JPH01312223A - 送り案内機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、往復運動ａｊＲのなかの往復運動する可動
部を案内する送り案内機構に関する。

［従来の技術］ 往復直線運動機構のなかの可動部を支持し案内する手段
として用いられている従来の送り案内機構は、一般に、
固定部と可動部とが互いの摺動面で単に接触して摺動す
る方式である０例えば、光デイスク装置における光ヘッ
ドの送り案内機構、プリンタの印字ヘッドの送り案内機
構等では、可動部がスライドシャフトにブツシュを介し
て往復移動可能に支持された構造である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のごとく固定部と可動部とが単に接触して摺動する
従来の送り案内機構では、摩擦抵抗が大きく、微細な動
きを妨げるので、十分平滑な送り動作を実現することは
容易でない。

本発明は、上記従来の欠点を解消して、可動部の動作を
十分平滑化することのできる送り案内機構を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決する請求項１の発明は、摺動面を持つ板
状の弾性体と、この弾性体の前記摺動面と反対側の面に
張り付けられた、交互に向きを反転させた状態で分極処
理した多数の板状の圧電体とからなる摺動部材を備えた
ことを特徴とする送り案内機構である。

前記摺動部材は、固定部側に設けることも、可動部側に
設けることもできる。

また、請求項４の発明は、送り方向に層状に積層されそ
の側面に摺動面を形成する、交互に向きを反転させた状
態で分極処理した多数の板状の圧電体からなる摺動部材
を備えたことを特徴とする送り案内機構である。

前記請求項４記載の摺動部材は、固定部側に設けること
も、可動部側に設けることもできる。

また、請求項１または４記載の摺動部材を複数本、固定
軸を囲む周方向の複数箇所の位置において可動部側に固
定して、固定軸に案内される可動部側の軸受は部分とす
ることができる。

また、請求項１または４記載の摺動部材を複数本、可動
部に固定された可動軸を囲む周方向の複数箇所の位置に
おいて固定部側に固定して、可動軸を案内する固定部側
の軸受は部分とすることができる。

［作用］ 上記における摺動部材を弾性体と圧電体とで構成した送
り案内機構では、弾性体の裏面に張り付けられた圧電体
に交流電圧を印加すれば、圧電体の伸縮のひずみにより
、弾性体が波形にたわみ変形するとともに、その波形の
たわみの山と谷とが交互に反転する。すなわち、弾性体
に定在波、つまり・、同じ場所で繰り返し上下運動する
波が発生する。

したがって、固定部側の弾性体の案内面（摺動面）上の
可動部、若しくは、被案内面（摺動面）を形成する弾性
体を持つ可動部は、弾性体の前記定在波により、固定部
側から常時突き上げられ、見かけ上浮いた状態で支持さ
れることとなり、摩擦抵抗は著しく低減し、可動部の送
り動作が十分平滑に行われる。

また、摺動部材を圧電体のみで構成した送り案内ａｍで
は、圧電体に交流電圧を印加すれば、圧電体の伸縮のひ
ずみにより、ｇＪ接する圧電体は、山と谷とを形成し、
交互に反転する。すなわち、層状の圧電体の側面で形成
される摺動面には同じ場所で繰り返し上下運動する波が
発生する。

したがって、固定部側の圧電体の案内面上の可動部、若
しくは、被案内面を形成する圧電体を持つ可動部は、弾
性体の前記波により、固定部側から常時突き上げられ、
前記と同様に見がけ上浮いた状態で支持されることとな
り、摩擦抵抗は著しく低減し、可動部の送り動作が十分
平滑に行われる。

また、上記の各摺動部材は固定軸に案内される可動部側
の軸受は部分として、または、可動部に固定された可動
軸を案内する固定部側の軸受は部分として用いることが
でき、この渇きでも、同様に、可動部を見かけ１浮いた
状態で支持して、中棒抵抗を低減させ、可動部の送り動
作を十分に平滑にする。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を第１図〜第２４ＵＡを参照して
説明する。

第１図〜第６図は諸求項１の発明の一実施例を示し、第
１図はこの発明を光デイスク装置に適用した渇きの装置
全体および光学系の平面図、第２図は第１図におけるＡ
−Ａ線断面図である。

まず、光学系の全体構成について説明すると、１は光学
系のうちシャーシに固定して設けられた固定光学系で、
レーザダイオード２、コリメータレンズ３、ハーフミラ
−４、ハーフミラ−５、シリンドリカルレンズ６、光検
出器７等から構成されている。

８は光学系のうちの可動部である光ヘッドで、この光ヘ
ッド８は、金属または樹脂等からなる光へラドベース９
に、第３図にも詳細を示すようにヒンジ式平行板ばね（
ヒンジ部を１０ａで示す）１０を介して対物レンズホル
ダ１１を取り付け、この対物レンズホルダ１１に対物レ
ンズ１２を収り付け、対物レンズ１２の下方に９０°ミ
ラー１３を取り付け、対物レンズホルダ１１の第１図で
左右にフォーカシングコイル１４を取り付け、また、光
へラドベース９の裏側の左右にトラッキング駆動用を兼
ねる筒状の送り駆動用コイル１５を取り付けた構造であ
る。一方、シャーシ１６側には、ヘッド送り方向（第１
図で矢印（イ）方向）をなすヨーク１７および永久磁石
１８が固定され、前記送り駆動用コイル１５の中をこの
ヨーク１７および永久磁石１８が挿通されている。

１９は光ヘッド８を支持し送り方向の往復移動の案内を
する送りレール、すなわち、本発明実施例の送り案内機
構を構成する摺動部材である。この送りレール（摺動部
材）１９は、第４図にも拡大斜視図で示すように、光へ
ラドベース９の両側に形成した被案内面である傾斜面９
ａと平行な案内面（すなわち摺動面）２０ａを持つ板状
のりん青銅等の金属からなる弾性体２０と、この弾性体
２０の裏面に接着剤で接合された同じく板状の多数の圧
電体（例えば圧電セラミックス）２１とがらなり、この
圧電体２１は、交互に向きを反転させた状態で分極処理
されており、第５図に伸縮方向を矢印で示すように、送
り方向と同方向のひずみで送り方向に交互に伸縮する。

また、弾性体２０には、後述する定在波の変形量を大き
くするためのスリット２０ｂを多数形成している。そし
て、この案内レール１９は、シャーシ１６に固定した支
持台２２の傾斜面に接合して固定されている。

次に、上記実施例の送りａ構の動作について説明する。

送り駆動用コイル１５に電流が流れると、永久磁石１８
との間の電磁力により、光ヘッド８はディスク２３の半
径方向（矢印（イ）方向）に駆動されるが、その際、光
ヘッド８は左右の案内レール１９．１つで支持案内され
て矢印（イ）方向に往復移動する。この送り案内の際、
および再生中は、案内レール１つの圧電体２１には交流
電圧が印加されている。この時の動きを詳述すると、圧
電体２１は案内レール１９の長手方向に交互に分極方向
が反転しているので、今、第６図（ａ）。

（ｂ）のように圧電体２１に直流電圧を印加したとすれ
ば、各圧電体２１の分極方向に従い伸長、縮小のひずみ
が長手方向に交互に発生して、弾性体２０が波形のたわ
み変形をする（振動はしない）が、前述のように圧電体
２１に印加される電圧は交流電圧なので、波形のたわみ
変形の山と谷とが交互に反転する。すなわち、弾性体２
ｏに定在波、つまり、同じ場所で繰り返し上下運動する
波が発生する。

したがって、案内レール１つの案内面２Ｏａ上の光ヘッ
ド８は、この振動する波により常時突き上げられ、見か
け上浮いた状態で支持されることとなり、移動時の摩擦
抵抗は著しく低減する。こうして、光へラド８の送り動
作の平滑化が実現される。

なお、上記実施例は傾斜した案内面を持つ左右２本の案
内レール１９．１９で可動部を支持案内するものである
が、第７図に示すように、可動部９Ａの上下方向の支持
案内を行う案内レール１９Ａと、単に左右方向の案内を
行う案内レール１９Ｂとを別個に設けることもできる。

また、場合によっては、第７１１Ｎの左右の案内レール
１９Ｂを本発明によらない単なる案内部材とすることも
できる。

また、第８図に示すように、前述の案内レール１つと同
様に弾性体２０と圧電体２１とから構成される摺動部材
１９Ｃを支持台（すなわち固定部）２２の案内面２２ａ
に対向して光へラドベース（すなわち可動部）９側に設
けることもできる。

第９図〜第１０図は請求項４の発明の一実施例を示す。

この実施例も、光デイスク装置における光ヘッドの送り
案内機構として適用したもので、前述の第１図は案内レ
ール１つを除きこの実施例と共通する。

第９図は光ヘッドを案内する送り案内機構の要部の斜視
図で前記実施例の第４図に相当するものである。同図に
おいて、３０は光ヘッド８を支持し、送り方向の往復移
動を案内する送りレール（すなわち摺動部材）であり、
第１図における送りレール１つに相当する。この送りレ
ール３０は、送り方向と同一の厚み方向に層状に積層さ
れた多数の板状の圧電体３１から構成され、その側面が
光へラドベース９側の両側に形成された傾斜面９ａと平
行な案内面（摺動面）３０ａを形成するように配置され
ている。この圧電体３１は、交互に向きを反転させた状
態で分極処理されており、第１０図に伸縮方向を矢印で
示すように、案内面３０ａに直交する方向のひずみで送
り方向に交互に伸縮する。この案内レール３０は、シャ
ーシ１６に固定した支持台２２の傾斜面に接合して固定
されている。

上記実施例の動作について説明する。前記と同様に、光
ヘッド８の送り案内の際、および再生中は案内レール３
０を構成する圧電体゛３１には交流電圧が印加される。

圧電体３１は交互に分極方向が反転しているので、今、
圧電体３１に直流電圧を印加したとすれば、各圧電体３
１の分極方向に従い案内面３０ａと直交する方向の伸長
、縮小のひずみが送り方向に交互に発生する（振動はし
ない）が、前記のように圧電体３１に印加される電圧は
交流電圧なので、第１０図に示すように変形の山と谷と
が交互に反転する。すなわち、積層された圧電体３１の
側面には、同じ場所で繰り遅し上下運動する波が発生す
る。

したがって、案内レール３０の案内面３０ａ上の光ヘッ
ド８は、この振動する波により常時突き上げられ、前記
実施例（第４図等）の場合と同様に、見かけ上浮いた状
態で支持されることとなり、摩擦抵抗は著しく低減し、
光ヘッド８の送り動作の平滑化が実現される。

なお、上記実施例は傾斜した案内面を持つ左右２本の案
内レール３０．３０で可動部を支持案内するものである
が、第１１図に示すように、４本の案内レール３０Ａで
２つのＶ型案内ガイドを形成し、光へラドベース９Ｂを
支持摺動する構成とすることもできる。

さらに、積層された圧電体の構造については、上記実施
例では互いに反転した分極方向を持つ圧電体どうしを隣
接して構成しているが、第１２図に示すように、隣接す
る圧電体３１Ａ、３１Ｂ間に金属板３２を挟み込むこと
によって圧電体どうしの干渉を低減し、変形量を大きく
するような構成とすることもできる。

また、第１３図に示すように、前記案内レール３０と同
様に多数の圧電体３１で構成される摺動部材３０Ｂを支
持台（すなわち固定部）２２の案内面２２ａに対向して
光へラドベース（すなわち可動部）９側に設けることも
できる。

また、圧電体の積層形態については、板状の圧電体の側
端面を隣接させた配列形態（すなわち、前述の第５図の
圧電体配列と同様な圧電体配列形態）とすることも考え
られる。この場合、圧電体の送り方向のひずみが発生す
る際には圧電体の厚み方向（摺動面に垂直な方向）のひ
ずみを生じるので、この厚み方向のひずみによって摺動
面に波が発生する。

第１４図〜第１７図は請求項８の発明の実施例を示す。

この実施例は、第１４図に示すように、可動部である光
ヘッド８がシャーシ１６に固定された固定軸４０に案内
されて往復移動する構造の光デイスク装置におけるにヘ
ッドの送り案内機構として適用したものである。送り駆
動系、光学系については第１図のものと同様である。

この送り案内機構１ｉ、第１５図、第１６図に示すよう
に、前記の固定軸４０と、この固定軸４０を囲む周方向
の例えば上下左右４箇所において可動部である光へラド
ベース９側に固定された固定軸長手方向をなす４個の摺
動部材４１とを備えている。この摺動部材４１は、第４
図〜第６図を参照して説明した摺動部材（送りレール１
つ）とほぼ同様な構成である。すなわち、固定軸４０の
外周面と平行な円弧状の被案内面（被案内面〉４２ａを
持つ板状のりん青銅等の金属からなる弾性体４２と、こ
の弾性体４２の裏面に接着剤で接合された板状の多数の
圧電体４３とからなり、かつ、この圧電体４３は、交互
に向きを反転させた状態で分極処理されており、第１７
図に伸縮方向を矢印で示すように、送り方向と同方向の
ひずみで送り方向に交互に伸縮する。また、弾性体４２
には前述の実施例と同様にスリ・ソｔ−４２Ｌ＋が多数
形成されている。

上記の送り案内機構において、圧電体４３に交流電圧が
印加されると、前記第６図において説明したものと同じ
原理により、摺動部ｔ第４１の弾性体４２に定在波、つ
まり、同じ場所て」−下運動する波が発生し、弾性体４
２の被案内面・１２εｔは、この振動する波により固定
軸４０から常時突き上げられ、見かけ１浮いた状態で支
持されることとなり、摩擦抵抗は著しく低減し、光へン
ド８の送り動作の平滑化が実現される。

なお、上記実施例は可動部に摺動部材を取り付け、この
摺動部材が固定軸上を摺動する構成としたが、摺動部材
を固定部側に設けることもできる。

すなわち、第１８図に示すように、可動部である光へラ
ドベース９Ｃに軸４０Ａを固定し、この可動の軸４０Ａ
を支持するシャーシ１６側の軸受は部４４として、摺動
部材４１Ａを前記軸４０Ａを囲むように設けることもで
きる。

また、第１４［Ｎまたは第１８１３で示すような実施例
において、送り案内機構を、第１９図に示すように、固
定または可動の軸４０Ｂを囲む３本の摺動部材４１Ｂで
構成することもできる。さらに場６によっては、軸４０
Ｂを囲む複数の摺動部材の内の一部を本発明によらない
単なる転がりＮ　４Ｍとすることもできる。

第２０［Ｊ、第２１図は請求項１０の発明の実施例を示
す。前述の第１４図はこの実施例にも共通するもので、
この実施例も、可動部である光ヘッド８がシャーシ１６
に固定された固定軸４０に案内されて往復移動する構造
の光デイスク装置における光ヘッドの送り案内機構とし
て適用したものである。

この送り案内機構は、第２０図に示すように、前記のシ
ャーシに固定した固定軸４０と、この固定軸４０を囲む
周方向の例えば上下左右４箇所において可動部である光
へラドベース９側に固定された固定軸長手方向をなす４
個の摺動部材５１とを備えているにの摺動部材５１は、
第９図、第１０口で説明した摺動部材（送りレール３０
）とほぼ同様な構成である。すなわち、この摺動部材５
１は、送り方向と同一の厚み方向に層状に積層された多
数の板状の圧電体５２から構成され、その側面が固定軸
４０の外周面と平行な円弧状の被案内面（摺動面）５１
ａを形成するように配置されている。この圧電体５２は
、交互に向きを反転させた状態で分極処理されており、
第２１図に伸縮方向を示すように、被案内面５１ａと直
交する方向のひずみで送り方向に交互に伸縮する。

上記構成の送り案内機構において、圧電体５２に交流電
圧を印加すると、前記第９１２Ｉ、第１０図で示した実
施例において説明したものと同じ原理により、摺動部材
５１を構成する積層された圧電体５２の側面には、同じ
場所で謹り返し上下運動する波が発生する。したがって
、摺動部材５１の被案内面５１ａは、この振動する波に
より固定軸４０から常時突き上げられ、見かけ１浮いた
状態で支持されることとなり、京擦抵抗は著しく低減し
、光ヘッド８の送り動作の平滑化が実現される。

なお、上前配信動部材は固定部側に設けることもできる
。すなわち、第２２図に示すように、可動部である光へ
ラドベース９Ｄに軸４０Ａを固定し、この可動の軸４０
Ａを支持するシャーシ１６側の軸受は部５３として、摺
動部材５１Ａを前記軸４０Ａを囲むように設けることも
できる。

また、第１４図、第２２図で示すような実施例において
、第２３図に示すように、送り案内機構を３本の摺動部
材５１Ｂ″′Ｃ″構成することもできる。

さらに、場合によっては、軸４０Ｃを囲む複数の摺動部
材の内の一部を本発明によらない単なる転がりｌｌ棺と
することができる。

さらに、積層された圧電体の構造については、第２４図
に示すように、隣接する圧電体５２Ａ。

５２Ｂの間に金属板５４を挟み込むことに、よって圧電
体どうしの干渉を低減し、変形量を大きくするような構
成とすることができる。

なお、以上第１図〜第２４図で示した各実施例は光ヘッ
ドの送り案内ｆｉ横として適用したものであるが、これ
に限らず１例えば、プリンタの印字ヘッドの送り案内機
構、複写機の光学系可動部の送り案内機構、工作機械の
可動部の送り案内機構その他種々のものに適用可能であ
り、さらに、直線運動に限らず可動部が曲線運動をする
場合にも適用可能である。

［発明の効果］ 本発明は上述の通り構成されているので、次のような効
果を奏する。

請求項１〜３の送り案内機構においては、摺動面を持つ
板状の弾性体と、この弾性体の前記摺動面と反対側の面
に張り付けられた、交互に向きを反転させた状態で分極
処理した多数の板状の圧電体とからなる摺動部材を備え
た構成としたので、圧電体に交流電圧を印加することに
より、摺動面を振動させた状態で可動部の支持案内を行
うことができ、可動部の移動時の摩擦抵抗を大幅に低減
させることができた。これにより、送り案内８１横にお
ける可動部の十分な平滑化を実現することができた。

。また、請求項４〜７の送り案内機構においては、送り
方向に層状に積層されその側面に摺動面を形成する、交
互に向きを反転させた状態で分極処理した多数の板状の
圧電体からなる摺動部材を備えた構成としたので、同様
に、摺動面を振動させた状態で可動部の支持案内を行う
ことができ、摩擦抵抗を大幅に低減し、可動部の送り動
作の平滑化を実現することができた。

また、請求項８，９、または、１０．１１の送り案内機
構によれば、固定軸または可動軸の軸受は部分として適
用することができ、同様に可動部の送り動作を平滑にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は請求項１の発明を光デイスク装置の光
ヘッド送り案内機構に適用した一実施例を示すもので、
第１図は光デイスク装置に適用した場合の装置全体およ
び光学系の平面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断
面図、第３図はフォーカスアクチュエータ部のヒンジ機
構とフォーカスコイルの拡大側面図、第４図は送り案内
ｖ１構の　　□拡大斜視図、第５図は送り案内機構にお
ける摺動部材の構造および動作説明図、第６図（ａ）、
（ｂ）は定在波発生のメカニズムについての説明図、第
７図は他の実施例を示す送り案内機構の概略断面図、第
８図はさらに他の実施例を示す送り案内機構の要部の斜
視図、第９図は請求項４の発明の一実施例を示す送り案
内機構の要部の斜視図、第１０図は第９図における摺動
部材の構造および動作説明図、第１１図は他の実施例を
示す送り案内機構の概略断面図、第１２図は摺動部材の
他の実施例を示す構造および動作説明図、第１３図はさ
らに他の実施例を示す送り案内機構の要部の斜視図、第
１４図〜第１７図は請求項８の発明を光デイスク装置に
適用した一実施例を示すもので、第１４図はこの発明に
おける装置全体および光学系の平面図、第１５図は第１
４図のＢ−Ｂ線断面図、第１６図は送り案内機構の拡大
斜視図、第１７図は摺動部材の構造および動作説明図、
第１８図は請求項９の発明の一実施例を示す送り案内機
構の平面図、第１９図は送り案内機構の他の実施例を示
す要部断面図、第２０図は請求項１０の発明の一実施例
を示す送り案内機構の要部の斜視図、第２１図は第２０
図における摺動部材の構造および動作説明図、第２２Ｉ
２Ｉは請求項１１の発明の一実施例を示す送り案内機構
の平面図、第２３図は送り案内Ｍ％横の他の実施例を示
す要部断面図、第２４図は摺動部材の他の実施例を示す
構造および動ｆヤ説明図である。 ８・・・光ヘッド（可動部）、９・・・光へラドベース
、１９．１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ，３０，３０Ａ。 ３０Ｂ、４１．４１Ａ、４１Ｂ、５１．５１Ａ。 ５１Ｂ・・・摺動部材、２０．４２・・・弾性体、２０
　ａ　。 ３０　ａ　、４２　ａ　、　５１　ａ・・・摺動面（案
内面または被案内面）、２１，３１，３１Ａ、３１Ｂ、
４３゜５２．５２Ａ、５２Ｂ・・・圧電体、４０．４０
Ａ。 ４０Ｂ、４０Ｃ・・・固定軸または可動軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、摺動面を持つ板状の弾性体と、この弾性体の前記摺
   動面と反対側の面に張り付けられた、交互に向きを反転
   させた状態で分極処理した多数の板状の圧電体とからな
   る摺動部材を備えたことを特徴とする送り案内機構。 ２、請求項１記載の摺動部材を可動部の被案内面に対向
   して固定部側に設けたことを特徴とする送り案内機構。 ３、請求項１記載の摺動部材を固定部の案内面に対向し
   て可動部側に設けたことを特徴とする送り案内機構。 ４、送り方向に層状に積層されその側面に摺動面を形成
   する、交互に向きを反転させた状態で分極処理した多数
   の板状の圧電体からなる摺動部材を備えたことを特徴と
   する送り案内機構。 ５、隣接する圧電体間に金属板を挟み込む構造を持つ請
   求項４記載の送り案内機構。 ６、請求項４の摺動部材を可動部の被案内面に対向して
   固定部側に設けたことを特徴とする送り案内機構。 ７、請求項４記載の摺動部材を固定部の案内面に対向し
   て可動部側に設けたことを特徴とする送り案内機構。 ８、可動部を案内する固定軸と、この固定軸を囲む周方
   向の複数箇所の位置において可動部側に固定された固定
   軸長手方向をなす複数の請求項１記載の摺動部材とを備
   えたことを特徴とする送り案内機構。 ９、可動部に固定された可動軸と、この可動軸を囲む周
   方向の複数箇所の位置において固定部側に固定された可
   動軸長手方向をなす複数の請求項１記載の摺動部材とを
   備えたことを特徴とする送り案内機構。 １０、可動部を案内する固定軸と、この固定軸を囲む周
   方向の複数箇所の位置において可動部側に固定された固
   定軸長手方向をなす複数の請求項４記載の摺動部材とを
   備えたことを特徴とする送り案内機構。 １１、可動部に固定された可動軸と、この可動軸を囲む
   周方向の複数箇所の位置において固定部側に固定された
   可動軸長手方向をなす複数の請求項４記載の摺動部材と
   を備えたことを特徴とする送り案内機構。