JPH0491665A - 直進変換機構 - 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 本発明は、電動機を用いた直進機構等にかわる直進変換
機構に関するものである。

従来の技術 近年、ＶＴＲ，ＦＤＤ等のＡＶ及びＯＡ機器におけるポ
ータプル化に見られるように、いかに小さく、軽くまた
省電力化ができるかが最も重要な課題となっている。そ
れに伴い、内部メカニズムである駆動装置、すなわちア
クチュエータに関しても小型軽量化及び部品の簡素化が
検討されている。従来の技術においては、駆動装置とし
て主に電動機か利用されていた。

以下、第５図を参照しながら、上述した従来からのアク
チュエータの一つとして、ＯＡ機器におけるＦＤＤのヘ
ッド送り機構等に使用されている直進変換機構の一例に
ついて説明する。

第５図にみるように、従来の直進変換機構では、駆動源
として、ステッピングモータ等の電動機５を利用し、電
動機のシャフトから直接に軸出ししたリードスクリュー
６の回転により、ガイドレール７に沿ってスライダー部
８が直進運動をする。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の構成においては、部品の複雑さや
部品点数の多さ及び電動機のもつ定格による出力トルク
の限界から、小型高トルク化はかなり困難である。さら
に、電動機を用いるため、電動機の磁石から発生する電
磁ノイズの影響を考慮する必要があった。

そこで、本発明は、小型高トルクが容易で電磁ノイズを
発しない直進変換機構を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明は、駆動源に電磁ノイ
ズの影響のない圧電セラミックス２個を用いている。す
なわち、一端が固定され、電圧の印加により伸びあるい
は縮む性質をもつ第１の圧電セラミックス材と、この圧
電セラミックス材と同様の性質をもち一端に係合部を設
けた第２の圧電セラミックス材とを備え、第１の圧電セ
ラミックス材の自由端に第２の圧電セラミックス材の他
端か、画材か、直角あるいは斜め方向に連結されるよう
結合され、前記係合部を介して前記第２の圧電セラミッ
クス材の伸縮運動をスライダー部のコマ送り状直進運動
に変換するようにしたものである。

作　　　用 本発明では、２個の圧電セラミックス材にそれぞれ位相
あるいは極性の異なる電圧を印加し、それにより発生す
る伸縮を利用して、前記係合部により前記スライダー部
をコマ送り状に直進運動させている。これにより、部品
点数の削減及び簡略化ができる。圧電セラミックス材の
伸縮は微小であり正確である。また、磁石を用いないた
め、電磁ノイズの影響を無視することができる。

実　　施　　例 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例の構成をあられす。

第１図において、１は第１の圧電セラミックス材で、電
圧の印加により伸びあるいは縮む性質を持ち、一端が固
定されている。そして、前記圧電セラミックス材１と同
様の性質を持ち一端にツメ３を設けた第２の圧電セラミ
ックス材２の他端か、第１圧電セラミツクス材１の自由
端に接着等の方法で結合されている。この結合により、
図示のごとく、両圧電セラミックス材１．２は直角に連
結される。前記ツメ３は、圧電セラミックス材１が伸び
たとき、もう一方の圧電セラミックス材２と平行に配置
されているスライダー部４のくし歯状凹部４１のひとつ
に噛み合う。そして、第２の圧電セラミックス材２が伸
びる（縮む）ことでスライダー部４が１コマ分前進（後
退）する。ここで第１の圧電セラミックス材１が縮んで
前記ツメ３の噛み合いを一旦外ずし、第２の圧電セラミ
ックス材２が縮む（伸びる）ことで前記ツメ３をスライ
ダー部４のくし歯状凹部４１の１コマ分後退（前進）さ
せる。このようにして再び前述の動作を繰返す。このよ
うな機構を介して、前記圧電セラミックス材２の伸縮運
動を直進運動に変換するのである。

ここで、第２図（ａ）及び（ｂ）は、長さ方向に伸縮す
る圧電セラミックス材の動作原理を表したものであり、
圧電セラミックス材は、電圧の印加によって、矢印のよ
うに伸びあるいは縮む動作をする。印加電圧の極性を第
４図（ａ）、（ｂ）のごとく正逆変化させることで、圧
電セラミックス材が、伸縮を繰返す。

第３図は、第２図における圧電セラミックス材複数本を
同方向に分極して貼り合わせたもので、第１図における
圧電セラミックス材１や圧電セラミックス材２の伸縮量
を増大する必要かある場合に利用可能である。

次に、第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、第１
図における実施例の前記した動作原理を具体的に図示し
ている。

第４図（ａ）においては、圧電セラミックス材１にかか
る電圧の極性が第２図（ｂ）の状態に、圧電セラミック
ス材２にかかる電圧の極性が第２図（ｂ）の状態になっ
ている。このとき、第１の圧電セラミックス材１が伸び
てツメ３がスライダー部４のくし歯状凹部に噛み合って
おり、第２の圧電セラミックス材２は伸びた状態にある
。ここで第４図（ｂ）に示すように圧電セラミックス材
２を縮ませる方向に電圧をかけると、先端に設けたツメ
３によって、スライダー部４のくし歯状部分がひっかけ
られ、スライダー部４は直進運動を始める。ツメ３が第
４図（Ｃ）の位置まできた時、圧電セラミックス材２の
縮みが止まり、スライダー部４の直進は一時停止する。

次に第４図（ｄ）に示すように圧電セラミックス材１を
縮む方向に電圧をかけてツメ３とスライダー部の係合を
外しなから第４図（ｅ）の様に圧電セラミックス材２を
伸ばす。

その後、再び、第４図（ａ）に示す様に圧電セラミック
ス材１を伸びる方向に電圧をかけると、ツメ３かスライ
ダー部４と係合する。

この第４図の一連の動作を繰り返す事により、スライダ
ー部４はステップ状に直進する。

上記実施例では、第１の圧電セラミックス材と第２の圧
電セラミックス材を直角に連結しているか、斜めに連結
するようにしても良い。

発明の効果 以上の様に、本発明によれば、駆動源に磁石を用いない
ため、電磁ノイズの影響を無視することができ、しかも
圧電セラミックス材の伸縮長さを調節する事により、小
型高トルク化、高精度化を可能にする事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図（ａ）、（
ｂ）は、長さ方向に伸縮する圧電セラミックス材の動作
原理を表した図、第３図は、第２図における圧電セラミ
ックス材を同方向に分極して貼り合わせた図、第４図（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）（ｅ）は、第１図におけ
る実施例の動作原理を表した図、第５図は従来の直進変
換機構を示す図である。 １・・・・・・第１の圧電セラミックス材、２・・・・
・・第２の圧電セラミックス材、３・・・・・・ツメ　
（係合部）、４・・・・・・スライダー部。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はが１名＋４−一万
〕【でうミー１７ス 第２図 第３図 保 区 ｕつ くっ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端が固定され電圧の印加により伸びあるいは縮
   む性質をもつ第１の圧電セラミックス材と、この圧電セ
   ラミックス材と同様の性質をもち一端に係合部を設けた
   第２の圧電セラミックス材とを備え、両圧電セラミック
   ス材が直角あるいは斜めに連結されるように第２の圧電
   セラミックス材の他端が第１の圧電セラミックス材の自
   由端に連結されているとともに、第２の圧電セラミック
   ス材の側部には、その係合部と係合可能な被係合部を第
   ２の圧電セラミックス材の伸縮方向に沿い多数有するス
   ライダー部が配置されていて、第１の圧電セラミックス
   材の伸縮により前記係合部のスライダー部への係合と離
   膜を行わせ、第２の圧電セラミックス材の伸縮により前
   記スライダー部をコマ送り状に直進させるようにする直
   進変換機構。
2. （２）係合部がツメであり、スライダー部の被係合部が
   くし歯状凹部である請求項１記載の直進変換機構。