JPH02101973A - レーザビーム操縦ミラー用動的装着用剪断モータ - 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】 １夏立夏 本発明はレーザビーム操縦用ミラー用の高性能無反動型
動的装着装置に関するものであって、更に詳細には、こ
の様な装着装置によって支持されるミラーを駆動するモ
ータに関するものである。

丈東皮擢 高エネルギ（ＨＥＬ）システムは、通常、レーザビーム
を操縦する為に調節可能で冷却型のミラーを使用する。

該ミラーは大型且つ高重量であり、且つビーム制御は、
厳しい振動環境において精密な指向、焦点合せ及びビー
ム安定化を必要とする。

今日まで、かなりの努力がなされてきているが、これら
の制御機能を十分に発揮可能なミラー装着（マウント）
及び移動装置は提供されていない。

ミラー、そのマウント、及びその動的アクチュエータに
おける音響的、熱的且つ操縦用負荷から発生する摂動は
、アクチュエータ（乃至はモータ）が数ミリラジアンの
ストロークを与えることが可能であり且つり、Ｃ，から
数ｋＨｚにわたる操作帯域幅を持つことを必要とする。

ミラー表面上でのビームの高強度及びミラー表面の低許
容可能歪が高動的負荷と結合して、ミラー寸法及び重量
を増大させている（３０１ｂｓ以上）。

ＨＥＬを航空機又は宇宙衛星内にマウント即ち装着させ
ることは、駆動パワ一部品重量にプレミアムをつけるこ
ととなる。ミラー動的マウトン内のアクチュエータ熱散
逸の大きな値は、熱歪を発生させ熱管理を複雑なものと
させる。更に、動的装置における大きな反動（反作用）
力から発生する支持光学構成体内における変動を最小と
することが所望される。

圧電ウェハのスタック即ち積層体から形成されるアクチ
ュエータは、レーザミラーの表面配向乃至は方位制御を
行なう為又はミラーアレイの要素及び小型ミラー用の動
的ドライバとして長い間使用されている。これらのアク
チュエータは、厚さ（ｄ３３方向）又は長さ（ｄ　、、
）方向における電界によって印加される歪を利用するも
のである。このタイプのアクチュエータは、高電圧（例
えば。

ウェハ厚さ（７１３０−５０Ｖ１０．００１インチ）で
動作させたとしても、それらの１インチ（２゜５４ｃ履
）の長さ当たり２００−３００マイクロインチの移動に
制限されている。

操作システムにおいて、動的ミラーマウントアクチュエ
ータは、［閉ループ」電子サーボシステムによって駆動
される。特定のシステム考察に依存して多様な光学的セ
ンサー配置からエラー信号を得ることが可能である。然
し乍ら、全ての場合に、実際的なサーボ駆動の安定性は
、アクチュエータ駆動列の構造的共振が操作周波数より
も一層高いものであることを必要とする。数ｋＨｚでの
高重量熱交換器型ミラー（冷却型ミラー）の制御は、１
インチの偏向当たり数千万ポンドのアクチエエータスプ
リング定数を必要とする。

圧電アクチュエータは、駆動増幅器に対して基本的に純
粋な容量的負荷として見える。その結果、殆ど全ての駆
動力は、該増幅器の出力段において散逸される。このこ
とは、アクチュエータの熱的管理における利点であるが
、増幅器設計に大きな負担を与える。ドライバ散逸、即
ち「無効パワー」の量は、与えられた操作周波数に対し
てのドライバ出力電圧の二乗の関数である。無効パワー
は、又、周波数に比例して増加する。例えば、アクチュ
エータが３００Ｈｚの周波数での所要の変位を得る為に
１０ｏｖを必要とし且つこのことが２００ワツトの無効
パワーに対応する場合、所要の電圧が１，０ＯＯＶであ
ると無効パワーは２，０００ワツトに増加する。従って
、圧電駆動用モータに対して低操作電圧が所望される。

所望される如く、従来の圧電アクチュエータは。

所要の偏向を得る為に過剰な長さを必要としており、そ
の結果得られる構成的割合は過剰に低い共振特性となる
。実際的なパワーに関する考察からは、高電圧での高周
波数操作は排除される。

且−旌 本発明は１以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、ＨＥＬレーザビーム
操縦用ミラー用の本質的に無反動的な動的マウントを提
供することである６本発明の別の目的とするところは、
ＨＥＬビーム操縦用ミラー用の高性能マウント乃至は装
着装置を提供することである６本発明の更に別の目的と
するところは、圧電アクチュエータによって与えられる
単位電圧当たりの偏向量を増大させることである。

本発明の更に別の目的とするところは、高構造的共振設
計数を持った圧電アクチュエータを提供することである
。

ｌ−處 本発明において使用される独特の構成を持った圧電剪断
モータは、従来のＰＺＴアクチュエータによって与えら
れるものの約６倍の単位電圧当たりの変位を与えること
が可能である。ブロック状の割合は高構造的共振設計に
理想的に適合している。又１本発明において使用される
構成は本質的にリアクションレス即ち無反動型である。

本発明に拠れば、レーザミラー等の物体に対するダイナ
ミック即ち動的なマウント・アクチュエータ組立体が提
供される。本アクチュエータは、新規な圧電剪断モータ
であり、その３個が中心軸に関して１２０”離隔して保
持手段に装着されている。各モータの前方で該保持手段
に固定して、懸架組立体が設けられており、該組立体は
懸架リングから軸方向に離隔されそれを取り囲む環状リ
ングホルダーを有している。該懸架組立体は、懸架プレ
ートへ取付けられており、該プレートは支持部材を介し
てミラーを支持する。該支持部材は２つのセクションに
形成されており、前方部分はインターフェースピンによ
って懸架プレートへ取付けられており、且つ後方部分は
ピンによって懸架リングホルダー及び前方部分へ取り付
けられており、該前方部分と後方部分との間には軸方向
空間が存在している。

各剪断モータの軸方向運動は、レバーアーム又は垂直ス
トラットによって、軸方向に延在する新規な剛性リンク
機構乃至はフレックスジヨイント即ち屈曲関節組立体へ
伝達される。該リンク機構は、該運動を懸架プレート用
の支持部材を介して、ミラーへ伝達させる。

該新規なリンク機構は、一対のフレックスジヨイントを
有しており、該ジヨイントは軸方向でない方向において
リンク機構の小さな屈曲運動を可能とさせる。懸架プレ
ート、又は更に正確には懸架リングと、リングホルダー
との間の軸方向ではない方向におけるそれ以上の屈曲運
動は、リングホルダーと懸架リングとの間の空間に配置
されており且つ支持部材の前方部分と後方部分との間の
空間内に延在する屈曲組立体によって与えられる。

本マウントは、剪断モータによる高速駆動の下で、ミラ
ーの軸方向運動、傾斜運動を許容する。

災施孤 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。

本発明に基づく動的ミラー駆動組立体を正面図で第１図
に又側面図で第２図に示しである。本発明者は、先に「
レーザビーム操縦ミラー用の高性能ダイナミックマウン
ト（）ｌｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｄｙｎａｔ
ｉｃ　　Ｍｏｕｎｔ　　ｆｏｒ　　ａ　　Ｌａ５ｅｒ−
Ｂｅａｉ＋−Ｓｔｅｅｒｉｎｇ　　Ｍｉｒｒｏｒ）Ｊと
いう名称の米国特許出願をしている。レーザミラー２０
は、１２０°間隔でミラー２０の外側端部近傍に埋設さ
れている３個のインターフェースピン３０によって、ミ
ラーバッキングプレート乃至は支持プレート２２上にマ
ウント即ち装着されている。ピン３０は、水平支持部材
３４から突出しており、且つそれらがミラー２０を歪曲
させることが無い様に設計されている。３個の剪断モー
タ４０がモータマウント部材３２の周りに１２０°間隔
でマウントされており、該部材３２の前部には懸架プレ
ート２４が取付けられている。懸架プレート２４は、１
２０’間隔で３個の懸架組立体２７を担持しており、そ
の各々は支持部材３４を取り囲んでおり、該支持部材３
４はインターフェースピン３０の一端及び水平強制伝達
リンク機構乃至は屈曲関節組立体３６の一端を保持する
。

屈曲関節組立体３６の他端は、垂直ストラット組立体４
２の一部であるストラット３８の下端部に結合されてい
る。剪断モータ４０からの軸方向に指向された（屈曲関
節組立体３６の長手軸に関して）力が、垂直ストラット
組立体４２のレバー状作用を介して、連動する屈曲関節
組立体３６、従って支持部材３４及びミラーバッキング
プレート２２を介して、ミラー２０へ伝達される。

ミラーバッキングプレート２２は、ミラー３０の背面に
固定されており、且つ懸架プレート２４はモータマウン
ト３２へ固定されている。３個の懸架組立体２７が、プ
レート２４の外側部分の周りに１２０°間隔で懸架プレ
ート２４の一部として一体的に形成されている。各懸架
組立体２７は。

好適には環状の外側懸架リングホルダー２９、及び好適
には環状であり懸架リングホルダー２９内の凹所内側に
嵌合する屈曲組立体２８を有している。大略円筒状の支
持部材３４が、懸架組立体２７の中心及びそれにインタ
ーフェースピン３０によって取付けられているミラーバ
ッキングプレート２２の間に延在している。支持部材３
４は、２つの部分に形成されており、それらは互いにピ
ンで連結されているが、屈曲組立体２８によって離隔さ
れており、屈曲組立体２８も懸架リング２６と懸架リン
グホルダー２９との間に位置されており、従って自由度
６を持った相対的運動がミラー２０と懸架プレート２４
との間において発生可能である。従って、本ミラーマウ
ントは、各懸架組立体において軸方向の偏向乃至は屈曲
及びチップ即ち転倒運動及びチルト即ち傾斜運動を与え
ることを可能としている。

剪断モータ４０は、例えば、各々が３″の深さ、で０．
０５０”の厚さで５　／　８　”の幅を持った３７９個
の矩形状圧電ウェハ乃至はストリップから構成される剪
断ブロック４４を有している。これらを−緒にして６０
層からなる３　Ｘ　４　Ｘ　３　”のブロックを形成し
、その上部層及び底部層を絶縁する。各ストリップ４６
を製造中に分極させ（矢印７８の方向）、従ってストリ
ップ４６を横断して電圧を印加すると、即ち剪断面に垂
直に電圧を印加すると、該ストリップの幅を横断して剪
断歪７８が発生する。ストリップ４６の頂部は電極４８
が鍍金されており、該電極は一端部（第４Ａ図における
後端）の周りに折曲げ形成されているが。

正面端部へ完全に延在することばない。ストリップ４６
の底部は別の電極５０が鍍金されており、該電極はスト
リップ４６の正面端部の周りに折曲げ形成されているが
、後端部へ完全に延在することはない。

垂直方向に隣接するストリップ４６は第４Ａ図、第４Ｂ
図及び第４Ｃ図に示した如くに配列されており、従って
隣接するストリップの剪断運動は同一方向に発生する。

隣接する水平方向ストリップ４６は第４Ａ図及び第４Ｃ
図に示した如くに配列されており、従ってこれらのスト
リップの剪断運動も同一方向に発生する。同一の水平層
内のストリップ４６の印加電圧の方向（即ち、印加電圧
の方向を表す矢印７０の方向）は同じであるが、隣接す
る水平層におけるストリップ４６における印加電圧矢印
の方向は反対方向である。モータ４０の正面から背面へ
１つの剪断要素４７のみが延在している（第２図に示し
た如くに正面から背面、又は第６図に示した如く深さＤ
）が、複数個の要素が水平方向に配列されて図示した如
く水平層を形成している。該要素は、絶縁性接着性ボン
ディング物質５３．５３’によって垂直方向に互いに絶
縁されている。

第７図は、幾つかの隣接する層８０，８１．８２の剪断
運動を表している。核層は一体的にボンディングされて
おり、従って、運動の全範囲は累積的である。

微細編組ワイヤメツシュ４９．４９’　　（第６図参照
）が、導電性樹脂（不図示）等の適宜の導電性接着剤に
よって各側に１つづつ電極鍍金へ固着されている。各メ
ツシュは、信頼性を上げる為に所望により二重層として
製造することが可能である。導電性端子５１．５１’　
が、例えば冷却型ループ電子サーボシステム等の制御電
圧源へ接続する為に各ワイヤーメツシュへ固着されてい
る。テストデータが示すところによれば、この構成に対
しての１ｖ当たりの偏向は、酌量−の長さ及びストリッ
プ要素厚さの従来技術のＰＺＴスタックのものと比較し
て約６倍である。

剪断ブロック４４はフレーム５２内に支持されており、
且つベスペル（Ｖｅｓｐｅｌ）　トリニオン軸受５６が
位置される凹所が形成された底部プレート５４上に載置
されている。駆動力が、上部ベスベルトリニオン軸受５
６及びアクチュエータ負荷プレート６２内の下部ベスベ
ルトリニオン軸受６０内に嵌合する丸くした端部を持っ
たトリニオン部材５８を介して垂直ストラット組立体４
２へ伝達される。トリニオン部材５８は、仮想回動点６
４の周りを回動する（第２図参照）、上部ベスベルトリ
ニオン軸受５６の曲率６３の中心は、第２図に示される
如く、トリニオン部材に関しての別の仮想点を与えてい
る。曲率６３の中心及び回動点６４の間の距離は１回動
点６４と水平ストラット３６の中心線との間の距離の１
７３であり、従って水平ストラット３６において３：１
の機械的増幅を与えている。即ち、剪断モータ４０によ
って発生される偏向は、ミラー２０に増幅した変位を付
与する水平ストラット３６において３倍に拡大される。

アクチュエータ負荷プレート６２の上面図を第５Ｂ図に
示しである。プレート６２はトリニオン部材５８の端部
を可動的に支持する為に垂直ストラット３８の各側部に
１個づつ２個のベスペル軸受６０．６０’　を有してい
る。第５Ａ図は、第２図にも示した如く、アクチュエー
タ担持プレート６２の側面図を示している。第５Ｃ図は
、垂直ストラット３８、トリニオン部材５８の端部と接
触するベスペル軸受６０．６０’　を具備するアクチュ
エータ負荷プレート６２及びトリニオン部材５８を構成
する楕円状断面バーを示した分解斜視図を示している。

トリニオン部材５８は１例えば。

焼結又は溶接等によって、接触区域において垂直ストラ
ット３８へ固着されている。

下部回動軸受６０．６０’　を有するアクチュエータ負
荷プレート６２（第５Ａ図、第５Ｂ図、第５Ｃ図参照）
は、剪断ブロック４４及びトリニオン軸受に対して４０
０１ｂの圧縮力を与える。テスト結果によれば、この予
荷重は、剪断ブロックのクリープ及びヒステリシスを減
少させる上で重要な要因であることが分かった。該予荷
重は、アクチュエーター負荷−プレートスプリング率及
び組立体クリアランスの適切な寸法設定によって得られ
る。

もしも水平面が回動点６４を通過すると（第２図に示し
た如く）、剪断モータの動作中に、核部の上方の全ての
構成要素の運動は、核部の下側に位置する全ての構成要
素の運動と方向が反対である。構成要素の重量を適切に
バランスさせないと。

反動乃至は反作用運動が発生し、且つトリミング用のウ
ェイトを付加させることが必要となる場合がある。この
様なものの１例をウェイト６８として示してあり、それ
は屈曲関節組立体３６の後部に螺着されている。その他
は、必要に応じ１例えば、点６６．６６’において負荷
、プレート５４の底部に取り付けることが可能である。

螺看取り付けにより、垂直ストラット３８の下端部が水
平ストラット乃至は屈曲関節組立体３６と確実に結合さ
れている。垂直ストラット３８の下端部３９は、保持リ
ング７０とナツト７１との間にクランプされて所定の位
置に位置決めされその位置に維持されている。剪断ブロ
ックの底部プレート５４の左（又は右）方向への水平運
動は、垂直ストラット組立体４２による伝達を介して屈
曲関節組立体３６を右（又は左）方向へ移動させる。

水平ストラット組立体３６は、中央シャフト８６（第８
図）、及び２本のシャフト、即ち前方シャフト及び後方
シャフト８８及び９０を有している。該シャフトは、ト
リニオンブロック９２，９４と一端において結合されて
おり、該ブロックは関連するトリニオン軸受、即ち前部
関節軸受８９及び９３と後部関節軸受８９及び１００、
に夫々嵌合している。各ブロック９２．９４は、二重ウ
ェッジ形状をしており、それは、その軸受と共に、フレ
ックスジヨイント即ち屈曲関節と呼ばれるものを形成し
、そこには前部屈曲関節１０２と後部屈曲関節１０４と
がある。各屈曲関節は、直交する軸に沿って自由度２の
運動が可能である０両方の関節は、同一の組の軸に沿っ
て移動する。

第９図は、前部屈曲関節の分解斜視図を示しており、該
ジヨイント即ち関節の形状及び作用をより良く理解する
ことが可能である。前部乃至は水平の半円筒状ベスペル
軸受８９は、前部乃至は水平のトリニオンブロック受体
９１の半円筒状頂部内に嵌合しており、該受体は三角形
状の裾広がり側部を持っており且つ前部シャフト８８の
後端部を形成している。トリニオンブロック９２の前部
乃至は水平な端部は受体９１及びベスペル軸受８９内に
嵌合している。ブロック９２の後ろ側には。

後部乃至は垂直のベスペル軸受９３が設けられており、
それは後部乃至は垂直のトリニオンブロック受体９５内
へ嵌合しており、該受体９５は水平受体９１の配向から
９０°回転した状態に配向しており且つ中央シャフト８
６の前端部を形成している。１組の直交軸Ｘ及びＹが屈
曲関節組立体の中心部を貫通して延在するワイヤ９６を
介して軸２に直交すると、トリニオンブロック９２の前
端部１０６がＹ軸の周りを回転し且つ後端部１０８がＹ
軸の周りに回転し、且つブロック９２はＸＹ面内におい
て自由度２で移動することが可能である。

組立体３６は、２組の離隔した保持リング及び例えば１
７１６インチのピアノ線とすることが可能な応力付与内
部ワイヤ９６によって一体的に保持されている。第１組
の保持リングは、該ブロックの前部１０６がベスペル軸
受８９と当接する区域の上で前部シャフト８８の周りに
圧着されるリング７６を有している。第２リング７４は
、前部トリニオンブロック９２がベスペル軸受９３と接
触する中央シャフト８６上に圧着される。後部保持リン
グ７２及び７０は、後部屈曲関節１０４及びシャフト８
６及び９０と同一の空間的関係を持っている。保持リン
グは、屈曲関節組立体構成要素の横方向の配列状態を維
持する。

該屈曲関節は、屈曲関節組立体３６の全長に渡ってシャ
フトの中心線に沿って穿設した孔を介して通過する例え
ばピアノ線等の高強度弾性ワイヤ９６によって例えば４
００１ｂｓ、等の数百ボンドに予荷重がかけられている
。ワイヤ８６は、例えば。

フェルール１１４，１１６等の螺設端部構成要素へ１例
えば半田付けによって、固着されている。

後部フェルール１１６に螺合されており且つ後部外側シ
ャフト９０と当接する締結ナツト１１８を締結状態とさ
せることによってワイヤ８６上に張力を与えることが可
能である。ナツト１１８及びフェルール１１６は、ナツ
トの前端部を凹所１２０内のシャフト９０の肩部１２２
と当接させて、凹所１２０内に組み込まれている。ワイ
ヤ８６は。

中央シャフト８６内の通路内にきっちりと嵌合されてお
り、且つ各外側シャフト８８及び９０における隣接ボア
は所望の曲げ歪を確立する為に必要とされる長さに渡っ
てリリーフ加工しである。

屈曲関節１０２，１０４において低摩擦ベスペル軸受イ
ンサートを使用することに、よって摩擦を最小とさせて
いる。

動的な屈曲関節は、水平ストラット組立体３６に、この
タイプの装置にとっては通常ではない数百ｌｂｓ、／ｉ
ｎ、の程度の著しく剛性のある負荷経路を維持する一方
、低摩擦小角度整合能力を与えている０本システムが高
共振周波数を必要とするので、この非常に高いスプリン
グ率が必要である。注意すべきことであるが、高スプリ
ング率装置においては、出力振幅は入力振幅に接近して
対応する。

屈曲組立体２８は、懸架リング２６と支持リングホルダ
ー２９との間の空間内に位置されている。

それは、又、支持部材３４の前部セクションと該支持部
材セクシ３ン間のスペーサ３５との間に入っている。屈
曲組立体２８は、懸架リング２６と、固定されている懸
架プレート２４との間に自由度６の運動を与えることを
可能としており、各自由度のスプリング率は設計による
必要性に応じて決定される。勿論、ミラー２０は懸架リ
ング２６と共に移動し、従って、転倒運動、傾斜運動、
又は軸方向運動を行なうことが可能である。

第１０図に示した如く、屈曲組立体２８は、１組の３個
の可撓性ワッシャ１２４を有しており、その各隣接対は
スペーサ１２６によって離隔されている。各ワッシャ乃
至は懸架要素１２４（第１１図参照）は、スロットを形
成した円形状で０゜０１５インチの厚さのベリリウム−
鋼スプリング金属から構成されている。各ワッシャ１２
４は、周辺乃至は外側リング１２８及び内側リング１３
０を有しており、該内側リング１３０は、中央孔１３２
及び、半径方向に０．０３０”の幅である１組の３個の
内側円弧状スロット１３４，１３６゜１３８によって画
定されている。外側リング１２８は、ワッシャ１２４の
周辺部及び３個の外側円弧状スロット１４０，１４２，
１４４によって画定されている０円弧状スロット対１３
４と１４４゜１３６と１４０，１３８と１４２の最も近
い端部は、夫々、短い半径方向スロット１４６，１４８
゜１５０に、よって接続されている。該スロットは、ビ
ーム１５２，１５４，１５６を形成しており、それらは
その区域が該スロットによって外形が画定される固体部
分である０例えば、ビーム１５２はスロット１４０，１
４８，１３４，１４６内にある。全てのスロットは同一
の幅を持っている。

各ワッシャ１２４間には２個のスペーサ１２６があり、
各スペーサは２つの環状セクション、即ち外側セクシミ
ン１２６′及び内側セクション１２６”、が形成されて
いる。外側セクション１２６′には、各ワッシャ１２４
の外側リング１２８におけるものとマツチすべく等間隔
離隔した周辺孔１２７′が形成されている。内側スペー
サリング１２６”には、各ワッシャ１２８の中央孔１３
２と整合する中央孔１３２′が形成されており、それら
の孔は支持部材３４の中央肩部セクションの周りに嵌合
する。該スペーサは、同一の厚さを持っており且つ該ワ
ッシャと同一のスプリング物質から形成されている。

組み立てにおいて、第１ワツシヤ及び第３ワツシヤを、
同様のスロットが整合される様に配向させ、即ち中間の
ワッシャを他の２つに対し６０”回転させる。１組を構
成する３個のワッシャ及び２個のスペーサを使用して屈
曲組立体２８．従って動的ミラーマウントの剛性を増加
させる。他の２つのワッシャに対して中間のワッシャを
回転させると、屈曲組立体２８の一様性が増加される。

組立体２８は、ワッシャ及びスペーサにおける整合乃至
はピン孔１２７．１２７′を介して１個又はそれ以上の
ピン（不図示）を挿入することによって適切な配向状態
に一体的に維持させることが可能である。

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に基づいて構成されたダイナ
ミックミラー駆動組立体を示した概略正面図、第２図は
第１図に示した組立体の概略側面図、第３図は第１図に
示したＡ−１！に沿って取った剪断モータの概略断面図
、第４ａ図乃至第４Ｃ図は剪断モータの３個の隣接する
圧電要素を示した各概略斜視図であって第４ａ図及び第
４ｂ図は隣接する垂直要素を示しており且つ第４ａ図及
び第４ｃ図は隣接する水平要素を示しており、第５ａ図
及び第５ｂ図はアクチュエータ負荷プレートの夫々概略
側面図及び概略平面図、第５ｃ図は垂直ストラットとト
リニオン部材とアクチュエータ負荷プレートを示した概
略分解斜視図、第６図は電極配置及び剪断要素上の電極
との電気的コンタクトの配置を示した幾つかの剪断要素
の概略側面図、第７図は３層の剪断要素が印加電圧に応
答して移動する態様を示した概略図、第８図はリンク機
構乃至は屈曲関節組立体の概略部分破断側面図、第９図
は前部屈曲関節の概略斜視分解図、第１０図は屈曲組立
体の概略側面図、第１１図は可撓性ワッシャの概略正面
図、第１２図はスペーサの概略正面図、である。 （符号の説明） ２０：レーザミラー ２４：懸架プレート ２７：懸架組立体 ３４：支持部材 ３６：屈曲関節組立体 ４０：剪断モータ ４２：垂直ストラット組立体 ４４：剪断ブロック ４６：圧電ストリップ ４８．５０：電極 Ｎｉｇ、２゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸に沿って駆動運動を与える圧電剪断モータにおい
   て、印加される電気信号に応答して軸に沿っての運動を
   与える為に水平な層の垂直なスタックの状態に複数個の
   圧電手段を配設させ、隣接する水平な層を接着させて上
   側層の底部表面が下側層の上部表面と同一の範囲運動す
   る様にし、各手段の運動は剪断運動であって、且つ前記
   手段の全ては与えられた信号に応答する全ての個別的な
   剪断運動が前記軸に沿って同一方向に発生する様に配設
   されており、且つ前記運動を受け取りそれを物体へ付与
   する機械的手段が前記圧電手段に固定されていることを
   特徴とする圧電剪断モータ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記機械的手段は
   前記複数個の圧電手段用のベースプレートを有している
   ことを特徴とする圧電剪断モータ。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記ベースプレー
   トには凹所が形成されており、且つ前記機械的手段は、
   一端を前記凹所に移動自在に嵌合させたレバーアーム手
   段を有しており、前記レバーアーム手段は、前記ベース
   プレートと接触している端部と反対側の端部において機
   械的増幅が存在する様に或る点の周りに回動自在である
   ことを特徴とする圧電剪断モータ。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記機械的増幅は
   約３対１の割合であることを特徴とする圧電剪断モータ
   。 ５、１軸に沿っての駆動運動を与える圧電剪断モータに
   おいて、複数個の水平な層の状態で複数個の矩形状圧電
   剪断要素が並設して配設されており、前記層は互いに隣
   接して垂直に配設されて矩形状剪断ブロックを形成して
   おり、隣接する層は互いに接着されており従って上側の
   層の底部表面はそれが接着されている下側の層の上部表
   面と同一の範囲移動し、前記ブロックの最大移動は個々
   の層の全ての移動の輪であり、各剪断要素は分極した圧
   電ストリップを有しておりその第１電極は前記ストリッ
   プの上部及び一方の端面と接触しており且つその第２電
   極は前記ストリップの底部及び他方の端面と接触してお
   り、全ての第１及び第２電極は前記ストリップの分極と
   相対的に前記ストリップ上に夫々同様に位置されており
   、前記剪断要素は互いに絶縁されると共に全ての第１電
   極が前記剪断ブロックの一端に位置されると共に全ての
   第２電極が他方端に位置される様に配置されており、各
   ストリップの運動は剪断運動であって、前記ブロックの
   一端における全ての第１電極と接触すべく第１電気的接
   触手段が配設されており、前記ブロックの他端における
   全ての第２電極と接触をすべく第２電気的接触手段が配
   設されており、１軸に沿って運動すべく被駆動手段が前
   記ブロックに結合されていることを特徴とする圧電剪断
   モータ。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記複数個の水平
   な層は１個の剪断要素の深さであることを特徴とする圧
   電剪断モータ。 ７、特許請求の範囲第５項において、前記被駆動手段は
   前記剪断要素のブロックを支持する底部プレートである
   ことを特徴とする圧電剪断モータ。 ８、特許請求の範囲第５項において、前記圧電ストリッ
   プはピエゾセラミック物質から構成されていることを特
   徴とする圧電剪断モータ。 ９、特許請求の範囲第５項において、前記第１及び第２
   電気的接触手段の各々はワイヤメッシュを有することを
   特徴とする圧電剪断モータ。 １０、特許請求の範囲第５項において、前記被駆動手段
   は前記ブロックに固定したベースプレートを有すること
   を特徴とする圧電剪断モータ。 １１、特許請求の範囲第６項において、一端を移動自在
   に前記ベースプレート内に嵌合させたレバーアーム手段
   が設けられており、前記レバーアーム手段は前記ベース
   プレートと接触する端部と反対側の端部において機械的
   な利得が存在する様に或る点の周りに回動自在であるこ
   とを特徴とする圧電剪断モータ。 １２、特許請求の範囲第１１項において、前記機械的利
   得は約３対１の割合であることを特徴とする圧電剪断モ
   ータ。 １３、軸に沿って駆動用剪断運動を与える圧電剪断モー
   タにおいて、印加される電気信号に応答して水平な軸に
   沿っての運動を与えるべく複数個の分極した圧電ストリ
   ップが複数個の水平な層からなる垂直なスタックの状態
   に配設されており、上側の層の底部表面は下側の層の上
   部表面と同一の範囲移動すべく隣接する水平な層を接着
   させており、各水平な層の運動は剪断面に沿っての剪断
   運動であり、前記ストリップは前記電気信号が前記剪断
   面に垂直に印加される場合に与えられた信号に応答する
   全ての個別的な剪断運動は各ストリップの幅に渡っての
   剪断歪を発生させ且つ各ストリップの幅に渡っての剪断
   歪は或る軸に沿って同一方向に発生する様に配設されて
   おり、運動を受け取り且つそれを物体へ付与する為に機
   械的手段が前記圧電モータに固定されていることを特徴
   とする圧電剪断モータ。 １４、特許請求の範囲第１３項において、前記機械的手
   段は、前記複数個の圧電ストリップ用に支持フレームと
   ベースプレートとを有することを特徴とする圧電剪断モ
   ータ。 １５、特許請求の範囲第１４項において、前記ベースプ
   レートに凹所が形成されており、且つ前記機械的手段は
   一端を移動自在に前記凹所内に嵌合させたレバーアーム
   手段を有しており、前記レバーアーム手段は前記ベース
   プレートと接触する前記端部と反対側の端部において機
   械的増幅が発生する様に或る点の周りに回動自在である
   ことを特徴とする圧電剪断モータ。 １６、特許請求の範囲第１５項において、前記機械的増
   幅は約３対１の割合であることを特徴とする圧電剪断モ
   ータ。