JPH07308083A - 移動機構及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明は、筒状の案内部に、駆動部を、案内部
に対して摩擦力を発生させる押圧体を介して摺動自在に
挿設し、かつ、駆動部を構成する圧電素子の変形の緩急
を適宜調節することにより、移動方向を任意に選択する
ことができるようにしたものである。 【効果】本発明は、構造が簡単になり、小型化が容易と
なることはもとより、移動部を任意方向に任意量だけ正
確に移動させることが可能となる。よって、この移動機
構を、内視鏡，ＣＣＤカメラ等のオートフォーカス機
構、ズーム機構に適用した場合に顕著な効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子の伸縮を利用
して移動体に駆動力を与えることにより、移動体を前進
・後退させる移動機構及びその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電素子を駆動源に用いた移動機
構としては、例えば３つの圧電素子の伸縮を利用したイ
ンチワーム機構や超音波モータを利用した機構がある。
これらのうち、超音波モータを利用した移動機構して
は、くさび型モータ，定在波型モータ，進行波型モータ
等がある。ところで、図１７は、圧電振動子Ａ，Ｂを励
振させることによりロータＣを回転させるようにしたも
のである。これに対して、図１８は、図１７のモータを
改良した上記くさび型モータを示すもので、ランジュバ
ン型の振動子Ｄに取付けた振動子Ｅの先端にわずかな角
度を付けて、その面がロータＦと平行に接触するように
して、すべりの可能性をなくしたものである。さらに、
図１９は、定在波型モータであって、２つ振動子Ｇ，Ｈ
に位相のずれた正弦波を与え、移動体Ｊの接触部に楕円
運動を発生させ、前進・後退させるようにしたものであ
る。さらにまた、進行波型モータ（図示せず。）は、現
在最も多用されているもので、高周波電源を必要とす
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記インチ
ワーム機構は、駆動に必要な圧電素子が３つであり、ア
ンプ，制御用コントローラ等を備えなければならないた
め、コスト面で不利となる。

【０００４】一方、前記くさび型モータは、構造が比較
的簡単であるが、これまで開発されてきたものは、回転
型で、直動型はほとんどない。さらに、前記定在波型モ
ータは、振動子側を固定した場合、９０度の角度で配置
された圧電素子からなる振動子と台座部分の構造の小型
化に制限がある。また、移動体を挾んで圧電素子と反対
側からばねなどにより加圧する必要がある。

【０００５】最後に、進行波型モータは、分極処理され
た圧電素子を数１０kHz 程度の周波数で振動させたとき
に発生する進行波を駆動源として用いるため、高周波電
源が必要であることはもとより、圧電素子の振動の振幅
が小さいので、機構の設計に不備があると振動が吸収さ
れてしまってうまく動作しないことがある。

【０００６】本発明は、上述した従来の移動機構の欠点
を参酌してなされたもので、複雑な機構を必要とせず、
移動体を前進・後退させることが可能な、圧電素子の伸
縮を利用するタイプの移動機構及びその駆動方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒状の案内部
に、駆動部を、案内部に対して摩擦力を発生させる押圧
体を介して摺動自在に挿設し、かつ、駆動部を構成する
圧電素子の伸縮の緩急を適宜調節することにより、移動
方向を任意に選択することができるようにしたものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明によれば、構造が簡単になり、小型化が
容易となることはもとより、移動部を任意方向に任意量
だけ正確に移動させることが可能となる。よって、この
移動機構を、内視鏡，ＣＣＤカメラ等のオートフォーカ
ス機構、ズーム機構に適用した場合に顕著な効果を奏す
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
述する。図１および図２は、この実施例の移動機構ＡＭ
を示している。この移動機構ＡＭは、例えば金属、プラ
スチック等からなる例えば直径１０．８ｍｍ且つ長さ１
０ｍｍの円筒状の案内部１と、この案内部１に挿入され
た移動部２と、この移動部２を案内部１の軸方向に精密
に駆動する駆動部３と、この駆動部３に連接された例え
ば真鍮やアルミニウムなどからなる慣性部４とからなっ
ている。しかして、案内部１の内周面は、平滑面に形成
されていて、この平滑面が、上記移動部２を軸線方向に
案内するための案内面１ａとなっている。また、移動部
２は、十字形の四片を折り曲げたもので、高弾性限を有
する厚さ１ｍｍ程度の例えばリン青銅，ベリリウム銅な
どの金属板材からなり、ほぼ正方形をなす端板５と、こ
の端板５の各辺から延設された舌片状をなす４枚の押圧
体６…とからなっている。これらの押圧体６…は、図２
に示すように、側端縁６ｅ…が、その弾性力により案内
部１に当接し、この当接に伴う摩擦力により移動部２，
駆動部３及び慣性部４が支持されるようになっている。
また、端板５の中央には、例えば内径３ｍｍの通孔５ａ
が、案内部１と同軸に穿設されている。さらに、駆動部
３は、端板５の裏面（押圧体６…の延出方向側）の上下
端縁部位に互いに平行に固定されている一対の圧電素子
７，７と、これら圧電素子７，７に伸縮運動を行わせる
ための電源（図示せず。）と、この電源と圧電素子７，
７を電気的に接続するためのリード線（図示せず。）と
からなっている。そして、これら圧電素子７，７は、積
層型で、寸法は例えば２×３×５（単位ｍｍ）で、最大
変位量は、例えば４．６±１．５μｍ且つ最大発生力は
例えば２００Ｎである。そして、これらの圧電素子７，
７は、それらの伸縮方向が、案内部１の軸線方向と一致
するように配設されている。さらに、慣性部４は、一方
の主面が一対の圧電素子７，７の遊端部に案内部１と同
軸となるように固着された円板状の保持板９と、この保
持板９の中心部に同軸に保持固定された円柱状をなすレ
ンズ部１０とからなっている。すなわち、保持板９の中
心部には例えば内径２ｍｍの透孔９ａが同軸に穿設され
ていて、この透孔９ａにレンズ部１０の一端部が嵌合さ
れている。この場合、レンズ部１０は、その他端部が通
孔５ａ側となるように設けられている。なお、案内部１
のレンズ部１０側の端部には、超小型のＣＣＤカメラ１
０ａが連結されている。このＣＣＤカメラ１０ａは、Ｃ
ＣＤ１０ｂを内蔵していて、このＣＣＤ１０ｂ上に正確
に光学像が結像するようにレンズ部１０の位置調整を圧
電素子７，７により行うようになっている。

【００１０】つぎに、上記構成の移動機構ＡＭの駆動方
法について述べる。まず、図３（ａ）に示すように、押
圧体６…を案内面１ａに摺接させた状態にしておく。こ
の場合、押圧体６…の側端縁６ｅ…は、その弾性力によ
り案内部１に当接し、この当接に伴う摩擦力により移動
部２，駆動部３及び慣性部４が支持されている。しかし
て、移動部２を左側に移動させる場合、図４（ａ）に示
すように、電圧Ｖ０を急激に圧電素子７，７に印加す
る。すると、図３（ｂ）に示すように、圧電素子７，７
は、長さＬＯから長さＬ１まで、ΔＬだけ急激に伸長
し、押圧体６…は、慣性部４の慣性力により、押圧体６
…と案内面１ａとの間の静止摩擦力に打ち勝って矢印Ｒ
ａ方向に摺動する。その結果、移動部２の左端２Ｌは、
変位量ΔｄＬだけ矢印Ｒａ方向に移動する。つぎに、図
４（ｂ）に示すように、圧電素子７，７に印加されてい
る電圧Ｖ０を徐々に減少させる。すると、図３（ｃ）に
示すように、長さＬ１にまで伸長している圧電素子７，
７は、徐々に縮小し、再び長さＬＯに復元する。このと
きは、長さの変化ΔＬは極めて遅々としたものであるの
で、左端２Ｌの位置はほとんど変化することはない。か
くして、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す３つのステ
ップにより、慣性部４が一体的に連結している移動部２
は、全体として変位量ΔＬだけ矢印Ｒａ方向に変位す
る。他方、移動部２を、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に
示すように、逆方向である矢印Ｒｂ（右側）方向に変位
させる場合は、まず，図６（ａ）に示すように、電圧Ｖ
０を徐々に増加させる。すると、図５（ａ）に示す長さ
ＬＯの圧電素子７，７は、図５（ｂ）に示すように、長
さＬ１までΔＬだけ徐々に伸長する。この場合、慣性部
４に発生した慣性力は、押圧体６…と案内面１ａとの間
の静止摩擦力に打ち勝つことはできず、押圧体６…の位
置はそのままである。その結果、移動部２の左端２Ｌの
位置はそのままで、移動部２の右端のみが、変位量ΔＬ
だけ変位する。ついで、図６（ｂ）に示すように、圧電
素子７，７に印加されている電圧Ｖ０を急激に０まで下
げる。すると、長さＬ１まで伸長している圧電素子７，
７は、図５（ｃ）に示すように、急激に縮小し、再び長
さＬＯに復元する。その結果、押圧体６…は、この押圧
体６…と案内面１ａとの間の静止摩擦力に打ち勝って矢
印Ｒｂ方向に摺動する。その結果、移動部２の左端２Ｌ
は、変位量ΔＬだけ矢印Ｒｂ方向に移動する。かくし
て、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す３つのステップ
により、慣性部４が一体的に連結している移動部２は、
全体として変位量ΔＬだけ矢印Ｒｂ方向に変位する。

【００１１】以上のように、この実施例の移動機構ＡＭ
は、円筒状の案内部１に慣性部４が一体的に結合した駆
動部３を高弾性材料からなる押圧体６…を介して摺動自
在に挿設し、かつ、駆動部３を構成する圧電素子７，７
の伸縮の緩急を適宜張設することにより、移動方向を任
意に選択することができるようにしたものである。その
結果、以下のような格別の効果を奏する。すなわち、＜
１＞３個の圧電素子を必要とするインチワーム機構に比
べて駆動に必要な圧電素子の個数が最低２個で済み、構
造的にも、コスト的も有利となる。＜２＞超音波モータ
のように、振動子と移動体の間隔，接触角度等を精密に
位置調整する必要がない。＜３＞移動部２の保持を押圧
体６…のバネ力で行うので、自由度が大きい。＜４＞２
個以上の圧電素子を使用するので、首振り状態での駆動
が可能となる。よって、移動機構ＡＭの本体の傾き調整
も行うことができるので、レンズの微調整機構に最適と
なる。また、曲りを持つ管内でも移動させることができ
る。＜５＞２個以上の圧電素子を使用するので、移動部
２のばね特性が左右上下で異なる場合は、個々の圧電素
子に印加する電圧の大きさを調整することにより、ばね
特性のばらつきによる動作不良を防ぐことができる。

【００１２】なお、上記実施例において、慣性部４は、
圧電素子７，７の質量が移動部２に比べて十分に大きい
場合は、省略してもよい。また、１及び移動部２の軸線
に直交する断面形状は、円形に限ることなく、正方形，
三角形，多角形等任意に選択して良い。さらに、圧電素
子の数は、２個以上であるならば、必要に応じて任意に
選択してよい。さらに、移動部２の押圧体６…の当接部
位を折曲することにより、押圧体６…の先端の案内面１
ａに対する引っ掛かりをなくし、移動部２の摺動を容易
にするようにしてもよい。さらに、上記実施例において
は、駆動部３に直結している慣性部４にレンズ部１０を
取付けているが、移動部２側にレンズ部１０を取付ける
ことにより，圧電素子７，７のノイズや電圧変動による
微振動の影響を回避することができる。

【００１３】さらに、上記実施例においては、一対の圧
電素子７，７に対して同時に電圧を印加して一度に変形
を行わせているが、図７に示すように、交互に駆動電圧
を一対の圧電素子７ａ，７ｂに印加して、交互に伸縮を
行わせるようにしてもよい（図７においては、塗りつぶ
した部分が電圧を印加していることを示している。）。
こうすることにより、首振り方式で移動部２を、円管７
１内にて前進・後退させることができる。この首振り方
式を採用することにより、円管７１が屈曲している場合
でも移動が可能となる。さらにまた、一対の圧電素子
７，７に相反する電圧パターンを印加し、伸縮を逆のタ
イミングで行わせることにより、上述したと同様の首振
り方式での駆動を実現することができる。

【００１４】つぎに、本発明の第２の実施例について述
べる。図８及び図９は、この第２の実施例の移動機構Ｂ
Ｍを示している。この移動機構ＢＭは、例えば金属、プ
ラスチック等からなる例えば直径１０．８ｍｍ且つ長さ
１０ｍｍの円筒状の案内部３１と、この案内部３１に挿
入された移動部３２と、この移動部３２を案内部３１の
軸方向に精密に駆動する駆動部３３と、この駆動部３３
に連接された例えばアルミニウムなどからなる慣性部３
４とからなっている。しかして、案内部３１の内周面
は、平滑面に形成されていて、この平滑面が、上記移動
部３２を軸線方向に案内するための案内面３１ａとなっ
ている。また、移動部３２は、円環をなす端板３２ａ
と、この端板３２ａの上下端にて軸方向に延設された一
対の押圧体３２ｂ，３２ｂとからなっている。しかし
て、端板３２ａには、透孔３２ｃが同軸に穿設されてい
る。また、この端板３２ａの透孔３２ｃの周囲には、４
つの通孔３２ｄ…が左右対称となるように穿設されてい
る。これら通孔３２ｄ…は、駆動部３３に給電するため
のリード線３２ｅ…を挿通させるためのものである。一
方、押圧体３２ｂは、端板３２ａの上下端にて軸方向に
突設された弾性体３２ｆと、この弾性体３２ｆの先端に
連設され弾性体３２ｆの弾性力により案内面３１ａに対
して摺動自在に当接する摺動体３２ｈとからなってい
る。ここで、弾性体３２ｆは、摺動体３２ｈを一定の接
触圧で押圧するように、常に一定の弾性力を発生するよ
うに設けられている。さらに、駆動部３３は、端板３２
ａの水平方向左右両側に互いに平行に固定されている一
対の圧電素子３３ａ，３３ａと、これら圧電素子３３
ａ，３３ａに伸縮運動を行わせるための電源（図示せ
ず。）と、この電源と圧電素子３３ａ，３３ａを電気的
に接続するためのリード線３２ｅ…とからなっている。
そして、これら圧電素子３３ａ，３３ａは、積層型で、
寸法は例えば２×３×５（単位ｍｍ）で、最大変位量
は、例えば４．６±１．５μｍ且つ最大発生力は例えば
２００Ｎである。そして、これらの圧電素子３３ａ，３
３ａは、それらの伸縮方向が、案内部３１の軸線方向と
一致するように配設されている。さらに、慣性部３４
は、一方の主面が一対の圧電素子３３ａ，３３ａの遊端
部に案内部３１と同軸となるように固着された円板状の
保持板３４ａと、この保持板３４ａの中心部に同軸に保
持固定された円柱状をなすレンズ部３４ｂとからなって
いる。すなわち、保持板３４ａの中心部には例えば内径
２ｍｍの透孔３４ｃが同軸に穿設されていて、この透孔
３４ｃにレンズ部３４ｂの一端部が嵌合されている。こ
の場合、レンズ部３４ｂは、その他端部が透孔３２ｃ側
となるように設けられている。なお、案内部３１のレン
ズ部３４ｂ側の端部には、超小型のＣＣＤカメラ（図示
せず。）が連結されている。このＣＣＤカメラは、ＣＣ
Ｄ（図示せず。）を内蔵していて、このＣＣＤ上に正確
に光学像が結像するようにレンズ部３４ｂの位置調整を
圧電素子３３ａ，３３ａにより行うようになっている。

【００１５】つぎに、上記構成の移動機構ＢＭの駆動方
法について述べる。まず、図１０（ａ）に示すように、
摺動体３２ｈ，３２ｈを案内面３１ａに摺接させた状態
にしておく。この場合、摺動体３２ｈ，３２ｈは、弾性
体３２ｆの弾性力により案内部３１に当接し、この当接
に伴う摩擦力により移動部３２，駆動部３３及び慣性部
３４が支持されている。しかして、移動部３２を左側に
移動させる場合、図１１（ａ）に示すように、電圧Ｖ０
を急激に圧電素子３３ａ，３３ａに印加する。すると、
図１０（ｂ）に示すように、圧電素子３３ａ，３３ａ
は、長さＬＯから長さＬ１まで、ΔＬだけ急激に伸長
し、摺動体３２ｈ，３２ｈは、慣性部３４の慣性力によ
り、摺動体３２ｈ，３２ｈと案内面３１ａとの間の静止
摩擦力に打ち勝って矢印Ｒａ方向に摺動する。その結
果、移動部３２の左端は、変位量ΔＬだけ矢印Ｒａ方向
に移動する。つぎに、図１１（ｂ）に示すように、圧電
素子３３ａ，３３ａに印加されている電圧Ｖ０を徐々に
減少させる。すると、図１０（ｃ）に示すように、長さ
Ｌ１にまで伸長している圧電素子３３ａ，３３ａは、徐
々に縮小し、再び長さＬＯに復元する。このときは、長
さの変化ΔＬは極めて遅々としたものであるので、左端
の位置はほとんど変化することはない。かくして、図１
０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す３つのステップによ
り、慣性部３４が一体的に連結している移動部３２は、
全体として変位量ΔＬだけ矢印Ｒａ方向に変位する。他
方、移動部３２を、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示
すように、逆方向である矢印Ｒｂ（右側）方向に変位さ
せる場合は、まず，図１３（ａ）に示すように、電圧Ｖ
０を徐々に増加させる。すると、図１２（ａ）に示す長
さＬＯの圧電素子３３ａ，３３ａは、図１２（ｂ）に示
すように、長さＬ１までΔＬだけ徐々に伸長する。この
場合、慣性部３４に発生した慣性力は、摺動体３２ｈ，
３２ｈと案内面３１ａとの間の静止摩擦力に打ち勝つこ
とはできず、摺動体３２ｈ，３２ｈの位置はそのままで
ある。その結果、移動部３２の左端３２Ｌの位置はその
ままで、移動部３２の右端のみが、変位量ΔＬだけ変位
する。ついで、図１３（ｂ）に示すように、圧電素子３
３ａ，３３ａに印加されている電圧Ｖ０を急激に０まで
下げる。すると、長さＬ１まで伸長している圧電素子３
３ａ，３３ａは、図１２（ｃ）に示すように、急激に縮
小し、再び長さＬＯに復元する。このときの圧電素子３
３ａ，３３ａの慣性力により、摺動体３２ｈ，３２ｈ
は、この摺動体３２ｈ，３２ｈと案内面３１ａとの間の
静止摩擦力に打ち勝って矢印Ｒｂ方向に摺動する。その
結果、移動部３２の左端は、変位量ΔＬだけ矢印Ｒｂ方
向に移動する。かくして、図１２（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示す３つのステップにより、慣性部３４が一体
的に連結している移動部３２は、全体として変位量ΔＬ
だけ矢印Ｒｂ方向に変位する。

【００１６】以上のように、この実施例の移動機構ＢＭ
は、円筒状の案内部３１に慣性部３４が一体的に結合し
た駆動部３３を高弾性材料からなる押圧体３２ｂ，３２
ｂを介して摺動自在に挿設し、かつ、駆動部３３を構成
する圧電素子３３ａ，３３ａの変形の緩急を適宜調節す
ることにより、移動方向を任意に選択することができる
ようにしたものである。その結果、以下のような格別の
効果を奏する。すなわち、＜１＞３個の圧電素子を必要
とするインチワーム機構に比べて駆動に必要な圧電素子
の個数が最低２個で済み、構造的にも、コスト的も有利
となる。＜２＞超音波モータのように、振動子と移動体
の間隔，接触角度等を精密に位置調整する必要がない。
＜３＞移動部３２の保持を押圧体３２ｂ，３２ｂのバネ
力で行うので、自由度が大きい。

【００１７】なお、上記実施例において、慣性部３４
は、圧電素子３３ａ，３３ａの質量が移動部２に比べて
十分に大きい場合は、省略してもよい。さらに、圧電素
子の数は、２個以上であるならば、必要に応じて任意に
選択してよい。さらにまた、案内部３１及び移動部３２
の軸線に直交する断面形状は、円形に限ることなく、正
方形，三角形，多角形等任意に選択して良い。

【００１８】さらに、図１４に示すように、上記移動機
構ＢＭを同軸多重円筒状に設けて移動機構ＣＭとしても
良い。すなわち、この移動機構ＣＭは、第１の移動機構
ＢＭ１と、この移動機構ＢＭ１に同軸に遊挿固定された
第２の移動機構ＢＭ２と、この第２の移動機構ＢＭ２に
同軸に遊挿固定された円筒体５１とからなっている。し
かして、第１及び第２の移動機構ＢＭ１，ＢＭ２の構造
は、上記実施例と同一であるので説明を省略する。ただ
し、第２の移動機構ＢＭ２は、第１の移動機構ＢＭ１の
端板３２ａに同軸に固定されている。また、円筒体５１
は、第２の移動機構ＢＭ２の端板３２ａに同軸に固定さ
れている。

【００１９】さて、この移動機構ＣＭの駆動は、第１及
び第２の移動機構ＢＭ１，ＢＭ２を同時に同方向に駆動
してもよいし、交互に駆動することも可能である。とく
に、同時に同方向に駆動することにより，アクチュエー
タとしての変位速度を単独で駆動する場合に比べて速く
することができる利点を有する。また、この移動機構Ｃ
Ｍは、駆動ストロークを比較的大きく取ることができる
ので、オートフォーカスはもとより、ズーム動作にも応
用することができる。

【００２０】なお、同軸多重円筒状に設ける移動機構の
数は、任意に設定してよい。さらに、移動機構ＣＭにお
いて、第１及び第２の移動機構ＢＭ１，ＢＭ２の案内部
３１，３１の内周面の一部に抵抗膜５２ａ，５２ｂを膜
着させ（図１４参照）、抵抗膜５２ａ，５２ｂと各押圧
体３２ｂ，３２ｂ間の抵抗値測定により、第１の移動機
構ＢＭ１に対する第２の移動機構ＢＭ２の変位量Ｄ１
と、第２の移動機構ＢＭ２に対する円筒体５１の変位量
Ｄ２を計測することが可能となる。すなわち、この場
合、押圧体３２ｂ，３２ｂは可変抵抗器の接触子として
作用する。そして、変位量Ｄ１，Ｄ２を加算することに
より、アクチュエータとしての全変位量を算出すること
ができる。この場合、移動機構ＣＭがいかに小形化して
も、変位センサを組み込む必要がなくなり、製作が容易
となる利点をもっている。

【００２１】つぎに、本発明の第３の実施例について述
べる。図１５及び図１６は、この第３の実施例の移動機
構ＤＭを示している。この移動機構ＤＭは、例えば金
属、プラスチック等からなる例えば高さ１２ｍｍ且つ幅
１１ｍｍの断面コの字状の案内部５１と、この案内部５
１に摺動自在に嵌合された移動部５２と、この移動部５
２に一体的に連設されこの移動部５２を案内部５１の案
内方向に精密に駆動する駆動部５３とからなっている。
しかして、案内部５１は、上下に平行に対向して設けら
れた上板５１ａ及び下板５１ｂと、これら上板５１ａ及
び下板５１ｂを連結する側板５１ｃとからなり、図１５
の紙面右側が解放状態となるように設置される。そし
て、移動部５２は、案内部５１の側板５１ｃに密接した
状態で矢印５３ａ，５３ｂ方向に摺動自在に嵌合されて
いる。この移動部５２は、直方体をなし、その長さは、
案内部５１の長さよりも短く設けられている。一方、駆
動部５３は、移動部５２に一体的に連設された支持体５
４と、この支持体５４に載架固定されたくの字状に組合
された一対の圧電素子５５ａ，５５ｂと、これら圧電素
子５５ａ，５５ｂの頂部に介装され上板５１ａに摺動自
在に当接する接触子５５ｃと、圧電素子５５ａ，５５ｂ
に正弦波電圧及び余弦波電圧を印加する電源部（図示せ
ず。）とからなっている。なお、図示せぬが、移動部５
２の一端部には、例えばレンズ部などが組み込まれてい
る。

【００２２】さて、この移動機構ＤＭにおいて、移動部
５２を紙面右側（矢印５３ａ方向）に移動させたい場合
は、圧電素子５５ａに正弦波電圧を、また、圧電素子５
５ｂに余弦波電圧を印加する。すると、図１５に示すよ
うに、矢印５６ａ方向の楕円運動が発生する。これに伴
って、上板５１ａに摺動自在に当接している接触子５５
ｃは、上板５１ａを紙面左側（矢印５３ｂ方向）に周期
的に押圧する。この反作用として、移動部５２は、紙面
右側（矢印５３ａ方向）に移動する。逆に、移動部５２
を紙面左側（矢印５３ｂ方向）に移動させたい場合は、
圧電素子５５ｂに正弦波電圧を、また、圧電素子５５ａ
に余弦波電圧を印加すればよい。

【００２３】以上のように、この実施例の移動機構ＤＭ
は、圧電素子５５ａ，５５ｂにより接触子５５ｃに楕円
運動を発生させ、この接触子５５ｃが当接している案内
部５１からの反作用力を利用して、移動部５２を、移動
させるようにしているので、構造が簡単になり、小型化
が容易となることはもとより、移動部５２を任意方向に
任意量だけ正確に移動させることが可能となる。よっ
て、この移動機構ＤＭは、内視鏡，ＣＣＤカメラ等のオ
ートフォーカス機構、ズーム機構に最適なものとなる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、筒状の案内部に、駆動部を、
案内部に対して摩擦力を発生させる押圧体を介して摺動
自在に挿設し、かつ、駆動部を構成する圧電素子の変形
の緩急を適宜調節することにより、移動方向を任意に選
択することができるようにしたものであって、構造が簡
単になり、小型化が容易となることはもとより、移動部
を任意方向に任意量だけ正確に移動させることが可能と
なる。よって、この移動機構を、内視鏡，ＣＣＤカメラ
等のオートフォーカス機構、ズーム機構に適用した場合
に顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の移動機構の軸線を含む一部
切欠縦断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

【図３】本発明の一実施例の移動機構の作用説明図であ
る。

【図４】本発明の一実施例の移動機構の電圧印加方法を
示すグラフである。

【図５】本発明の一実施例の移動機構の作用説明図であ
る。

【図６】本発明の一実施例の移動機構の電圧印加方法を
示すグラフである。

【図７】本発明の一実施例の移動機構の駆動方法の説明
図である。

【図８】本発明の他の実施例の移動機構の縦断面図であ
る。

【図９】図８の左側面図である。

【図１０】本発明の他の実施例の移動機構の作用説明図
である。

【図１１】本発明の他の実施例の移動機構の電圧印加方
法を示すグラフである。

【図１２】本発明の他の実施例の移動機構の作用説明図
である。

【図１３】本発明の他の実施例の移動機構の電圧印加方
法を示すグラフである。

【図１４】本発明の他の実施例の移動機構の縦断面図で
ある。

【図１５】本発明の他の実施例の移動機構の正面図であ
る。

【図１６】図１５の左側面図である。

【図１７】従来技術の説明図である。

【図１８】従来技術の説明図である。

【図１９】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１，３１，５１：案内部，２，３２，５２：移動部，
３，３３，５３：駆動部，４，３４：慣性部，６，３２
ｂ，３２ｂ：押圧体，７，５５ａ，５５ｂ：圧電素子，
５５ｃ：接触子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 3/10 13/34 Ｇ０３Ｂ 3/10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状の案内部に挿入される移動部と、この
   移動部に一体的に連設されこの移動部を上記案内部の軸
   方向に駆動する駆動部とを具備し、上記移動部は、上記
   案内部に遊挿された端板と、この端板の縁部にて軸方向
   に延設され弾性力により上記案内部の内面を摺動自在に
   押圧することにより上記移動部を支持する複数の押圧体
   とを有し、且つ、上記駆動部は、上記端板に固定されて
   いる複数の圧電素子と、この圧電素子に所定の電圧印加
   モードに従って電圧を印加して上記移動部を上記案内部
   の軸方向に進退させる電圧印加手段とを有することを特
   徴とする移動機構。
2. 【請求項２】筒状の案内部と、この案内部に挿入される
   移動部と、この移動部に一体的に連設されこの移動部を
   上記案内部の軸方向に駆動する駆動部とを具備し、上記
   移動部は、上記案内部に遊挿された端板と、この端板の
   縁部にて軸方向に延設され弾性力により上記案内部の内
   面を摺動自在に押圧することにより上記移動部を支持す
   る複数の押圧体とを有し、且つ、上記駆動部は、上記端
   板に固定されている複数の圧電素子を有する複数の移動
   単位が、上記各端板を介して多重円筒状に設けてられて
   いることを特徴とする移動機構。
3. 【請求項３】駆動部には、この駆動部に慣性を付与する
   慣性部が一体的に連結されていることを特徴とする請求
   項１記載及び請求項２記載の移動機構。
4. 【請求項４】案内部の内面には抵抗膜が形成されてい
   て、この抵抗膜と押圧体との間の抵抗値変化に基づいて
   移動部の案内部に対する変位量を検出するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載及び請求項２記載の移動機
   構。
5. 【請求項５】平行に対向する一対の案内面が形成された
   案内部と、この案内部に上記案内面に沿って摺動自在に
   嵌合された移動部と、この移動部に一体的に連設されこ
   の移動部を摺動方向に駆動する駆動部とを具備し、上記
   駆動部は、上記移動部に一体的に連設された支持体と、
   この支持体に固定され且つくの字状に組合された一対の
   圧電素子と、これら圧電素子の頂部に介装され上記一対
   の案内面の一方に摺動自在に当接する接触子と、上記各
   圧電素子に電圧を印加する電圧印加手段とを有すること
   を特徴とする移動機構。
6. 【請求項６】電圧印加手段は、一方の圧電素子に正弦波
   電圧を他方の圧電素子に余弦波電圧を印加し、接触子に
   楕円運動を発生させることにより移動部を駆動するため
   の駆動力を発生させることを特徴とする請求項５記載の
   移動機構。
7. 【請求項７】管状の案内部に挿入される移動部と、この
   移動部に一体的に連設されこの移動部を上記案内部に沿
   って駆動する駆動部とを具備し、上記移動部は、上記案
   内部に遊挿された端板と、この端板の縁部にて軸方向に
   延設され弾性力により上記案内部の内面を摺動自在に押
   圧することにより上記移動部を支持する複数の押圧体と
   を有し、且つ、上記駆動部は、上記端板に固定されてい
   る複数の圧電素子と、この圧電素子に電圧を印加する電
   圧印加手段とを有する移動機構の駆動方法において、上
   記電圧印加手段により上記圧電素子に電圧を急激に印加
   して上記圧電素子を急激に伸長させることにより上記圧
   電素子の上記端板側前部を前進させたのち上記圧電素子
   に印加されている電圧を徐々に下げ上記圧電素子の後部
   を徐々に縮小させる前進工程と、上記電圧印加手段によ
   り上記圧電素子に電圧を徐々に印加して上記圧電素子の
   後部を徐々に伸長させたのち上記圧電素子に印加されて
   いる電圧を急激に下げ上記圧電素子の前部を急激に縮小
   させる後退工程とを具備することを特徴とする移動機構
   の駆動方法。
8. 【請求項８】複数の圧電素子を順次に駆動させることに
   より首振り運動をさせることを特徴とする請求項７記載
   の移動機構の駆動方法。