JPH05236765A - ローテータブル・リニア・アクチュエータ - Google Patents
ローテータブル・リニア・アクチュエータInfo
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- JPH05236765A JPH05236765A JP4070417A JP7041792A JPH05236765A JP H05236765 A JPH05236765 A JP H05236765A JP 4070417 A JP4070417 A JP 4070417A JP 7041792 A JP7041792 A JP 7041792A JP H05236765 A JPH05236765 A JP H05236765A
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- piezoelectric element
- shaft body
- linear actuator
- drive
- driving
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ローテータブル・リニア・アクチュエータに
おいて、単体で直線、回転及び螺旋駆動を行なう。 【構成】 第１の圧電素子９ａ，９ｂが軸体に対し垂直
方向に変位して圧電素子保持器３ａ，３ｂと前記軸体２
を固定、分離する。第２の圧電素子１０が前記軸体２に
対し平行方向に変位して前記圧電素子保持器３ａ，３ｂ
を前記軸体２に対し平行に駆動する。第３の圧電素子１
１が前記軸体２の円周方向に変位して前記圧電素子保持
器３ａ，３ｂを前記軸体の円周方向に駆動する。
おいて、単体で直線、回転及び螺旋駆動を行なう。 【構成】 第１の圧電素子９ａ，９ｂが軸体に対し垂直
方向に変位して圧電素子保持器３ａ，３ｂと前記軸体２
を固定、分離する。第２の圧電素子１０が前記軸体２に
対し平行方向に変位して前記圧電素子保持器３ａ，３ｂ
を前記軸体２に対し平行に駆動する。第３の圧電素子１
１が前記軸体２の円周方向に変位して前記圧電素子保持
器３ａ，３ｂを前記軸体の円周方向に駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気エネルギーを機械
エネルギーに変換して直線駆動、回転駆動及びそれらの
複合駆動（螺旋駆動）を行なうアクチュエータに関する
ものであり、特に圧電素子を利用したローテータブル・
リニア・アクチュエータに関する。
エネルギーに変換して直線駆動、回転駆動及びそれらの
複合駆動（螺旋駆動）を行なうアクチュエータに関する
ものであり、特に圧電素子を利用したローテータブル・
リニア・アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械や産業用ロボットなどに
おいて、大推力の直線駆動、回転駆動又は螺旋駆動を得
る手段としては、誘導機、直流機、同期機などの電動機
や油圧式、エア式などのアクチュエータと機械的な変換
機構とを組合わせたものが用いられている。
おいて、大推力の直線駆動、回転駆動又は螺旋駆動を得
る手段としては、誘導機、直流機、同期機などの電動機
や油圧式、エア式などのアクチュエータと機械的な変換
機構とを組合わせたものが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した電動機やアク
チュエータと変換機構とを組合わせたものは、直線駆
動、回転駆動又は螺旋駆動のうちいずれかの単一駆動の
みしか行なわないので、全ての駆動を行なわせるために
は、各駆動を行なうものを組込まなくてはならず、駆動
系の構成が複雑となり、重量が増加し、コストもかさむ
という問題があった。本発明は上述した事情から成され
たものであり、本発明の目的は、単体で直線駆動、回転
駆動及び螺旋駆動を行なうことができるローテータブル
・リニア・アクチュエータを提供することにある。
チュエータと変換機構とを組合わせたものは、直線駆
動、回転駆動又は螺旋駆動のうちいずれかの単一駆動の
みしか行なわないので、全ての駆動を行なわせるために
は、各駆動を行なうものを組込まなくてはならず、駆動
系の構成が複雑となり、重量が増加し、コストもかさむ
という問題があった。本発明は上述した事情から成され
たものであり、本発明の目的は、単体で直線駆動、回転
駆動及び螺旋駆動を行なうことができるローテータブル
・リニア・アクチュエータを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気エネルギ
ーを機械エネルギーに変換して直線駆動、回転駆動及び
それらの複合駆動（螺旋駆動）を行なうアクチュエータ
に関するものであり、本発明の上記目的は、軸体に対し
平行方向及び円周方向に作動可能な第１及び第２の可動
部を有する保持手段と、前記保持手段内に備えられ、前
記軸体に対し垂直方向に変位して前記保持手段と前記軸
体を固定、分離する第１の微小変位手段と、前記第１の
可動部内に備えられ、前記軸体に対し平行方向に変位し
て前記第１の可動部を作動させて前記保持手段を前記軸
体に対し平行に駆動する第２の微小変位手段と、前記第
２の可動部内に備えられ、前記軸体の円周方向に変位し
て前記第２の可動部を作動させて前記保持手段を前記軸
体の円周方向に駆動する第３の微小変位手段とを具備す
ることによって達成される。
ーを機械エネルギーに変換して直線駆動、回転駆動及び
それらの複合駆動（螺旋駆動）を行なうアクチュエータ
に関するものであり、本発明の上記目的は、軸体に対し
平行方向及び円周方向に作動可能な第１及び第２の可動
部を有する保持手段と、前記保持手段内に備えられ、前
記軸体に対し垂直方向に変位して前記保持手段と前記軸
体を固定、分離する第１の微小変位手段と、前記第１の
可動部内に備えられ、前記軸体に対し平行方向に変位し
て前記第１の可動部を作動させて前記保持手段を前記軸
体に対し平行に駆動する第２の微小変位手段と、前記第
２の可動部内に備えられ、前記軸体の円周方向に変位し
て前記第２の可動部を作動させて前記保持手段を前記軸
体の円周方向に駆動する第３の微小変位手段とを具備す
ることによって達成される。
【０００５】
【作用】本発明にあっては、オン、オフ的な電圧を加え
ることにより、第１の微小変位手段は軸体をクランプ、
リリースするようにし、第２、第３の微小変位手段は軸
体に対しそれぞれ微小な平行方向の直線動作と円周方向
の回転動作をするようにしているので、高速なオン、オ
フ制御により軸体に対し直線運動、回転運動及びその複
合運動（螺旋運動）を実現することができる。
ることにより、第１の微小変位手段は軸体をクランプ、
リリースするようにし、第２、第３の微小変位手段は軸
体に対しそれぞれ微小な平行方向の直線動作と円周方向
の回転動作をするようにしているので、高速なオン、オ
フ制御により軸体に対し直線運動、回転運動及びその複
合運動（螺旋運動）を実現することができる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明のローテータブル・リニア・ア
クチュエータの一例を示す概略斜視図であり、便宜上細
線で示す部分は内部構造を表わす。このローテータブル
・リニア・アクチュエータの本体１０１は軸体２に沿っ
て直線駆動、回転駆動及び螺旋駆動を行なう。図２は図
１のＡ−Ａ′断面図、図３は図１の拡大斜視図であり、
圧電素子保持器３ａと３ｂはスペーサ（図示せず）を介
して対向するように筒体１ａ内に配置され、さらにバネ
６ａ，６ｂを介して筒体側面１ｂ、１ｃに挟持され、圧
電素子保持器３ａ、３ｂと筒体側面１ｂ、１ｃを貫装す
る保持軸５及びナット８によって固定されている。圧電
素子保持器３ａ、３ｂには軸体２に対し垂直方向に駆動
する第１の圧電素子９ａ、９ｂと、軸体２に対し平行方
向に駆動する第２の圧電素子１０と、軸体２の円周方向
に駆動する第３の圧電素子１１が備えられている。第１
の圧電素子９ａ、９ｂの伸縮変位により圧電素子保持器
３ａ、３ｂと軸体２とがクランプ、リリースされる。第
２の圧電素子１０の伸縮変位はバネ６ａ、６ｂにより吸
収、放出されて圧電素子保持器３ａ、３ｂが筒体１ａ内
で軸体２に対し平行方向に駆動される。第３の圧電素子
１１の伸縮変位により圧電素子保持器３ａ、３ｂが筒体
１ａ内で軸体２の円周方向に駆動される。なお、圧電素
子１０は台座７を介して圧電素子保持器３ａ、３ｂに固
着され、また圧電素子１０、１１の保護のためのカバー
４が圧電素子保持器３ａ、３ｂ間に配設されている。
クチュエータの一例を示す概略斜視図であり、便宜上細
線で示す部分は内部構造を表わす。このローテータブル
・リニア・アクチュエータの本体１０１は軸体２に沿っ
て直線駆動、回転駆動及び螺旋駆動を行なう。図２は図
１のＡ−Ａ′断面図、図３は図１の拡大斜視図であり、
圧電素子保持器３ａと３ｂはスペーサ（図示せず）を介
して対向するように筒体１ａ内に配置され、さらにバネ
６ａ，６ｂを介して筒体側面１ｂ、１ｃに挟持され、圧
電素子保持器３ａ、３ｂと筒体側面１ｂ、１ｃを貫装す
る保持軸５及びナット８によって固定されている。圧電
素子保持器３ａ、３ｂには軸体２に対し垂直方向に駆動
する第１の圧電素子９ａ、９ｂと、軸体２に対し平行方
向に駆動する第２の圧電素子１０と、軸体２の円周方向
に駆動する第３の圧電素子１１が備えられている。第１
の圧電素子９ａ、９ｂの伸縮変位により圧電素子保持器
３ａ、３ｂと軸体２とがクランプ、リリースされる。第
２の圧電素子１０の伸縮変位はバネ６ａ、６ｂにより吸
収、放出されて圧電素子保持器３ａ、３ｂが筒体１ａ内
で軸体２に対し平行方向に駆動される。第３の圧電素子
１１の伸縮変位により圧電素子保持器３ａ、３ｂが筒体
１ａ内で軸体２の円周方向に駆動される。なお、圧電素
子１０は台座７を介して圧電素子保持器３ａ、３ｂに固
着され、また圧電素子１０、１１の保護のためのカバー
４が圧電素子保持器３ａ、３ｂ間に配設されている。
【０００７】図４は圧電素子保持器３ａ、３ｂの概略斜
視図であり、圧電素子保持器３ａ、３ｂはフランジ部３
１の一端に腕部３２が２本固着された同一形状を成す。
フランジ部３１の他端には角状の保持枠２１が放射状に
設けられ、各保持枠２１に第１の圧電素子９ａ，９ｂが
はめ込まれる。腕部３２には半円筒状の保持枠２２と角
状の保持枠２３が設けられ、圧電素子保持器３ａと３ｂ
を組合せたときに２つの保持枠２２で形成される円筒状
の保持枠に第２の圧電素子１０がはめ込まれ、２つの保
持枠２３で形成される角状の保持枠に第３の圧電素子１
１がはめ込まれる。
視図であり、圧電素子保持器３ａ、３ｂはフランジ部３
１の一端に腕部３２が２本固着された同一形状を成す。
フランジ部３１の他端には角状の保持枠２１が放射状に
設けられ、各保持枠２１に第１の圧電素子９ａ，９ｂが
はめ込まれる。腕部３２には半円筒状の保持枠２２と角
状の保持枠２３が設けられ、圧電素子保持器３ａと３ｂ
を組合せたときに２つの保持枠２２で形成される円筒状
の保持枠に第２の圧電素子１０がはめ込まれ、２つの保
持枠２３で形成される角状の保持枠に第３の圧電素子１
１がはめ込まれる。
【０００８】図５は本発明のローテータブル・リニア・
アクチュエータの駆動装置の一例を示すブロック図であ
り、コントローラ４１にて外部から入力される位置指令
ＳＰ又は速度指令ＳＶとローテータブル・リニア・アク
チュエータの本体１０１に装着されている位置検出器又
は速度検出器４３１からの位置検出値ＤＰ又は速度帰還
信号ＤＶとが比較され、各駆動用圧電素子９ａ、９ｂ，
１０，１１のそれぞれの相対関係により伸縮指令ＳＳ
１、ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４がドライバ４２１、４２
２、４２３、４２４に出力される。各ドライバ４２１、
４２２、４２３、４２４にて伸縮指令ＳＳ１、ＳＳ２、
ＳＳ３、ＳＳ４が増幅されて各駆動用圧電素子９ａ、９
ｂ、１０、１１が制御され、ローテータブル・リニア・
アクチュエータの本体１０１が駆動される。
アクチュエータの駆動装置の一例を示すブロック図であ
り、コントローラ４１にて外部から入力される位置指令
ＳＰ又は速度指令ＳＶとローテータブル・リニア・アク
チュエータの本体１０１に装着されている位置検出器又
は速度検出器４３１からの位置検出値ＤＰ又は速度帰還
信号ＤＶとが比較され、各駆動用圧電素子９ａ、９ｂ，
１０，１１のそれぞれの相対関係により伸縮指令ＳＳ
１、ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４がドライバ４２１、４２
２、４２３、４２４に出力される。各ドライバ４２１、
４２２、４２３、４２４にて伸縮指令ＳＳ１、ＳＳ２、
ＳＳ３、ＳＳ４が増幅されて各駆動用圧電素子９ａ、９
ｂ、１０、１１が制御され、ローテータブル・リニア・
アクチュエータの本体１０１が駆動される。
【０００９】以下図６から図１１まではローテータブル
・リニア・アクチュエータの駆動の様子を示しているが
動作説明の関係上、圧電素子保持器３ａ、３ｂと各駆動
用圧電素子９ａ、９ｂ、１０、１１に焦点を絞って、以
下軸体２に対するローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの本体１０１の直線駆動時、回転駆動時、螺旋駆動
時別に説明を行なう。ただし、圧電素子９ａ，９ｂが伸
張して軸体２をクランプしている状態を「固定モー
ド」、圧電素子９ａ、９ｂが収縮して軸体２から微小な
空間を作り離れている状態を「分離モード」と呼ぶ。さ
らに、圧電素子１０と１１について伸張時を「伸モー
ド」、収縮時を「縮モード」と呼ぶことにする。
・リニア・アクチュエータの駆動の様子を示しているが
動作説明の関係上、圧電素子保持器３ａ、３ｂと各駆動
用圧電素子９ａ、９ｂ、１０、１１に焦点を絞って、以
下軸体２に対するローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの本体１０１の直線駆動時、回転駆動時、螺旋駆動
時別に説明を行なう。ただし、圧電素子９ａ，９ｂが伸
張して軸体２をクランプしている状態を「固定モー
ド」、圧電素子９ａ、９ｂが収縮して軸体２から微小な
空間を作り離れている状態を「分離モード」と呼ぶ。さ
らに、圧電素子１０と１１について伸張時を「伸モー
ド」、収縮時を「縮モード」と呼ぶことにする。
【００１０】（１）直線駆動時 軸体２に対するローテータブル・リニア・アクチュエー
タの本体１０１の直線駆動時における運動方向は図６の
矢印方向となる。図７は軸体２に対するローテータブル
・リニア・アクチュエータの本体１０１の直線駆動時に
おける各部の動きを表した図であり、各部の動きを順を
追って説明する。先ず最初に圧電素子保持器３ａ側の圧
電素子９ａが固定モードに移る（同図（ａ））。次に圧
電素子９ａが固定モードのままで、直線駆動用圧電素子
１０が伸モードに移る（同図（ｂ））。この時、圧電素
子保持器３ｂは圧電素子１０の伸び歪のため、軸体２に
沿って矢印方向に押し出される。次に圧電素子９ａが固
定モード、圧電素子１０が伸モードのままで、圧電素子
９ｂが固定モードに移り、その後圧電素子１０が縮モー
ドに移るのと同時に圧電素子９ａが分離モードに移ろう
とする（同図（ｃ））。それと同時にバネ６ａの復元
（収縮）力Ｆにより圧電素子保持器３ａ、３ｂは元の状
態に戻ろうとする（同図（ｄ））。この時の圧電素子１
０の伸張歪の分がローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの本体１０１の直線移動量となって現れてくる。そ
して、長ストロークの移動量を得る場合には、上記動作
を連続的に繰返せば良い。その場合、同図（ｄ）から
（ａ）に戻るときは、圧電素子９ａが固定モードになる
のと同時に圧電素子９ｂを分離モードにする。なお、こ
の例ではローテータブル・リニア・アクチュエータの本
体１０１が図に向って右進するようになっているが、動
作方向を逆にするには圧電素子９ａ、９ｂの固定モード
と分離モードを入替えれば良い。
タの本体１０１の直線駆動時における運動方向は図６の
矢印方向となる。図７は軸体２に対するローテータブル
・リニア・アクチュエータの本体１０１の直線駆動時に
おける各部の動きを表した図であり、各部の動きを順を
追って説明する。先ず最初に圧電素子保持器３ａ側の圧
電素子９ａが固定モードに移る（同図（ａ））。次に圧
電素子９ａが固定モードのままで、直線駆動用圧電素子
１０が伸モードに移る（同図（ｂ））。この時、圧電素
子保持器３ｂは圧電素子１０の伸び歪のため、軸体２に
沿って矢印方向に押し出される。次に圧電素子９ａが固
定モード、圧電素子１０が伸モードのままで、圧電素子
９ｂが固定モードに移り、その後圧電素子１０が縮モー
ドに移るのと同時に圧電素子９ａが分離モードに移ろう
とする（同図（ｃ））。それと同時にバネ６ａの復元
（収縮）力Ｆにより圧電素子保持器３ａ、３ｂは元の状
態に戻ろうとする（同図（ｄ））。この時の圧電素子１
０の伸張歪の分がローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの本体１０１の直線移動量となって現れてくる。そ
して、長ストロークの移動量を得る場合には、上記動作
を連続的に繰返せば良い。その場合、同図（ｄ）から
（ａ）に戻るときは、圧電素子９ａが固定モードになる
のと同時に圧電素子９ｂを分離モードにする。なお、こ
の例ではローテータブル・リニア・アクチュエータの本
体１０１が図に向って右進するようになっているが、動
作方向を逆にするには圧電素子９ａ、９ｂの固定モード
と分離モードを入替えれば良い。
【００１１】（２）回転駆動時 軸体２に対するローテータブル・リニア・アクチュエー
タの本体１０１の回転駆動時における運動方向は図８の
矢印方向となる。図９は軸体２に対するローテータブル
・リニア・アクチュエータの本体１０１の回転駆動時に
おける各部の動きを表した図であり、各部の動きを順を
追って説明する。先ず最初に圧電素子保持器３ａ側の圧
電素子９ａが固定モードに移る（同時（ａ））。次に圧
電素子９ａが固定モードのままで、回転駆動用圧電素子
１１が伸モードに移る（同図（ｂ））。この時、圧電素
子保持器３ｂは圧電素子１１の伸び歪のため、軸体２に
対して法線方向に押し出される。次に圧電素子９ａが固
定モード、圧電素子１１が伸モードのままで、圧電素子
９ｂが固定モードに移り、その後圧電素子１１が縮モー
ドに移るのと同時に圧電素子９ａが分離モードに移ろう
とする（同図（ｃ））。それと同時に保持軸５の復元力
Ｆ′により圧電素子保持器３ａ、３ｂは元の状態に戻ろ
うとする（同図（ｄ））。この時の圧電素子１１の伸張
歪の分がローテータブル・リニア・アクチュエータの本
体１０１の回転量となって現れてくる。そして、長スト
ロークの回転量を得る場合には、上記動作を連続的に繰
返せば良い。その場合、同図（ｄ）から（ａ）に戻ると
きは圧電素子９ａが固定モードになるのと同時に圧電素
子９ｂを分離モードにする。なお、この例ではローテー
タブル・リニア・アクチュエータの本体１０１が図に向
って右回転するようになっているが、動作方向を逆にす
るには圧電素子９ａ，９ｂの固定モードと分離モードを
直線駆動時と同様に入替えれば良い。
タの本体１０１の回転駆動時における運動方向は図８の
矢印方向となる。図９は軸体２に対するローテータブル
・リニア・アクチュエータの本体１０１の回転駆動時に
おける各部の動きを表した図であり、各部の動きを順を
追って説明する。先ず最初に圧電素子保持器３ａ側の圧
電素子９ａが固定モードに移る（同時（ａ））。次に圧
電素子９ａが固定モードのままで、回転駆動用圧電素子
１１が伸モードに移る（同図（ｂ））。この時、圧電素
子保持器３ｂは圧電素子１１の伸び歪のため、軸体２に
対して法線方向に押し出される。次に圧電素子９ａが固
定モード、圧電素子１１が伸モードのままで、圧電素子
９ｂが固定モードに移り、その後圧電素子１１が縮モー
ドに移るのと同時に圧電素子９ａが分離モードに移ろう
とする（同図（ｃ））。それと同時に保持軸５の復元力
Ｆ′により圧電素子保持器３ａ、３ｂは元の状態に戻ろ
うとする（同図（ｄ））。この時の圧電素子１１の伸張
歪の分がローテータブル・リニア・アクチュエータの本
体１０１の回転量となって現れてくる。そして、長スト
ロークの回転量を得る場合には、上記動作を連続的に繰
返せば良い。その場合、同図（ｄ）から（ａ）に戻ると
きは圧電素子９ａが固定モードになるのと同時に圧電素
子９ｂを分離モードにする。なお、この例ではローテー
タブル・リニア・アクチュエータの本体１０１が図に向
って右回転するようになっているが、動作方向を逆にす
るには圧電素子９ａ，９ｂの固定モードと分離モードを
直線駆動時と同様に入替えれば良い。
【００１２】（３）螺旋駆動時（直線駆動＋回転駆動） 軸体２に対するローテータブル・リニア・アクチュエー
タの本体１０１の螺旋駆動時における運動方向は図１０
の矢印方向となる。図１１は軸体２に対するローテータ
ブル・リニア・アクチュエータの本体１０１の直線駆動
時における各部の動きを表した図であり、基本的には直
線と回転の複合駆動である。同様に、各部の動きを順を
追って説明する。先ず最初に圧電素子保持器３ａ側の圧
電素子９ａが固定モードに移る（同図（ａ））。次に圧
電素子９ａが固定モードままで、直線駆動用圧電素子１
０と回転駆動用電圧素子１１が伸モードに移る（同図
（ｂ））。この時、圧電素子保持器３ｂは圧電素子１０
と圧電素子１１の伸び歪のため、軸体２に沿った方向と
法線方向に同時に押し出される。次に圧電素子９ａが固
定モード、圧電素子１０と圧電素子１１が伸モードのま
まで、圧電素子９ｂが固定モードに移り、その後圧電素
子１０と圧電素子１１が縮モードに移るのと同時に圧電
素子９ａが分離モードに移ろうとする（同図（ｃ））。
それと同時にバネ６ａの復元（収縮）力Ｆと保持軸５の
復元力Ｆ′により圧電素子保持器３ａ、３ｂは元の状態
に戻ろうとする（同図（ｄ））。この時の圧電素子１０
の伸張歪の分と圧電素子１１の伸張歪の分がローテータ
ブル・リニア・アクチュエータの本体１０１の直線移動
量＋回転量となって現れてくる。そして、長ストローク
の移動量を得る場合には、上記動作を連続的に繰返せば
良い。その場合、同図（ｄ）から（ａ）に戻るときは圧
電素子９ａが固定モードになるのと同時に圧電素子９ｂ
を分離モードにする。なお、この例ではローテータブル
・リニア・アクチュエータの本体１０１が図に向かって
右進＋右回転するようになっているが、動作方向を逆に
するには圧電素子９ａ、９ｂの固定モードと分離モード
を入替えれば良い。
タの本体１０１の螺旋駆動時における運動方向は図１０
の矢印方向となる。図１１は軸体２に対するローテータ
ブル・リニア・アクチュエータの本体１０１の直線駆動
時における各部の動きを表した図であり、基本的には直
線と回転の複合駆動である。同様に、各部の動きを順を
追って説明する。先ず最初に圧電素子保持器３ａ側の圧
電素子９ａが固定モードに移る（同図（ａ））。次に圧
電素子９ａが固定モードままで、直線駆動用圧電素子１
０と回転駆動用電圧素子１１が伸モードに移る（同図
（ｂ））。この時、圧電素子保持器３ｂは圧電素子１０
と圧電素子１１の伸び歪のため、軸体２に沿った方向と
法線方向に同時に押し出される。次に圧電素子９ａが固
定モード、圧電素子１０と圧電素子１１が伸モードのま
まで、圧電素子９ｂが固定モードに移り、その後圧電素
子１０と圧電素子１１が縮モードに移るのと同時に圧電
素子９ａが分離モードに移ろうとする（同図（ｃ））。
それと同時にバネ６ａの復元（収縮）力Ｆと保持軸５の
復元力Ｆ′により圧電素子保持器３ａ、３ｂは元の状態
に戻ろうとする（同図（ｄ））。この時の圧電素子１０
の伸張歪の分と圧電素子１１の伸張歪の分がローテータ
ブル・リニア・アクチュエータの本体１０１の直線移動
量＋回転量となって現れてくる。そして、長ストローク
の移動量を得る場合には、上記動作を連続的に繰返せば
良い。その場合、同図（ｄ）から（ａ）に戻るときは圧
電素子９ａが固定モードになるのと同時に圧電素子９ｂ
を分離モードにする。なお、この例ではローテータブル
・リニア・アクチュエータの本体１０１が図に向かって
右進＋右回転するようになっているが、動作方向を逆に
するには圧電素子９ａ、９ｂの固定モードと分離モード
を入替えれば良い。
【００１３】図１２は圧電素子１０の固定用の台座７の
構造例を示す斜視図である。圧電素子１０又は１１によ
り圧電素子保持器３ａ、３ｂに生じる微小歪をボール
（点）７１で支えることにより、圧電素子１０又は１１
の摩擦による発熱と摩耗を抑える役目をするものであ
る。図１３は圧電素子保持器３ａ、３ｂと筒体側面１ｂ
及び１ｃとを固定するための保持軸５の構造例を示す斜
視図である。軸本体５１の外周部には回転駆動時の歪を
吸収、放出する弾性材料５２が被覆されており、回転駆
動時のバネの役割を果たす。なお、他の応用例として
は、軸本体５１がバネ材でも良く、この場合は弾性材料
５２は不要となる。なお、本発明は上述した実施例に限
定されるものではなく、下記のような変形も可能であ
る。 ローテータブル・リニア・アクチュエータの本体１０
１を固定し、軸体２を駆動させる。 圧電素子に限定せず、例えば磁歪素子、エアチューブ
などの微小変位素子を利用する。 圧電素子保持器３ａ，３ｂは分離した形ではなく、可
動部を持たせた単構造とする。 圧電素子保持器３ａ，３ｂを複数組、軸方向に並設す
る。
構造例を示す斜視図である。圧電素子１０又は１１によ
り圧電素子保持器３ａ、３ｂに生じる微小歪をボール
（点）７１で支えることにより、圧電素子１０又は１１
の摩擦による発熱と摩耗を抑える役目をするものであ
る。図１３は圧電素子保持器３ａ、３ｂと筒体側面１ｂ
及び１ｃとを固定するための保持軸５の構造例を示す斜
視図である。軸本体５１の外周部には回転駆動時の歪を
吸収、放出する弾性材料５２が被覆されており、回転駆
動時のバネの役割を果たす。なお、他の応用例として
は、軸本体５１がバネ材でも良く、この場合は弾性材料
５２は不要となる。なお、本発明は上述した実施例に限
定されるものではなく、下記のような変形も可能であ
る。 ローテータブル・リニア・アクチュエータの本体１０
１を固定し、軸体２を駆動させる。 圧電素子に限定せず、例えば磁歪素子、エアチューブ
などの微小変位素子を利用する。 圧電素子保持器３ａ，３ｂは分離した形ではなく、可
動部を持たせた単構造とする。 圧電素子保持器３ａ，３ｂを複数組、軸方向に並設す
る。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明のローテータブル・
リニア・アクチュエータによれば、油圧やボールねじな
どの変位縮小機構を用いず圧電素子により直接駆動する
ようにしたので、小型で高推力かつ高応答性な動作を得
ることができる。また単体で直線駆動、回転駆動、螺旋
駆動ができるようにしたので、直線用と回転用の２系統
の駆動源と変位変換機構を必要とせず、工作機械や産業
用ロボットに利用した場合、前者の利点とも併せもって
大幅なコストダウンを図ることができる。
リニア・アクチュエータによれば、油圧やボールねじな
どの変位縮小機構を用いず圧電素子により直接駆動する
ようにしたので、小型で高推力かつ高応答性な動作を得
ることができる。また単体で直線駆動、回転駆動、螺旋
駆動ができるようにしたので、直線用と回転用の２系統
の駆動源と変位変換機構を必要とせず、工作機械や産業
用ロボットに利用した場合、前者の利点とも併せもって
大幅なコストダウンを図ることができる。
【図１】本発明のローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの一例を示す概略斜視図である。
ータの一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′断面図である。
【図３】図１の拡大斜視図である。
【図４】本発明のローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの第１の主要構成部の概略斜視図である。
ータの第１の主要構成部の概略斜視図である。
【図５】本発明のローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの駆動装置の一例を示すブロック図である。
ータの駆動装置の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明のローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの直線駆動方向を示す図である。
ータの直線駆動方向を示す図である。
【図７】本発明のローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの直線駆動時における各部の動作状態を説明する図
である。
ータの直線駆動時における各部の動作状態を説明する図
である。
【図８】本発明のローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの回転駆動方向を示す図である。
ータの回転駆動方向を示す図である。
【図９】本発明のローテータブル・リニア・アクチュエ
ータの回転駆動時における各部の動作状態を説明する図
である。
ータの回転駆動時における各部の動作状態を説明する図
である。
【図１０】本発明のローテータブル・リニア・アクチュ
エータの螺旋駆動方向を示す図である。
エータの螺旋駆動方向を示す図である。
【図１１】本発明のローテータブル・リニア・アクチュ
エータの螺旋駆動時における各部の動作状態を説明する
図である。
エータの螺旋駆動時における各部の動作状態を説明する
図である。
【図１２】本発明のローテータブル・リニア・アクチュ
エータの第２の主要構成部の構造例を示す斜視図であ
る。
エータの第２の主要構成部の構造例を示す斜視図であ
る。
【図１３】本発明のローテータブル・リニア・アクチュ
エータの第３の主要構成部の構造例を示す斜視図であ
る。
エータの第３の主要構成部の構造例を示す斜視図であ
る。
３ａ、３ｂ 圧電素子保持器 ９ａ、９ｂ、１０、１１ 圧電素子 １０１ ローテータブル・リニア・アクチュエータの本
体
体
Claims (3)
- 【請求項１】 軸体に対し平行方向及び円周方向に作動
可能な第１及び第２の可動部を有する保持手段と、前記
保持手段内に備えられ、前記軸体に対し垂直方向に変位
して前記保持手段と前記軸体を固定、分離する第１の微
小変位手段と、前記第１の可動部内に備えられ、前記軸
体に対し平行方向に変位して前記第１の可動部を作動さ
せて前記保持手段を前記軸体に対し平行に駆動する第２
の微小変位手段と、前記第２の可動部内に備えられ、前
記軸体の円周方向に変位して前記第２の可動部を作動さ
せて前記保持手段を前記軸体の円周方向に駆動する第３
の微小変位手段とを備えたことを特徴とするローテータ
ブル・リニア・アクチュエータ。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の可動部と前記第２及
び第３の微小変位手段とが点接触している請求項１に記
載のローテータブル・リニア・アクチュエータ。 - 【請求項３】 前記保持手段が２つに分割されており、
弾性変形可能な軸により互いに連結されている請求項１
に記載のローテータブル・リニア・アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4070417A JPH05236765A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ローテータブル・リニア・アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4070417A JPH05236765A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ローテータブル・リニア・アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05236765A true JPH05236765A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13430880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4070417A Pending JPH05236765A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ローテータブル・リニア・アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05236765A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100353459B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-26 | 삼성전자 주식회사 | 압전선형스텝모터 |
| KR100353458B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-26 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353451B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-28 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353457B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-28 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353454B1 (ko) * | 1996-06-03 | 2002-12-28 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353456B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-31 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353455B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2003-01-06 | 삼성전자 주식회사 | 압전형리니어스텝모터 |
| US6548926B2 (en) * | 2000-02-25 | 2003-04-15 | Meritor Light Vehicle Systems-France | Linear displacement actuator |
| KR100419447B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2004-02-19 | 학교법인 인하학원 | 자동 작동셀 개념으로 작동되는 선형모터 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4823503U (ja) * | 1971-07-26 | 1973-03-17 | ||
| JPS54100346A (en) * | 1978-01-16 | 1979-08-08 | Scherico Ltd | Ph and color stabilized aqueous antibiotic composition for nonnoral medication |
| JPS63194912U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-15 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4070417A patent/JPH05236765A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100353454B1 (ko) * | 1996-06-03 | 2002-12-28 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353459B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-26 | 삼성전자 주식회사 | 압전선형스텝모터 |
| KR100353458B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-26 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353451B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-28 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353457B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-28 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
| KR100353456B1 (ko) * | 1996-06-05 | 2002-12-31 | 삼성전자 주식회사 | 압전형스텝모터 |
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