JPH0287982A

JPH0287982A - 圧電リニヤモータ

Info

Publication number: JPH0287982A
Application number: JP1190696A
Authority: JP
Inventors: Ruediger Mauczok; ルディガー・マウゾック; Heinrich Oepen; ハインリッヒ・エーペン; Peter Schnabel; ペーター・シュナベル
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1990-03-28
Also published as: EP0352858A3; DE3825587A1; EP0352858A2

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）本発明は、バーを交互にクランプするクランプアクチュ
エータを有する離間された圧電クランプ装置と共働する
該バーに対して直線運動を行うように構成された圧電リ
ニヤモータに関するのもである。

（従来の技術）このような圧電リニヤモータはドイツ国公開公報第１９
３３２０５号より知られている。ステータに対する作動
部材の小さな変位に対してだけ適するこのリニヤモータ
は、離間された圧電クランプ装置を有している。前記の
作動１ｉｔｔは別の圧電転移アクチュエータを経て連結
され、この圧電転移アクチュエータは、該圧電転移アク
チュエータと作動部材より成るバーユニットを伸張およ
び収縮することができる。各クランプ装置は作動部材の
一つど共働する。作動部材の一つを交互にクランプし、
バーユニットをクランプ時点の間に伸張することにより
、作動部材は一方向または他方向に動かされることがで
きる。

（発明が解決しようとする課題）圧電モータを、機械的部分例えば光学走査システムの読
取り装置を動かすのに用いるとすれば、リニヤモータは
大きな力を及ぼすことができねばならない。けれどもこ
のことは、クランプ装置が従来の構造では得られないク
ランプ特性をもたねばならないことをも意味する。

本発明の目的は、技術的に複雑な構造なしに強いクラン
プ力を発生するようにした冒頭記載のタイプの圧電リニ
ヤモータを得ることにある。

（課題を解決するための手段）本発明は前記の目的を次のようにすることにより達成し
たものである、すなわち、クランプ装置を互に連結する
圧電転移アクチュエータによって、クランプ装置の間隔
を、該クランプ装置の交互のクランプ動作に合わせて転
移アクチュエータの伸張に等しい量だけ変化することが
でき、圧電クランプアクチュエータは、縦方向に、離間
された脚部によってクランプヨークのベースと係合し、
前記のバーは、圧電クランプアクチュエータの伸張およ
びベースのひずみの間にクランプヨークのリムの間にク
ランプされるようにしたものである。

一般に、圧電クランプアクチュエータの伸張は僅か２〜
３μｍである。圧電クランプアクチュエータがクランプ
ヨークのベースのひずみを起こせば、レバー作用が確実
なりランプを保証する。

本発明の一実施態様では、リムの自由端が、その間にバ
ーをクランプすることのできる接触素子を有する。

本発明の別の実施態様では、接触素子のクランプ方向と
直角の方向にバ二に当てられることのできる加圧部材が
設けられる。この加圧部材は、ベースに取付けられた固
定端と自由端とを有するばね部材に設けられ、前記の自
由端とバーとの距離は、前記の加圧部材によりバーに加
えられる圧力を調節する設定ばねによって調節可能であ
る。したがってクランプは３点で行われ、極めて確実で
ある。

本発明の更に別の実施態様では、圧電クランプアクチュ
エータは細長い弯曲アクチュエータとして形成され、各
弯曲アクチュエータの一方の端は関係のクランプ装置上
に配設され、各弯曲アクチュエータの他方の自由端は、
バーとクランプ装置の接触素子とに対して押圧されるよ
うに配設される。

この実施態様の利点は、バーの公差の影響がこの場合最
小であるということである。細長い弯曲アクチュエータ
のクランプ力は常に適切なりランプを与える。

本発明の更に別の実施態様では、圧電クランプアクチュ
エータと圧電転移アクチュエータは、金属中間電極を有
する多数の圧電セラミック層より成る積層された多層ア
クチュエータとして形成される。例えば金属中間電極を
有する２０から５０の圧電セラミック層より成る。この
ような多層アクチュエータは、事実上低い付勢電圧で動
作することができる。このような付勢電圧は例えば１０
ｖ　と２０υの間の範囲にあることができる。

本発明の更に別の実施態様では、接触素子は夫々Ｖ状接
触くぼみで形成される。このようなくぼみは、バーとク
ランプ装置の正確に規定された係合を得ることを可能に
する。

本発明の更に別の実施態様では、接触素子の一方はＶ軟
接触くぼみで、他方は、前記のくぼみに対するバーの圧
力を調節する設定ねじである。この実施態様は、圧力の
集中を可能にし、クランプ動作を改良する。

本発明の更に別の実施態様では、クランプヨークの両接
触素子はＶ軟接触くぼみとして形成される。２つのＶ状
（ぼみは係合を改良する。

（実施例）以下に本発明を添付の図面を参照して実施例によって更
に詳しく説明する。

第１図および第２図に示したりニヤモータ１は、全体と
して例えば１ｃｍ／Ｓの速度でバー３に沿って動くこと
ができる。２つのクランプ装置４ａと４ｂが前記のバー
３と係合する。各クランプ装置は、２つのリム６．７と
ベース８を有するヨーク５より成る。リドの間には溝９
が形成される。前記のベース８は、境界アーク１１の位
置において小さな断面の部分１０を有する。ベース８に
は、アーク１１の両側に１つづつ２個の脚部１２が設け
られる。この脚部は圧電クランプアクチュエータ１３に
固定されている。この圧電クランプアクチュエータ１３
は矢印１４の方向に伸張することができ、この電気的に
励起された伸張により脚部１２が押し離されることがで
きる。

リム６はＶ状接点素子１５をまたリム７は点状接触素子
１６を有する。点状接触素子１６はクランプねじ１７で
形成され、このクランプねじは、リム７の延長部材１８
に設けられ、バー３に対して調節可能なように配設され
る。

２つのクランプ装置４ａと４ｂは圧電転移アクチュエー
タ１９によって連結され、このアクチュエータは、矢印
２０で示した方向に伸張することができる。

第３図に示した圧電リニヤモータは第１図および２図に
示した圧電リニヤモータと類似しており、やはりバー３
に沿ってカタピラ運動を生じることができる。図にはク
ランプ装置の１つ４Ｃだけが示されている。このクラン
プ装置４Ｃはやはりベース２８で互に連結された２つの
リム２６と２７を有する。

このリム２６と２７の間には、その断面がベース２８の
位置３０で小さくされた溝が形成されている。ベースの
僅かに広い脚部３１．３２が圧電クランプアクチュエー
タ１３に連結されている。第１図および２図に示したモ
ータと同様に、このモータの両クランプ装置は圧電転移
アクチュエータ１９で連結されている。

リム２６と２７の両方の自由端には、八′−３と係合可
能なＶ状接触溝３３．３４が形成されている。更に、ば
ね部材３６に固定された加圧部材３５が設けられている
。このばね部材３６の一端は、ねじ３７によってベース
２８に固定されている。他端は設定ねじ３８を有し、こ
の設定ねじは、該ねじが取付けられた自由端のリム２６
に対する高さを調節゛するように締めたり緩めたりする
ことができる。このねじを緩めることによって、バーへ
の加圧部材の圧力を増加することができる。

両リニヤモータは同様に働く。１つのクランプ装置、例
えば第２図のクランプ装置４ａが圧電クランプアクチュ
エーク１３の伸張によって作動され、バー３に押付けら
れる。クランプ装置４ｂのクランプアクチュエータ１３
は作動されず、クランプ装置４ｂはバー３より遠ざけら
れている。次に転移アクチュエータ１９が付勢される。

その伸長の結果、クランプ装置４ｂはクランプ族ｆｆ１
４ａから数μｍ動いて遠のく。転移アクチュエータの伸
張が終了すると、クランプ装置４ｂがクランプアクチュ
エータ１３の付勢によって前記のクランプ装置４ｂの位
置でバーをクランプする。次にクランプ族＠４ａのクラ
ンプアクチュエータ４ａが消勢され、クランプ族２４ａ
がバーを釈放する。次いで転移アクチュエータ１９も消
勢されると、このアクチュエータは収縮する。クランプ
装置４ａはこの場合収縮の程度に等しい長さだけクラン
プ族ｆｆ１４ｂに向ってタカビラ運動を行う。

この過程は、クランプ族ｆｆ１４ａがバー３をクランプ
するために再付勢されることにより繰返される。

続いてクランプ装置４ｂが消勢され、転移アクチュエー
タ１９が付勢される。転移アクチュエータが伸張するの
で、クランプ装置４ｂは転移アクチュエータの伸張の程
度に等しい距離だけ前進する。

アクチュエータ１３と１９は多層アクチュエータとして
構成され、金属層が圧電セラミックプレートの間に挿入
されて電極を形成するのが好ましい。

その結果、典型的にはＩＯＶから２０Ｖの電圧がこの場
合それ等の付勢すなわちリニヤモータの作動に対して適
当である。

第４図および５図は、バーに沿って移動可能なりニヤモ
ータの別の実施例を示す。このリニヤモータ１０１のク
ランプ装置１０４ａと１０４ｂはハ゛−１０３を抱く。

各クランプ装置１０４ａと１０４ｂは機械的に剛直なヨ
ーク１０５を有し、このヨークの下端には、２つのねじ
１０７によってクランプジョー１０６が取付けられてい
る。多層弯曲アクチュエータ１０８として形成された細
長い圧電弯曲アクチュエータが前記のクランプジョー１
０６によってその一端でクランプされている。３つの金
、萬ラグ１０９が弯曲アクチュエータ１０８上の電極端
子と電気接触を与える。

接続は、例えば接続ワイヤ１１０を前記のラグ１０９と
接触した金属ビン１１１にはんだ付けすることによりつ
くることができる。

弯曲アクチュエータ１０８の自由端１０８ｂの近くにセ
ラミンクディスク１１２が例えば接着剤で該弯曲アクチ
ュエータに固定され、このディスクは、圧電リニヤモー
タ１０１のバー１０３と接触している。

このバー１０３はヨーク１０５のＶ状または三角状溝内
に位置し、したがって３点で支持されている。

ヨーク１０５　は別のクランプジョー１１５を有し、こ
のクランプジョーは、２つのねじ１１６によって転移ア
クチュエータ１１７を両端でクランプすることができる
。各クランプ装置１０４ａと１０４ｂはこの場合転移ア
クチュエータ１１７の両端１１７ａの一方をクランプす
る。

このリニヤモータ１０１の動作は、バー１０３がクラン
プヨークではなくて細長い弯曲アクチュエータ１０８の
弯曲によってクランプされることを除いては第１図から
第３図に示したりニヤモータｌの動作と同様である。ク
ランプのために、弯曲アクチュエータ１０８はバー１０
３に対して曲げられ、クランプ装置を釈放するために、
弯曲アクチュエータ１０８はバーより遠のくように曲げ
られる。弯曲アクチュエータの自由端１０８ｂにおける
機械的偏向は、１５Ｖから３０Ｖが加えられた場合路々
１００　μｍから２００μｍとなり得る。

リニヤモータ１０１をバー１０３に沿って動かすために
、例えばクランプ装置１０４ａの弯曲アクチュエータ１
０８がバー１０３に対して曲げられる。所望の圧力は電
気的なバイアスによって選ぶことができる。けれども、
クランプ装置１０４ｂの弯曲アクチュエータ１０８は八
′−より遠ざかるように曲げられている。極く僅かなり
ランプ圧力はやはり電気的に予じめ選ばれる。次に転移
アクチュエータ１１７が付勢されると、クランプ装置１
０４は該転移アクチュエータ１１７の伸張に相当する距
離だけ動かされる。転移アクチュエータ１１７が伸張す
ると、クランプ装置の弯曲アクチュエータ１０８がバー
１０３に向けて曲げられ、このためクランプ装置１０４
ｂもバー１０３にクランプされる。次いでクランプ装置
１０４ａの弯曲アクチュエータ１０８がバー１０３より
遠のくように曲げられ、クランプ族ｆｆ１１０４ａを自
由に動かさせる。次いで、転移アクチュエータ１１７が
消勢されしたがって収縮すると、クランプ装置１０４ａ
はクランプ装置１０４ｂに向って動く。これ等の付勢、
消勢および再付勢を連続して繰返すことにより、リニヤ
モータ１０１はバー１０３に沿って移動する。

第４図と５図に示した実施例の利点は、バー１０３の製
造公差が僅かな影響しか有しないということである。

この装置は、例えばＣＤプレーヤーの光学ユニットの位
置決めに好適である。その駆動は簡単で、極めてコンパ
クトな構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧ｉＩＪニヤモータの一実施例の側面
図第２図は第１図の圧電リニヤモータの平面図第３図は別
の実施例の側面図第４図は更に別の実施例の側面図第５図は第４図の圧電リニヤモータの平面図である。３１０３・・・バー４ａ、　４ｂ、　４ｃ、　１０４ａ、　１０４ｂ−・・
クランプ装置５、２５．１０５・・クランプヨーク６、７．２６．２７・・・リム　　　８，２８・・・ベ
ース１２、３１．３２・・・脚部１３、１８．１０８・・・圧電クランプアクチュエータ
１５、１６．３３．３４．１１４・・・接触素子１９．
１１７・・・圧電転移アクチュエータ３５・・・加圧部
材　　　　　３６・・・ばね部材３８・・・設定ねじ特許出頭人工ヌ・べ・−・フィリップス・フルーイランペンファブリケン〒−１Ｃ力ヘ

Claims

【特許請求の範囲】

１．バーを交互にクランプするクランプアクチュエータ
を有する離間された圧電クランプ装置と共働する該バー
に対して直線運動を行うように構成された圧電リニヤモ
ータにおいて、クランプ装置を互に連結する圧電転移ア
クチュエータによって、クランプ装置の間隔を、該クラ
ンプ装置の交互のクランプ動作に合わせて転移アクチュ
エータの伸張に等しい量だけ変化することができ、圧電
クランプアクチュエータは、縦方向に、離間された脚部
によってクランプヨークのベースと係合し、前記のバー
は、圧電クランプアクチュエータの伸張およびベースの
ひずみの間にクランプヨークのリムの間にクランプされ
ることを特徴とする圧電リニヤモータ。
２．リム（６，７；２６，２７）の自由端は、その間に
バー（３）をクランプすることのできる接触素子（１５
，１６；３３，３４）を有する請求項１記載の圧電リニ
ヤモータ。
３．接触素子（３３，３４）のクランプ方向と直角の方
向にバー（３）に当てられることのできる加圧部材（３
５）が設けられた請求項２記載の圧電リニヤモータ。
４．加圧部材（３５）は、ベース（２８）に取付けられ
た固定端と自由端とを有するばね部材（３６）に設けら
れ、前記の自由端とバー（３）との距離は、前記の加圧
部材（３５）によりバー（３）に加えられる圧力を調節
する設定ねじ（３８）によって調節可能な請求項３記載
の圧電リニヤモータ。
５．圧電クランプアクチュエータ（１０８）は細長い弯
曲アクチュエータとして形成され、各弯曲アクチュエー
タの一方の端（１０８ａ）は関係のクランプ装置（１０
４ｃ，１０４ｂ）上に配設され、各弯曲アクチュエータ
の他方の自由端（１０８ｂ）は、バー（１０３）とクラ
ンプ装置（１０４ａ，１０４ｂ）の接触素子（１１４）
とに対して押圧されるように配設された請求項１記載の
圧電リニヤモータ。
６．圧電クランプアクチュエータ（１３，１０８）と圧
電転移アクチュエータ（１９，１１７）は、金属中間電
極を有する多数の圧電セラミック層より成る積層された
多層アクチュエータとして形成された請求項１または５
記載の圧電リニヤモータ。
７．接触素子（１５）は夫々Ｖ状接触くぼみで形成され
た請求項２または５記載の圧電リニヤモータ。
８．接触素子の一方（１５）はＶ状接触くぼみで、他方
（１６）は、前記のくぼみに対するバー（３）の圧力を
調節する設定ねじ（１７）である請求項７記載の圧電リ
ニヤモータ。
９．　クランプヨーク（２５）の両接触素子（３３，３
４）はｖ状接触くぼみとして形成された講求項７記載の
圧電リニヤモータ。