JPH05173638A - 並進装置 - Google Patents
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- JPH05173638A JPH05173638A JP4107839A JP10783992A JPH05173638A JP H05173638 A JPH05173638 A JP H05173638A JP 4107839 A JP4107839 A JP 4107839A JP 10783992 A JP10783992 A JP 10783992A JP H05173638 A JPH05173638 A JP H05173638A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q10/00—Scanning or positioning arrangements, i.e. arrangements for actively controlling the movement or position of the probe
- G01Q10/04—Fine scanning or positioning
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
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- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B5/00—Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アクチュエータ本体の並進移動を行うのに相
当高い電圧を必要とし、電圧を排除すると調整並進位置
が消失してしまい、ヒステリシスを生じて並進移動との
間には明確な対応関係がない圧電素子を使用せず、固体
電解質体を使用することによって圧電素子の欠点を持た
ない並進装置を得る。 【構成】 アクチュエータ本体２と、アクチュエータ本
体２に機械的に接触する結合部材10とを具え、アクチュ
エータ本体は、１対の支持表面7,8 間にクランプした固
体電解質の少なくとも１個の本体により構成し、また本
体には、少なくとも１対の電極3,4 を設け、これら電極
対の電極3,4 間で電位差の作用の下に電解質体を介して
質量移送を生じ、この質量移送によって電極3,4 の寸法
を変化させ、結合部材10が装置の基準11に対して第１の
座標軸方向に並進移動する構成とする。
当高い電圧を必要とし、電圧を排除すると調整並進位置
が消失してしまい、ヒステリシスを生じて並進移動との
間には明確な対応関係がない圧電素子を使用せず、固体
電解質体を使用することによって圧電素子の欠点を持た
ない並進装置を得る。 【構成】 アクチュエータ本体２と、アクチュエータ本
体２に機械的に接触する結合部材10とを具え、アクチュ
エータ本体は、１対の支持表面7,8 間にクランプした固
体電解質の少なくとも１個の本体により構成し、また本
体には、少なくとも１対の電極3,4 を設け、これら電極
対の電極3,4 間で電位差の作用の下に電解質体を介して
質量移送を生じ、この質量移送によって電極3,4 の寸法
を変化させ、結合部材10が装置の基準11に対して第１の
座標軸方向に並進移動する構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、並進装置に関するもの
である。特に、数ナノメーターから数十ナノメーターの
並進移動を高い精度で行うことができる並進装置に関す
るものである。このような並進装置は、マイクロメカニ
カル並進機構に基づくのが一般的である。このような装
置は、特に、マイクロメカニクス及びマイクロエレクト
ロニクスにおいて使用される。
である。特に、数ナノメーターから数十ナノメーターの
並進移動を高い精度で行うことができる並進装置に関す
るものである。このような並進装置は、マイクロメカニ
カル並進機構に基づくのが一般的である。このような装
置は、特に、マイクロメカニクス及びマイクロエレクト
ロニクスにおいて使用される。
【０００２】
【従来の技術】上述のタイプの並進装置は、特に、ヨー
ロッパ特許出願第360,975 号（ＥＰ−Ａ360,975)に記載
されている。このヨーロッパ特許出願に記載の装置は、
圧電素子を有するアクチュエータ本体により駆動する。
このような装置で得られる並進の精度は数ナノメーター
から数十ナノメーターのオーダーである。
ロッパ特許出願第360,975 号（ＥＰ−Ａ360,975)に記載
されている。このヨーロッパ特許出願に記載の装置は、
圧電素子を有するアクチュエータ本体により駆動する。
このような装置で得られる並進の精度は数ナノメーター
から数十ナノメーターのオーダーである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この既知の並
進装置は欠点を有する。即ち、圧電素子により駆動する
アクチュエータ本体の並進移動を行うには、kVオーダー
の相当高い電圧を必要とする。その他に、このような並
進装置においては、圧電素子の両側に加わる相当高い電
圧を維持して調整した並進を保持する必要がある。即
ち、電圧を排除すると、この調整位置は消失してしま
う。他の欠点としては、圧電素子にヒステリシスを生ず
ることに関連するものがある。このために、圧電素子に
加わる電圧と、この結果生ずる並進移動との間には明確
な対応関係がないことになる。従って、得られた並進を
決定するためには他の装備を施す必要がある。
進装置は欠点を有する。即ち、圧電素子により駆動する
アクチュエータ本体の並進移動を行うには、kVオーダー
の相当高い電圧を必要とする。その他に、このような並
進装置においては、圧電素子の両側に加わる相当高い電
圧を維持して調整した並進を保持する必要がある。即
ち、電圧を排除すると、この調整位置は消失してしま
う。他の欠点としては、圧電素子にヒステリシスを生ず
ることに関連するものがある。このために、圧電素子に
加わる電圧と、この結果生ずる並進移動との間には明確
な対応関係がないことになる。従って、得られた並進を
決定するためには他の装備を施す必要がある。
【０００４】従って、本発明の目的は、上述の欠点を回
避する並進装置を得るにある。
避する並進装置を得るにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明並進装置は、アクチュエータ本体と、このア
クチュエータ本体に機械的に接触する結合部材とを具
え、前記アクチュエータ本体には、１対の支持表面間に
クランプした固体電解質の少なくとも１個の本体を設
け、また前記本体には、少なくとも１対の電極を設け、
これら電極対の電極間で電位差の作用の下に電解質体を
介して質量移送を生じ、前記質量移送により電極の寸法
を変化させ、前記結合部材が装置の基準に対して第１の
座標軸方向に並進移動する構成としたことを特徴とす
る。
め、本発明並進装置は、アクチュエータ本体と、このア
クチュエータ本体に機械的に接触する結合部材とを具
え、前記アクチュエータ本体には、１対の支持表面間に
クランプした固体電解質の少なくとも１個の本体を設
け、また前記本体には、少なくとも１対の電極を設け、
これら電極対の電極間で電位差の作用の下に電解質体を
介して質量移送を生じ、前記質量移送により電極の寸法
を変化させ、前記結合部材が装置の基準に対して第１の
座標軸方向に並進移動する構成としたことを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】本発明は、電位差の作用の下に固体電解質に生
ずる質量移送が並進装置のアクチュエータ本体における
信頼性高い並進機構のモータとして作用する。このよう
な質量移送は数ボルトのオーダーの極めて僅かな電位差
で生ずることができる。この質量移送は加わる電位差に
直接比例する。電極寸法は、電極間に存在する質量移送
の結果変化する。一方の電極の容積が増加すると、他方
の電極の容積は減少する。
ずる質量移送が並進装置のアクチュエータ本体における
信頼性高い並進機構のモータとして作用する。このよう
な質量移送は数ボルトのオーダーの極めて僅かな電位差
で生ずることができる。この質量移送は加わる電位差に
直接比例する。電極寸法は、電極間に存在する質量移送
の結果変化する。一方の電極の容積が増加すると、他方
の電極の容積は減少する。
【０００７】本発明による装置においては、並進速度及
び並進範囲は、特に、加わる電位差、固体電解質体の材
料及び電極の材料によって左右される。更に、並進移動
を生じた後に電極に加わる電位差を取り除くことができ
る。従って、調整した並進が保持できる。
び並進範囲は、特に、加わる電位差、固体電解質体の材
料及び電極の材料によって左右される。更に、並進移動
を生じた後に電極に加わる電位差を取り除くことができ
る。従って、調整した並進が保持できる。
【０００８】本発明による並進装置の結合部材はアクチ
ュエータ本体に、例えば、接着剤による結合又はクラン
プによって機械的に固着する。結合部材は、固体電解質
体及び一方の電極の双方に連結する。好適には、結合部
材を、直接又は支持プレートを介して固体電解質体に取
り付ける。１対の電極間に加える電位差により、結合部
材が並進装置の基準に対して並進を受ける。この並進の
精度は、数ナノメーターのオーダーである。固体電解質
における質量移動中にはヒステリシスは生じないため、
生ずる並進移動は明確に規定することができる。
ュエータ本体に、例えば、接着剤による結合又はクラン
プによって機械的に固着する。結合部材は、固体電解質
体及び一方の電極の双方に連結する。好適には、結合部
材を、直接又は支持プレートを介して固体電解質体に取
り付ける。１対の電極間に加える電位差により、結合部
材が並進装置の基準に対して並進を受ける。この並進の
精度は、数ナノメーターのオーダーである。固体電解質
における質量移動中にはヒステリシスは生じないため、
生ずる並進移動は明確に規定することができる。
【０００９】固体電解質体は、並進装置の１対の支持表
面間に機械的にクランプする。好適には、ばね力を発生
するばね部材によりこの電解質体を固定する。このよう
にして、長期間の使用後にも、固体電解質体は、容認で
きないほどの機械的力にさらされることはない。このよ
うにしないと、この機械的力が部材を破壊する恐れがあ
る。ばね力によりアクチュエータ本体は並進装置の支持
表面間に機械的に安定した状態でクランプすることがで
きる。ばね力は、種々の方法で発生させることができ
る。例えば、アクチュエータ本体の電極対における一方
の電極と２個の支持表面のうちの一方の支持表面との間
に配置した弾性合成樹脂の形式のばね部材とすることも
できる。好適には、ばね力はコイルばね又は板ばねによ
り発生するとよい。
面間に機械的にクランプする。好適には、ばね力を発生
するばね部材によりこの電解質体を固定する。このよう
にして、長期間の使用後にも、固体電解質体は、容認で
きないほどの機械的力にさらされることはない。このよ
うにしないと、この機械的力が部材を破壊する恐れがあ
る。ばね力によりアクチュエータ本体は並進装置の支持
表面間に機械的に安定した状態でクランプすることがで
きる。ばね力は、種々の方法で発生させることができ
る。例えば、アクチュエータ本体の電極対における一方
の電極と２個の支持表面のうちの一方の支持表面との間
に配置した弾性合成樹脂の形式のばね部材とすることも
できる。好適には、ばね力はコイルばね又は板ばねによ
り発生するとよい。
【００１０】本発明よる並進装置の好適な実施例におい
ては、前記アクチュエータ本体に、第２の対の電極対及
び第２の対の支持表面対を有する固体電解質の第２本体
とを設け、前記第１の座標軸方向に公差する第２の座標
軸方向に並進移動する構成とし、更に、アクチュエータ
本体に第３の対の電極対及び第３の対の支持表面対を有
する固体電解質の第３本体とを設け、前記第１及び第２
の座標軸方向に交差する第３の座標軸方向に並進移動す
る構成とする。
ては、前記アクチュエータ本体に、第２の対の電極対及
び第２の対の支持表面対を有する固体電解質の第２本体
とを設け、前記第１の座標軸方向に公差する第２の座標
軸方向に並進移動する構成とし、更に、アクチュエータ
本体に第３の対の電極対及び第３の対の支持表面対を有
する固体電解質の第３本体とを設け、前記第１及び第２
の座標軸方向に交差する第３の座標軸方向に並進移動す
る構成とする。
【００１１】この実施例においては、結合部材は装置の
基準に対して三次元の並進移動を行うことができる。代
案として、二次元並進移動を行うよう装置を構成するこ
とができる。この場合、２対の電極対で十分である。こ
のような装置においては、２個の固体電解質体を設け、
各電解質体に１対の電極を設ける。しかし、１個のみの
固体電解質体に２対の電極対を設けて使用することもで
きる。
基準に対して三次元の並進移動を行うことができる。代
案として、二次元並進移動を行うよう装置を構成するこ
とができる。この場合、２対の電極対で十分である。こ
のような装置においては、２個の固体電解質体を設け、
各電解質体に１対の電極を設ける。しかし、１個のみの
固体電解質体に２対の電極対を設けて使用することもで
きる。
【００１２】更に、本発明による並進装置の他の好適な
実施例においては、各電極対における少なくとも一方の
電極をプレート状にし、前記固体電解質本体のほぼ平坦
部分に休止する３個のスタッドを設ける。長期間並進装
置を使用するとき、固体電解質の表面は不規則になるこ
とが分かっている。ばね力により固体電解質体にクラン
プする支持スタッドを電極に設けため、電解質体と電極
との間の電気的接触は、並進装置の長期間の使用後にも
十分保たれる。好適には、支持スタッドは、プレート状
電極において、仮想正三角形の頂点をなすよう配置す
る。この特別な構成により固体電解質体の表面における
電極の位置は静的に規定される。
実施例においては、各電極対における少なくとも一方の
電極をプレート状にし、前記固体電解質本体のほぼ平坦
部分に休止する３個のスタッドを設ける。長期間並進装
置を使用するとき、固体電解質の表面は不規則になるこ
とが分かっている。ばね力により固体電解質体にクラン
プする支持スタッドを電極に設けため、電解質体と電極
との間の電気的接触は、並進装置の長期間の使用後にも
十分保たれる。好適には、支持スタッドは、プレート状
電極において、仮想正三角形の頂点をなすよう配置す
る。この特別な構成により固体電解質体の表面における
電極の位置は静的に規定される。
【００１３】更に、本発明の好適な実施例においては、
少なくとも２個の互いに直列に配置したアクチュエータ
本体を設ける。多数のアクチュエータ本体を直列に配置
することにより、使用に応じて並進装置の並進範囲（ス
トローク）を増大させることができる。
少なくとも２個の互いに直列に配置したアクチュエータ
本体を設ける。多数のアクチュエータ本体を直列に配置
することにより、使用に応じて並進装置の並進範囲（ス
トローク）を増大させることができる。
【００１４】本発明による並進装置の上述の全ての実施
例は並進移動に基づくものである。しかし、本発明は回
転運動に基づく並進装置にも使用することができる。こ
のような並進装置は、アクチュエータ本体を、このアク
チュエータ本体の外部に位置するヒンジ点の周りに前記
アクチュエータ本体に機械的に連結した回転自在アーム
を介して回転自在に配置する。
例は並進移動に基づくものである。しかし、本発明は回
転運動に基づく並進装置にも使用することができる。こ
のような並進装置は、アクチュエータ本体を、このアク
チュエータ本体の外部に位置するヒンジ点の周りに前記
アクチュエータ本体に機械的に連結した回転自在アーム
を介して回転自在に配置する。
【００１５】原理的には、少なくとも10-6Ω-1の電気コ
ンダクタンス（ρ）を有するすべての固体電解質は、本
発明による並進装置に使用することができる。硫黄、セ
レン、テルルの金属塩をこの目的のために使用すること
ができる。この点に関して、Ag2Se 及びAg2Te が適当で
ある。しかし、使用する固体電解質は、ハロゲン化物と
すると好適である。特に、RbAg3I5 のようなハロゲン化
銀を本発明による並進装置のアクチュエータ本体に使用
すると好適である。好適には、AgI のような２価の塩を
固体電解質として使用すると好適である。
ンダクタンス（ρ）を有するすべての固体電解質は、本
発明による並進装置に使用することができる。硫黄、セ
レン、テルルの金属塩をこの目的のために使用すること
ができる。この点に関して、Ag2Se 及びAg2Te が適当で
ある。しかし、使用する固体電解質は、ハロゲン化物と
すると好適である。特に、RbAg3I5 のようなハロゲン化
銀を本発明による並進装置のアクチュエータ本体に使用
すると好適である。好適には、AgI のような２価の塩を
固体電解質として使用すると好適である。
【００１６】アクチュエータ本体の電極は、化学的に不
活性であり、導電の材料、好適には、貴金属又は貴金属
合金により構成すると好適である。電極材料は、好適に
は、固体電解質における金属塩として使用するのと同じ
金属又は合金により構成するとよい。このようにする
と、アクチュエータ本体の機械的及び化学的安定性を生
ずることができる。固体電解質としてAgI の本体を含有
し、ほぼ銀のみを含有する電極を有するアクチュエータ
本体が本発明による並進装置に使用するのに最適である
ことを本発明の発明者は見出した。
活性であり、導電の材料、好適には、貴金属又は貴金属
合金により構成すると好適である。電極材料は、好適に
は、固体電解質における金属塩として使用するのと同じ
金属又は合金により構成するとよい。このようにする
と、アクチュエータ本体の機械的及び化学的安定性を生
ずることができる。固体電解質としてAgI の本体を含有
し、ほぼ銀のみを含有する電極を有するアクチュエータ
本体が本発明による並進装置に使用するのに最適である
ことを本発明の発明者は見出した。
【００１７】本発明による並進装置の更に他の好適な実
施例においては、固体電解質に被覆層を設ける。このよ
うな被覆層の存在は、固体電解質の寿命にとって好まし
い。有機樹脂及び特に不浸透性の樹脂をこのような被覆
層の材料として使用することができる。例えば、AgI の
ような吸湿性の固体電解質の場合、寿命を延ばすのに好
適である。このような被覆層は、電極を設けない固体電
解質の部分にのみ設けるべきである。
施例においては、固体電解質に被覆層を設ける。このよ
うな被覆層の存在は、固体電解質の寿命にとって好まし
い。有機樹脂及び特に不浸透性の樹脂をこのような被覆
層の材料として使用することができる。例えば、AgI の
ような吸湿性の固体電解質の場合、寿命を延ばすのに好
適である。このような被覆層は、電極を設けない固体電
解質の部分にのみ設けるべきである。
【００１８】
【実施例】次に、図面につき本発明の好適な実施例を説
明する。図示する並進装置の各部分は説明を分かりやす
くするため、縮尺通りではない。
明する。図示する並進装置の各部分は説明を分かりやす
くするため、縮尺通りではない。
【００１９】図１に本発明による並進装置のアクチュエ
ータを参照符号を１で示す。このアクチュエータの本体
は、1.5 ×1.5 ×５mm3 の寸法のブロック形状の本体２
と、ＡｇＩを基本とし、10重量％のＭｇＯをも含有する
固体電解質体とにより構成する。このＭｇＯは、固体電
解質体の導電性及び機械的剛性を向上する。アクチュエ
ータ本体２は、更に、銀製の２個の電極３、４を有す
る。これら電極は、プレート状であり、それぞれ３個の
支持スタッド12を設ける。プレート状の電極は、支持ス
タッドを介して本体２のほぼ平坦部分５、６に休止させ
る。支持スタッドと本体２との間の接触位置とは別の位
置では、本体２の表面には、不浸透性樹脂の被覆層（図
示せず）を完全に塗布する。電極３は支持表面７に直
接、例えば、接着剤による結合によって連結する。ばね
力が発生するよう固定したコイルばね９を電極４及び支
持表面８との間に配置する。本体２には、更に、クラン
プ又は接着剤による結合によって本体２に機械的に連結
した結合体10（矢印により線図的に示す）を設ける。
ータを参照符号を１で示す。このアクチュエータの本体
は、1.5 ×1.5 ×５mm3 の寸法のブロック形状の本体２
と、ＡｇＩを基本とし、10重量％のＭｇＯをも含有する
固体電解質体とにより構成する。このＭｇＯは、固体電
解質体の導電性及び機械的剛性を向上する。アクチュエ
ータ本体２は、更に、銀製の２個の電極３、４を有す
る。これら電極は、プレート状であり、それぞれ３個の
支持スタッド12を設ける。プレート状の電極は、支持ス
タッドを介して本体２のほぼ平坦部分５、６に休止させ
る。支持スタッドと本体２との間の接触位置とは別の位
置では、本体２の表面には、不浸透性樹脂の被覆層（図
示せず）を完全に塗布する。電極３は支持表面７に直
接、例えば、接着剤による結合によって連結する。ばね
力が発生するよう固定したコイルばね９を電極４及び支
持表面８との間に配置する。本体２には、更に、クラン
プ又は接着剤による結合によって本体２に機械的に連結
した結合体10（矢印により線図的に示す）を設ける。
【００２０】アクチュエータ本体の１対の電極３、４
は、ＤＣ電圧源（図示せず）に電気的にまた導電的に接
続し、２個の電極間に電位差を生ずるようにする。質量
移送はこの電位差の影響の下に固体電解質体を介して行
われる。この結果、結合体10は装置の基準11に対して並
進移動を受ける。図１の（ａ）には、初期状態即ち、電
圧源を接続する前の状況を線図的に示す。図１の（ｂ）
には、電極３、４に対して約１ボルトの電位差を或る時
間加えた後の状況を示す。電解質体を介しての質量移送
の結果、電極３は薄くなり、電極４は厚くなる。このた
め、結合部材10は基準11に対して並進移動を受ける。上
述の状況では、測定された並進は、約0.9マイクロメー
タ／分であった。並進の精度は、数ナノメータであっ
た。電極３、４の両側に加える電位差を除去した後に
は、結合部材10の基準11に対する並進は観測されなかっ
た。上述の実施例の並進装置は、自由度１のみである。
従って、一次元の並進のみを生ずる。
は、ＤＣ電圧源（図示せず）に電気的にまた導電的に接
続し、２個の電極間に電位差を生ずるようにする。質量
移送はこの電位差の影響の下に固体電解質体を介して行
われる。この結果、結合体10は装置の基準11に対して並
進移動を受ける。図１の（ａ）には、初期状態即ち、電
圧源を接続する前の状況を線図的に示す。図１の（ｂ）
には、電極３、４に対して約１ボルトの電位差を或る時
間加えた後の状況を示す。電解質体を介しての質量移送
の結果、電極３は薄くなり、電極４は厚くなる。このた
め、結合部材10は基準11に対して並進移動を受ける。上
述の状況では、測定された並進は、約0.9マイクロメー
タ／分であった。並進の精度は、数ナノメータであっ
た。電極３、４の両側に加える電位差を除去した後に
は、結合部材10の基準11に対する並進は観測されなかっ
た。上述の実施例の並進装置は、自由度１のみである。
従って、一次元の並進のみを生ずる。
【００２１】図２に示す並進装置によれば、二次元並進
移動が可能である。この並進装置のアクチュエータ本体
は、ＡｇＩの固体電解質体の立方体形状の本体21を有す
る。本体21は、２対の電極22、23及び24、25をそれぞれ
有し、各対においては互いにほぼ平行であり、互いに対
向する本体21の側面に設ける。各電極対の電極は、図示
しないＤＣ電圧源を介して電気的に接続する。上述の一
次元並進装置におけるのと同様に、支持スタッド（図示
せず）及び合成樹脂被覆層を有する電極を本体21に設け
る。電極22、24を支持表面29、28にそれぞれ板ばね26、
27を介して連結する。電極23、25は、支持表面31、30に
それぞれコイルばね32、33を介して連結する。結合部材
34を本体21に機械的に連結する。
移動が可能である。この並進装置のアクチュエータ本体
は、ＡｇＩの固体電解質体の立方体形状の本体21を有す
る。本体21は、２対の電極22、23及び24、25をそれぞれ
有し、各対においては互いにほぼ平行であり、互いに対
向する本体21の側面に設ける。各電極対の電極は、図示
しないＤＣ電圧源を介して電気的に接続する。上述の一
次元並進装置におけるのと同様に、支持スタッド（図示
せず）及び合成樹脂被覆層を有する電極を本体21に設け
る。電極22、24を支持表面29、28にそれぞれ板ばね26、
27を介して連結する。電極23、25は、支持表面31、30に
それぞれコイルばね32、33を介して連結する。結合部材
34を本体21に機械的に連結する。
【００２２】電位差を電極22、23の両側にのみ加える
と、結合部材34は並進装置の基準（図示せず）に対して
並進移動を受ける。図２の（ａ）に示す状況をベースと
し、図２の（ｂ）の状況が或る時間後に得られる。図２
の（ａ）に対応する状況で電極24、25の両側に電位差が
加わる場合には、図２の（ｃ）の状況が或る時間後に得
られる。
と、結合部材34は並進装置の基準（図示せず）に対して
並進移動を受ける。図２の（ａ）に示す状況をベースと
し、図２の（ｂ）の状況が或る時間後に得られる。図２
の（ａ）に対応する状況で電極24、25の両側に電位差が
加わる場合には、図２の（ｃ）の状況が或る時間後に得
られる。
【００２３】図３の（ａ）は、本発明による装置の三次
元並進移動を行うことができる実施例の斜視図を示す。
この図３の（ａ）には、電気絶縁材料例えば、合成樹脂
又はセラミックの支持プレート（本体）41を有するアク
チュエータ40を示す。結合部材Ｐを前記支持プレートに
取り付ける。装置の側面（支持表面）42、43において、
支持プレートを３個の金属ばねロッド45、46、47にそれ
ぞれ連結し、各ばねロッドはそれぞれ固体電解質体48、
49、50の本体を介して支持プレートの側面に取り付け
る。図３の（ａ）には、ＡｇＩにより構成した２個の本
体しか見えていない。
元並進移動を行うことができる実施例の斜視図を示す。
この図３の（ａ）には、電気絶縁材料例えば、合成樹脂
又はセラミックの支持プレート（本体）41を有するアク
チュエータ40を示す。結合部材Ｐを前記支持プレートに
取り付ける。装置の側面（支持表面）42、43において、
支持プレートを３個の金属ばねロッド45、46、47にそれ
ぞれ連結し、各ばねロッドはそれぞれ固体電解質体48、
49、50の本体を介して支持プレートの側面に取り付け
る。図３の（ａ）には、ＡｇＩにより構成した２個の本
体しか見えていない。
【００２４】図３の（ｂ）は、ばねロッド45を支持プレ
ートに取り付ける位置の詳細な断面を示す。ばねロッド
を固体電解質体48にＡｇの電極51を介して連結し、固体
電解質体の本体を支持プレートに接着剤により結合す
る。固体電解質体には、更に、第２電極52を設け、この
第２電極52を支持プレートの開孔に設ける。電極51、52
は本体にコイルばね54、53によりそれぞれクランプす
る。コイルばね53は、電極52から離れる側の端部部分を
止めねじ55により支持プレートに休止させる。コイルば
ね54は、電極51から離れる側の端部を支持プレート41に
機械的に固着した支持部分56に休止させる。ばねロッド
は、コイルばね54の長手方向軸線に一致し、かつ支持部
分56の開孔から突出するよう取り付ける。１対の電極に
おける電極は互いにＤＣ電圧源（図示せず）を介して相
互接続する。
ートに取り付ける位置の詳細な断面を示す。ばねロッド
を固体電解質体48にＡｇの電極51を介して連結し、固体
電解質体の本体を支持プレートに接着剤により結合す
る。固体電解質体には、更に、第２電極52を設け、この
第２電極52を支持プレートの開孔に設ける。電極51、52
は本体にコイルばね54、53によりそれぞれクランプす
る。コイルばね53は、電極52から離れる側の端部部分を
止めねじ55により支持プレートに休止させる。コイルば
ね54は、電極51から離れる側の端部を支持プレート41に
機械的に固着した支持部分56に休止させる。ばねロッド
は、コイルばね54の長手方向軸線に一致し、かつ支持部
分56の開孔から突出するよう取り付ける。１対の電極に
おける電極は互いにＤＣ電圧源（図示せず）を介して相
互接続する。
【００２５】直流電圧を加えることにより、電極の寸法
を変化する。電極51の厚さの変化により、支持プレー
ト、従って、結合部材はｙ方向（図３の（ａ）参照）に
並進移動する。支持プレート41は更に他の２個のの固体
電解質体を有するため、結合部材は三次元の並進移動を
受けることができる。
を変化する。電極51の厚さの変化により、支持プレー
ト、従って、結合部材はｙ方向（図３の（ａ）参照）に
並進移動する。支持プレート41は更に他の２個のの固体
電解質体を有するため、結合部材は三次元の並進移動を
受けることができる。
【００２６】本発明による並進装置の上述の実施例は、
すべて並進移動に基づくものである。上述のように、本
発明の要旨は、回転運動を基本とする並進装置にも適用
できることにある。図４には、このような装置を示す。
このような装置のアクチュエータ本体は、１対の銀製の
電極62、63を設けたＡｇＩの本体61を有する。電極62、
63は支持表面65、64にそれぞれ板ばね66及びコイルばね
67を介して連結する。本体61には、更に、ヒンジ点70を
介して支持バー69に回転自在に連結するクロスバー68を
設ける。電極62、63間に電位差が加わるとき、本体61及
び電極の寸法変化を介しての質量移送によりヒンジ点70
の周りに回転運動を生ずる。この回転運動の結果、本体
61に連結した結合部材71は支持表面64、65に対して或る
角度回転する。図４の（ａ）の状況を基本とし、電位差
の方向に基づいて図４の（ｂ）又は（ｃ）の状況が或る
時間後に得られる。本発明の実施例においては、アクチ
ュエータ本体は、このアクチュエータ本体の外側に位置
するヒンジ点の周りに、このアクチュエータ本体に機械
的に連結した回転アームを介して回転する。
すべて並進移動に基づくものである。上述のように、本
発明の要旨は、回転運動を基本とする並進装置にも適用
できることにある。図４には、このような装置を示す。
このような装置のアクチュエータ本体は、１対の銀製の
電極62、63を設けたＡｇＩの本体61を有する。電極62、
63は支持表面65、64にそれぞれ板ばね66及びコイルばね
67を介して連結する。本体61には、更に、ヒンジ点70を
介して支持バー69に回転自在に連結するクロスバー68を
設ける。電極62、63間に電位差が加わるとき、本体61及
び電極の寸法変化を介しての質量移送によりヒンジ点70
の周りに回転運動を生ずる。この回転運動の結果、本体
61に連結した結合部材71は支持表面64、65に対して或る
角度回転する。図４の（ａ）の状況を基本とし、電位差
の方向に基づいて図４の（ｂ）又は（ｃ）の状況が或る
時間後に得られる。本発明の実施例においては、アクチ
ュエータ本体は、このアクチュエータ本体の外側に位置
するヒンジ点の周りに、このアクチュエータ本体に機械
的に連結した回転アームを介して回転する。
【００２７】本発明によれば、回転運動に基づく二次元
並進を行うよう構成することもできる。このためには、
図４に示す装置を適用し、１対の電極代わりに２対の電
極を固体電解質体に取り付け、クロスバーを支持バーに
ボールジョイントを介して連結することが必要である。
このような装置によれば、連結部材の並進移動を凸状表
面にわたり行うことができる。
並進を行うよう構成することもできる。このためには、
図４に示す装置を適用し、１対の電極代わりに２対の電
極を固体電解質体に取り付け、クロスバーを支持バーに
ボールジョイントを介して連結することが必要である。
このような装置によれば、連結部材の並進移動を凸状表
面にわたり行うことができる。
【００２８】図５には、回転運動及び並進運動に基づく
並進移動を行うことができる実施例を示す。このような
装置は、図３に示す並進運動のみを行う装置から派生さ
せることができる。図５の実施例においては、対応部分
には同一符号を使用して説明する。
並進移動を行うことができる実施例を示す。このような
装置は、図３に示す並進運動のみを行う装置から派生さ
せることができる。図５の実施例においては、対応部分
には同一符号を使用して説明する。
【００２９】連結部材Ｐの並進移動を意図する本体48、
49及び50の他に、図３の装置に更に３個の固体電解質体
の本体101,102,103 を設ける。これら追加の本体は、側
壁43、44、45にそれぞればねロッド104,105,106 を介し
て連結する。支持プレート41に連結した固体電解質体の
６個の本体の図示の配置形態により連結部材Ｐは互いに
独立の自由度６の並進運動を行うことができるようにな
る。
49及び50の他に、図３の装置に更に３個の固体電解質体
の本体101,102,103 を設ける。これら追加の本体は、側
壁43、44、45にそれぞればねロッド104,105,106 を介し
て連結する。支持プレート41に連結した固体電解質体の
６個の本体の図示の配置形態により連結部材Ｐは互いに
独立の自由度６の並進運動を行うことができるようにな
る。
【００３０】図６には、直列に配置した３個のアクチュ
エータ本体を有する並進装置の実施例を示す。この装置
においては、ＡｇＩの電解質の３個の円筒形本体81、8
2、83をＡｇのプレート状の電極84、85を介して軸線方
向に互いに順次連結する。円筒形本体には、環状電極8
7、88、89を設ける。本体83を支持壁（支持表面）90に
クランプ又は接着剤による結合によって機械的に取り付
ける。アクチュエータ本体を支持壁90に固定するばね部
材（図示せず）を、本体81から離れる側の電極86の側面
に設ける。電極対86、87；84、88；85、89の対間にそれ
ぞれＤＣ電圧源91、92及び93を介して電位差を加える。
この電位差により、電極84、85、86の厚さは変化する。
この結果、結合部材94は支持壁90に設けた基準95に対し
て並進運動する。
エータ本体を有する並進装置の実施例を示す。この装置
においては、ＡｇＩの電解質の３個の円筒形本体81、8
2、83をＡｇのプレート状の電極84、85を介して軸線方
向に互いに順次連結する。円筒形本体には、環状電極8
7、88、89を設ける。本体83を支持壁（支持表面）90に
クランプ又は接着剤による結合によって機械的に取り付
ける。アクチュエータ本体を支持壁90に固定するばね部
材（図示せず）を、本体81から離れる側の電極86の側面
に設ける。電極対86、87；84、88；85、89の対間にそれ
ぞれＤＣ電圧源91、92及び93を介して電位差を加える。
この電位差により、電極84、85、86の厚さは変化する。
この結果、結合部材94は支持壁90に設けた基準95に対し
て並進運動する。
【図１】本発明による並進装置の一次元並進運動を行う
第１の実施例の線図的説明図であり、（ａ）は電極に電
位差を加えない状態、（ｂ）は電極間に電位差を加えた
状態を示す。
第１の実施例の線図的説明図であり、（ａ）は電極に電
位差を加えない状態、（ｂ）は電極間に電位差を加えた
状態を示す。
【図２】本発明による並進装置の二次元並進運動を行う
第２の実施例の線図的説明図であり、（ａ）は電極に電
位差を加えない状態、（ｂ）は一方の対の電極間に電位
差を加えた状態、（ｃ）は他方の対の電極間に電位差を
加えた状態を示す。
第２の実施例の線図的説明図であり、（ａ）は電極に電
位差を加えない状態、（ｂ）は一方の対の電極間に電位
差を加えた状態、（ｃ）は他方の対の電極間に電位差を
加えた状態を示す。
【図３】本発明による並進装置の三次元並進運動を行う
第３の実施例の線図的説明図であり、（ａ）は全体を示
す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の一部分の拡大縦断面
である。
第３の実施例の線図的説明図であり、（ａ）は全体を示
す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の一部分の拡大縦断面
である。
【図４】本発明による並進装置の第４の実施例の線図的
説明図であり、（ａ）は電極に電位差を加えない状態、
（ｂ）は電極間に電位差を加えた状態、（ｃ）は電極間
に（ｂ）とは逆向きの電位差を加えた状態を示す。
説明図であり、（ａ）は電極に電位差を加えない状態、
（ｂ）は電極間に電位差を加えた状態、（ｃ）は電極間
に（ｂ）とは逆向きの電位差を加えた状態を示す。
【図５】本発明による並進装置の第５の実施例の線図的
斜視図である。
斜視図である。
【図６】本発明による並進装置の３個のアクチュエータ
本体を直列に連結した第６の実施例の線図的斜視図であ
る。
本体を直列に連結した第６の実施例の線図的斜視図であ
る。
1,40 アクチュエータ 2,21,41,61,81,82,83 アクチュエータ本体（電解質
体） 3,4,22,23,24,25,48,49,62,63,84,85,86,87,88,89,101,
102,103 電極 5,6 平坦部分 7,8,28,29,30,31,42,43,44,64,65,90 支持表面 9,32,33,53,54,67 コイルばね 10,34,P,71,94 結合体（結合部材） 11,34,95 基準 12 支持スタッド 26,27 板ばね 45,46,47,66,104,105,106 ばねロッド 68 クロスバー 69 支持バー 70 ヒンジ点 91,92,93 ＤＣ電圧源
体） 3,4,22,23,24,25,48,49,62,63,84,85,86,87,88,89,101,
102,103 電極 5,6 平坦部分 7,8,28,29,30,31,42,43,44,64,65,90 支持表面 9,32,33,53,54,67 コイルばね 10,34,P,71,94 結合体（結合部材） 11,34,95 基準 12 支持スタッド 26,27 板ばね 45,46,47,66,104,105,106 ばねロッド 68 クロスバー 69 支持バー 70 ヒンジ点 91,92,93 ＤＣ電圧源
Claims (8)
- 【請求項１】アクチュエータ本体と、このアクチュエー
タ本体に機械的に接触する結合部材とを具え、前記アク
チュエータ本体には、１対の支持表面間にクランプした
固体電解質の少なくとも１個の本体を設け、また前記本
体には、少なくとも１対の電極を設け、これら電極対の
電極間で電位差の作用の下に電解質体を介して質量移送
を生じ、前記質量移送により電極の寸法を変化させ、前
記結合部材が装置の基準に対して第１の座標軸方向に並
進移動する構成としたことを特徴とする並進装置。 - 【請求項２】前記アクチュエータ本体に、第２の対の電
極対及び第２の対の支持表面対を有する固体電解質の第
２本体とを設け、前記第１の座標軸方向に公差する第２
の座標軸方向に並進移動する構成とし、更に、アクチュ
エータ本体に第３の対の電極対及び第３の対の支持表面
対を有する固体電解質の第３本体とを設け、前記第１及
び第２の座標軸方向に交差する第３の座標軸方向に並進
移動する構成とした請求項１記載の並進装置。 - 【請求項３】各電極対における少なくとも一方の電極を
プレート状にし、前記固体電解質本体のほぼ平坦部分に
休止する３個のスタッドを設けた請求項１又は２記載の
並進装置。 - 【請求項４】少なくとも２個の互いに直列に配置したア
クチュエータ本体を設けた請求項１又は３記載の並進装
置。 - 【請求項５】アクチュエータ本体を、このアクチュエー
タ本体の外部に位置するヒンジ点の周りに前記アクチュ
エータ本体に機械的に連結した回転自在アームを介して
回転自在に配置した請求項１又は３記載の並進装置。 - 【請求項６】前記固体電解質体をハロゲン化物とした請
求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の並進装置。 - 【請求項７】前記ハロゲン化物をハロゲン化銀とした請
求項６記載の並進装置。 - 【請求項８】前記ハロゲン化銀をヨウ化銀とした請求項
７記載の並進装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91201023 | 1991-04-29 | ||
| NL91201023:8 | 1991-04-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05173638A true JPH05173638A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=8207629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4107839A Pending JPH05173638A (ja) | 1991-04-29 | 1992-04-27 | 並進装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5252884A (ja) |
| EP (1) | EP0511704B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05173638A (ja) |
| DE (1) | DE69203280T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004098199A (ja) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Chemiprokasei Kaisha Ltd | 固体電解質、それを含む可撓性積層体およびそれよりなる全固体アクチュエータ |
| JP2022063659A (ja) * | 2020-10-12 | 2022-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | アクチュエータ |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5341056A (en) * | 1991-01-18 | 1994-08-23 | The United States Of America As Represented The Secretary Of The Navy | Magnetostrictive motor system |
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