JP2023501815A - マイクロアクチュエータ用装置およびそのような装置を具備するマイクロアクチュエータ - Google Patents

Abstract

マイクロアクチュエータ用装置は、本体（１１０）と、本体（１１０）上に連結（１３６，１３８）され、本体の一方の側に位置する２つの末端部材（２０，２２）と、互いに対向する２つの変形可能な凹状の壁（１２０，１２２）と、を備える。壁は、アクチュエータを収容するように構成され、一方の側に位置するこれらの壁（１２０，１２２）のそれぞれの第１の縁部（１２０２，１２２２）は、本体（１１０）に固定（１２６４）され、他方の側に位置するこれらの壁（１２０，１２２）のそれぞれの第２の縁部（１２０４，１２２４）は、アクチュエータの影響下で壁（１２０，１２２）を変形させるように連続的に移動する。この移動は、２つの末端部材（２０，２２）をそれぞれ終端とする２つのアーム（１３２，１３４）によって伝達される。
【選択図】図５

Description

本発明は、マイクロアクチュエータ用装置の分野に関し、より詳細には、微細加工（微細加工技術）用クランプの分野に関する。

マイクロアクチュエータは、非常に短い距離（以下、アクチュエータの移動量または経路と呼ぶ）の動きを生じさせることができる機械装置である。特に、微細加工用クランプは、アクチュエータの経路に沿って移動するフィンガ（fingers）を用いて小さい対象物を把持するマイクロアクチュエータである。一般的に、これらのフィンガは、末端部材とも呼ばれるフィンガキャリア上に取り付けられる。

微細加工用クランプ、より一般的にはマイクロアクチュエータは、電界の作用で伸縮、すなわち変形することができる圧電アクチュエータによって作動されることが多い。一般的に、圧電アクチュエータは、スタック（stack）方向に沿うスタック型のものである。このスタックは、その長さ方向に通過する電界によって制御されて長手方向に変形する。この制御された変形により、非常に短い距離でも精密な把持を行うことができる。

圧電スタックの移動量は、その長さの約千分の一（１／１０００）である。産業用途に必要なアクチュエータの移動量は、少なくとも４００μｍである。微細加工用クランプのコンパクトさに対するアクチュエータの移動量を合理的にするために、微細加工用クランプは、圧電スタックとフィンガキャリアとの間に増幅構造体を備える。この増幅構造体は、圧電スタックの変形に増幅率を掛けることで、その変形をフィンガキャリアの動きに変換している。

しかしながら、現在のマイクロアクチュエータのための増幅構造体は、満足のいくものではない。

既知の増幅構造体の増幅率は低く、一般に５：１未満である。そのため、微細加工用クランプは、最大で長さ５００ｍｍという大きい空間を必要とする。その産業チェーンへの組み込みは複雑であり、不可能であるとさえ言える。

このような増幅構造体は、多数の壊れやすい要素による複雑な組み立てによって実現される。例えば、フランス共和国特許第１７５８８４７号には、微細加工用クランプが記載されており、その増幅構造体は、３次元で膜を有する。既知の微細加工用クランプは、大量生産に適しておらず、その耐用年数も短い。

特定の既知の増幅構造体において、フィンガの動きはその方向が維持されず、非対称である。微細加工用クランプとして、単一のフィンガが動くか、２つのフィンガが異なる動きで稼働するものが知られている。このような微細加工用クランプは、産業用途で要求される精密な操作に使用することが困難である。

増幅構造体として、Fujun Wangらによる論文「Design of a Novel Dual-Axis Micromanipulator With an Asymmetric Compliant Structure」（IEEE/ASME Transactions on Mechatronics ２４（２０１９）：６５６～６６５）が特に知られており、その増幅率は、一方のフィンガで１１：１、他方のフィンガで４．６：１に達することができる。この増幅構造体は、他の既知の増幅構造体よりも大きい増幅率を有するが、非対称性が高い。また、部品点数が多いため、複雑で壊れやすく、使い勝手が悪い。

本発明は、この状況を改善するものである。

この点に関して、本発明は、
・ 本体と、
・ 本体上に連結され、本体の一方の側に位置する２つの末端部材と、
・ アクチュエータを収容するように配置された、互いに対向する２つの変形可能な凹状の壁であって、一方の側に位置するこれらの壁のそれぞれの第１の縁部は、本体上に固着され、他方の側に位置するこれらの壁のそれぞれの第２の縁部は、アクチュエータの影響下で壁を変形させるように連続的に移動する、壁と、
を備えるマイクロアクチュエータ用装置を提案する。該装置において、上記移動は、末端部材をそれぞれ終端とする２つのアームによって伝達される。

本発明の装置の増幅率は高く、３０：１（または３０／１）を超えることができ、すなわち、アクチュエータの長手方向の変形１μｍに対して、末端部材は、少なくとも３０μｍ、さらには５０：１まで移動することができる。さらに、この装置は、製造が容易である。また、部品点数が少なくて部品も単純であるため、装置の堅牢性は従来の構造体よりも著しく高い。

様々な代替例において、マイクロアクチュエータ用装置は、以下の特徴のうちの１つまたは複数をさらに有することができる。
・ 凹状の壁は、アクチュエータが当接する底部をそれぞれ有し、
・ ２つの末端部材は、ロッドによってそれぞれ本体上に連結され、
・ ２つの末端部材は、実質的に平行で同じ長さを有する２対のロッドによってそれぞれ本体上に連結され、
・ 末端部材側のロッドの端部は、実質的に整列しており、
・ アクチュエータの変形は、壁の２つの底部に対する長手方向の伸長または長手方向の収縮であり、２つの底部に対するアクチュエータの伸長は、第１の縁部と第２の縁部とを接近させ、これにより、第２の縁部は、アームを介して末端部材を互いに対称的に接近させ、また、２つの底部に対するアクチュエータの収縮は、第１の縁部と第２の縁部とを離間させ、これにより、第２の縁部は、アームを介して末端部材を互いから対称的に離間させ、
・ 末端部材の互いに対する接近および離間は、全体的に直線的な経路に沿っており、
・ ２つの凹状の壁は、全体的に菱形、六角形または長円形を形成し、
・ 装置は、単一の部材から作製され、
・ 装置は、成形されたプレートから形成され、
・ 装置の増幅率は、３０：１よりも大きく、
・ ロッドおよび／またはアームは、１つまたは複数の端部において薄くなっており、
・ マイクロアクチュエータは、微細加工用クランプであり、末端部材の各々は、フィンガキャリアと、フィンガキャリアに取り付けられたフィンガと、を備え、
・ アクチュエータは、圧電アクチュエータであり、好ましくは圧電スタックであり、
・ 装置は、２つの壁の間、２つのアームの間、および２つの末端部材の間に位置する対称面について対称的である。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して以下に詳述する説明により明確になるであろう。
本発明による微細加工装置が設けられたマイクロアクチュエータの斜視図である。 図１のマイクロアクチュエータの上面図である。 図１のマイクロアクチュエータの底面図である。 図１のマイクロアクチュエータの分解図である。 図１の装置の底面図である。 図５の装置の上面図である。 図５の装置の代替例を示す図である。

添付の図面には、本発明の特定の性質の要素が本質的に含まれる。これらは、本発明をよりよく理解するのに使用されるだけでなく、その定義にも適宜貢献することができる。

ここで、図１～図６を参照する。

マイクロアクチュエータ１は、基部１０と、２つの末端部材２０および２２と、末端部材２０および２２を作動させるアクチュエータ３０と、を備える。

一実施形態において、マイクロアクチュエータ１は、微細加工用クランプであり、末端部材は、把持部材であり、例えばフィンガをそれぞれ受容することができるフィンガキャリアである。アクチュエータ３０は、マイクロアクチュエータ１による把持を実行するために、フィンガキャリア２０および２２を作動させることができる。

フィンガキャリア２０および２２は、微細加工用クランプを形成するようにフィンガをそれぞれ受容することができる。一実施形態において、マイクロアクチュエータ１は、基部１０上に取り付けられた端部片２００を備える。端部片２００は、支持体２０２と、本出願人による欧州特許第２７１８０６６号に記載されているような、柔軟な接続要素２０４０および２０６０を介して支持体２０２にそれぞれ接続される２つのフィンガ２０４および２０６を含む。フィンガ２０４および２０６は、固着基部２０４２および２０６２をそれぞれ備え、これにより、ここでは形態が一致する嵌合によって、フィンガキャリア２０および２２の一方に固着される。支持体２０２は、基部１０上に端部片２００を取り付けるために、基部１０に形成された切り欠き部２０２０に係合することができる。代替的に、欧州特許第２７１８０６６号に記載されているように、支持体は、基部１０に形成された溝内に取り付けられ得る。代替的に、フィンガは、フィンガキャリア２０および２２を有する単一の部材から形成され得る。代替的に、フィンガは、螺合および／または接着によって基部に固着され得る。

ここで、アクチュエータ３０は、圧電アクチュエータである。アクチュエータ３０は、それを通過する電界に応じて、アクチュエータの方向３２に沿って変形可能、すなわち伸縮可能である。この変形は双方向性であり、すなわち、アクチュエータ３０は、アクチュエータの方向３２に沿った両方向に伸長可能である。ここで、アクチュエータ３０は、アクチュエータの方向３２に沿った平行六面体の圧電スタックの形態を有する。圧電スタックは、ＰＩ社によるスタック型のものであり得、例えば、３×３×１３．５ｍｍの寸法を有する平行六面体モデルＰ－８８３．３０であり得る。代替的に、アクチュエータ３０は、電磁アクチュエータまたは熱アクチュエータであり得る。

マイクロアクチュエータ１は、ロボットアームの端部に固着されるなど、産業機器に取り付けられ得る。マイクロアクチュエータ１の基部１０には、例えば２つの孔１００９および１０１０が設けられ、これらを介してマイクロアクチュエータ１が固着され得る。

本実施例において、マイクロアクチュエータの基部１０の側部の１つは、アクチュエータ３０の電力供給および制御のための１つまたは複数のケーブルを通すのに使用される凹部１２を有する。

マイクロアクチュエータ１は、フィンガキャリア２０および２２にアクチュエータ３０の動きを伝達する増幅構造体１００をさらに備える。ここで、構造体１００は、全体的に平坦である。構造体１００は、厚さ３．５ｍｍのプレートで製造することができる。プレートは、例えばアルミニウム、鋼またはシリコンから作製され得る。構造体１００は、基部１０に固着され、ここでは４つのねじ孔１００１、１００２、１００３および１００４を介して螺合されている。構造体１００は、アクチュエータ３０を収容して、２つのフィンガキャリア２０および２２を形成する。

ここで、構造体１００は、２つのフィンガ２０４および２０６を形成する端部片２００の支持体２０２が係合することができる切り欠き部２０２０を形成する。代替的に、切り欠き部２０２０は、基部１０の別の部分に配置され得る。

ここで、図５および図６を参照する。

構造体１００は、本体１１０を備えており、これにより、マイクロアクチュエータ１の基部１０に固着され得る。ここで、本体１１０は、４つのねじ孔１００１、１００２、１００３および１００４を有し、これにより、構造体１００は、基部１０に固着され得る。切り欠き部２０２０を形成する構造体１００の部分は、図を明確にするために図５には示されていないが、図６には示されている。ここで、切り欠き部２０２０は、構造体１００の本体１１０に形成されている。

構造体１００は、アクチュエータ３０（図５および図６に図示せず）のためのハウジング１２４を形成する２つの壁１２０および１２２を備える。２つの壁１２０および１２２は、全体的に凹状であり、例えばＵ字（または代替的にＶ字）形状を有し、互いに対向している。２つの壁１２０および１２２は、第１の方向１２６０に延在する第１のサブ構造体１２６を共に形成する。

ここで、２つの壁１２０および１２２は、対称的であり、全体的に類似した形状を有する。代替的に、２つの壁１２０および１２２は、非対称的および／または全体的に異なる形状であり得る。

第１の凹状の壁１２０および第２の凹状の壁１２２は、底部１２００および１２２０、第１の縁部１２０２および１２２２、ならびに第１の縁部１２０２および１２２２とはそれぞれ反対側の第２の縁部１２０４および１２２４をそれぞれ有する。壁１２０および１２２は、一方の側でそれぞれの第１の縁部１２０２および１２２２によって固着部１２６２で接合され、他方の側でそれぞれの第２の縁部１２０４および１２２４によって伝達部１２６４で接合される。ここで、２つの壁（ひいては互いに対向する２つの凹部）は、その側部が２×２の平行である拡張した六角形を共に形成する。

第１のサブ構造体１２６は、固着部１２６２によって本体１１０に固着される。ここで、固着部１２６２および伝達部は、壁１２０および１２２の他の部分よりも厚くなっている。

より一般的に、２つの壁１２０および１２２は、拡張した六角形を形成する。代替的に、２つの壁１２０および１２２は、菱形、楕円形、長円形または第１の方向１２６０に実質的に延在する任意の形状を形成することができる。

２つの壁１２０および１２２は、ハウジング１２４内にアクチュエータ３０（図５に図示せず）を長手方向に収容する。ハウジング１２４に取り付けられたアクチュエータ３０の方向３２は、第１のサブ構造体１２６の第１の方向１２６０と一致する。好ましくは、アクチュエータ３０は、ハウジング１２６内で予め荷重をかけられた状態で、すなわち、待機状態を含めて、壁１２０および１２２のそれぞれの底部１２００および１２２０に連続的に当接している状態で取り付けられる。アクチュエータ３０は、その取り付けを確実にするため、およびマイクロアクチュエータの耐用年数を向上させるために、任意選択で、壁１２０および１２２のそれぞれの底部１２００および１２２０に接着され得る。

ここで、底部１２００および１２２０は、互いに対向する互いに平行な面１２０６および１２２６をそれぞれ有する。ハウジング１２６に取り付けられたアクチュエータ３０は、面１２０６および１２２６と常時接触している。

２つの壁１２０および１２２は、変形可能である。第１の方向１２６０に沿ってアクチュエータ３０が伸張（または収縮）されたときに、アクチュエータ３０は、２つの底部１２００および１２２０を互いから離間（または互いに接近）させる。互いから離間（または互いに接近）する２つの底部１２００および１２２０によって、固着部１２６２および伝達部１２６４が相互に接近（または離間）する。固着部１２６２が本体１１０に固着された状態で、伝達部１２６４は、本体１１０に向けて相対的に移動されてアクチュエータ３０の伸長（または収縮）を伝達する。伝達部１２６４は、第１の方向１２６０に実質的に垂直な第２の方向１２６６に沿って、２つの底部１２００および１２２２の相対的な動きに第１の所定の増幅率を掛けた値に等しい距離だけ移動する。

第１の増幅率は、第１のサブ構造体１２６の幾何学的形状に依存する。特に、第１の増幅率は、第１のサブ構造体１２６の全体的な形状の長さと壁１２０および１２２の厚さに依存する。本実施形態において、第１の増幅率は、２：１～７：１の範囲である。

構造体１００は、伝達部１２６４に関して第１のサブ構造体１２６の反対側にある第２のサブ増幅構造体１３０をさらに含む。第２のサブ増幅構造体１３０は、伝達部１２６４の動きをフィンガキャリア２０および２２に伝達する。

第２のサブ構造体１３０は、フィンガキャリア２０および２２の各々について、それぞれのアーム１３２および１３４を備える。アーム１３２および１３４は、それぞれの第１の端部１３２０および１３４０において伝達部１２６４に固着される。アーム１３２および１３４は、第１の端部１３２０および１３４０の反対側にあるそれぞれの第２の端部１３２２および１３４２においてフィンガキャリア２０および２２にそれぞれ固着される。アーム１３２および１３４は、全体的に長細い形状を有し、互いの近傍で長手方向に延在し、第２の方向１２６６と１０度未満、好ましくは５度未満の角度をなす。

第２のサブ構造体１３０は、フィンガキャリア２０および２２の各々について、それぞれの連結部１３６および１３８をさらに備える。連結部１３６および１３８によって、本体１１０に対するフィンガキャリア２０および２２の動きを制御することができる。連結部１３６および１３８は、第２の方向１２６６について実質的に対称的である。ここで、２つの連結部１３６および１３８は、アーム１３２および１３４の両側にそれぞれ配置されている。

一実施形態において、連結部１３６および１３８は、２つの延在ロッド１３６０および１３６２、ならびに１３８０および１３８２をそれぞれ備える。連結部１３６（または１３８）の２つのロッド１３６０および１３６２（または１３８０および１３８２）は、互いに平行で同じ長さを有し、すなわち、平行四辺形の２つの対向側部を形成する。平行四辺形の２つの他の側部は、任意に第２の方向１２６６に実質的に垂直な第３の方向１３００に沿っている。この２つの連結部１３６および１３８の「平行四辺形」の配置は、第２の方向１２６６に対して平行且つ対称的にフィンガキャリア２０および２２が移動するようにそれらを制限する。ロッド１３６０、１３６２、１３８０および１３８２の長手方向と第２の方向１２６６との間の角度は、１０度未満、好ましくは５度未満である。

伝達部１２６４が固着部１２６２に接近（またはそこから離間）したときに、第２のサブ構造体１３０は、アーム１３２および１３４を介してフィンガキャリア２０および２２を第３の方向１３００に沿って接近（または離間）させる。フィンガキャリア２０および２２の相対的な動きは、固着部１２６２に対する伝達部１２６４の相対的な動きに第２の所定の増幅率を掛けた値に等しい。すなわち、フィンガキャリア２０および２２のアクチュエータの経路は直線的であり、第３の方向１３００に沿っている。

第２の増幅率は、第２のサブ構造体１３０の幾何学的形状に依存する。特に、この第２の増幅率は、アーム１３２および１３４と第２の方向１２６６との間の角度、ロッド１３６０、１３６２、１３８０および１３８２と第２の方向１２６６との間の角度、ロッド１３６０、１３６２、１３８０および１３８２の長さ、ならびにアーム１３２および１３４の長さに依存する。本実施形態において、第２の増幅率は、２：１よりも大きく、最大１５：１、さらには最大２０：１とすることができる。

構造体１００の総増幅率は、第１の増幅率と第２の増幅率の積に等しい。本実施例において、構造体１００の総増幅率は、５０：１であるが、最大１４０：１とすることもできる。これは、既知の増幅構造体よりも著しく大きい。さらに、フィンガキャリア２０および２２の動きは互いに対称的で平行である。したがって、構造体１００によって、既知の増幅構造体の脆弱性、複雑さ、または非対称性という欠点を有することなく、非常に高い増幅率を実現することができる。

第１のサブ構造体１２６の全体的な形状の相対的な剛性は、第２のサブ構造体１３０の剛性を増加させる。したがって、第１のサブ構造体１２６は、構造体１００の全体に機械的安定性を提供する。第２のサブ構造体１３０の形状により、構造体１００は、非常に高い増幅率を実現することができる。第２のサブ構造体１３０は、構造体１００のフィンガキャリア２０および２２の動きに平行性と対称性をさらに提供する。このように、２つのサブ構造体１２６および１３０は、相乗効果を発揮する。

ここで、構造体１００は、単一の部材であり、単一の成形されたプレートから形成されている。したがって、その製造は非常に単純であり、組み立ても容易である（４つのねじで十分である）。構造体１００は、
・ 放電加工（ＥＤＭ）によって加工可能であり、
・ アンダーカット成形によって加工可能であり、
・ 射出成形（金属射出成形）によって成形可能であり、
・ マイクロ波焼結によって製造可能であり、
・ 積層造形技術（「３Ｄ印刷」とも呼ぶ）によって実現可能であり、または
・ （例えば小規模生産の場合）クリーンルーム内で物理化学的なシリコン加工によって実現可能である。

これらの製造方法は例として挙げたものであり、これらに限定されるものではない。

構造体１００によって、アクチュエータの移動量を５０μｍ～３ｍｍにすることができる。本実施例において、アクチュエータの移動量は、約８００μｍであり、マイクロアクチュエータの大きさは、４５×２３×７．５ｍｍである。したがって、このような構造体１００が設けられたアクチュエータは、既知の増幅構造体に設けられたアクチュエータよりもはるかに有利な大きさ／移動比率を有する。

構造体１００において、アーム１３２および１３４、ならびに連結部１３６および１３８は、その端部における変形によって、本体１１０に対して、それぞれのフィンガキャリア２０および２２、ならびに伝達部１２６４について枢動することができる。この変形は、約２度未満、且つ２ｍｍ未満と非常に小さい本体１１０の様々な部分の動きに対応して、弾性的である。

アーム１３２および１３４、ならびに／またはロッド１３６０、１３６２、１３８０および１３８２は、薄い端部を有することができる。図５に示す実施例において、アーム１３２および１３４の端部、ならびにロッド１３６０、１３６２、１３８０および１３８２の端部は、すべて薄くなっている。端部が薄くなっていることで、アーム１３２および１３４、ならびにロッド１３６０、１３６２、１３８０および１３８２がそれぞれ固着されたものに対して相対的に枢動する能力を向上させることができる。

任意選択で、本体は、壁１２０および１２２のそれぞれの第１の縁部１２０２および１２２２の間の接合部において、凹部１１００および１１０２を有することができる。これにより、壁１２０および１２２と本体１１０との間のこの接合部において鋭利な縁部を有することを避けることができる。これは、構造体１００の材料における局所的な制約を減少させることができる。

このように、上述した構造体１００は、当該技術分野における従来の増幅構造体よりもはるかに有利な増幅率、ならびに設計および製造の簡便さを有することができる。

本実施形態において、構造体１００は、第１の方向１２６０に垂直な対称面について平坦な対称性を有する。対称面は、第２の方向１２６６を含む。対称面は、２つのアーム１３２および１３４の間、２つの凹状の壁１２０および１２２の間、ならびにフィンガキャリア２０および２２の間に位置する。構造体１００の平坦な対称性により、フィンガキャリアは、互いに対して対称的に移動され得る。

代替例として、２対のロッドと２つの連結部１３６および１３８を反転させることができる。すなわち、２対のロッド１３６０および１３６２、ならびに１３８０および１３８２を介して伝達部１２６４をそれぞれの２つのフィンガキャリア２０および２２に接続し、２つのアーム１３２および１３４を介して２つのフィンガキャリア２０および２２を本体にそれぞれ接続することができる。

ここで、図７を参照する。

図５の実施形態の代替例である本実施形態において、構造体１００は、第２のサブ構造体１３０に代えて第３のサブ構造体２３０を有する。ここで、第３のサブ構造体２３０の連結部の各々は、単一のロッド２３６および２３８から形成される。このロッド２３６および２３８は、フィンガキャリア２０および２２のそれぞれの第１の端部２３６０および２３８０においてそれぞれ堅固に固着され、第２の端部２３６２および２３８２において本体１１０にそれぞれ枢動可能に固着される。

ここで、構造体１００は、単一の部材から形成され、第２の端部２３６２および２３８２での枢動は、本体１１０と第２の端部２３６２および２３８２との間の接合部２３６４および２３８４における弾性変形を介して行われる。この弾性変形による枢動を改善するように、第２の端部２３６２および２３８２を薄くすることができる。

フィンガキャリア２０および２２の動きは対称的である。第３の構造体２３０では単一の枢動だけが行われるようになるため、フィンガキャリア２０および２２は、接合部２３６４および２３６８を中心とした角度運動を示す。

この第３の構造体２３０は、フィンガキャリア２０および２２の動きの平行性を失う代償として、第２のサブ構造体１３０よりも高い増幅率を有する。

上記では、全体的に対称的な増幅構造体１００を説明した。この対称性により、末端部材が対称的に移動することができる。しかしながら、部品点数の少なさおよびその単純さにより、非常に高い増幅率と既知の構造体よりもはるかに高い堅牢性を実現する非対称性の構造体１００とすることもできる。

また、上記では、微細加工用クランプタイプのマイクロアクチュエータのための増幅構造体１００を説明した。本発明による増幅構造体によって、圧電的制御を介して、非常に精密で、非対称的、あるいは平行な経路で末端部材を移動させることができる。これは、微細加工用クランプに加えて、多くの用途への扉を開くものである。

一実施形態において、マイクロアクチュエータ１は、微細加工用電気接触器である。２つの末端部材２０および２２は、接触部材をそれぞれ備える。この２つの接触部材は、互いに接触しているときに電気的に接続される。そして、アクチュエータ３０は、末端部材に作用して、接触部材を通過状態（接触部材が接触している状態）と遮断状態（接触部材が互いから距離をおいて電気的に分離している状態）とに切り替える。

この増幅構造体によって、微細加工用電気接触器は、非常にコンパクトで、アクティブで制御性が高く、特にアクチュエータの制御電流が非常に低くなっている。さらに、末端部材が発揮するクランプ力によって、大電流または高電圧の状況下でもこのようなアクチュエータを使用することができる。この微細加工用電気接触器の切り替えは、１０ｍｓ未満、さらには１ｍｓ未満という高速で行われる。

別の実施形態において、マイクロアクチュエータは、光学ダイアフラムまたは光学シャッターである。ここで、末端部材は、ハーフダイアフラムをそれぞれ備える。この２つのハーフダイアフラムは、全体的にＶ字直角形状を有し、それぞれの角が互いに距離をおいて対称的に対向している。２つのＶ字形状が全体的に重なり、２つのハーフダイアフラムを合わせると正方形のダイアフラムになる。２つのハーフダイアフラムは、アクチュエータの影響下で離間および接近することで、正方形のダイアフラムの寸法を制御することができる。

ここでも、マイクロアクチュエータの作動速度は、有利に短い（１０ｍｓ未満、さらには１ｍｓでも可）。ダイアフラムの大きさは、非常に正確に制御され得る。さらに、ダイアフラムは、光軸の中心に位置している。

本発明は、上述した実勢例に限定されるものではなく、２つの末端部材を、対称的に、さらには平行に短い距離を正確に移動させることが要求されるすべての分野において興味深いものである。

Claims (15)

1. マイクロアクチュエータ用装置であって、
   ・ 本体（１１０）と、
   ・ 前記本体（１１０）に連結（１３６，１３８；２３６，２３８）され、前記本体の一方の側に位置する２つの末端部材（２０，２２）と、
   ・ アクチュエータ（３０）を収容するように配置された、互いに対向する２つの変形可能な凹状の壁（１２０，１２２）であって、一方の側に位置する前記壁（１２０，１２２）のそれぞれの第１の縁部（１２０２，１２２２）は、前記本体（１１０）上に固着（１２６４）され、他方の側に位置する前記壁（１２０，１２２）のそれぞれの第２の縁部（１２０４，１２２４）は、前記アクチュエータ（３０）の影響下で前記壁（１２０，１２２）を変形させるように連続的に移動する、壁と、
   を備え、
   前記移動は、前記末端部材（２０，２２）をそれぞれ終端とする２つのアーム（１３２，１３４）によって伝達される、
   装置。
2. 前記凹状の壁（１２０，１２２）は、前記アクチュエータ（３０）が当接する底部（１２００，１２２０）をそれぞれ有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記２つの末端部材（２０，２２）は、ロッド（１３６０，１３６２，１３８０，１３８２；２３６０，２３８０）によってそれぞれ前記本体（１１０）上に連結される、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記２つの末端部材（２０，２２）は、実質的に平行で同じ長さを有する２対のロッド（１３６０，１３６２；１３８０，１３８２）によってそれぞれ前記本体（１１０）上に連結される、請求項３に記載の装置。
5. 前記末端部材（２０，２２）側の前記ロッド（１３６０，１３６２，１３８０，１３８２）の端部（１３２２，１３４２）は、実質的に整列している、請求項４に記載の装置。
6. 前記アクチュエータ（３０）の変形は、前記壁（１２０，１２２）の２つの前記底部（１２００，１２２０）に対する長手方向の伸長または長手方向の収縮であり、
   前記２つの底部（１２００，１２２０）に対する前記アクチュエータ（３０）の伸長は、前記第１の縁部（１２０２，１２２２）と前記第２の縁部（１２０４，１２２４）とを接近させ、これにより、前記第２の縁部（１２０４，１２２４）は、前記アーム（１３２，１３４）を介して前記末端部材（２０，２２）を互いに対称的に接近させ、
   前記２つの底部（１２００，１２２０）に対する前記アクチュエータ（３０）の収縮は、前記第１の縁部（１２０２，１２２２）と前記第２の縁部（１２０４，１２２４）とを離間させ、これにより、前記第２の縁部（１２０４，１２２４）は、前記アーム（１３２，１３４）を介して前記末端部材（２０，２２）を互いから対称的に離間させる、
   請求項２～５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記末端部材の互いに対する接近および離間は、全体的に直線的な経路（１３００）に沿っている、請求項４または５に従属する場合の請求項６に記載の装置。
8. 前記２つの凹状の壁（１２０，１２２）は、全体的に菱形、六角形または長円形を形成する、請求項１～７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記装置（１００）は、単一の部材から作製される、請求項１～８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記装置（１００）は、成形されたプレートから形成される、請求項１～９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記装置の増幅率は、３０：１よりも大きい、請求項１～１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記ロッド（１３６０，１３６２，１３８０，１３８２；２３６０，２３８０）および／または前記アーム（１３２，１３４）は、１つまたは複数のその端部（１３２０，１３２２，１３４０，１３４２；２３６２，２３８２）において薄くなっている、請求項２～１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記マイクロアクチュエータは、微細加工用クランプであり、前記末端部材（２０，２２）の各々は、フィンガキャリアと、前記フィンガキャリアに取り付けられたフィンガと、を備える、請求項１～１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記アクチュエータ（３０）は、圧電アクチュエータであり、好ましくは圧電スタック（３４）である、請求項１～１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 前記装置は、２つの前記壁（１２０，１２２）の間、２つの前記アーム（１３２，１３４）の間、および２つの前記末端部材（２０，２２）の間に位置する対称面について対称的である、請求項１～１４のいずれか１項に記載の装置。

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