れており、軸部４の係合片が弾性的に係合する。この係
合片と軸受部３との間の摩擦力により、軸受部３に回転
抵抗力が付与される。
【００２２】アクチュエータ２１にも、図２のような鋸
歯状電圧が印加される。そして、前述と同様に、電圧変
化に伴う慣性力の違いに基づき、その反力である軸力と
回転保持力との関係により、軸受部３に取り付けられた
回転円板２５が回転する。また、この場合も電圧変化パ
ターンの切り換えにより回転円板２５を適宜正逆転させ
ることができる。さらに、鋸歯状電圧の周波数を変化さ
せることにより回転円板２５の回転数を、電圧値を変化
させることにより回転円板２５の回転トルクをそれぞれ
適宜制御することができる。
歯状電圧が印加される。そして、前述と同様に、電圧変
化に伴う慣性力の違いに基づき、その反力である軸力と
回転保持力との関係により、軸受部３に取り付けられた
回転円板２５が回転する。また、この場合も電圧変化パ
ターンの切り換えにより回転円板２５を適宜正逆転させ
ることができる。さらに、鋸歯状電圧の周波数を変化さ
せることにより回転円板２５の回転数を、電圧値を変化
させることにより回転円板２５の回転トルクをそれぞれ
適宜制御することができる。
【００２３】なお、アクチュエータ１，２１は、実施の
形態２のように軸受部３によって直接被動部材を回転駆
動する構成のみならず、軸受部３や軸部４に棒状の部材
を取り付け、自動車用ワイパブレードやスピードメー
タ、時計の針などのように被動部材を揺動運動させるこ
とも可能である。
形態２のように軸受部３によって直接被動部材を回転駆
動する構成のみならず、軸受部３や軸部４に棒状の部材
を取り付け、自動車用ワイパブレードやスピードメー
タ、時計の針などのように被動部材を揺動運動させるこ
とも可能である。
【００２４】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることは言うまでもない。例えば、前述の実施の形態
では回転抵抗力を摩擦力にて付与する例を示したが、こ
れを磁気を用いたブレーキや電磁式のブレーキによって
行うことも可能である。また、摩擦力による場合も、そ
の付与手段はクリップ形状の係合片には限定されず、板
ばねを押接したり、軸部中に内装若しくは外装したコイ
ルスプリングやゴムなどによって回転抵抗力を付与した
りすることも可能である。
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることは言うまでもない。例えば、前述の実施の形態
では回転抵抗力を摩擦力にて付与する例を示したが、こ
れを磁気を用いたブレーキや電磁式のブレーキによって
行うことも可能である。また、摩擦力による場合も、そ
の付与手段はクリップ形状の係合片には限定されず、板
ばねを押接したり、軸部中に内装若しくは外装したコイ
ルスプリングやゴムなどによって回転抵抗力を付与した
りすることも可能である。
【００２５】さらに、駆動体２は必ずしもその全体が振
動しなくとも良く、図３のような運動が実現できるもの
であれば、例えば先端部のみなど、その一部が振動する
形態も可能である。また、駆動体２や軸部４などの寸法
はあくまでも一例であり、前述の寸法には限定されない
ことは言うまでもない。加えて、駆動体２に印可する電
圧も前述のような鋸歯状のものには限定されず、電圧変
化時における電圧変化率に差のある波形であれば、種々
の波形が適用可能である。例えば、図３の（２），
（３）点のような変位点部分が曲線状となったものや、
（２→３），（４→５）の電圧急変部分の傾きが図３よ
りも緩いものなども使用可能である。
動しなくとも良く、図３のような運動が実現できるもの
であれば、例えば先端部のみなど、その一部が振動する
形態も可能である。また、駆動体２や軸部４などの寸法
はあくまでも一例であり、前述の寸法には限定されない
ことは言うまでもない。加えて、駆動体２に印可する電
圧も前述のような鋸歯状のものには限定されず、電圧変
化時における電圧変化率に差のある波形であれば、種々
の波形が適用可能である。例えば、図３の（２），
（３）点のような変位点部分が曲線状となったものや、
（２→３），（４→５）の電圧急変部分の傾きが図３よ
りも緩いものなども使用可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明の回転駆動型アクチュエータによ
れば、その振動を許容しつつ保持された駆動体に第１軸
部材を取り付けると共に、第１軸部材に対し相対回転可
能に第２軸部材を取り付け、この第１軸部材と第２軸部
材との間に回転抵抗力を付与するようにしたので、部品
点数の少ない簡単な構成にて、第１軸部材又は第２軸部
材を回転駆動させることができる。すなわち、電磁モー
タや多相高周波電源を使用することなく軸部材を回転駆
動でき、小型軽量かつ低コストな回転駆動型アクチュエ
ータを実現することが可能となる。また、装置全体を薄
型構造にできるため、アクチュエータの設置位置に対す
る制約が少なくなり、装置のレイアウト性の向上が図ら
れ、狭く小さな場所にも回転駆動するアクチュエータを
取り付けることが可能となる。
れば、その振動を許容しつつ保持された駆動体に第１軸
部材を取り付けると共に、第１軸部材に対し相対回転可
能に第２軸部材を取り付け、この第１軸部材と第２軸部
材との間に回転抵抗力を付与するようにしたので、部品
点数の少ない簡単な構成にて、第１軸部材又は第２軸部
材を回転駆動させることができる。すなわち、電磁モー
タや多相高周波電源を使用することなく軸部材を回転駆
動でき、小型軽量かつ低コストな回転駆動型アクチュエ
ータを実現することが可能となる。また、装置全体を薄
型構造にできるため、アクチュエータの設置位置に対す
る制約が少なくなり、装置のレイアウト性の向上が図ら
れ、狭く小さな場所にも回転駆動するアクチュエータを
取り付けることが可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態である回転駆動型アクチ
ュエータの構成を示す説明図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）はその正面図である。
ュエータの構成を示す説明図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）はその正面図である。
【図２】図１のアクチュエータに印加される電圧の波形
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図３】図２の電圧が印加された場合のアクチュエータ
の動作を示す説明図である。
の動作を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２である回転駆動型アクチ
ュエータの構成を示す斜視図である。
ュエータの構成を示す斜視図である。
１ アクチュエータ
２ 駆動体
３ 軸受部
４ 軸部
５ 支持部
６ 基板
６ａ 底辺
６ｂ 縦辺
１１ 係合片
１２ 取付孔
１３ 係止部
１４ 段部
２１ アクチュエータ
２２ 基台
２３ 保持プレート
２４ スポンジ
２５ 回転円板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H680 AA19 BB04 BB13 BC07 CC03
DD14 DD24 DD34 DD65 DD83
DD85 EE01 FF32 FF37
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくともその一部に振動する部位を有
する駆動体と、 前記駆動体が取り付けられた第１軸部材と、 前記第１軸部材に対し相対回転可能に取り付けられた第
２軸部材と、 前記第１軸部材と前記第２軸部材との間の相対回転運動
に対し回転抵抗力を付与する抵抗力付与手段と、 前記駆動体の振動を許容しつつ前記振動体を保持する振
動体支持部とを有することを特徴とする回転駆動型アク
チュエータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の回転駆動型アクチュエー
タにおいて、前記抵抗力付与手段は、前記第２軸部材に
対し摩擦力によって回転抵抗力を付与することを特徴と
する回転駆動型アクチュエータ。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の回転駆動型アクチ
ュエータにおいて、前記振動体支持部は、弾性体によっ
て前記駆動体を保持することを特徴とする回転駆動型ア
クチュエータ。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載の回転
駆動型アクチュエータにおいて、前記駆動体は圧電素子
にて形成されることを特徴とする回転駆動型アクチュエ
ータ。 - 【請求項５】 請求項４記載の回転駆動型アクチュエー
タにおいて、前記圧電素子に対し鋸歯状の波形を有する
電圧を印加することを特徴とする回転駆動型アクチュエ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002110952A JP2003309984A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 回転駆動型アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002110952A JP2003309984A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 回転駆動型アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003309984A true JP2003309984A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=29393932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002110952A Pending JP2003309984A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 回転駆動型アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003309984A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005304208A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Mitsuba Corp | アクチュエータ制御方法 |
| KR101010926B1 (ko) | 2008-08-27 | 2011-01-25 | 미쓰미덴기가부시기가이샤 | 구동장치의 구동방법 |
| CN102005964A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-04-06 | 南昌工程学院 | 一种磁致伸缩式惯性冲击微型直线电机 |
-
2002
- 2002-04-12 JP JP2002110952A patent/JP2003309984A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005304208A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Mitsuba Corp | アクチュエータ制御方法 |
| KR101010926B1 (ko) | 2008-08-27 | 2011-01-25 | 미쓰미덴기가부시기가이샤 | 구동장치의 구동방법 |
| CN102005964A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-04-06 | 南昌工程学院 | 一种磁致伸缩式惯性冲击微型直线电机 |
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Legal Events
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| A977 | Report on retrieval |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080129 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080325 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080416 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080604 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080723 |