JP6650637B2 - Actuator and stage device - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction

Description

本発明は、所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着治具とを有するアクチュエータおよびそれを用いたステージ装置に関する。 The present invention relates to an actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, a mounting jig to which the telescopic part is mounted and to which the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted, and a stage device using the same .

何かを「動かす」ための機構であるアクチュエータは、各種産業機械、自動車、航空機、医療関連機器を始め、身の回りの電気製品に至るまで、あらゆるものに利用されている。アクチュエータは、例えば、産業機構においてはソレノイドやエアバルプ等、パソコンにおいてはハードディスクドライブに対して読み取りおよび書き込みを行うための磁気チップを移動させる移動機構等、また、携帯電話においては振動を発生するバイブレーションモータ等として利用されている。   Actuators, which are mechanisms for "moving" something, are used in everything from industrial machinery, automobiles, aircraft, medical equipment, to the electrical appliances around us. The actuator is, for example, a solenoid or an air valve in an industrial mechanism, a moving mechanism for moving a magnetic chip for reading and writing to a hard disk drive in a personal computer, and a vibration motor generating vibration in a mobile phone. It is used as such.

アクチュエータの駆動素子には、所定方向に伸縮変位する伸縮素子が用いられ、このような伸縮素子としては圧電素子や磁歪素子等を挙げることができる。   An expansion element that expands and contracts in a predetermined direction is used as a driving element of the actuator, and examples of such expansion elements include a piezoelectric element and a magnetostrictive element.

これらの中では、特に、圧電素子が注目されている。圧電素子を用いた圧電アクチュエータは、(1)投入される電気エネルギーに対して実に60%以上が機械エネルギーに変換され、例えば10mm×10mmの素子で発生する力が300kgfに達し、エネルギー効率がきわめて高い、(2)数kHz以上の高速応答が可能である、(3)物体を一定の位置で保持する場合に、電圧を印加する必要はあるが、電流は流れなくて済むため、電気エネルギー消費を抑えることができる、(4)小型化、薄型化に適している、等の優れた点を有している。   Among these, a piezoelectric element has attracted particular attention. In a piezoelectric actuator using a piezoelectric element, (1) mechanical energy is actually converted to 60% or more of the input electric energy, for example, the force generated by a 10 mm × 10 mm element reaches 300 kgf, and the energy efficiency is extremely high. High (2) High-speed response of several kHz or more is possible. (3) When an object is held at a fixed position, it is necessary to apply a voltage. (4) Suitable for miniaturization and thinning.

一方、伸縮素子をアクチュエータに用いる場合には、素子単独で用いられることはほとんどなく、通常、種々の装着部材に装着された状態で使用される。例えば、圧電素子は、発生する変位が数μmから数十μmと極めて小さいため、圧電素子を変位拡大機構に装着して、圧電素子の変位を数倍から数十倍に拡大する変位拡大機構型アクチュエータが開発されている(例えば特許文献1)。また、圧電素子は脆性材料であるセラミックスで構成され、引張り力に対して弱いため、圧電素子の破損を防止する目的で圧電素子に与圧を与える与圧機構を装着部材として用いる場合もある。さらに、伸縮素子を他の装置のインターフェイスに取り付ける場合に、取り付けのための部材に装着する場合もある。   On the other hand, when the telescopic element is used for the actuator, the element is rarely used alone, and is usually used while being mounted on various mounting members. For example, the displacement of a piezoelectric element is very small, from several μm to several tens of μm. An actuator has been developed (for example, Patent Document 1). Further, since the piezoelectric element is made of a ceramic which is a brittle material and is weak against a tensile force, a pressurizing mechanism for applying a pressure to the piezoelectric element for the purpose of preventing breakage of the piezoelectric element may be used as a mounting member. Further, when the expansion / contraction element is attached to the interface of another device, it may be attached to a member for attachment.

これらの装着部材は、伸縮素子の変位を高精度で取り出す必要があることから、従来は、伸縮素子の両端を装着部材の装着部に接着剤により接着している。   Since it is necessary for these mounting members to take out the displacement of the expansion and contraction element with high precision, conventionally, both ends of the expansion and contraction element are bonded to the mounting portion of the mounting member with an adhesive.

特開2004−48955号公報JP 2004-48955 A

しかしながら、伸縮素子を装着部材に接着すると、想定外の力が作用する場合等に伸縮素子を取り外せないという不都合や、伸縮素子または装着部材が破損しても一方のみを交換することができないという不都合がある。   However, if the elastic element is adhered to the mounting member, the elastic element cannot be detached when an unexpected force is applied, or even if the elastic element or the mounting member is damaged, only one of them cannot be replaced. There is.

これに対し、伸縮素子を接着せずに伸縮方向に圧力をかけて装着することも検討されているが、伸縮素子は伸縮動作が速いため、圧力をかけていても伸縮素子が伸縮を繰り返すことにより素子の位置ずれが生じてしまい、伸縮素子の破損を有効に防止することは困難である。   On the other hand, it is also considered to attach the expansion element by applying pressure in the expansion and contraction direction without bonding, but since the expansion and contraction element is fast expanding and contracting, the expansion and contraction element repeatedly expands and contracts even when pressure is applied. As a result, displacement of the element occurs, and it is difficult to effectively prevent damage to the expansion and contraction element.

したがって、本発明は、伸縮素子を装着部材に対して接着することの不都合を回避することができ、かつ動作時に伸縮素子の破損をもたらすことがないアクチュエータおよびそれを用いたステージ装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an actuator that can avoid the disadvantage of bonding the extensible element to the mounting member and does not cause damage to the extensible element during operation, and a stage device using the same. With the goal.

すなわち、本発明によれば、以下の(1)〜(20)が提供される。   That is, according to the present invention, the following (1) to (20) are provided.

(1)所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータであって、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、
前記伸縮部と前記装着部材とは、前記嵌め合わせ部により嵌め合わされた状態で、前記伸縮部が伸縮方向以外の方向へ移動しないように固定されるアクチュエータ。
(1) An actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, and an attachment member to which the telescopic part is mounted and to which the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted,
Further comprising a fitting portion for detachably fitting the end portion of the elastic portion and the mounting member,
An actuator which is fixed so that the elastic portion does not move in a direction other than the elastic direction in a state where the elastic portion and the mounting member are fitted by the fitting portion.

(2)前記嵌め合わせ部で前記伸縮部の端部と前記装着部材とが嵌め合わされることにより、前記伸縮部が伸縮方向以外の方向へ移動しないように固定される(1)に記載のアクチュエータ。   (2) The actuator according to (1), wherein the fitting portion fits the end of the elastic portion and the mounting member so that the elastic portion does not move in a direction other than the elastic direction. .

(3)前記伸縮部および前記装着部材の装着部分は、断面が矩形状をなし、前記伸縮部の端部と前記装着部分との嵌め合わせ部は、前記装着部分の対向する2辺から突出して設けられた一対の第1突出部を有する第1部分と、前記伸縮部の端部の、前記第1突出部に対応しない対向する2辺から突出して設けられた一対の第2突出部を有する第2部分とが嵌め合わされることにより構成される(2)に記載のアクチュエータ。   (3) A cross section of the mounting portion of the elastic portion and the mounting member has a rectangular shape, and a fitting portion between the end portion of the elastic portion and the mounting portion projects from two opposite sides of the mounting portion. It has a first portion having a pair of first protrusions provided, and a pair of second protrusions provided at two ends of the end portion of the expansion / contraction portion that do not correspond to the first protrusion. The actuator according to (2), wherein the actuator is configured by fitting the second portion.

(4)前記第1突出部は、前記装着部材の幅方向に対向して設けられており、前記装着部材は全体が同じ厚さで形成されている(3)に記載のアクチュエータ。   (4) The actuator according to (3), wherein the first projecting portion is provided to face the width direction of the mounting member, and the mounting member is entirely formed with the same thickness.

(5)前記装着部材は筒状部または柱状部を有し、前記伸縮部は前記装着部材の前記筒状部または前記柱状部に対応する柱状部または筒状部を有し、前記伸縮部と前記装着部材とは、前記柱状部が前記筒状部に挿入されることにより嵌め合わされる(2)に記載のアクチュエータ。   (5) The mounting member has a cylindrical portion or a columnar portion, and the expandable portion has a columnar portion or a cylindrical portion corresponding to the cylindrical portion or the columnar portion of the mounting member. The actuator according to (2), wherein the mounting member is fitted by inserting the columnar portion into the cylindrical portion.

(6)前記嵌め合わせ部は、前記伸縮部の両端部側に設けられている(1)から(5)のいずれかに記載のアクチュエータ。   (6) The actuator according to any one of (1) to (5), wherein the fitting portions are provided on both ends of the expansion and contraction portion.

(7)前記伸縮部が両端部側で嵌め合わされた際に、少なくとも一方側がねじ止めされる(6)に記載のアクチュエータ。   (7) The actuator according to (6), wherein at least one side is screwed when the elastic portions are fitted at both ends.

(8)前記嵌め合わせ部は、前記伸縮部の一方の端部側に設けられており、他方の端部側は、前記伸縮部と前記装着部材とがねじ止めされている(1)から(5)のいずれかに記載のアクチュエータ。   (8) The fitting portion is provided at one end of the expandable portion, and the other end of the expandable portion and the mounting member are screwed from (1) to ( The actuator according to any one of 5).

(9)前記伸縮部の両端面は、それぞれ該端面の対向する辺から突出する一対の突出部が形成され、前記装着部材の装着部分は、前記一対の突出部に挟み込まれるように装着される前記嵌め合わせ部が構成され、前記伸縮部が装着された際に、前記伸縮部の少なくとも一方の端部が前記装着部材の装着部分とねじ止めされる(1)に記載のアクチュエータ。   (9) A pair of projecting portions projecting from opposite sides of the end surface are formed on both end surfaces of the expandable portion, and the mounting portion of the mounting member is mounted so as to be sandwiched between the pair of projecting portions. The actuator according to (1), wherein the fitting portion is configured, and when the expandable portion is mounted, at least one end of the expandable portion is screwed to a mounting portion of the mounting member.

(10)前記伸縮部の一方の端面は、該端面の対向する辺から突出する一対の突出部が形成され、前記装着部材における前記伸縮部の一方の端面に対応する第1の装着部分は、前記一対の突出部に挟み込まれるように装着される前記嵌め合わせ部が構成され、前記伸縮部の他方の端面は、前記伸縮部が装着された際に前記装着部材の対応する第2の装着部分の端面につき合わされるように構成され、前記伸縮部が装着された際には、少なくとも、前記伸縮部の前記他方の端面を含む端部と前記第2の装着部分とがねじ止めされる(1)に記載のアクチュエータ。   (10) A pair of protrusions protruding from opposite sides of the end surface is formed on one end surface of the expandable portion, and a first mounting portion of the mounting member corresponding to one end surface of the expandable portion is The fitting portion mounted so as to be sandwiched between the pair of protrusions is configured, and the other end face of the elastic portion is a corresponding second mounting portion of the mounting member when the elastic portion is mounted. When the elastic part is mounted, at least the end part including the other end surface of the elastic part and the second mounting part are screwed (1). 2. The actuator according to claim 1.

(11)前記装着部材における前記伸縮部の両端部がそれぞれ装着される装着部分は、その端面の対向する辺から突出する一対の突出部が形成され、前記伸縮部の両端部はそれぞれ前記一対の突出部に挟み込まれるように装着される前記嵌め合わせ部が構成され、前記伸縮部が装着された際に、前記伸縮部の少なくとも一方の端部が前記装着部材の装着部分とねじ止めされる(1)に記載のアクチュエータ。   (11) The mounting portion of the mounting member to which both ends of the elastic portion are mounted is formed with a pair of projecting portions projecting from opposing sides of the end surface, and both end portions of the elastic portion are respectively the pair of protrusions. The fitting portion is configured to be mounted so as to be sandwiched by the protruding portion, and when the elastic portion is mounted, at least one end of the elastic portion is screwed to a mounting portion of the mounting member ( The actuator according to 1).

(12)前記装着部材における前記伸縮部の一方の端部が装着される第1の装着部分は、その端面の対向する辺から突出する一対の突出部が形成され、前記伸縮部の前記一方の端部は前記一対の突出部に挟み込まれる前記嵌め合わせ部が構成され、前記装着部材における前記伸縮部の他方の端部側の第2の装着部分は、前記伸縮部が装着された際に、その端面が前記伸縮部の他方の端部の端面につき合わされるように構成され、前記伸縮部が装着された際には、少なくとも、前記伸縮部の前記他方の端部と前記第2の装着部分とがねじ止めされる(1)に記載のアクチュエータ。   (12) The first mounting portion of the mounting member to which one end of the elastic portion is mounted has a pair of projecting portions projecting from opposing sides of the end surface, and the first mounting portion has one end of the elastic portion. The end portion is configured as the fitting portion sandwiched between the pair of projecting portions, and the second mounting portion on the other end side of the expansion and contraction portion of the mounting member, when the expansion and contraction portion is mounted, The end face is configured to be fitted to the end face of the other end of the elastic part, and when the elastic part is attached, at least the other end of the elastic part and the second mounting part The actuator according to (1), wherein and are screwed.

(13)前記伸縮部は、伸縮素子の端部に金属製の嵌め合わせ治具が、前記伸縮素子が伸縮方向以外の方向に移動しない状態で装着されて構成され、前記嵌め合わせ治具と前記装着部材とが嵌め合わされている(1)から(12)のいずれかに記載のアクチュエータ。   (13) The expansion / contraction part is configured by attaching a metal fitting jig to an end of the expansion / contraction element in a state where the expansion / contraction element does not move in a direction other than the expansion / contraction direction. The actuator according to any one of (1) to (12), in which the mounting member is fitted.

(14)前記伸縮素子と前記嵌め合わせ治具とは接着されている(13)に記載のアクチュエータ。   (14) The actuator according to (13), wherein the expansion element and the fitting jig are bonded to each other.

(15)前記嵌め合わせ治具の端部に凹部が形成され、該凹部に前記伸縮素子が挿入されて嵌め込まれている(13)に記載のアクチュエータ。   (15) The actuator according to (13), wherein a concave portion is formed at an end of the fitting jig, and the elastic element is inserted and fitted into the concave portion.

(16)前記装着部材は、前記伸縮素子の変位を拡大する変位拡大機構である(1)から(15)のいずれかに記載のアクチュエータ。   (16) The actuator according to any one of (1) to (15), wherein the mounting member is a displacement magnifying mechanism that magnifies a displacement of the telescopic element.

(17)前記アクチュエータはステージの駆動機構として用いられ、前記装着部材は、前記伸縮素子の変位を前記ステージに伝達する(2)に記載のアクチュエータ。   (17) The actuator according to (2), wherein the actuator is used as a stage driving mechanism, and the mounting member transmits a displacement of the expansion / contraction element to the stage.

(18)前記ステージは、ベース部材と、前記ベース部材の上を移動するステージ部材とを有し、前記装着部材は、前記ベース部材に取り付けられるとともに前記伸縮部の一端部が装着される第1部材と、前記ステージ部材に取り付けられるとともに前記伸縮部の他端部が装着される第2部材とを有し、
前記伸縮部と前記第2部材とが嵌め合わされて嵌め合わせ部を構成する(17)に記載のアクチュエータ。
(18) The stage has a base member and a stage member that moves on the base member, and the mounting member is attached to the base member and a first end of the expandable portion is mounted. A member, and a second member attached to the stage member and to which the other end of the elastic portion is attached;
The actuator according to (17), wherein the expandable portion and the second member are fitted together to form a fitted portion.

(19)前記第2部材は、前記ステージ部材に取り付けられた固定治具と、スピンドルを回転させることにより前記ステージ部材を前記伸縮部の変位方向に移動させて大まかな位置調整を行う移動部と、前記スピンドルの先端に設けられた円筒部とを有し、前記伸縮部は前記円筒部に対応する円柱部を有し、前記伸縮部と前記第2部材とは、前記円柱部が前記円筒部に挿入されることにより、回転可能に嵌め合わされる(18)に記載のアクチュエータ。   (19) The second member includes a fixing jig attached to the stage member, and a moving unit that performs rough position adjustment by rotating a spindle to move the stage member in the direction of displacement of the expansion and contraction unit. , A cylindrical portion provided at the tip of the spindle, the expandable portion has a cylindrical portion corresponding to the cylindrical portion, the expandable portion and the second member, the cylindrical portion is the cylindrical portion The actuator according to (18), wherein the actuator is rotatably fitted by being inserted into the actuator.

(20)前記伸縮素子は、圧電素子、磁歪素子、形状記憶合金素子のいずれかである(1)から(19)のいずれかに記載のアクチュエータ。   (20) The actuator according to any one of (1) to (19), wherein the expansion element is any one of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, and a shape memory alloy element.

本発明によれば、伸縮部の端部と装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部を設け、伸縮部と装着部材とは、嵌め合わせ部により嵌め合わされた状態で、伸縮部が伸縮方向以外の方向へ移動しないように固定されるので、伸縮素子を装着部材に対して接着することの不都合を回避することができ、かつ動作時に伸縮素子の破損をもたらすことが防止される。   According to the present invention, a fitting portion for detachably fitting the end of the elastic portion and the mounting member is provided, and the elastic portion and the mounting member are fitted in the fitting portion, and the elastic portion is stretched in the stretching direction. Since it is fixed so as not to move in other directions, it is possible to avoid inconvenience of bonding the extendable element to the mounting member, and to prevent the elastic element from being damaged during operation.

本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータの第1の例を示す概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view showing a first example of the actuator according to the first embodiment of the present invention. 伸縮素子の端部に金属製の嵌め合わせ治具を接着した伸縮部を示す概略図である。It is the schematic which shows the expansion-contraction part which bonded the fitting jig made of metal to the edge part of an expansion-contraction element. 本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータの第2の例を示す概略正面図である。FIG. 3 is a schematic front view showing a second example of the actuator according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータの第2の例の変形例を示す概略正面図である。It is a schematic front view showing a modification of the 2nd example of the actuator concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータの第2の例の他の変形例を示す概略正面図である。FIG. 9 is a schematic front view showing another modification of the second example of the actuator according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータの第2の例のさらに他の変形例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing still another modified example of the second example of the actuator according to the first embodiment of the present invention. 嵌め合わせ部の第1の例を説明するための斜視図である。It is a perspective view for explaining the 1st example of a fitting part. 嵌め合わせ部の第1の例において、嵌め合わせ部の一方側をねじ止めした状態を示す概略正面図である。FIG. 6 is a schematic front view showing a state where one side of the fitting portion is screwed in the first example of the fitting portion. 嵌め合わせ部の第1の例において、嵌め合わせ部の両側をねじ止めした状態を示す概略正面図である。FIG. 6 is a schematic front view showing a state where both sides of the fitting portion are screwed in the first example of the fitting portion. 嵌め合わせ部の第2の例を説明するための斜視図である。It is a perspective view for explaining the 2nd example of a fitting part. 嵌め合わせ部の第2の例を説明するための斜視図である。It is a perspective view for explaining the 2nd example of a fitting part. 嵌め合わせ部の第2の例を説明するための斜視図である。It is a perspective view for explaining the 2nd example of a fitting part. 嵌め合わせ部の第3の例において、嵌め合わせ部を伸縮部の両側に設け、嵌め合わせ部の一方側をねじ止めした状態を示す概略正面図である。FIG. 13 is a schematic front view showing a state in which fitting portions are provided on both sides of a telescopic portion and one side of the fitting portion is screwed in a third example of the fitting portion. 嵌め合わせ部の第3の例において、嵌め合わせ部を伸縮部の両側に設け、嵌め合わせ部の両側をねじ止めした状態を示す概略正面図である。FIG. 13 is a schematic front view showing a state in which fitting portions are provided on both sides of a telescopic portion and both sides of the fitting portions are screwed in a third example of the fitting portion. 嵌め合わせ部の第3の例において、嵌め合わせ部を伸縮部の片側に設け、嵌め合わせ部を設けない側をねじ止めした状態を示す概略正面図である。FIG. 13 is a schematic front view showing a state in which a fitting portion is provided on one side of a telescopic portion and a side where no fitting portion is provided is screwed in a third example of the fitting portion. 嵌め合わせ部の第4の例において、嵌め合わせ部の一方側をねじ止めした状態を示す概略正面図である。It is a schematic front view showing the state where one side of a fitting part was screwed in the 4th example of a fitting part. 嵌め合わせ部の第4の例において、嵌め合わせ部の両側をねじ止めした状態を示す概略正面図である。It is a schematic front view showing the state where both sides of a fitting section were screwed in the 4th example of a fitting section. 嵌め合わせ部の第4の例において、嵌め合わせ部を伸縮部の片側に設け、嵌め合わせ部を設けない側をねじ止めした状態を示す概略正面図である。FIG. 14 is a schematic front view showing a state in which a fitting portion is provided on one side of the expansion and contraction portion and a side where the fitting portion is not provided is screwed in a fourth example of the fitting portion. 本発明の第2の実施形態に係るアクチュエータを適用したステージ装置の平面図である。It is a top view of the stage device to which the actuator concerning a 2nd embodiment of the present invention was applied. 本発明の第2の実施形態に係るアクチュエータを適用したステージ装置の側面図である。FIG. 9 is a side view of a stage device to which an actuator according to a second embodiment of the present invention is applied.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態では伸縮素子を有する伸縮部を装着部材である変位拡大機構に装着し、伸縮部の変位を変位拡大機構で拡大するアクチュエータについて説明する。
<First embodiment>
In the first embodiment of the present invention, an actuator will be described in which a telescopic unit having a telescopic element is mounted on a displacement magnifying mechanism as a mounting member, and the displacement of the telescopic unit is magnified by the displacement magnifying mechanism.

(アクチュエータの第1の例)
図1は本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータの第1の例を示す概略正面図である。なお、第1の例の説明においては、便宜上、図1の上下を基準に説明するが、アクチュエータの配置はこれに限るものではない。
(First example of actuator)
FIG. 1 is a schematic front view showing a first example of the actuator according to the first embodiment of the present invention. In the description of the first example, for convenience, the description will be made with reference to the top and bottom of FIG. 1, but the arrangement of the actuator is not limited to this.

アクチュエータ100は、電圧等のトリガーを与えることにより所定方向に伸縮する伸縮素子を有する伸縮部1と、この伸縮部1が装着される装着部材として機能するとともに、伸縮素子の伸縮変位を拡大して対象物に伝達させる変位拡大機構2とを具備している。   The actuator 100 functions as a telescopic part 1 having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction by applying a trigger such as a voltage, and functions as a mounting member to which the telescopic part 1 is attached, and expands the telescopic displacement of the telescopic element. And a displacement magnifying mechanism 2 for transmitting to the object.

伸縮部1の伸縮素子としては、所定方向に伸縮する素子であればよく、電圧に応じて変位する圧電素子、磁界に応じて変位する磁歪素子、温度に応じて変位する形状記憶合金素子等を挙げることができる。いずれの素子の場合にも電源からの電圧を直接印加するか、または電圧を適宜の手段で磁界や温度に変換して用いることにより電圧に応じた変位を実現することができる。なお、図1では、電気端子等は省略している。   The expansion element of the expansion section 1 may be any element that expands and contracts in a predetermined direction, such as a piezoelectric element that changes according to a voltage, a magnetostrictive element that changes according to a magnetic field, and a shape memory alloy element that changes according to temperature. Can be mentioned. In any case, the displacement according to the voltage can be realized by directly applying a voltage from a power supply or converting the voltage into a magnetic field or a temperature using an appropriate means. In FIG. 1, electric terminals and the like are omitted.

伸縮素子が圧電素子である場合には、伸縮素子は、例えば、10mm×10mmの板状の圧電体が電極を挟んで複数積層されて例えば40mmの長さにされた直方体として構成される。圧電体を構成する圧電材料としては、圧電効果を有するセラミック材料が用いられ、そのような材料として、典型的にはチタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O;PZT)を挙げることができる。伸縮素子1の形状は直方体に限らず、例えば三角柱や六角柱等の多角柱であっても、円柱であってもよい。When the expansion and contraction element is a piezoelectric element, the expansion and contraction element is configured as, for example, a rectangular parallelepiped having a length of, for example, 40 mm, in which a plurality of 10 mm × 10 mm plate-like piezoelectric bodies are stacked with electrodes interposed therebetween. As a piezoelectric material constituting the piezoelectric body, a ceramic material having a piezoelectric effect is used. As such a material, typically, lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 ; PZT) is given. Can be. The shape of the expansion element 1 is not limited to a rectangular parallelepiped, and may be, for example, a polygonal column such as a triangular column or a hexagonal column, or a column.

装着部材である変位拡大機構2は、伸縮部1が装着され伸縮部1の変位が伝達される変位伝達部20と、伸縮部1の変位を拡大する動作を行う変位拡大動作部30とを有する。伸縮部1の変位は、変位伝達部20に伝達され、さらに変位拡大動作部30に伝達されるとともに拡大される。   The displacement magnifying mechanism 2, which is a mounting member, includes a displacement transmitting unit 20 to which the expandable unit 1 is mounted and to which the displacement of the expandable unit 1 is transmitted, and a displacement magnifying unit 30 that performs an operation of expanding the displacement of the expandable unit 1. . The displacement of the expansion and contraction unit 1 is transmitted to the displacement transmission unit 20 and further transmitted to the displacement enlargement operation unit 30 and enlarged.

変位伝達部20は、伸縮部1の下端部が接続される第1部材3と、伸縮部1の上端部が接続される第2部材4とを有している。第1部材3は、伸縮部1が挿入される切り欠き5を有するU字状に形成されおり、伸縮部1は、その長手方向が上下方向に一致するように切り欠き5内に挿入される。伸縮部1の伸縮素子は長手方向に伸縮するようになっている。そして、第1部材3における切り欠き5の底部と伸縮部1の下端部とが接続されるようになっている。第2部材4は、切り欠き5の上部に入り込むように設けられており、第2部材4の下端部と伸縮部1の上端部とが接続されるようになっている。なお、第1部材3には、ボルト等によって基材に取り付けるための厚さ方向に貫通する取り付け穴9が複数形成されている。   The displacement transmitting section 20 has a first member 3 to which the lower end of the expandable section 1 is connected, and a second member 4 to which the upper end of the expandable section 1 is connected. The first member 3 is formed in a U-shape having a notch 5 into which the elastic part 1 is inserted, and the elastic part 1 is inserted into the notch 5 so that its longitudinal direction coincides with the vertical direction. . The elastic element of the elastic part 1 expands and contracts in the longitudinal direction. Then, the bottom of the notch 5 in the first member 3 and the lower end of the elastic part 1 are connected. The second member 4 is provided so as to enter the upper part of the notch 5, and the lower end of the second member 4 is connected to the upper end of the expandable portion 1. The first member 3 has a plurality of mounting holes 9 that penetrate in the thickness direction for mounting to the base material with bolts or the like.

第2部材4の下端部と伸縮部1の上端部とは、嵌め合わせ部7により着脱可能に嵌め合わされている。また、第1部材3における切り欠き5の底部と伸縮部1の下端部とは、同様に嵌め合わせ部8により着脱可能に嵌め合わされている。   The lower end of the second member 4 and the upper end of the expansion and contraction unit 1 are detachably fitted by a fitting unit 7. In addition, the bottom of the notch 5 of the first member 3 and the lower end of the expansion and contraction section 1 are detachably fitted by a fitting section 8 in the same manner.

伸縮部1は、伸縮素子の端部を第2部材4に直接嵌め合わせる構成であってもよいが、伸縮素子として圧電素子を用いる場合には、圧電素子が脆性材料であるセラミックスで構成されているため、強度が不十分になるおそれがある。そのような場合には、図2に示すように、伸縮部1として、伸縮素子17の端部にステンレス鋼等の金属製の嵌め合わせ治具18を装着し、この嵌め合わせ治具18を第2部材4との嵌め合わせに用いるようにすることが好ましい。   The elastic part 1 may have a configuration in which the end of the elastic element is directly fitted to the second member 4. However, when a piezoelectric element is used as the elastic element, the piezoelectric element is made of a ceramic which is a brittle material. Therefore, the strength may be insufficient. In such a case, as shown in FIG. 2, a metal fitting jig 18 such as stainless steel is attached to the end of the elastic element 17 as the elastic part 1, and this fitting jig 18 is It is preferable to use it for fitting with the two members 4.

このとき、嵌め合わせ治具18と伸縮素子17は、装着面であるXY平面に対して移動しないように、つまり伸縮素子17の伸縮方向以外の方向に移動しないようにすることが必要であり、そのための手法としては、嵌め合わせ治具18と伸縮素子17とを接着することが挙られる。また、嵌め合わせ治具18の伸縮素子側の端部の四方を額縁状に残して凹部を形成し、その中に伸縮素子17を挿入して嵌め込むようにしてもよい。この手法は、接着しなくてもよいメリットがある。また、変位拡大機構2における第2部材4の端部の四方を額縁状に残して凹部を形成した状態に加工し、その中に直接伸縮素子を挿入するようにしてもよい。しかし、その場合には、第2部材4の厚さを変位拡大機構2の他の部分の厚さと同じにすることができないため、簡単な手法であるワイヤーカットを用いることができず、複雑な加工を要する。 At this time, it is necessary that the fitting jig 18 and the expansion / contraction element 17 do not move with respect to the XY plane which is the mounting surface, that is, do not move in a direction other than the expansion / contraction direction of the expansion / contraction element 17 . As a technique for this, bonding the fitting jig 18 and the expansion / contraction element 17 can be cited. Alternatively, a recess may be formed by leaving the four sides of the end of the fitting jig 18 on the stretchable element side in a frame shape, and the stretchable element 17 may be inserted and fitted therein. This method has an advantage that it is not necessary to adhere. Alternatively, the end of the second member 4 in the displacement magnifying mechanism 2 may be processed into a state in which a concave portion is formed by leaving a frame shape, and the telescopic element may be directly inserted into the concave portion. However, in this case, since the thickness of the second member 4 cannot be made the same as the thickness of the other parts of the displacement enlarging mechanism 2, the wire cutting which is a simple method cannot be used, and the structure is complicated. Requires processing.

伸縮素子を含む伸縮部1は、変位伝達部20に装着された状態で、適宜の方法により予め圧縮力が与えられるようになっている。特に、伸縮素子として圧電素子を用いた場合には、圧電素子が脆性材料であるセラミックス材料で構成されており、引張り力に対して弱いことから、予め圧縮力を与えることが重要である。伸縮素子に予め圧縮力を与える方法としては、特開2008−99399号公報、特開2012−139028号公報に記載された方法を挙げることができる。   The expansion / contraction part 1 including the expansion / contraction element is applied with a compression force in advance by an appropriate method in a state where the expansion / contraction part 1 is attached to the displacement transmitting part 20. In particular, when a piezoelectric element is used as the expansion / contraction element, it is important to apply a compressive force in advance because the piezoelectric element is made of a brittle ceramic material and is weak against a tensile force. Examples of a method of applying a compressive force to the expansion element in advance include the methods described in JP-A-2008-99399 and JP-A-2012-139028.

変位拡大動作部30は、一端部が第1部材3および第2部材4にそれぞれヒンジ結合され、他端部が変位対象物を変位させる一対のアーム12を有している。すなわち、各アーム12の基端部は、U字状をなす第1部材3の一方側の上端から延びるヒンジ10と、第2部材4の上端から延びるヒンジ11とにより、第1部材3および第2部材4に結合されている。そして、これらアーム12は、湾曲して第2部材4の一方の周縁および他方の周縁に沿うように延びている。アーム12の先端部には、板ばね14の一端部が接合され、各板ばね14の他端部同士は、対象物を取り付けるための取り付け孔16を有するセンターピース15を介して連結されている。変位対象物はこのセンターピース15に取り付けられる。   The displacement enlarging section 30 has one end hingedly connected to the first member 3 and the second member 4, respectively, and the other end has a pair of arms 12 for displacing the object to be displaced. That is, the base end of each arm 12 is formed by the hinge 10 extending from the upper end on one side of the U-shaped first member 3 and the hinge 11 extending from the upper end of the second member 4 to form the first member 3 and the third member 3. It is connected to two members 4. The arms 12 are curved and extend along one peripheral edge and the other peripheral edge of the second member 4. One end of a leaf spring 14 is joined to the tip of the arm 12, and the other end of each leaf spring 14 is connected via a center piece 15 having a mounting hole 16 for mounting an object. . The object to be displaced is attached to the center piece 15.

ヒンジ10、11は可撓性材料によって形成され、ヒンジ10はアーム12および第1部材3と一体的に設けられ、ヒンジ11はアーム12および第2部材4と一体的に設けられている。そして、ヒンジ10、11は、伸縮素子の伸縮によって撓みまたは曲げ変形することにより、第2部材4の移動およびアーム12の回動が許容される。   The hinges 10 and 11 are formed of a flexible material. The hinge 10 is provided integrally with the arm 12 and the first member 3, and the hinge 11 is provided integrally with the arm 12 and the second member 4. The hinges 10 and 11 bend or bend by the expansion and contraction of the expansion and contraction element, so that the movement of the second member 4 and the rotation of the arm 12 are allowed.

これにより、伸縮部1における伸縮素子の伸縮にともなう第2部材4の移動によってアーム12がヒンジ10および11を介して回動することにより、変位対象物に10〜30倍に拡大された変位が作用される。   As a result, the arm 12 pivots via the hinges 10 and 11 due to the movement of the second member 4 in accordance with the expansion and contraction of the expansion element in the expansion and contraction section 1. Acted upon.

具体的には、伸縮部1の下端部は第1部材3に拘束されており、伸縮部1の上端部は第2部材4に拘束されていて、電圧が印加されていない状態で第1部材3と第2部材4の上端の高さ位置は一致しているから、伸縮素子が伸びる方向に変位した場合に、第2部材4が第1部材3に対して上昇し、その変位は、ヒンジ10、11を介して変位拡大動作部30のアーム12に伝達され、アーム12は、第1部材3に近接するように回動し、板バネ14を介してセンターピース15およびセンターピース15に取り付けられた対象物に下方に向かう拡大された変位が生じる。逆に、伸縮素子が縮む方向に変位した場合に、第2部材4が第1部材に対して下降し、その変位は、ヒンジ10、11を介して変位拡大動作部30のアーム12に伝達され、アーム12は、第1部材3に対して離間するように回動し、板バネ14を介してセンターピース15に上方に向かう拡大された変位が生じる。   Specifically, the lower end of the telescopic part 1 is restrained by the first member 3, and the upper end of the telescopic part 1 is restrained by the second member 4. Since the height position of the upper end of the second member 4 coincides with the height position of the second member 4, the second member 4 rises with respect to the first member 3 when the telescopic element is displaced in the direction in which it extends. The arm 12 is transmitted to the arm 12 of the displacement enlarging operation section 30 via 10 and 11, and the arm 12 rotates so as to approach the first member 3, and is attached to the center piece 15 and the center piece 15 via the leaf spring 14. An enlarged displacement of the target object occurs downward. Conversely, when the telescopic element is displaced in the contracting direction, the second member 4 descends with respect to the first member, and the displacement is transmitted to the arm 12 of the displacement enlarging section 30 via the hinges 10 and 11. The arm 12 rotates so as to be separated from the first member 3, and the center piece 15 undergoes an enlarged upward displacement via the leaf spring 14.

なお、各板ばね14は、一端側および他端側にそれぞれ薄肉部14a、14cを有し、中間部に薄肉部14a、14cよりも厚い厚肉部14bを有しており、この厚肉部14bによって撓みまたは曲げ変形した際の座屈の発生が防止される。   Each leaf spring 14 has thin portions 14a, 14c at one end and the other end, and a thick portion 14b thicker than the thin portions 14a, 14c at an intermediate portion. 14b prevents buckling when bending or bending deformation occurs.

このように構成されたアクチュエータ100においては、変位拡大機構2の変位伝達部20に伸縮素子を有する伸縮部1を装着し、伸縮素子に電圧を与えることにより、伸縮素子が伸長すると、これにともなって第2部材4が第1部材3に対して上昇し、この変位によってヒンジ11もヒンジ10に対して変位するため、ヒンジ10、11に結合された一対のアーム12がてこの原理によって互いに近づくように回動する。これに追従して、各板ばね14も互いに近接するように撓みまたは曲げ変形し、センターピース15およびセンターピース15に取り付けられた変位対象物が下方に変位する。このとき、アーム12により、伸縮素子の変位が数倍から数十倍に拡大され、その拡大された変位を変位対象物に作用させることができる。伸縮素子に逆極性の電圧を与えて、伸縮素子を縮退させた際には、同様にてこの原理により、一対のアーム12が高いに遠ざかるように回動し、センターピース15およびセンターピース15に取り付けられた変位対象物に対して上方に拡大された変位が作用する。   In the actuator 100 configured as described above, when the expansion / contraction unit 1 having the expansion / contraction element is mounted on the displacement transmission unit 20 of the displacement enlarging mechanism 2 and a voltage is applied to the expansion / contraction element, the expansion / contraction element expands. As a result, the second member 4 is raised with respect to the first member 3 and the hinge 11 is also displaced with respect to the hinge 10 by this displacement, so that the pair of arms 12 connected to the hinges 10 and 11 approach each other by the principle of leverage. To rotate. Following this, each leaf spring 14 also bends or bends so as to approach each other, and the center piece 15 and the displacement object attached to the center piece 15 are displaced downward. At this time, the displacement of the expansion / contraction element is enlarged by several times to several tens times by the arm 12, and the enlarged displacement can be applied to the object to be displaced. When a voltage of the opposite polarity is applied to the expansion and contraction element and the expansion and contraction element is degenerated, the pair of arms 12 similarly rotate to move away from the center piece 15 and the center piece 15 according to this principle. The displacement expanded upward acts on the attached displacement object.

(アクチュエータの第2の例)
図3は本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータの第2の例を示す概略正面図である。
(Second example of actuator)
FIG. 3 is a schematic front view showing a second example of the actuator according to the first embodiment of the present invention.

アクチュエータ100′は、電圧等のトリガーを与えることにより所定方向に伸縮する伸縮素子を有する伸縮部1と、この伸縮部1が装着される装着部材として機能するとともに、伸縮素子の伸縮変位を拡大して対象物に伝達させる変位拡大機構2′とを具備している。   The actuator 100 'functions as a telescopic part 1 having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction by applying a trigger such as a voltage, and as a mounting member to which the telescopic part 1 is mounted, and expands the telescopic displacement of the telescopic element. And a displacement magnifying mechanism 2 ′ for transmitting to a target object.

伸縮部1の伸縮素子としては、第1の例と同様、所定方向に伸縮する素子であればよく、電圧に応じて変位する圧電素子、磁界に応じて変位する磁歪素子、温度に応じて変位する形状記憶合金素子等を挙げることができる。いずれの素子の場合にも電源からの電圧を直接印加するか、または電圧を適宜の手段で磁界や温度に変換して用いることにより電圧に応じた変位を実現することができる。なお、図3でも、電気端子等は省略している。   As in the first example, the expansion and contraction element of the expansion and contraction section 1 may be any element that expands and contracts in a predetermined direction, such as a piezoelectric element that displaces according to voltage, a magnetostrictive element that displaces according to a magnetic field, and a displacement that varies according to temperature. And the like. In any case, the displacement according to the voltage can be realized by directly applying a voltage from a power supply or converting the voltage into a magnetic field or a temperature using an appropriate means. In FIG. 3, the electric terminals and the like are omitted.

伸縮素子は、例えば、10mm×10mmの板状の圧電体が電極を挟んで複数積層されて例えば40mmの長さにされた直方体をなす圧電素子として構成されている。   The expansion / contraction element is configured as a rectangular parallelepiped piezoelectric element having a length of, for example, 40 mm, in which a plurality of 10 mm × 10 mm plate-shaped piezoelectric bodies are laminated with electrodes interposed therebetween.

伸縮素子は、電圧が印加されることにより、図3の矢印Cで示す長さ方向(図1のY方向)に伸縮するように構成されている。圧電体を構成する圧電材料としては、圧電効果を有するセラミック材料が用いられ、そのような材料として、典型的にはチタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O;PZT)を挙げることができる。伸縮素子1の形状は直方体に限らず、例えば三角柱や六角柱等の多角柱であっても、円柱であってもよい。The expandable element is configured to expand and contract in a length direction (Y direction in FIG. 1) indicated by an arrow C in FIG. 3 when a voltage is applied. As the piezoelectric material constituting the piezoelectric body, a ceramic material having a piezoelectric effect is used. As such a material, typically, lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 ; PZT) is given. Can be. The shape of the expansion element 1 is not limited to a rectangular parallelepiped, and may be, for example, a polygonal column such as a triangular column or a hexagonal column, or a column.

伸縮素子を含む伸縮部1は、変位拡大機構2′に装着された状態で、適宜の方法により予め圧縮力が与えられるようになっている。特に、伸縮素子として圧電素子を用いた場合には、圧電素子が脆性材料であるセラミックス材料で構成されており、引張り力に対して弱いことから、予め圧縮力を与えることが重要である。伸縮素子に予め圧縮力を与える方法としては、上述したように、特開2008−99399号公報、特開2012−139028号公報に記載された方法を挙げることができる。   The expansion / contraction part 1 including the expansion / contraction element is applied with a compressive force in advance by an appropriate method in a state of being mounted on the displacement enlarging mechanism 2 '. In particular, when a piezoelectric element is used as the expansion / contraction element, it is important to apply a compressive force in advance because the piezoelectric element is made of a brittle ceramic material and is weak against a tensile force. As a method of applying a compressive force to the expansion element in advance, as described above, the methods described in JP-A-2008-99399 and JP-A-2012-139028 can be exemplified.

変位拡大機構2′は、可撓性を有するヒンジを備えたヒンジ機構として構成され、伸縮部1のY方向の変位が伝達され、拡大されたX方向の変位として出力し、その拡大された変位を移動対象部材(図示せず)に伝達するものであり、伸縮部1の外側を覆うように設けられている。変位拡大機構2′は、伸縮部1の長さ方向(Y方向)の一端部および他端部にそれぞれ取り付けられる第1ヘッドピース41および第2ヘッドピース42を有し、これら第1ヘッドピース41および第2ヘッドピース42の間の伸縮部1の一方側および他方側に、それぞれ、第1ヘッドピース41および第2ヘッドピース42をつなぐ第1変位伝達部40aおよび第2変位伝達部40bを有している。   The displacement magnifying mechanism 2 ′ is configured as a hinge mechanism having a flexible hinge. The displacement in the Y direction of the expansion and contraction unit 1 is transmitted, and the displacement is output as an enlarged displacement in the X direction. Is transmitted to a movement target member (not shown), and is provided so as to cover the outside of the expandable portion 1. The displacement enlarging mechanism 2 ′ has a first headpiece 41 and a second headpiece 42 attached to one end and the other end in the length direction (Y direction) of the extendable portion 1, respectively. A first displacement transmitting section 40a and a second displacement transmitting section 40b connecting the first head piece 41 and the second head piece 42 are provided on one side and the other side of the telescopic section 1 between the second head piece 42 and the second head piece 42, respectively. are doing.

第1ヘッドピース41の内側部分と伸縮部1の一端部とは、嵌め合わせ部7により着脱可能に嵌め合わされている。また、第2ヘッドピース42の内側部分と伸縮部1の他端部とは、嵌め合わせ部8により着脱可能に嵌め合わされている。   The inner part of the first headpiece 41 and one end of the telescopic part 1 are detachably fitted by the fitting part 7. Further, the inside portion of the second head piece 42 and the other end of the elastic portion 1 are detachably fitted by the fitting portion 8.

第1変位伝達部40aは、第1ヒンジ43aと、第1中間部材44aと、第2ヒンジ45aと、第1出力部材46aと、第3ヒンジ47aと、第2中間部材48aと、第4ヒンジ49aとを有し、第1中間部材44aが第1ヒンジ43aを介して第1ヘッドピース41に連結され、第2中間部材48aが第4ヒンジ49aを介して第2ヘッドピース12に連結されており、第1出力部材46aは、それぞれ第2ヒンジ45aおよび第3ヒンジ47aを介して第1中間部材44aおよび第2中間部材48aに連結されている。   The first displacement transmitting section 40a includes a first hinge 43a, a first intermediate member 44a, a second hinge 45a, a first output member 46a, a third hinge 47a, a second intermediate member 48a, and a fourth hinge. 49a, the first intermediate member 44a is connected to the first headpiece 41 via the first hinge 43a, and the second intermediate member 48a is connected to the second headpiece 12 via the fourth hinge 49a. The first output member 46a is connected to the first intermediate member 44a and the second intermediate member 48a via the second hinge 45a and the third hinge 47a, respectively.

一方、第2変位伝達部40bは、第5ヒンジ43bと、第3中間部材44bと、第6ヒンジ45bと、第2出力部材46bと、第7ヒンジ47bと、第4中間部材48bと、第8ヒンジ49bとを有し、第3中間部材44bが第5ヒンジ43bを介して第1ヘッドピース41に連結され、第4中間部材48bが第8ヒンジ19bを介して第2ヘッドピース42に連結されており、第2出力部材46bは、それぞれ第6ヒンジ45bおよび第7ヒンジ47bを介して第3中間部材44bおよび第4中間部材48bに連結されている。   On the other hand, the second displacement transmitting unit 40b includes a fifth hinge 43b, a third intermediate member 44b, a sixth hinge 45b, a second output member 46b, a seventh hinge 47b, a fourth intermediate member 48b, 8th hinge 49b, the third intermediate member 44b is connected to the first headpiece 41 via the fifth hinge 43b, and the fourth intermediate member 48b is connected to the second headpiece 42 via the eighth hinge 19b. The second output member 46b is connected to the third intermediate member 44b and the fourth intermediate member 48b via the sixth hinge 45b and the seventh hinge 47b, respectively.

第1出力部材46aおよび第2出力部材46bは、伸縮部1の長さ方向(Y方向)中央部に伸縮部1を挟んで対向するように設けられている。第1出力部材46aには、移動対象部材(図示せず)が装着される。一方、第2出力部材46bは、固定治具31に固定されている。   The first output member 46a and the second output member 46b are provided so as to oppose the center of the elastic portion 1 in the length direction (Y direction) with the elastic portion 1 interposed therebetween. A movement target member (not shown) is attached to the first output member 46a. On the other hand, the second output member 46b is fixed to the fixing jig 31.

第1中間部材44aと第2中間部材48aは、第1出力部材46aを挟んで対称に配置され、第1中間部材44aおよび第2中間部材48aと、第3中間部材44bおよび第4中間部材48bとは、伸縮部1を挟んで対称に配置される。また、第1〜第8ヒンジ43a,45a,47a,49a,43b,45b,47b,49bは可撓性を有し、伸縮素子1の伸縮により撓んで伸縮素子1の変位を第1出力部材46aおよび第2出力部材46bに伝達可能となっており、伸縮部1がY方向に伸縮変位することにより、第1出力部材46aおよび第2出力部材46bから拡大されたX方向の変位が出力されるようになっている。   The first intermediate member 44a and the second intermediate member 48a are arranged symmetrically with the first output member 46a interposed therebetween, and the first intermediate member 44a and the second intermediate member 48a, and the third intermediate member 44b and the fourth intermediate member 48b Is symmetrically arranged with the elastic portion 1 interposed therebetween. Further, the first to eighth hinges 43a, 45a, 47a, 49a, 43b, 45b, 47b, 49b have flexibility, and are bent by the expansion and contraction of the expansion and contraction element 1 to displace the displacement of the expansion and contraction element 1 to the first output member 46a. And the second output member 46b, and the expanded displacement in the X direction is output from the first output member 46a and the second output member 46b by the expansion and contraction displacement of the expandable portion 1 in the Y direction. It has become.

そして、第1ヒンジ43a、第4ヒンジ49a、第5ヒンジ43b、および第8ヒンジ49bは、第2ヒンジ45a、第3ヒンジ47a、第6ヒンジ45b、第7ヒンジ47bよりも外側に設けられているため、伸縮部1の伸縮素子が伸長した際に、第1出力部材46aおよび第2出力部材46bが伸縮素子1に対し相対的に外側へ変位するようになっている。このとき、第2出力部材46bは固定治具31で固定されているため、第2出力部材46bは実際には不動部である。このため、伸縮素子1が矢印A方向に伸長した際には、第2出力部材46b以外の部分が伸縮素子とともに図1の矢印Bの方向へ変位し、その変位が移動対象部材に伝達される。   The first hinge 43a, the fourth hinge 49a, the fifth hinge 43b, and the eighth hinge 49b are provided outside the second hinge 45a, the third hinge 47a, the sixth hinge 45b, and the seventh hinge 47b. Therefore, the first output member 46a and the second output member 46b are displaced outward relative to the expandable element 1 when the expandable element of the expandable section 1 is expanded. At this time, since the second output member 46b is fixed by the fixing jig 31, the second output member 46b is actually a stationary part. For this reason, when the telescopic element 1 extends in the direction of arrow A, portions other than the second output member 46b are displaced in the direction of arrow B in FIG. 1 together with the telescopic element, and the displacement is transmitted to the movement target member. .

なお、移動対象部材を第1出力部材46aに装着して第2出力部材46bを固定する代わりに、移動対象部材を第2出力部材46bに装着して第1出力部材46aを固定してもよいし、第1出力部材46aおよび第2出力部材46bの両方に移動対象部材を装着して、両方を動作させてもよい。   Instead of attaching the movement target member to the first output member 46a and fixing the second output member 46b, the movement target member may be attached to the second output member 46b to fix the first output member 46a. Then, the movement target member may be attached to both the first output member 46a and the second output member 46b, and both may be operated.

このように構成されたアクチュエータ100′においては、伸縮素子に所定の電圧を与えることにより、伸縮部1がY方向に伸長変位(矢印A方向)すると、それにともなって、装着部材である変位拡大機構2′にその変位が伝達される。変位拡大機構2′においては、伸縮部1の伸長変位が第1ヘッドピース41および第2ヘッドピース42に伝達され、第1変位伝達部40aの第1〜第4ヒンジ43a,45a,47a,49aおよび第2変位伝達部40bの第5〜第8ヒンジ43b,45b,47b,49bを介して第1出力部材46aおよび第2出力部材46bが、矢印Bに示すようにX方向に沿って外側に変位し、10〜30倍程度に拡大されたX方向の変位として出力される。そして、その拡大された変位が移動対象部材(図示せず)に伝達される。伸縮素子1が伸長した状態から縮退する場合には、逆の動作により第1出力部材46aおよび第2出力部材46bが内側に変位する。   In the actuator 100 'configured as described above, when a predetermined voltage is applied to the expansion / contraction element, the expansion / contraction section 1 is extended and displaced in the Y direction (the direction of the arrow A), and accordingly, the displacement enlarging mechanism which is a mounting member. The displacement is transmitted to 2 '. In the displacement magnifying mechanism 2 ', the extension displacement of the telescopic part 1 is transmitted to the first headpiece 41 and the second headpiece 42, and the first to fourth hinges 43a, 45a, 47a, 49a of the first displacement transmission part 40a. The first output member 46a and the second output member 46b move outward along the X direction as shown by the arrow B via the fifth to eighth hinges 43b, 45b, 47b, 49b of the second displacement transmitting portion 40b. It is displaced and output as a displacement in the X direction that is magnified about 10 to 30 times. Then, the enlarged displacement is transmitted to a movement target member (not shown). When the elastic element 1 is retracted from the expanded state, the first output member 46a and the second output member 46b are displaced inward by the reverse operation.

なお、この第2の例においては、いくつかの変形例が可能である。
例えば図4のように、第1〜第8ヒンジ43a,45a,47a,49a,43b,45b,47b,49bを変更して、伸縮部1が伸長変位した際に、第1出力部材46aを図3の矢印B方向とは逆の矢印C方向に変位させることができる。また、図5に示すように、一方側の中間部にヒンジを設けずに第1出力部材46aのみ変位するようにしてもよい。さらに、図6に示すように、第1出力部46aおよび第2出力部46bの変位が伸縮部1に妨げられないように、2つの伸縮部1の間に第1変位伝達部40aおよび第2変位伝達部40bを設けるようにしてもよい。
In the second example, some modifications are possible.
For example, as shown in FIG. 4, the first to eighth hinges 43a, 45a, 47a, 49a, 43b, 45b, 47b, 49b are changed so that the first output member 46a is drawn when the telescopic unit 1 is extended and displaced. 3 can be displaced in the direction of arrow C opposite to the direction of arrow B. Further, as shown in FIG. 5, only the first output member 46a may be displaced without providing a hinge at the intermediate portion on one side. Further, as shown in FIG. 6, the first displacement transmitting section 40a and the second displacement transmitting section 40a are provided between the two expandable sections 1 so that the displacement of the first output section 46a and the second output section 46b is not hindered by the expandable section 1. The displacement transmitting section 40b may be provided.

(嵌め合わせ部の第1の例)
次に、嵌め合わせ部の第1の例について説明する。
ここでは、図1に示すアクチュエータの第1の例に適用した嵌め合わせ部を示すが、図3に示すアクチュエータの第2の例にも同様に適用することができる。
(First example of fitting portion)
Next, a first example of the fitting portion will be described.
Here, the fitting portion applied to the first example of the actuator shown in FIG. 1 is shown, but the fitting portion can be similarly applied to the second example of the actuator shown in FIG.

図7は、嵌め合わせ部の第1の例を説明するための斜視図である。図7に示すように、変位拡大機構2の第2部材4および伸縮部1は、いずれも断面矩形状の角柱状に形成されており、第2部材4の下端部と伸縮部1の上端部との嵌め合わせ部7は、第2部材4の下端の幅方向(矢印E方向)に対向する2辺から突出して設けられた一対の第1突出部21を有する第1部分7aと、伸縮部1の上端の、第1突出部21に対応しない厚さ方向(F方向)に対向する2辺から突出して設けられた一対の第2突出部22を有する第2部分7bとが嵌め合わされることにより構成される。第1部分7aと第2部分7bとが嵌め合わされた状態では、第1部分7aの突出部21と第2部分7bの第2突出部22は直交しており、第1部分7aの突出部21は、伸縮部1の上端部の第2突出部22が形成されていない2辺に対応する面を隙間なく挟むように構成され、第2部分7bの第2突出部22は、第2部材4の第1突出部が形成されていない2辺に対応する面を隙間なく挟むように構成される。また、第2部分7bは、第1突出部21が嵌め込まれる段差部23を有している。これにより、第1突出部21および第2突出部22によって、第2部材4と伸縮部1のX方向およびY方向の相対移動が阻止され、伸縮部1と第2部材4とは、これらの接続面内での移動が生じない状態とすることができる。切り欠き5の底部と伸縮部1の下端部との嵌め合わせ部8も嵌め合わせ部7と同様に構成される。   FIG. 7 is a perspective view for explaining a first example of the fitting portion. As shown in FIG. 7, the second member 4 and the extendable portion 1 of the displacement enlarging mechanism 2 are each formed in a rectangular column shape having a rectangular cross section, and the lower end of the second member 4 and the upper end of the extendable portion 1 are provided. A first portion 7a having a pair of first protrusions 21 provided to protrude from two sides of the lower end of the second member 4 in the width direction (the direction of arrow E), and a telescopic portion. The upper end of the first portion 7b is fitted with the second portion 7b having a pair of second projecting portions 22 provided so as to project from two sides facing the thickness direction (F direction) not corresponding to the first projecting portion 21. It consists of. In a state where the first portion 7a and the second portion 7b are fitted, the protrusion 21 of the first portion 7a and the second protrusion 22 of the second portion 7b are orthogonal to each other, and the protrusion 21 of the first portion 7a is orthogonal. Is configured so as to sandwich, without a gap, a surface corresponding to two sides of the upper end portion of the elastic portion 1 where the second protrusion 22 is not formed, and the second protrusion 22 of the second portion 7 b Are configured so as to sandwich, without gaps, surfaces corresponding to two sides on which the first protruding portions are not formed. The second portion 7b has a step 23 into which the first protrusion 21 is fitted. Accordingly, the first member 21 and the second member 22 prevent the relative movement of the second member 4 and the elastic member 1 in the X direction and the Y direction, and the elastic member 1 and the second member 4 A state in which movement within the connection surface does not occur can be achieved. The fitting portion 8 of the bottom of the notch 5 and the lower end of the expansion and contraction portion 1 is configured similarly to the fitting portion 7.

このように、嵌め合わせ部7により伸縮部1の上端部と第2部材4とが嵌め合わされ、嵌め合わせ部8により伸縮部1の下端部と第1部材3とが嵌め合わされることにより、伸縮部1が変位方向以外の方向へ移動しないようにすることができる。また、変位拡大機構2は、全体が同じ厚さで構成すると、ワイヤカット等の簡易な方法を採用することができ、製造上有利であるが、上記のような構造の嵌め合わせ部7を採用することにより、変位拡大機構2の変位伝達部20は同じ厚さで形成することができ、製造性を低下させることはない。伸縮部1の第2部分7bは、第2突出部22の分だけ厚さ方向に張り出している。   In this manner, the upper end of the expandable portion 1 and the second member 4 are fitted by the fitting portion 7, and the lower end of the expandable portion 1 and the first member 3 are fitted by the fitting portion 8, thereby expanding and contracting. The part 1 can be prevented from moving in a direction other than the displacement direction. When the displacement enlarging mechanism 2 has the same thickness as a whole, a simple method such as wire cutting can be adopted, which is advantageous in manufacturing. However, the fitting portion 7 having the above structure is adopted. By doing so, the displacement transmitting section 20 of the displacement enlarging mechanism 2 can be formed with the same thickness, and the manufacturability is not reduced. The second portion 7b of the expansion and contraction portion 1 projects in the thickness direction by the amount of the second protrusion 22.

なお、伸縮部1の伸縮方向に与圧を与えているので、嵌め合わせ部7、8のいずれか一方のみを設け、嵌め合わせ部が存在しない側の伸縮部1の端面を第1部材3または第2部材4の対応する端面に接触するのみとしてもよい。   In addition, since the pressurization is applied in the expansion and contraction direction of the expansion and contraction portion 1, only one of the fitting portions 7 and 8 is provided, and the end surface of the expansion and contraction portion 1 on the side where the fitting portion does not exist is the first member 3 or Only the corresponding end face of the second member 4 may be contacted.

従来は、伸縮素子を装着部材である変位拡大機構に接着して用いていたが、伸縮素子を接着すると、想定外の力が作用する場合等に伸縮素子を取り外せないという不都合や、伸縮素子または装着部材が破損しても一方のみを交換することができないという不都合があった。一方、このような不都合を解消するために、伸縮素子を接着せずに伸縮方向に圧力をかけて装着することも検討されていたが、伸縮素子は伸縮動作が速いため、圧力をかけていても伸縮素子が伸縮を繰り返すことにより素子の位置ずれが生じてしまい、伸縮素子の破損を有効に防止することは困難であった。   Conventionally, the expansion / contraction element was used by bonding it to a displacement enlarging mechanism, which is a mounting member.However, if the expansion / contraction element is bonded, the expansion / contraction element cannot be removed when an unexpected force is applied. Even if the mounting member is damaged, only one of them cannot be replaced. On the other hand, in order to solve such inconvenience, it has been considered to attach the expandable element by applying pressure in the expansion and contraction direction without attaching the expandable element. In addition, since the expansion and contraction of the expansion and contraction element repeats, the element is displaced, and it is difficult to effectively prevent the expansion and contraction element from being damaged.

そこで、本例では、伸縮素子を有する伸縮部1の上端部および下端部と、装着部材である変位拡大機構2の第2部材4および第1部材3とを、それぞれ、嵌め合わせ部7、8によりこれらの接合面内で移動しないように着脱可能に嵌め合わせるようにする。このように、伸縮素子を装着部材である変位拡大機構2に接着せずに着脱可能としたので、伸縮素子を接着すると、想定外の力が作用する場合等に伸縮素子を取り外せないという不都合や、伸縮素子または装着部材が破損しても一方のみを交換することができないという不都合を回避することができる。また、伸縮素子を有する伸縮部1が伸縮方向以外の方向に移動しないようにすることができ、伸縮素子が伸縮を繰り返しても伸縮素子に位置ずれが生じず、伸縮素子の破損を防止することができる。特に、伸縮素子として脆性材料であるセラミック材料を用いる圧電素子を用いる場合に、この破損防止効果が有効である。   Therefore, in this example, the upper end and lower end of the expansion / contraction unit 1 having the expansion / contraction element and the second member 4 and the first member 3 of the displacement enlarging mechanism 2 as the mounting member are fitted to the fitting units 7 and 8, respectively. Thereby, it is detachably fitted so as not to move in these joining surfaces. As described above, since the extensible element is detachable without adhering to the displacement enlarging mechanism 2 which is a mounting member, when the extensible element is adhered, inconvenience that the extensible element cannot be removed when unexpected force is applied or the like. In addition, it is possible to avoid the disadvantage that only one of them can be replaced even if the expansion element or the mounting member is damaged. In addition, the telescopic part 1 having the telescopic element can be prevented from moving in a direction other than the telescopic direction. Even if the telescopic element repeatedly expands and contracts, the telescopic element is not displaced, thereby preventing damage to the telescopic element. Can be. In particular, when a piezoelectric element using a ceramic material, which is a brittle material, is used as the expansion / contraction element, this damage prevention effect is effective.

この場合に、上述したように伸縮部1の伸縮方向に予め圧縮力が与えられているので、嵌め合わせ部7、8のいずれか一方のみを設け、嵌め合わせ部が存在しない側の伸縮部1の端面を第1部材3または第2部材4の対応する端面に接触するのみとしても上記効果を得ることができる。ただし、上記効果を確実に得る観点からは、嵌め合わせ部7、8を両方設けることが好ましい。   In this case, as described above, since a compressive force is applied in advance in the expansion and contraction direction of the expansion and contraction portion 1, only one of the fitting portions 7 and 8 is provided, and the expansion and contraction portion 1 on the side where the fitting portion does not exist is provided. The above effect can be obtained even if only the end face of the first member 3 contacts the corresponding end face of the first member 3 or the second member 4. However, from the viewpoint of reliably obtaining the above effects, it is preferable to provide both the fitting portions 7 and 8.

また、図8Aおよび図8Bに示すように、このような嵌め合わせ部の少なくとも一方側をねじ止めするとにより、伸縮部1の装着をより確実に行うことができる。図8A、図8Bはアクチュエータの第2の例を例にとって説明するものであるが、図8Aは、嵌め合わせ部7側の第1ヘッドピース41と伸縮部1とをねじ32によりねじ止めしている例であり、図8Bは嵌め合わせ部7側の第1ヘッドピース41および嵌め合わせ部8側の第2ヘッドピース42の両方を伸縮部1に対してねじ32および33によりねじ止めしている例である。   In addition, as shown in FIGS. 8A and 8B, by attaching at least one side of such a fitting portion with a screw, the expansion and contraction portion 1 can be mounted more reliably. 8A and 8B illustrate the second example of the actuator as an example. FIG. 8A illustrates a case where the first head piece 41 on the fitting portion 7 side and the telescopic portion 1 are screwed with the screw 32. FIG. 8B shows an example in which both the first head piece 41 on the fitting portion 7 side and the second head piece 42 on the fitting portion 8 side are screwed to the telescopic portion 1 with screws 32 and 33. It is an example.

なお、嵌め合わせ部7、8のいずれか一方のみを設け、伸縮部1の嵌め合わせ部が設けられていない端部側を装着部材とねじ止めするようにしてもよい。また、嵌め合わせ部7、8のいずれか一方のみを設け、伸縮部1の両方の端部を装着部材とねじ止めするようにしてもよい。   Alternatively, only one of the fitting portions 7 and 8 may be provided, and the end of the telescopic portion 1 where the fitting portion is not provided may be screwed to the mounting member. Alternatively, only one of the fitting portions 7 and 8 may be provided, and both ends of the elastic portion 1 may be screwed to the mounting member.

(嵌め合わせ部の第2の例)
次に、嵌め合わせ部の第2の例について説明する。
ここでは、伸縮部と装着部材との接続面の面内移動が生じないような嵌め合わせ手法の他の例について、図1に示すアクチュエータの第1の例に基づいて説明する。もちろん、図3に示すアクチュエータの第2の例にも同様に適用することもできる。
(Second example of fitting portion)
Next, a second example of the fitting portion will be described.
Here, another example of the fitting method that does not cause the in-plane movement of the connection surface between the elastic portion and the mounting member will be described based on the first example of the actuator shown in FIG. Of course, the same can be applied to the second example of the actuator shown in FIG.

図9Aは、第2部材4の端部を角筒部4aとし、伸縮部1の一方の端部を角筒部4aに対応する角柱部1aとし、角柱部1aを角筒部4aに挿入することにより嵌め合わせ部7を構成した例を示すものである。また、図9Bは、第2部材4の端部を円筒部4bとし、伸縮部1の一方の端部を円筒部4bに対応する円柱部1bとし、円柱部1bを円筒部に挿入することにより嵌め合わせ部7を構成した例を示すものである。また、角筒部や円筒部および角柱部や円柱部に限らず、他の多角筒や多角柱であってもよく、互いに適合する筒状部と柱状部であればよい。また、図9Bのように円筒部4bと円柱部1bの組み合わせの場合は、伸縮部1が変位方向以外の方向へ移動しないようにしつつ、円筒部4bと円柱部1bとが相対的に回転することが許容される。なお、第2部材4の端部が多角筒で伸縮部1の対応する端部がそれに内接する円柱の場合にも同様に、相対的に回転することが許容される。   FIG. 9A shows that the end of the second member 4 is a square tube 4a, one end of the expandable unit 1 is a square column 1a corresponding to the square tube 4a, and the square column 1a is inserted into the square tube 4a. This shows an example in which the fitting portion 7 is configured. FIG. 9B shows that the end of the second member 4 is a cylindrical portion 4b, one end of the elastic portion 1 is a cylindrical portion 1b corresponding to the cylindrical portion 4b, and the cylindrical portion 1b is inserted into the cylindrical portion. 3 shows an example in which the fitting portion 7 is configured. Further, the present invention is not limited to the rectangular tube portion and the cylindrical portion, and the prism portion and the column portion, but may be another polygonal tube or a polygonal column, as long as the cylindrical portion and the column portion are compatible with each other. Further, in the case of a combination of the cylindrical portion 4b and the columnar portion 1b as shown in FIG. 9B, the cylindrical portion 4b and the columnar portion 1b rotate relatively while preventing the expansion and contraction portion 1 from moving in a direction other than the displacement direction. It is acceptable. Similarly, when the end of the second member 4 is a polygonal cylinder and the corresponding end of the expandable unit 1 is a cylinder inscribed therein, relative rotation is also permitted.

また、図9Cに示すように、第2部材4の端部を、角柱部4cの先端に円筒部4dを設けた構成にすることもできる。   Further, as shown in FIG. 9C, the end of the second member 4 may be configured such that a cylindrical portion 4d is provided at the tip of a prism 4c.

なお、本例において、上記図9A〜図9Cとは逆に、装着部材側に柱状部を設け、伸縮部側に筒状部を設けて、これらにより嵌め合わせ部を構成してもよい。また、伸縮部1の全体の断面形状は特に限定されない。また、本例においても、伸縮部1は伸縮素子のみで構成されていてもよいし、図2に示すように、伸縮素子17と嵌め合わせ部材18で構成されていてもよい。   In this example, contrary to FIGS. 9A to 9C, a columnar portion may be provided on the mounting member side, and a tubular portion may be provided on the expansion / contraction portion side, thereby forming a fitting portion. Further, the overall cross-sectional shape of the elastic portion 1 is not particularly limited. Also, in this example, the extendable portion 1 may be composed of only the extendable element, or may be composed of the extendable element 17 and the fitting member 18 as shown in FIG.

(嵌め合わせ部の第3の例)
次に、嵌め合わせ部の第3の例について説明する。
ここでは、伸縮部と装着部材との嵌め合わせ部により位置決めを行い、ねじ止めにより伸縮部を拘束する例について、図3に示すアクチュエータの第2の例に基づいて説明する。もちろん、図1に示すアクチュエータの第1の例にも同様にに適用することができる。
(Third example of fitting portion)
Next, a third example of the fitting portion will be described.
Here, an example will be described based on a second example of the actuator shown in FIG. 3 in which positioning is performed by a fitting portion between the elastic portion and the mounting member, and the elastic portion is restrained by screwing. Of course, the same can be applied to the first example of the actuator shown in FIG.

図10Aの例では、伸縮部1は断面が矩形状をなし、伸縮部1の両端面に、対向する2辺から突出した一対の突出部51を形成し、一対の突出部51が第1ヘッドピース41および第2ヘッドピース42の端部の装着部分52を挟むようにして嵌め合わせ部7および嵌め合わせ部8が構成される。これによって伸縮部1の位置決めがなされる。そして、嵌め合わせ部7側の第1ヘッドピース41と伸縮部1とをねじ32によりねじ止めする。これにより、伸縮部1と変位拡大機構2′とが着脱可能であり、ねじにより固定された際には、伸縮部1の伸縮方向以外の方向へ移動することが防止され、伸縮素子を装着部材に対して接着することの不都合を回避することができ、かつ動作時に伸縮素子の破損をもたらすことがない。   In the example of FIG. 10A, the expandable portion 1 has a rectangular cross section, and a pair of projecting portions 51 protruding from two opposing sides is formed on both end surfaces of the expandable portion 1. The fitting portion 7 and the fitting portion 8 are configured so as to sandwich the mounting portion 52 at the end of the piece 41 and the second head piece 42. Thereby, the positioning of the telescopic part 1 is performed. Then, the first head piece 41 on the fitting portion 7 side and the expansion / contraction portion 1 are screwed with the screw 32. Thereby, the expansion and contraction unit 1 and the displacement enlarging mechanism 2 ′ are detachable, and when fixed by screws, are prevented from moving in a direction other than the expansion and contraction direction of the expansion and contraction unit 1. It is possible to avoid the inconvenience of adhering to the device, and to prevent the expansion element from being damaged during operation.

図10Bの例では、嵌め合わせ部7側の第1ヘッドピース41および嵌め合わせ部8側の第2ヘッドピース42の両方を伸縮部1に対してねじ32および33によりねじ止めしている。一方のみのねじ止めで上記効果を奏することができるが、このように伸縮部1の両側をねじ止めすることにより、より確実に上記効果を得ることができる。   In the example of FIG. 10B, both the first head piece 41 on the fitting portion 7 side and the second head piece 42 on the fitting portion 8 side are screwed to the telescopic portion 1 with screws 32 and 33. Although the above effect can be obtained by screwing only one side, the above effect can be obtained more reliably by screwing both sides of the expansion and contraction section 1 in this way.

図10Cの例では、図10Aおよび図10Bの例と同様に嵌め合わせ部8が構成されているが、伸縮部1の第1ヘッドピース41側の端面は、第1ヘッドピースの装着部分52の端面とつき合わされるように構成されている。これによって、より簡易に伸縮部1の位置決めを行うことが可能である。そして、伸縮部が装着された際に、伸縮部1の第1ヘッドピース41側の端部が第1ヘッドピース41とねじ32によりねじ止めされる。これにより、伸縮部1と変位拡大機構2′とが着脱可能であり、ねじにより固定された際には、伸縮部1の伸縮方向以外の方向へ移動することが防止され、伸縮素子を装着部材に対して接着することの不都合を回避することができ、かつ動作時に伸縮素子の破損をもたらすことがない。なお、図10Cの例において、嵌め合わせ部7を設け、伸縮部1の第2ヘッドピース42側の端面が、第2ヘッドピースの装着部分52の端面と付き合わされるように構成され、伸縮部1の第2ヘッドピース42側の端部を第2ヘッドピース42とねじ止めするようにしてもよい。また、伸縮部1の両側をねじ止めしてもよい。   In the example of FIG. 10C, the fitting portion 8 is configured similarly to the example of FIGS. 10A and 10B, but the end face of the expandable portion 1 on the first headpiece 41 side is formed by the mounting portion 52 of the first headpiece. It is configured to be brought into contact with the end face. This makes it possible to more easily position the telescopic unit 1. Then, when the elastic part is attached, the end of the elastic part 1 on the first headpiece 41 side is screwed with the first headpiece 41 and the screw 32. Thereby, the expansion and contraction unit 1 and the displacement enlarging mechanism 2 ′ are detachable, and when fixed by screws, are prevented from moving in a direction other than the expansion and contraction direction of the expansion and contraction unit 1. It is possible to avoid the inconvenience of adhering to the device, and to prevent the expansion element from being damaged during operation. In the example of FIG. 10C, the fitting portion 7 is provided, and the end face of the extendable portion 1 on the second head piece 42 side is configured to be brought into contact with the end face of the mounting portion 52 of the second head piece. The end of the first second headpiece 42 may be screwed to the second headpiece 42. Further, both sides of the elastic portion 1 may be screwed.

なお、伸縮部1の断面形状、変位拡大機構2′の装着部分の断面形状を矩形状としたが、これに限るものではない。また、本例においても、伸縮部1は伸縮素子のみで構成されていてもよいし、図2に示すように、伸縮素子17と嵌め合わせ部材18で構成されていてもよい。   In addition, although the cross-sectional shape of the expansion-contraction part 1 and the cross-sectional shape of the mounting part of the displacement enlarging mechanism 2 'are rectangular, it is not limited to this. Also, in this example, the extendable portion 1 may be composed of only the extendable element, or may be composed of the extendable element 17 and the fitting member 18 as shown in FIG.

(嵌め合わせ部の第4の例)
次に、嵌め合わせ部の第4の例について説明する。
ここでは、第3の例と同様、伸縮部と装着部材との嵌め合わせ部により位置決めを行い、ねじ止めにより伸縮部を拘束する例について、図3に示すアクチュエータの第2の例に基づいて説明する。もちろん、図1に示すアクチュエータの第1の例にも同様に適用することができる。
(Fourth example of fitting portion)
Next, a fourth example of the fitting portion will be described.
Here, similarly to the third example, an example in which positioning is performed by a fitting portion between the expansion and contraction portion and the mounting member and the expansion and contraction portion is restrained by screwing will be described based on the second example of the actuator illustrated in FIG. I do. Of course, the same can be applied to the first example of the actuator shown in FIG.

図11Aの例では、第1ヘッドピース41および第2ヘッドピース42の伸縮部1側の端部の装着部分は、その断面が矩形状をなし、端面の対向する2辺から突出した一対の突出部53を有すし、突出部53が伸縮部1の両方の端部54を挟むようにして嵌め合わせ部7および嵌め合わせ部8が構成される。これにより伸縮部1の位置決めがなされる。そして、嵌め合わせ部7側の第1ヘッドピース41と伸縮部1とをねじ32によりねじ止めする。これにより、伸縮部1と変位拡大機構2′とが着脱可能であり、ねじにより固定された際には、伸縮部1の伸縮方向以外の方向へ移動することが防止され、伸縮素子を装着部材に対して接着することの不都合を回避することができ、かつ動作時に伸縮素子の破損をもたらすことがない。   In the example of FIG. 11A, the mounting portion at the end of the first headpiece 41 and the second headpiece 42 on the telescopic portion 1 side has a rectangular cross section, and a pair of protrusions protruding from two opposite sides of the end surface. The fitting portion 7 and the fitting portion 8 are configured so that the projection 53 has both ends 54 of the elastic portion 1. As a result, the positioning of the telescopic part 1 is performed. Then, the first head piece 41 on the fitting portion 7 side and the expansion / contraction portion 1 are screwed with the screw 32. Thereby, the expansion and contraction unit 1 and the displacement enlarging mechanism 2 ′ are detachable, and when fixed by screws, are prevented from moving in a direction other than the expansion and contraction direction of the expansion and contraction unit 1. It is possible to avoid the inconvenience of adhering to the device, and to prevent the expansion element from being damaged during operation.

図11Bの例では、嵌め合わせ部7側の第1ヘッドピース41および嵌め合わせ部8側の第2ヘッドピース42の両方を伸縮部1に対してねじ32および33によりねじ止めしている。一方のみのねじ止めで上記効果を奏することができるが、このように伸縮部1の両側をねじ止めすることにより、より確実に上記効果を得ることができる。   In the example of FIG. 11B, both the first head piece 41 on the fitting portion 7 side and the second head piece 42 on the fitting portion 8 side are screwed to the telescopic portion 1 with screws 32 and 33. Although the above effect can be obtained by screwing only one side, the above effect can be obtained more reliably by screwing both sides of the expansion and contraction section 1 in this way.

図11Cの例では、図11Aおよび図11Bの例と同様に嵌め合わせ部8が構成されているが、伸縮部1の第1ヘッドピース41側の端面は、第1ヘッドピースの装着部分52の端面とがつき合わされるように構成されている。これによって、より簡易に伸縮部1の位置決めを行うことが可能である。そして、伸縮部が装着された際に、伸縮部1の第1ヘッドピース41側の端部が第1ヘッドピース41とねじ32によりねじ止めされる。これにより、伸縮部1と変位拡大機構2′とが着脱可能であり、ねじにより固定された際には、伸縮部1の伸縮方向以外の方向へ移動することが防止され、伸縮素子を装着部材に対して接着することの不都合を回避することができ、かつ動作時に伸縮素子の破損をもたらすことがない。なお、図11Cの例において、嵌め合わせ部7を設け、伸縮部1の第2ヘッドピース42側の端面が、第2ヘッドピースの装着部分52の端面と付き合わされるように構成され、伸縮部1の第2ヘッドピース42側の端部を第2ヘッドピース42とねじ止めするようにしてもよい。また、伸縮部1の両側をねじ止めしてもよい。   In the example of FIG. 11C, the fitting portion 8 is configured similarly to the examples of FIGS. 11A and 11B, but the end face of the expandable portion 1 on the first headpiece 41 side is the same as the mounting portion 52 of the first headpiece. The end faces are configured to be brought into contact with each other. This makes it possible to more easily position the telescopic unit 1. Then, when the elastic part is attached, the end of the elastic part 1 on the first headpiece 41 side is screwed with the first headpiece 41 and the screw 32. Thereby, the expansion and contraction unit 1 and the displacement enlarging mechanism 2 ′ are detachable, and when fixed by screws, are prevented from moving in a direction other than the expansion and contraction direction of the expansion and contraction unit 1. It is possible to avoid the inconvenience of adhering to the device, and to prevent the expansion element from being damaged during operation. In the example of FIG. 11C, the fitting portion 7 is provided, and the end face of the extendable portion 1 on the second head piece 42 side is configured to be brought into contact with the end face of the mounting portion 52 of the second head piece. The end of the first second headpiece 42 may be screwed to the second headpiece 42. Further, both sides of the elastic portion 1 may be screwed.

なお、伸縮部1の断面形状、変位拡大機構2′の装着部分の断面形状を矩形状としたが、これに限るものではない。また、本例においても、伸縮部1は伸縮素子のみで構成されていてもよいし、図2に示すように、伸縮素子17と嵌め合わせ部材18で構成されていてもよい。   In addition, although the cross-sectional shape of the expansion-contraction part 1 and the cross-sectional shape of the mounting part of the displacement enlarging mechanism 2 'are rectangular, it is not limited to this. Also, in this example, the extendable portion 1 may be composed of only the extendable element, or may be composed of the extendable element 17 and the fitting member 18 as shown in FIG.

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図12Aは、本発明の第2の実施形態に係るアクチュエータを用いたステージ装置を示す平面図、図12Bはその側面図である。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12A is a plan view showing a stage device using an actuator according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a side view thereof.

ステージ装置400は、ステージ200と、ステージ200を駆動する駆動機構としてのアクチュエータ300とを有している。   The stage device 400 has a stage 200 and an actuator 300 as a driving mechanism for driving the stage 200.

ステージ200は、ベース部材61と、ベース部材61の上に設けられたレール63上を移動するステージ部材62とを有する。ステージ部材62は、ばね部材(図示せず)により、矢印A方向に付勢されている。   The stage 200 has a base member 61 and a stage member 62 that moves on a rail 63 provided on the base member 61. The stage member 62 is urged in the direction of arrow A by a spring member (not shown).

アクチュエータ300は、ステージ200の駆動機構として用いられ、電圧等のトリガーを与えることにより所定方向に伸縮する伸縮素子を有する伸縮部71と、この伸縮部71が装着される装着部材72とを有する。伸縮部71は、第1の実施形態の伸縮部1と同様に構成され、図中X方向に変位するようになっている。   The actuator 300 is used as a drive mechanism of the stage 200, and has an expansion / contraction unit 71 having an expansion / contraction element that expands / contracts in a predetermined direction by applying a trigger such as a voltage, and a mounting member 72 to which the expansion / contraction unit 71 is attached. The extendable portion 71 is configured similarly to the extendable portion 1 of the first embodiment, and is displaced in the X direction in the figure.

装着部材72は、ステージ200のベース部材61に取り付けられるとともに伸縮部71の一端部が装着される第1部材73と、ステージ部材62に取り付けられるとともに伸縮部の他端部が装着される第2部材74とを有している。   The mounting member 72 is attached to the base member 61 of the stage 200 and has a first member 73 to which one end of the elastic portion 71 is attached, and a second member to be attached to the stage member 62 and to which the other end of the elastic portion is attached. And a member 74.

第1部材73は、ベース部材61から上方に延びる垂直部81と、伸縮部71の一端部に固定され垂直部81に嵌め込まれる取り付け部82とを有している。   The first member 73 has a vertical portion 81 extending upward from the base member 61, and a mounting portion 82 fixed to one end of the expandable portion 71 and fitted into the vertical portion 81.

第2部材74は、ステージ部材62に取り付けられた固定治具91と、固定治具91に取り付けられ、固定治具91を介してステージ部材62を図中X方向に移動させ大まかな位置調整を行う移動部92を有している。移動部92は、マイクロメータと同様の原理を有するものであり、手動で回転させる回転部93と、回転部93の内側に設けられ、固定治具91に取り付けられたスリーブ94と、回転部93を回転させることにより回転しながらスリーブに対して相対的にX方向に直進するスピンドル95と、スピンドル95の先端に設けられた円筒部96とを有する。   The second member 74 is attached to the fixing jig 91 attached to the stage member 62 and the stage member 62 is moved in the X direction in the drawing via the fixing jig 91 to roughly adjust the position. It has a moving unit 92 for performing. The moving section 92 has the same principle as the micrometer, and includes a rotating section 93 that is manually rotated, a sleeve 94 provided inside the rotating section 93 and attached to a fixing jig 91, and a rotating section 93. A spindle 95 which rotates in the X direction relative to the sleeve while rotating, and a cylindrical portion 96 provided at the tip of the spindle 95.

一方、伸縮部71は円柱状をなし、その他端部が円筒部96に対応する円柱部71aとなっており、円柱部71aと円筒部96とが着脱可能に嵌め合わされて嵌め合わせ部90を形成し、伸縮部71が変位方向以外の方向へ移動しないようになっている。円柱部71aは、伸縮素子の一部であってもよいし、伸縮素子に装着された嵌め合わせ治具であってもよい。また、移動部92によりステージ部材62を移動させる際には、回転部93を回転させることによりスピンドル95が回転し、それにともなって円筒部96も回転するが、嵌め合わせ部90は円筒と円柱の嵌め合わせであるため、伸縮部71が変位方向以外の方向へ移動しない状態を保ったまま回転を許容する。   On the other hand, the expansion and contraction portion 71 has a columnar shape, and the other end is a columnar portion 71a corresponding to the cylindrical portion 96. However, the expansion and contraction portion 71 does not move in a direction other than the displacement direction. The columnar portion 71a may be a part of the telescopic element, or may be a fitting jig mounted on the telescopic element. When the moving member 92 moves the stage member 62, the rotating part 93 is rotated to rotate the spindle 95 and the cylindrical part 96 accordingly, but the fitting part 90 is formed of a cylinder and a cylinder. Since the fitting is performed, the rotation is allowed while maintaining the state in which the elastic portion 71 does not move in a direction other than the displacement direction.

このように構成されたステージ装置400において、ステージ200の駆動機構として用いられるアクチュエータ300は、伸縮部71の一端部が装着部材72の第1部材73に装着され、他端部が装着部材72の第2部材74に装着された状態とされる。具体的には、伸縮部71の一端部に固定された取り付け部82が垂直部81に嵌め込まれ、伸縮部71の他端部を構成する円柱部71aが、第2部材74の円筒部96に嵌め込まれる。   In the stage device 400 configured as described above, the actuator 300 used as a drive mechanism of the stage 200 has one end of the expansion and contraction portion 71 mounted on the first member 73 of the mounting member 72 and the other end mounted on the mounting member 72. It is in a state of being mounted on the second member 74. Specifically, the attachment part 82 fixed to one end of the elastic part 71 is fitted into the vertical part 81, and the cylindrical part 71 a constituting the other end of the elastic part 71 is attached to the cylindrical part 96 of the second member 74. It is fitted.

ステージ200のステージ部材62の位置を大まかに合わせる際には、移動部92の回転部93を回転させ、スピンドル95を回転させながら直動させる。これにより、固定治具91に取り付けられたスリーブ94が相対的にX方向に移動し、これにともなってステージ部材62がX方向に移動する。ステージ部材61の位置を微調整する際には、移動部92によりステージ部材62の位置を調整した後、伸縮部71の伸縮素子に電圧を与えることにより伸縮素子を伸縮させる。   When the position of the stage member 62 of the stage 200 is roughly adjusted, the rotating unit 93 of the moving unit 92 is rotated, and the spindle 95 is linearly moved while rotating. Thus, the sleeve 94 attached to the fixing jig 91 relatively moves in the X direction, and accordingly, the stage member 62 moves in the X direction. When finely adjusting the position of the stage member 61, the position of the stage member 62 is adjusted by the moving section 92, and then the expandable element is expanded and contracted by applying a voltage to the expandable element of the expandable section 71.

このように、アクチュエータ300は、伸縮部71の円柱部71aと装着部72を構成する第2部材74の円筒部96とが着脱可能に嵌め合わされて嵌め合わせ部90を形成し、伸縮部71が変位方向以外の方向へ移動しないようになっているので、伸縮素子を装着部材に対して接着することの不都合を解消することができる。   As described above, the actuator 300 is configured such that the cylindrical portion 71a of the expandable portion 71 and the cylindrical portion 96 of the second member 74 forming the mounting portion 72 are removably fitted to form the fitting portion 90, and the expandable portion 71 Since it is configured not to move in a direction other than the displacement direction, it is possible to eliminate the inconvenience of bonding the expandable element to the mounting member.

また、移動部92を移動する際にスピンドル95の回転にともなって円筒部96が回転するが、嵌め合わせ部90は円筒と円柱の嵌め合わせであるため、伸縮部71が変位方向以外の方向へ移動しない状態を保ったまま回転を許容する。このような用い方は、従来の伸縮素子と装着部材とを接着する場合では困難であったが、本実施形態では容易に行うことができる。   Further, when the moving part 92 is moved, the cylindrical part 96 is rotated with the rotation of the spindle 95. However, since the fitting part 90 is a fitting of the cylinder and the column, the elastic part 71 is moved in a direction other than the displacement direction. Rotation is allowed while keeping the state of not moving. Such a use was difficult in the case where the conventional elastic element and the mounting member were bonded to each other, but can be easily performed in the present embodiment.

なお、上記例では、X方向のみに移動するステージ装置を示したが、X方向、Y方向にそれぞれ移動するステージ部材を設けたXYステージ装置であってもよい。その場合には、X方向のアクチュエータとY方向のアクチュエータを2つ設ければよい。また、上記例では、回転部を手動で回転する例を示したが、自動で回転するようにしてもよい。さらに、上記例では、アクチュエータとして伸縮部以外に移動部を設けてステージ部材の大まかな位置調整を可能にしたものを示したが、移動部を設けずに伸縮部による位置調整のみを行うようにしてもよい。移動部を設けない場合は、嵌め合わせ部が回転を許容するものでなくてもよいので、嵌め合わせ部として円筒部と円柱部の組み合わせ以外を用いることができる。   In the above example, the stage device that moves only in the X direction is shown. However, an XY stage device provided with stage members that move in the X direction and the Y direction may be used. In this case, two actuators in the X direction and two actuators in the Y direction may be provided. Further, in the above example, an example in which the rotating unit is manually rotated is shown, but the rotating unit may be automatically rotated. Furthermore, in the above-described example, the actuator is provided with a moving part other than the telescopic part so that the position of the stage member can be roughly adjusted. You may. When the moving portion is not provided, the fitting portion does not need to allow rotation, and therefore, a fitting portion other than the combination of the cylindrical portion and the column portion can be used.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記2つの実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、伸縮部を装着する装着部材として変位拡大機構を用いたアクチュエータの例、およびステージ装置に適用したアクチュエータの例について説明したが、伸縮変位部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達されるものであれば、これに限るものではなく、例えば、伸縮素子に予め圧縮力を与える与圧機構や、伸縮素子を他の装置のインターフェイスに取り付けるための部材を装着部材として用いることができる。また、装着部材としての変位拡大機構は、上記例に限らず、あらゆるタイプの変位拡大機構に適用することが可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above two embodiments, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the example of the actuator using the displacement enlarging mechanism as the mounting member for mounting the expansion / contraction unit and the example of the actuator applied to the stage device have been described. The present invention is not limited to this as long as the displacement is transmitted. For example, a pressurizing mechanism that applies a compressive force to the expandable element or a member for attaching the expandable element to an interface of another device is used as a mounting member. be able to. Further, the displacement magnifying mechanism as the mounting member is not limited to the above example, and can be applied to any type of displacement magnifying mechanism.

また、伸縮部の端部および装着部材の装着形態は上記実施形態に限らず、伸縮部を着脱可能に装着でき、かつ装着部に確実に固定できる形態であればよい。   In addition, the mounting mode of the end portion of the expansion and contraction section and the mounting member is not limited to the above embodiment, and may be any mode as long as the expansion and contraction section can be detachably mounted and securely fixed to the mounting section.

1,41;伸縮部、2,2′;変位拡大機構(装着部材)、3;第1部材、4;第2部材、5;切り欠き、7,8,90;嵌め合わせ部、7a;第1部分、7b;第2部分、10,11,43a,43b,45a,45b,47a,47b,49a,49b;ヒンジ、12;アーム、14;板バネ、15;センターピース、17;伸縮素子、18;嵌め合わせ治具、20;変位伝達部、21;第1突出部、22;第2突出部、23;段差部、32,33;ねじ、41,42;ヘッドピース、44a,44b,44b,48b;中間部材、46a,46b;出力部材、51,53;突出部、52,54;端部、 61;ベース部材、62;ステージ部材、63;レール、71a;円柱部、72;装着部、73;第1部材、74;第2部材、81;垂直部、82;取り付け部、91;固定治具、92;移動部、93;回転部、94;スリーブ、95;スピンドル、96;円筒部、100,100′,300;アクチュエータ、200;ステージ、400;ステージ装置   1, 41; telescopic part, 2, 2 '; displacement enlarging mechanism (mounting member), 3; first member, 4; second member, 5; notch, 7, 8, 90; fitting part, 7a; 1 part, 7b; second part, 10, 11, 43a, 43b, 45a, 45b, 47a, 47b, 49a, 49b; hinge, 12; arm, 14; leaf spring, 15; centerpiece, 17; 18; fitting jig, 20; displacement transmitting portion, 21; first projecting portion, 22; second projecting portion, 23; step portion, 32, 33; screw, 41, 42; head piece, 44a, 44b, 44b. 48b, intermediate member, 46a, 46b; output member, 51, 53; projecting portion, 52, 54; end portion, 61; base member, 62; stage member, 63; rail, 71a; 73, a first member, 74; a second member, 81 Vertical part, 82; Mounting part, 91; Fixing jig, 92; Moving part, 93; Rotating part, 94; Sleeve, 95; Spindle, 96; Cylindrical part, 100, 100 ', 300; Actuator, 200; 400; Stage device

Claims (19)

所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータであって、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とは、前記嵌め合わせ部により嵌め合わされた状態で、前記伸縮部が伸縮方向以外の方向へ移動しないように固定され、
前記伸縮部および前記装着部材の装着部分は、断面が矩形状をなし、
前記伸縮部の端部と前記装着部分との嵌め合わせ部は、前記装着部分の対向する2辺から突出して設けられた一対の第1突出部を有する第1部分と、前記伸縮部の端部の、前記第1突出部に対応しない対向する2辺から突出して設けられた一対の第2突出部を有する第2部分とが嵌め合わされることにより構成されるアクチュエータ。
An actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, and a mounting member to which the telescopic part is attached and the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted,
Further comprising a fitting portion for detachably fitting the end portion of the elastic portion and the mounting member,
The end of the elastic portion and the mounting member are fixed so that the elastic portion does not move in a direction other than the elastic direction in a state where the elastic member is fitted by the fitting portion,
The cross section of the elastic portion and the mounting portion of the mounting member has a rectangular shape,
A fitting portion between the end portion of the elastic portion and the mounting portion has a first portion having a pair of first projecting portions provided to project from two opposite sides of the mounting portion, and an end portion of the elastic portion. An actuator configured by fitting a second portion having a pair of second projecting portions provided so as to project from two opposing sides not corresponding to the first projecting portion .
前記第1突出部は、前記装着部材の幅方向に対向して設けられており、前記装着部材は全体が同じ厚さで形成されている請求項に記載のアクチュエータ。 Said first protrusion, said provided to face in the width direction of the mounting member, the actuator according to claim 1, overall the mounting member is formed with the same thickness. 所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータであって、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とは、前記嵌め合わせ部により嵌め合わされた状態で、前記伸縮部が伸縮方向以外の方向へ移動しないように固定され、
前記装着部材は筒状部または柱状部を有し、前記伸縮部は前記装着部材の前記筒状部または前記柱状部に対応する柱状部または筒状部を有し、前記伸縮部と前記装着部材とは、前記柱状部が前記筒状部に挿入されることにより嵌め合わされるアクチュエータ。
An actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, and a mounting member to which the telescopic part is attached and the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted,
Further comprising a fitting portion for detachably fitting the end portion of the elastic portion and the mounting member,
The end of the elastic portion and the mounting member are fixed so that the elastic portion does not move in a direction other than the elastic direction in a state where the elastic member is fitted by the fitting portion,
The mounting member has a cylindrical portion or a columnar portion, and the expansion and contraction portion has a columnar portion or a cylindrical portion corresponding to the cylindrical portion or the columnar portion of the mounting member. Is an actuator fitted by inserting the columnar portion into the cylindrical portion.
前記嵌め合わせ部は、前記伸縮部の両端部側に設けられている請求項1から請求項のいずれか1項に記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the fitting portion is provided on both ends of the expansion and contraction portion. 前記伸縮部が両端部側で前記嵌め合わせ部により嵌め合わされた際に、少なくとも一方側がねじ止めされる請求項に記載のアクチュエータ。 5. The actuator according to claim 4 , wherein at least one side is screwed when the expansion and contraction section is fitted by the fitting section at both end sides. 前記嵌め合わせ部は、前記伸縮部の一方の端部側に設けられており、少なくとも他方の端部側は前記装着部材とねじ止めされている請求項1から請求項のいずれか1項に記載のアクチュエータ。 The said fitting part is provided in the one end side of the said expansion-contraction part, At least the other end side is screwed with the said mounting member in any one of Claims 1-3. An actuator as described. 所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータであって、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、
前記伸縮部の両端面は、それぞれ該端面の対向する辺から突出する一対の突出部が形成され、前記装着部材の装着部分は、前記一対の突出部に挟み込まれるように装着される前記嵌め合わせ部が構成され、前記伸縮部が装着された際に、前記伸縮部の少なくとも一方の端部が前記装着部材の装着部分とねじ止めされるアクチュエータ。
An actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, and a mounting member to which the telescopic part is attached and the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted,
Further comprising a fitting portion for detachably fitting the end portion of the elastic portion and the mounting member,
A pair of protrusions are formed on both end surfaces of the expansion and contraction, respectively, protruding from opposing sides of the end surface, and the mounting portion of the mounting member is mounted so as to be sandwiched between the pair of protrusions. An actuator, wherein at least one end of the telescopic part is screwed to a mounting part of the mounting member when the telescopic part is mounted.
所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータであって、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、
前記伸縮部の一方の端面は、該端面の対向する辺から突出する一対の突出部が形成され、前記装着部材における前記伸縮部の一方の端面に対応する第1の装着部分は、前記一対の突出部に挟み込まれるように装着される前記嵌め合わせ部が構成され、前記伸縮部の他方の端面は、前記伸縮部が装着された際に前記装着部材の対応する第2の装着部分の端面につき合わされるように構成され、前記伸縮部が装着された際には、少なくとも、前記伸縮部の前記他方の端面を含む端部と前記第2の装着部分とがねじ止めされる記載のアクチュエータ。
An actuator having a telescopic part having a telescopic element that is telescopically displaced in a predetermined direction, and a mounting member to which the telescopic part is mounted and the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted,
Further comprising a fitting portion for detachably fitting the end portion of the elastic portion and the mounting member,
One end surface of the expandable portion is formed with a pair of projecting portions projecting from opposing sides of the end surface, and a first mounting portion corresponding to one end surface of the expandable portion in the mounting member includes the pair of protrusions. The fitting portion mounted so as to be sandwiched by the protruding portion is configured, and the other end surface of the expandable portion is connected to an end surface of a corresponding second mounting portion of the mounting member when the expandable portion is mounted. The actuator according to claim 1, wherein at least an end including the other end surface of the elastic portion and the second mounting portion are screwed when the elastic portion is attached.
所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータであって、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、
前記装着部材における前記伸縮部の両端部がそれぞれ装着される装着部分は、その端面の対向する辺から突出する一対の突出部が形成され、前記伸縮部の両端部はそれぞれ前記一対の突出部に挟み込まれるように装着される前記嵌め合わせ部が構成され、前記伸縮部が装着された際に、前記伸縮部の少なくとも一方の端部が前記装着部材の装着部分とねじ止めされるアクチュエータ。
An actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, and a mounting member to which the telescopic part is attached and the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted,
Further comprising a fitting portion for detachably fitting the end portion of the elastic portion and the mounting member,
The mounting portion on which both ends of the elastic portion of the mounting member are mounted is formed with a pair of protruding portions protruding from opposing sides of the end surface, and both ends of the elastic portion are respectively formed on the pair of protruding portions. An actuator, wherein the fitting portion mounted so as to be sandwiched is configured, and at least one end of the elastic portion is screwed to a mounting portion of the mounting member when the elastic portion is mounted.
所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータであって、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、
前記装着部材における前記伸縮部の一方の端部が装着される第1の装着部分は、その端面の対向する辺から突出する一対の突出部が形成され、前記伸縮部の前記一方の端部は前記一対の突出部に挟み込まれる前記嵌め合わせ部が構成され、前記装着部材における前記伸縮部の他方の端部側の第2の装着部分は、前記伸縮部が装着された際に、その端面が前記伸縮部の他方の端部の端面につき合わされるように構成され、前記伸縮部が装着された際には、少なくとも、前記伸縮部の前記他方の端部と前記第2の装着部分とがねじ止めされるアクチュエータ。
An actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, and a mounting member to which the telescopic part is attached and the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted,
Further comprising a fitting portion for detachably fitting the end portion of the elastic portion and the mounting member,
The first mounting portion of the mounting member, to which one end of the elastic portion is mounted, is formed with a pair of protrusions projecting from opposing sides of the end surface, and the one end of the elastic portion is The fitting portion sandwiched between the pair of protrusions is configured, and a second mounting portion of the mounting member on the other end side of the expandable portion has an end surface when the expandable portion is mounted. An end face of the other end of the elastic portion is configured to be fitted, and when the elastic portion is mounted, at least the other end of the elastic portion and the second mounting portion are screwed. Actuator stopped.
前記伸縮部は、伸縮素子の端部に金属製の嵌め合わせ治具が、前記伸縮素子が伸縮方向以外の方向に移動しない状態で装着されて構成され、前記嵌め合わせ治具と前記装着部材とが嵌め合わされている請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のアクチュエータ。 The expansion / contraction part is configured such that a metal fitting jig is attached to an end of the expansion / contraction element in a state where the expansion / contraction element does not move in a direction other than the expansion / contraction direction, and the fitting jig and the mounting member The actuator according to any one of claims 1 to 10 , wherein the actuator is fitted. 所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータであって、  An actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, and a mounting member to which the telescopic part is attached and the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted,
前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、  Further comprising a fitting portion for detachably fitting the end portion of the elastic portion and the mounting member,
前記伸縮部と前記装着部材とは、前記嵌め合わせ部により嵌め合わされた状態で、前記伸縮部が伸縮方向以外の方向へ移動しないように固定され、  The telescopic portion and the mounting member are fixed so that the telescopic portion does not move in a direction other than the telescopic direction in a state where the telescopic portion is fitted by the fitting portion,
前記伸縮部は、伸縮素子の端部に金属製の嵌め合わせ治具が、前記伸縮素子が伸縮方向以外の方向に移動しない状態で装着されて構成され、前記嵌め合わせ治具と前記装着部材とが嵌め合わされているアクチュエータ。  The expansion / contraction part is configured such that a metal fitting jig is attached to an end of the expansion / contraction element in a state where the expansion / contraction element does not move in a direction other than the expansion / contraction direction, and the fitting jig and the mounting member The actuator with which is fitted.
前記伸縮素子と前記嵌め合わせ治具とは接着されている請求項11または請求項12に記載のアクチュエータ。 13. The actuator according to claim 11, wherein the expansion element and the fitting jig are adhered to each other. 前記嵌め合わせ治具の端部に凹部が形成され、該凹部に前記伸縮素子が挿入されて嵌め込まれている請求項11または請求項12に記載のアクチュエータ。 13. The actuator according to claim 11 , wherein a concave portion is formed at an end of the fitting jig, and the elastic element is inserted and fitted into the concave portion. 前記装着部材は、前記伸縮素子の変位を拡大する変位拡大機構である請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 14 , wherein the mounting member is a displacement magnifying mechanism that magnifies a displacement of the telescopic element. 前記伸縮素子は、圧電素子、磁歪素子、形状記憶合金素子のいずれかである請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のアクチュエータ。 The actuator according to any one of claims 1 to 15 , wherein the expansion element is one of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, and a shape memory alloy element. ステージと、ステージを駆動するステージ駆動機構とを有するステージ装置であって、
前記ステージ駆動機構は、所定方向に伸縮変位する伸縮素子を有する伸縮部と、伸縮部が装着されて伸縮素子の伸縮変位が伝達される装着部材とを有するアクチュエータで構成され、
前記アクチュエータは、前記伸縮部の端部と前記装着部材とを着脱可能に嵌め合わせる嵌め合わせ部をさらに有し、
前記伸縮部の端部と前記装着部材とは、前記嵌め合わせ部により嵌め合わされた状態で、前記伸縮部が伸縮方向以外の方向へ移動しないように固定され、
前記ステージは、ベース部材と、前記ベース部材の上を移動するステージ部材とを有し、
前記装着部材は、前記ベース部材に取り付けられるとともに前記伸縮部の一端部が装着される第1部材と、前記ステージ部材に取り付けられるとともに前記伸縮部の他端部が装着される第2部材とを有し、
前記伸縮部と前記第2部材とが嵌め合わされて嵌め合わせ部を構成するステージ装置
A stage device having a stage and a stage driving mechanism for driving the stage,
The stage driving mechanism is configured by an actuator having a telescopic part having a telescopic element that expands and contracts in a predetermined direction, and an attachment member to which the telescopic part is mounted and the telescopic displacement of the telescopic element is transmitted.
The actuator further includes a fitting portion that removably fits the end of the expandable portion and the mounting member,
The end of the elastic portion and the mounting member are fixed so that the elastic portion does not move in a direction other than the elastic direction in a state where the elastic member is fitted by the fitting portion,
The stage has a base member and a stage member that moves on the base member,
The mounting member includes a first member attached to the base member and one end of the elastic portion attached thereto, and a second member attached to the stage member and attached to the other end of the elastic portion. Have
A stage device in which the telescopic portion and the second member are fitted to each other to form a fitting portion .
前記第2部材は、前記ステージ部材に取り付けられた固定治具と、スピンドルを回転させることにより前記ステージ部材を前記伸縮部の変位方向に移動させて大まかな位置調整を行う移動部と、前記スピンドルの先端に設けられた円筒部とを有し、前記伸縮部は前記円筒部に対応する円柱部を有し、前記伸縮部と前記第2部材とは、前記円柱部が前記円筒部に挿入されることにより、回転可能に嵌め合わされる請求項17に記載のステージ装置 The second member includes a fixing jig attached to the stage member, a moving unit that moves the stage member in a direction of displacement of the expansion and contraction unit by rotating a spindle, and roughly adjusts a position, and the spindle A cylindrical portion provided at a tip of the elastic member, the expandable portion has a cylindrical portion corresponding to the cylindrical portion, and the expandable portion and the second member are such that the cylindrical portion is inserted into the cylindrical portion. 18. The stage device according to claim 17, wherein the stage device is rotatably fitted . 前記伸縮素子は、圧電素子、磁歪素子、形状記憶合金素子のいずれかである請求項17または請求項18に記載のステージ装置。  19. The stage device according to claim 17, wherein the expansion element is one of a piezoelectric element, a magnetostrictive element, and a shape memory alloy element.
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