JP2849794B2 - Optical actuator device - Google Patents

Optical actuator device

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JP2849794B2
JP2849794B2 JP29221693A JP29221693A JP2849794B2 JP 2849794 B2 JP2849794 B2 JP 2849794B2 JP 29221693 A JP29221693 A JP 29221693A JP 29221693 A JP29221693 A JP 29221693A JP 2849794 B2 JP2849794 B2 JP 2849794B2
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optical fiber
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恵三 東山
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は光アクチュエータ装置
に関し、さらに詳細にいえば、狭領域での機械的動作が
要求されるマイクロマシン技術への適用に好適な光アク
チュエータ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical actuator device, and more particularly, to an optical actuator device suitable for application to micromachine technology requiring a mechanical operation in a narrow area.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、医療用、または航空機エンジ
ン、原子力発電所の点検、補修用等の用途に適用され、
しかも極めて限られた狭小な空間内において機能的な機
械的動作を確実に行なわせるための、いわゆるマイクロ
マシン装置の採用が検討されている。ところで、機能的
な機械的動作を確実に行なわせるための装置としてはア
クチュエータ装置が最も広く採用されている。そして、
アクチュエータ装置としては、モータ等の駆動源に対し
て、ボールスクリュー等の駆動力伝達機構を介して駆動
片を連結する構成が採用される。特に、駆動源として
は、極めて限られた狭小な空間からかなり離れた場所で
簡単にかつ正確に制御できることが好ましいので、電気
エネルギーで動作されるモータが最も一般的に採用され
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been applied to medical use, inspection and repair of aircraft engines and nuclear power plants, etc.
In addition, the use of a so-called micro-machine device for reliably performing a functional mechanical operation in an extremely limited small space is being studied. By the way, an actuator device is most widely adopted as a device for ensuring a functional mechanical operation. And
As the actuator device, a configuration in which a driving piece is connected to a driving source such as a motor via a driving force transmission mechanism such as a ball screw is employed. In particular, a motor driven by electric energy is most generally adopted as the driving source, since it is preferable that the driving source can be easily and accurately controlled at a place considerably away from a very limited small space.

【0003】したがって、駆動源、駆動力伝達機構およ
び駆動片をコンパクトに一体化した状態で狭小な空間に
導入し、駆動源と外部の遠隔制御装置との間を電源ケー
ブルで接続しておき、遠隔制御装置によって電源のON
−OFF制御等を行なうことにより所望の動作を行なわ
せることができる。
Therefore, the driving source, the driving force transmitting mechanism and the driving piece are introduced into a small space in a compact integrated state, and the driving source and an external remote control device are connected by a power cable, Power on by remote control
A desired operation can be performed by performing -OFF control or the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のアクチ
ュエータ装置を組込んでマイクロマシン装置を作製する
に当っては、一般的にマイクロマシン装置全体としての
寸法が、作業領域としての狭小な空間のサイズによって
限定されてしまうので、このサイズよりも十分に小さい
サイズのアクチュエータ装置を採用しなければならな
い。特に、人体の血管等の内部に導入されるようなマイ
クロマシン装置の場合には、アクチュエータ装置のサイ
ズを著しく小さくしなければならない。したがって、ア
クチュエータ装置を構成する多数の構成部品を作製する
ための装置の精度を例えばミクロンオーダー、サブミク
ロンオーダーに設定しなければならなくなってしまう。
また、全ての構成部品がミクロンオーダー、サブミクロ
ンオーダーで作製された場合には、これら全ての構成部
品を組立てるに当って、作製時と同程度の組立て精度が
要求されることになってしまう。したがって、作製、組
立てに関しては、マイクロマシン装置の小形化に伴なっ
て作業性が著しく低下するのみならず、コストが著しく
高くなってしまう。
However, when fabricating a micromachine device by incorporating the above-described actuator device, the dimensions of the entire micromachine device generally depend on the size of a small space as a work area. Since it is limited, an actuator device having a size sufficiently smaller than this size must be employed. In particular, in the case of a micromachine device introduced into a blood vessel or the like of a human body, the size of the actuator device must be significantly reduced. Therefore, it is necessary to set the accuracy of a device for producing a large number of components constituting the actuator device to, for example, a micron order or a submicron order.
Further, when all the components are manufactured on the order of microns or submicrons, assembling all of these components requires assembling accuracy at the same level as when manufacturing. Therefore, as for the manufacturing and assembling, not only the workability is remarkably reduced with the downsizing of the micromachine device, but also the cost is remarkably increased.

【0005】このような現状下において、作業領域が比
較的広い場合には特に問題にはならないのであるが、作
業領域が著しく狭小である場合には、上述の作製精度お
よび組立て精度を満足するアクチュエータ装置を得るこ
とが殆ど不可能であり、この結果、アクチュエータ装置
を組込んだマイクロマシン装置を適用可能な作業領域の
サイズを狭小側に余り拡張することができない。
Under these circumstances, there is no particular problem if the working area is relatively large, but if the working area is extremely small, an actuator that satisfies the manufacturing accuracy and assembly accuracy described above. It is almost impossible to obtain a device, and as a result, the size of the working area to which a micromachine device incorporating an actuator device can be applied cannot be expanded to a narrow side.

【0006】この不都合は、例えば、互に独立した駆動
力伝達機構を介して駆動力を伝達することにより同時に
複数の動作部を動作させる必要がある場合には、一層顕
著になってしまう。このような問題点を考慮して、本願
特許出願人は、一端が光源と光学的に結合された光ファ
イバの他端部に筒体を被着し、筒体の遊端部から突出す
るピストンを設け、光ファイバの他端面、筒体の内面お
よびピストンの基端面とで形成される空間に光吸収性流
体を収容した構成の光アクチュエータ装置を提案してい
る(特開平5−1705号公報参照)。
This inconvenience becomes more remarkable when, for example, it is necessary to simultaneously drive a plurality of operating units by transmitting the driving force via mutually independent driving force transmitting mechanisms. In view of such a problem, the present applicant assigns a piston to one end of an optical fiber optically coupled to a light source, and to project the piston from the free end of the cylinder to the other end. And an optical actuator device having a configuration in which a light absorbing fluid is contained in a space formed by the other end surface of the optical fiber, the inner surface of the cylindrical body, and the base end surface of the piston (Japanese Patent Laid-Open No. 5-1705). reference).

【0007】しかし、この構成の光アクチュエータ装置
においても、単純にピストンを一方向に往復動させるこ
とができるだけであるから、例えば、互に独立した駆動
力伝達機構を介して駆動力を伝達することにより同時に
複数の動作部を動作させる必要がある場合には、複数の
光アクチュエータ装置を採用し、しかも光アクチュエー
タ装置相互の相対位置を規制するための付帯装置が必要
になってしまう。
However, in the optical actuator device having this structure, the piston can be simply reciprocated in one direction. For example, it is necessary to transmit the driving force via mutually independent driving force transmission mechanisms. Therefore, when it is necessary to operate a plurality of operation units at the same time, a plurality of optical actuator devices are employed, and additional devices for regulating the relative positions of the optical actuator devices are required.

【0008】[0008]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、マイクロマシン装置の構成の簡単化およ
び小形化を達成できるとともに、構成の複雑化を大幅に
抑制し、しかも同時に複数の動作部に対して駆動力を与
えることができる光アクチュエータ装置を提供すること
を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can achieve simplification and downsizing of the structure of a micromachine device, greatly suppress the complexity of the structure, and simultaneously operate a plurality of micromachine devices. It is an object of the present invention to provide an optical actuator device that can apply a driving force to an operation unit.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1の光アクチュエータ装置は、一端が光源
に対して光学的に結合される光ファイバの他端部に、一
方の端部が複数に分岐された筒体の他端部が被着されて
あり、筒体の複数の分岐部内にそれぞれ分岐部の軸方向
に移動自在に駆動片が挿通されてあり、光ファイバの他
端面と筒体の内面と駆動片とで形成される空間内に光吸
収性流体が収容されてある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical actuator device, wherein one end is connected to the other end of an optical fiber having one end optically coupled to a light source. The other end of the cylindrical body having a plurality of branched portions is attached, and a driving piece is inserted into the plurality of branched portions of the cylindrical body so as to be movable in the axial direction of the branched portions, respectively. A light-absorbing fluid is contained in a space formed by the end face, the inner surface of the cylindrical body, and the driving piece.

【0010】[0010]

【作用】請求項1の光アクチュエータ装置であれば、一
端が光源に対して光学的に結合される光ファイバの他端
部に、一端が複数に分岐された筒体の他端部が被着さ
れ、筒体の複数の分岐部内にそれぞれ分岐部の軸方向に
移動自在に駆動片が挿通され、光ファイバの他端面と筒
体の内面と駆動片とで形成される空間内に光吸収性流体
が収容されてあるので、光源から出射される光が光ファ
イバを導波して筒体内に導入された場合に、光吸収性流
体が光を吸収して膨脹する。そして、光吸収性流体は全
ての分岐部により深く侵入する状態で膨脹するので、光
吸収性流体の膨脹に伴なって全ての駆動片が筒体の該当
する分岐部の軸方向に移動させられる。したがって、単
一の光源により一箇所の光吸収性流体を膨脹させるだけ
で、同時に複数の駆動片を移動させることができ、ひい
ては構成の複雑化を大幅に抑制して複数の動作部を動作
させることができる。また、駆動片毎に要求される移動
量が異なる場合には、要求される移動量に対応させて各
分岐部の内径を設定しておけばよい。
According to the optical actuator device of the first aspect, one end of the optical fiber optically coupled to the light source is attached to the other end of the optical fiber. A driving piece is inserted into the plurality of branch portions of the cylindrical body so as to be movable in the axial direction of the branch portion, and a light absorbing material is formed in a space formed by the other end surface of the optical fiber, the inner surface of the cylindrical body, and the driving piece. Since the fluid is contained, when light emitted from the light source is guided through the optical fiber and introduced into the cylinder, the light-absorbing fluid absorbs the light and expands. Then, since the light absorbing fluid expands in a state of penetrating deeper into all the branch portions, all the driving pieces are moved in the axial direction of the corresponding branch portion of the cylinder with the expansion of the light absorbing fluid. . Therefore, a plurality of driving pieces can be moved at the same time simply by inflating a single light absorbing fluid with a single light source. be able to. Further, when the required movement amount differs for each driving piece, the inner diameter of each branch may be set in accordance with the required movement amount.

【0011】さらに詳細に説明すると、光ファイバを導
波して筒体内に導入される光の強度および単位強度の光
が単位時間だけ照射された場合における光吸収性流体の
膨脹率は既知であるから、例えば、光源の点灯継続時間
(または断続的に点灯させる場合には、点灯時間の割
合)を制御することにより、光吸収性流体の膨脹量を制
御することができる。そして、筒体の一端が複数に分岐
されているのであるから、光吸収性流体の膨脹の影響が
全ての分岐部に及ぼされ、この結果、複数の駆動片が同
時に移動することになる。そして、各駆動片の移動量、
移動速度は各分岐部の内径に基づいて定めることができ
るので、相対移動量、相対移動速度を所望の値に設定し
たマイクロマシン装置を得ることができる。そして、駆
動片毎に光源、光ファイバおよび筒体を設ける場合と比
較して全体構成を著しく簡素化することができるととも
に、全体サイズを著しく小形化することができる。
More specifically, the intensity of light guided through the optical fiber and introduced into the cylinder, and the expansion rate of the light-absorbing fluid when light of a unit intensity is irradiated for a unit time are known. Thus, for example, by controlling the lighting continuation time of the light source (or the ratio of the lighting time in the case of intermittent lighting), the expansion amount of the light-absorbing fluid can be controlled. Since one end of the cylindrical body is branched into a plurality of portions, the expansion of the light-absorbing fluid affects all the branch portions, and as a result, a plurality of driving pieces move at the same time. And the movement amount of each drive piece,
Since the moving speed can be determined based on the inner diameter of each branch, a micromachine device in which the relative moving amount and the relative moving speed are set to desired values can be obtained. In addition, as compared with the case where a light source, an optical fiber, and a cylinder are provided for each driving piece, the overall configuration can be significantly simplified, and the overall size can be significantly reduced.

【0012】[0012]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図1はこの発明の光アクチュエータ装置の一
実施例を示す概略中央縦断面図であり、一端が光源1と
光学的に結合された光ファイバ2の他端部に、一端が2
つに分岐された筒体3の他端部3aが装着されてあり、
しかも、筒体3の2つの分岐部3bの内部に、図示しな
い駆動機構に対して駆動力を与えるための駆動片4が軸
方向移動自在に収容されてある。そして、光ファイバ2
の他端面、筒体3および駆動片4により構成される空間
に光吸収性流体6が収容されている。また、駆動片4と
分岐部3bとの間隙を通して光吸収性流体6が流出しな
いように、流出阻止部材7が設けられている。尚、光源
1が点灯されていない場合に駆動片4を確実に復元させ
るための復元部材8が設けられている。また、駆動片4
により駆動されて所定の動作を行なう動作部は図示を省
略してある。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a schematic central longitudinal sectional view showing one embodiment of an optical actuator device according to the present invention, wherein one end is connected to the other end of an optical fiber 2 optically coupled to a light source 1, and
The other end 3a of the cylindrical body 3 branched into two is attached,
In addition, a driving piece 4 for applying a driving force to a driving mechanism (not shown) is accommodated in the two branch portions 3b of the cylindrical body 3 so as to be movable in the axial direction. And optical fiber 2
The light-absorbing fluid 6 is accommodated in the space defined by the other end face, the cylindrical body 3 and the driving piece 4. In addition, an outflow preventing member 7 is provided so that the light-absorbing fluid 6 does not flow out through the gap between the driving piece 4 and the branch portion 3b. A restoring member 8 is provided for surely restoring the driving piece 4 when the light source 1 is not turned on. The driving piece 4
The operation unit which performs a predetermined operation by being driven by the controller is not shown.

【0013】上記光源1としては種々のもの、例えば、
YAGレーザ、Arレーザ、He−Neレーザ、Nd−
YAGレーザ、Ho−YAGレーザ、半導体レーザ等が
採用可能であるが、光吸収性流体6による吸収効率が高
い波長の光を出射するものを選択することが好ましい。
上記光ファイバ2としては種々のもの、例えば、ガラス
系光ファイバ、プラスチック系光ファイバ等が採用可能
であるが、純石英コアを有するマルチモードタイプの光
ファイバを採用することが好ましく、光源1からの出射
光を高効率で導波させることができる。
As the light source 1, various light sources, for example,
YAG laser, Ar laser, He-Ne laser, Nd-
Although a YAG laser, a Ho-YAG laser, a semiconductor laser, or the like can be employed, it is preferable to select a laser that emits light having a wavelength with high absorption efficiency by the light absorbing fluid 6.
As the optical fiber 2, various types, for example, a glass-based optical fiber, a plastic-based optical fiber, and the like can be used. However, it is preferable to use a multi-mode type optical fiber having a pure silica core. Can be guided with high efficiency.

【0014】上記筒体3としては種々の材質からなるも
の、例えば、合成樹脂からなるもの、金属からなるもの
等が採用可能である。具体的には、光吸収性流体6の膨
脹によっても容易には変形しない程度の剛性を有してい
ることが好ましいので、例えば、薄肉のSUSからなる
筒体が採用される。また、筒体3の他端部3aは、例え
ば、接着剤による被着、筒体3自体の収縮力による光フ
ァイバ2の他端部に対する被着等を行なえばよい。ま
た、必要に応じて駆動片4の抜けを防止するためのスト
ッパ機構(図1においては、駆動片4の小径の軸を挿通
し得るキャップがストッパ機構を構成する)が設けられ
る。さらに、筒体3の分岐部3bの分岐形状について
は、マイクロマシン装置が適用される環境に応じて適宜
定めることができる。具体的には、例えば、放射状の分
岐形状、複数の分岐部3bの少なくとも先端部が互に平
行に設定された分岐形状等が例示できる。
The cylinder 3 may be made of various materials, for example, synthetic resin, metal, and the like. Specifically, it is preferable to have a rigidity such that it is not easily deformed even by the expansion of the light-absorbing fluid 6, and therefore, for example, a thin SUS cylinder is used. The other end 3a of the tubular body 3 may be attached to the other end of the optical fiber 2 by, for example, an adhesive or a contracting force of the tubular body 3 itself. Further, a stopper mechanism (in FIG. 1, a cap capable of inserting a small-diameter shaft of the driving piece 4 forms a stopper mechanism) is provided as needed to prevent the driving piece 4 from coming off. Further, the branch shape of the branch portion 3b of the cylindrical body 3 can be appropriately determined according to the environment to which the micromachine device is applied. Specifically, for example, a radial branch shape, a branch shape in which at least the distal ends of the plurality of branch portions 3b are set in parallel with each other, and the like can be exemplified.

【0015】上記駆動片4としては、軽量で、かつある
程度の圧縮剛性を有する材質からなるものを採用するこ
とが好ましく、流出阻止部材7に接する側の端部にフラ
ンジを形成し、他の部分を小径の棒状に形成してあるこ
とが好ましい。また、上記材質は、合成樹脂、金属等を
適宜選択することが可能である。また、駆動片4のフラ
ンジ部の外周面にボールベアリングを装着して駆動片4
の移動をスムーズにすることが好ましい。
It is preferable that the driving piece 4 be made of a material that is lightweight and has a certain degree of compressive rigidity. A flange is formed at the end on the side in contact with the outflow prevention member 7, and other parts are formed. Is preferably formed in a small diameter rod shape. Further, as the material, a synthetic resin, a metal, or the like can be appropriately selected. Further, a ball bearing is mounted on the outer peripheral surface of the flange portion of the driving piece 4 so that the driving piece 4
It is preferable to make the movement of the object smooth.

【0016】上記光吸収性流体6としては、光の照射を
受けて体積が膨脹するものであれば種々の流体が採用可
能である。したがって、一般的に光吸収性流体として認
識されている、短時間の光の照射で大きな熱膨脹が得ら
れる流体のみならず、一般的に光吸収性流体として認識
される程度の熱膨脹が認められない流体であってもこの
発明における光吸収性流体6として採用可能である。し
たがって、各種気体、液体のみならず空気も光吸収性流
体として採用可能である。但し、光源1から出射される
光の波長に対する吸収率が高い流体を採用することが好
ましく、短時間の光照射で駆動片4を十分に長い距離だ
け移動させることができる。即ち、十分に大きな駆動力
を与えることができる。具体的には、励起光波長が2.
1μmのHo−YAGレーザを光源1として採用した場
合には、上記波長に対する吸収効率が高い水を光吸収性
流体6として採用することが好ましい。また、任意の光
源1、任意の光吸収性流体6が採用された場合に、カー
ボン粉末等、高い光吸収性を示す粉末を混入することが
好ましく、この場合において混入される粉末の色を黒色
に設定することが最も好ましい。さらに、光吸収性流体
6が収容される空間のサイズ(内径および長さ)は、光
ファイバ2の外径、必要とする駆動片4の押圧力等に基
づいて適宜設定されることになるが、例えば、内径が3
0〜600μm程度、長さが1〜100mm程度に設定
される。
As the light-absorbing fluid 6, various fluids can be used as long as they expand in volume when irradiated with light. Therefore, not only a fluid that is generally recognized as a light-absorbing fluid and can obtain a large thermal expansion by light irradiation for a short time, but also a thermal expansion that is generally recognized as a light-absorbing fluid is not recognized. Even a fluid can be adopted as the light absorbing fluid 6 in the present invention. Therefore, not only various gases and liquids but also air can be adopted as the light absorbing fluid. However, it is preferable to employ a fluid having a high absorptance for the wavelength of the light emitted from the light source 1, and the driving piece 4 can be moved by a sufficiently long distance by short-time light irradiation. That is, a sufficiently large driving force can be given. Specifically, the excitation light wavelength is 2.
When a 1 μm Ho-YAG laser is used as the light source 1, it is preferable to use water having a high absorption efficiency for the above wavelength as the light absorbing fluid 6. Further, when an arbitrary light source 1 and an arbitrary light absorbing fluid 6 are employed, it is preferable to mix a powder having a high light absorbing property such as a carbon powder. In this case, the color of the mixed powder is black. Is most preferably set to. Further, the size (inner diameter and length) of the space in which the light-absorbing fluid 6 is accommodated is appropriately set based on the outer diameter of the optical fiber 2, the required pressing force of the driving piece 4, and the like. For example, if the inner diameter is 3
The length is set to about 0 to 600 μm and the length is set to about 1 to 100 mm.

【0017】上記流出阻止部材7としては種々のもの、
例えば、薄肉のゴム膜、合成樹脂膜等が採用可能であ
る。また、流出阻止部材7は筒体3と駆動片4との間隙
からの光吸収性流体6の流出を阻止できればよいので、
少なくとも上記間隙を覆うことができる形状であればよ
い。但し、光吸収性流体6の全てを収容し得る袋体を採
用することが好ましく、光吸収性流体6の流出を完全に
防止することができる。この場合には、伸縮性が大き
く、耐圧性、耐熱性が高く、しかも光透過性が高い材質
からなるものを採用することが好ましい。具体的には、
光吸収性流体6を封入した、縦断面形状がほぼ円筒状の
袋体の上部から10gfの荷重を加えた場合に、袋体の
幅が元の幅の2〜5倍程度変化するとともに、荷重を除
去することにより直ちに元の形状に戻る程度の伸縮性を
有していることが好ましく、また、50℃以上の環境下
において上記伸縮性等を含む所望の特性を維持すること
ができる程度の耐熱性を有していることが好ましい。但
し、耐熱性に関しては、レーザ光を照射することを考慮
すれば、100℃以上において上記所望の特性を維持す
ることができる程度の耐熱性を有していることが一層好
ましい。耐圧性に関しては、上記伸縮性、耐熱性を満足
し得る範囲において可能な限り高い耐圧性を有すること
が好ましい。さらに、光ファイバ2から出射される光を
効率よく光吸収性流体6に導くことが要求されるので、
袋体として透明性が可能な限り高いものを採用すること
が好ましい。上記の要請を充足し得る材質としては、例
えば、シリコン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリテト
ラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリエステ
ル、ポリスチレン、アセチルセルロース、ラテックス等
が例示できる。また、袋体の膜厚は5〜100μm程度
に設定される。そして、光吸収性流体6を封入した密閉
袋体を得るに当っては、例えば、一方が開口された袋体
に光吸収性流体6を封入し、次いで、開口部を熱封着等
により閉塞する方法が採用される。さらに、前者の構成
の流出阻止部材7を採用する場合には、上記の材質に限
定されず種々の材質のものを採用することができる。
Various types of the outflow prevention member 7 are provided.
For example, a thin rubber film, a synthetic resin film, or the like can be used. Further, the outflow preventing member 7 only needs to be able to prevent the outflow of the light-absorbing fluid 6 from the gap between the cylindrical body 3 and the driving piece 4.
Any shape can be used as long as it can cover at least the gap. However, it is preferable to employ a bag capable of accommodating all of the light absorbing fluid 6, and it is possible to completely prevent the outflow of the light absorbing fluid 6. In this case, it is preferable to use a material having high elasticity, high pressure resistance, high heat resistance, and high light transmittance. In particular,
When a load of 10 gf is applied from the upper portion of a bag having a substantially cylindrical cross section in which the light absorbing fluid 6 is sealed, the width of the bag changes by about 2 to 5 times the original width and the load is changed. It is preferable that the resin has elasticity enough to return to the original shape immediately by removing the same, and that the desired properties including the elasticity and the like can be maintained in an environment of 50 ° C. or more. It preferably has heat resistance. However, with respect to heat resistance, it is more preferable to have heat resistance at 100 ° C. or higher to maintain the above desired characteristics in consideration of laser light irradiation. As for the pressure resistance, it is preferable to have as high a pressure resistance as possible within a range where the above-mentioned elasticity and heat resistance can be satisfied. Furthermore, since it is required to efficiently guide the light emitted from the optical fiber 2 to the light absorbing fluid 6,
It is preferable to employ a bag having the highest possible transparency. Examples of materials that can satisfy the above requirements include silicon, polyamide, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polycarbonate, polyester, polystyrene, acetylcellulose, and latex. The thickness of the bag is set to about 5 to 100 μm. In order to obtain a sealed bag in which the light-absorbing fluid 6 is sealed, for example, the light-absorbing fluid 6 is sealed in a bag having one opening, and then the opening is closed by heat sealing or the like. Is adopted. Further, when the outflow prevention member 7 having the former configuration is employed, various materials can be employed without being limited to the above-described materials.

【0018】上記復元部材8としては、コイルばね、エ
アばね、ゴム等からなる弾性体を採用することが可能で
あるが、図2に示すように、復元部材8を省略すること
も可能である。但し、この場合には、流出阻止部材7の
一部と駆動片4の一部とが接着剤等により一体化されて
いることが好ましい。上記の構成の光アクチュエータ装
置の作用は次のとおりである。
As the restoring member 8, an elastic body made of a coil spring, an air spring, rubber or the like can be adopted, but the restoring member 8 can be omitted as shown in FIG. . However, in this case, it is preferable that a part of the outflow prevention member 7 and a part of the driving piece 4 are integrated by an adhesive or the like. The operation of the optical actuator device having the above configuration is as follows.

【0019】所定の方法により筒体3および図示しない
動作部を作業対象領域に導いた状態において、光源1を
点灯させることにより、光源1から出射される光を光フ
ァイバ2を通して光吸収性流体6に照射することができ
る。光吸収性流体6は、光の照射を受けることにより膨
脹するのであるが、筒体3および光ファイバ2の他端面
においては膨脹が阻止されているので、膨脹に起因する
力が各分岐部3bに挿通された駆動片4のフランジ部に
作用し、駆動片4を光ファイバ2から離れる方向に移動
させる。この場合に、各駆動片4の移動量、移動速度は
該当する分岐部3bの内径に基づいて定まるので、各駆
動片4の相対移動量、相対移動速度を所望の値に設定
し、複数の動作部により所望の動作を行なわせることが
できる。また、駆動片4の移動量を制御するためには、
光源1を連続的に点灯させる場合には点灯継続時間(光
源1を断続的に点灯させる場合には点灯時間の割合)を
制御することにより、駆動片4の移動量を正確に制御す
ることができる。但し、駆動片4毎の移動量の制御を行
なうことは不可能であるが、上述のように相対移動量、
相対速度を所望の値に設定しているので何ら不都合は生
じない。
When the light source 1 is turned on in a state in which the cylinder 3 and the operation unit (not shown) are guided to the work area by a predetermined method, light emitted from the light source 1 is transmitted through the optical fiber 2 to the light absorbing fluid 6. Can be irradiated. The light-absorbing fluid 6 expands when it is irradiated with light. However, since the other end faces of the cylindrical body 3 and the optical fiber 2 are prevented from expanding, the force caused by the expansion is applied to each branch 3b. Act on the flange portion of the driving piece 4 inserted in the optical fiber 2 to move the driving piece 4 in a direction away from the optical fiber 2. In this case, since the moving amount and moving speed of each driving piece 4 are determined based on the inner diameter of the corresponding branch portion 3b, the relative moving amount and relative moving speed of each driving piece 4 are set to desired values, and A desired operation can be performed by the operation unit. Also, in order to control the amount of movement of the driving piece 4,
When the light source 1 is continuously turned on, the amount of movement of the driving piece 4 can be accurately controlled by controlling the lighting duration time (the ratio of the lighting time when the light source 1 is turned on intermittently). it can. However, although it is impossible to control the movement amount of each driving piece 4, the relative movement amount
Since the relative speed is set to a desired value, no inconvenience occurs.

【0020】また、動作部による所定の動作を行なわせ
た後は、光源1を消灯させればよく、光吸収性流体が収
縮するとともに、復元部材8により復元力が駆動片4に
作用するので、駆動片4が元の位置まで復元される。
尚、復元部材8を省略した場合には、駆動片4が元の位
置に復元するまでの所要時間が多少長くなるが、動作部
により所定の動作を行なった後であるから、特に不都合
とはならない。
After the predetermined operation by the operating section is performed, the light source 1 may be turned off, and the light absorbing fluid contracts and the restoring force acts on the driving piece 4 by the restoring member 8. , The driving piece 4 is restored to the original position.
If the restoring member 8 is omitted, the time required for the driving piece 4 to be restored to the original position is slightly longer, but since the predetermined operation has been performed by the operating unit, it is not particularly inconvenient. No.

【0021】[0021]

【実施例2】図3はこの発明の光アクチュエータ装置の
他の実施例を示す概略中央縦断面図であり、図1の実施
例と異なる点は、流出阻止部材7を省略した点のみであ
る。したがって、この実施例の場合にも上記実施例と同
様の作用を達成することができるほか、流出阻止部材7
が省略されていることに伴なって構成を簡素化すること
ができる。
Embodiment 2 FIG. 3 is a schematic central longitudinal sectional view showing another embodiment of the optical actuator device of the present invention. The only difference from the embodiment of FIG. 1 is that the outflow preventing member 7 is omitted. . Therefore, in this embodiment, the same operation as in the above embodiment can be achieved, and the outflow preventing member 7 can be provided.
Is omitted, the configuration can be simplified.

【0022】尚、この実施例の場合には、実施例1のよ
うにボールベアリングを装着することは不可能である
が、ボールベアリングに代えて、筒体3の内面および駆
動片4のフランジ部の外周面の少なくとも一方に微細な
粗面を形成し、粗面に流体を保持させておくことによ
り、ボールベアリングと同様の移動円滑化作用を達成す
ることができるとともに、光吸収性流体の流出阻止作用
を達成することができる。また、この場合には、光吸収
性流体として液体を採用することが好ましく、光吸収性
流体が微細な粗面に保持されるので、粗面に保持させる
ための流体を特別に準備する必要がなくなる。
In this embodiment, it is impossible to mount a ball bearing as in the first embodiment. However, instead of the ball bearing, the inner surface of the cylindrical body 3 and the flange of the driving piece 4 are replaced. By forming a fine rough surface on at least one of the outer peripheral surfaces and holding the fluid on the rough surface, a movement smoothing action similar to that of a ball bearing can be achieved, and the outflow of the light-absorbing fluid can be achieved. A blocking effect can be achieved. In this case, it is preferable to use a liquid as the light-absorbing fluid. Since the light-absorbing fluid is held on a fine rough surface, it is necessary to specially prepare a fluid for holding the rough surface. Disappears.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、光源の
点灯継続時間または点灯時間の割合を制御することによ
り複数の駆動片の移動量を正確に制御し、各駆動片の相
対移動量を所望の値に設定することができ、しかも、ア
クチュエータ機構を採用する場合と比較して全体として
著しく小形化できるとともに、機械的動作要素数を大幅
に減少させて全体構成を簡素化し、作製、組立ての作業
性を高めることができるという特有の効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the amount of movement of the plurality of driving pieces is accurately controlled by controlling the lighting duration or the ratio of the lighting time of the light source, and the relative movement of each driving piece is controlled. The amount can be set to a desired value, and the size can be significantly reduced as a whole as compared with the case where an actuator mechanism is employed. This has a unique effect that the workability of assembly can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の光アクチュエータ装置の一実施例を
示す概略中央縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic central longitudinal sectional view showing one embodiment of an optical actuator device of the present invention.

【図2】この発明の光アクチュエータ装置の変更例を示
す概略中央縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic central longitudinal sectional view showing a modified example of the optical actuator device of the present invention.

【図3】この発明の光アクチュエータ装置の他の実施例
を示す概略中央縦断面図である。
FIG. 3 is a schematic central longitudinal sectional view showing another embodiment of the optical actuator device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 光ファイバ 3 筒体 3a 他端部 3b 分岐部 4 駆動片 6 光吸収性流体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Optical fiber 3 Cylindrical body 3a The other end part 3b Branch part 4 Drive piece 6 Light absorbing fluid

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−53721(JP,A) 特開 平5−180148(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F15B 21/06 F15B 15/14────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-57-53721 (JP, A) JP-A-5-180148 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F15B 21/06 F15B 15/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一端が光源(1)に対して光学的に結合
される光ファイバ(2)の他端部に、一方の端部が複数
に分岐された筒体(3)の他端部(3a)が被着されて
あり、筒体(3)の複数の分岐部(3b)内にそれぞれ
分岐部(3b)の軸方向に移動自在に駆動片(4)が挿
通されてあり、光ファイバ(2)の他端面と筒体(3)
の内面と駆動片(4)とで形成される空間内に光吸収性
流体(6)が収容されてあることを特徴とする光アクチ
ュエータ装置。
1. An optical fiber (2) having one end optically coupled to a light source (1) and the other end of a cylindrical body (3) having one end branched into a plurality. (3a) is attached, and the driving piece (4) is inserted into the plurality of branch portions (3b) of the cylindrical body (3) so as to be movable in the axial direction of the branch portion (3b). The other end face of the fiber (2) and the cylindrical body (3)
An optical actuator device characterized in that a light-absorbing fluid (6) is accommodated in a space defined by an inner surface of the first member and a driving piece (4).
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