JPH08150569A - 圧電クランプ機構 - Google Patents
圧電クランプ機構Info
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- JPH08150569A JPH08150569A JP7074921A JP7492195A JPH08150569A JP H08150569 A JPH08150569 A JP H08150569A JP 7074921 A JP7074921 A JP 7074921A JP 7492195 A JP7492195 A JP 7492195A JP H08150569 A JPH08150569 A JP H08150569A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/851—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector the connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
Landscapes
- Gripping Jigs, Holding Jigs, And Positioning Jigs (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】圧電素子の変位を座屈の原理により拡大する梁
を備える圧電クランプ機構において、簡単な構造でクラ
ンパの開閉ストロークを広くする。 【構成】変位拡大用のレバーアーム３ａ，３ｂの端部間
に渡す座屈梁６の形状を山型とし、傾斜部８ａ，８ｂに
触手９ａ，９ｂを取り付ける。各触手９ａ，９ｂの先端
が梁６中央の平坦部に垂直な軸に向くようにして、対向
させて取り付けることにより、触手９ａ，９ｂ自体が、
梁６中央の平坦部の変位に対して変位拡大機能を持つよ
うにする。梁の数をただ一本にできるので、圧電素子１
に対する負荷を減少させその発生変位量を増大させ、レ
バーアーム３ａ，３ｂでの変位量をを増加できる。レバ
ーアーム３ａ，３ｂでの変位量増加と、触手９ａ，９ｂ
に対する変位拡大機能の付加とにより、クランパの開閉
ストロークが従来より更に大になる。
を備える圧電クランプ機構において、簡単な構造でクラ
ンパの開閉ストロークを広くする。 【構成】変位拡大用のレバーアーム３ａ，３ｂの端部間
に渡す座屈梁６の形状を山型とし、傾斜部８ａ，８ｂに
触手９ａ，９ｂを取り付ける。各触手９ａ，９ｂの先端
が梁６中央の平坦部に垂直な軸に向くようにして、対向
させて取り付けることにより、触手９ａ，９ｂ自体が、
梁６中央の平坦部の変位に対して変位拡大機能を持つよ
うにする。梁の数をただ一本にできるので、圧電素子１
に対する負荷を減少させその発生変位量を増大させ、レ
バーアーム３ａ，３ｂでの変位量をを増加できる。レバ
ーアーム３ａ，３ｂでの変位量増加と、触手９ａ，９ｂ
に対する変位拡大機能の付加とにより、クランパの開閉
ストロークが従来より更に大になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子の発生変位を
拡大すると共にその拡大された変位を利用して２つの触
手間に物体をクランプするように構成した変位拡大機構
付きの圧電クランプ機構に関し、特に、直接または拡大
されて伝達された圧電素子の発生変位を座屈の原理によ
り拡大する梁を備える構造の圧電クランプ機構に関す
る。
拡大すると共にその拡大された変位を利用して２つの触
手間に物体をクランプするように構成した変位拡大機構
付きの圧電クランプ機構に関し、特に、直接または拡大
されて伝達された圧電素子の発生変位を座屈の原理によ
り拡大する梁を備える構造の圧電クランプ機構に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】圧電クランプ機構は、圧電素子が駆動電
圧に応じて発生する変位を一対の触手に伝達するように
構成して触手に開閉運動をさせ、物体をクランプする機
構である。このような圧電クランプ機構には、例えば特
開平１ー３２１１７０号公報に開示されているような、
複合型素子であるバイモルフ型圧電素子を駆動源として
用いるものと、単板型圧電素子や積層型圧電素子などの
ような単純型素子を用いるものとがあるが、後者の単純
型素子を用いるクランプ機構は前者のクランプ機構に比
べて、電気・機械エネルギー変換効率が高いという特長
を持つ。
圧に応じて発生する変位を一対の触手に伝達するように
構成して触手に開閉運動をさせ、物体をクランプする機
構である。このような圧電クランプ機構には、例えば特
開平１ー３２１１７０号公報に開示されているような、
複合型素子であるバイモルフ型圧電素子を駆動源として
用いるものと、単板型圧電素子や積層型圧電素子などの
ような単純型素子を用いるものとがあるが、後者の単純
型素子を用いるクランプ機構は前者のクランプ機構に比
べて、電気・機械エネルギー変換効率が高いという特長
を持つ。
【０００３】ところが一般に、単純型の圧電素子は複合
型のものに比べて、エネルギー変換効率は高いものの発
生変位量は小さいという特性を持つことから、単純型素
子を駆動源とするクランプ機構には、圧電素子の発生変
位を拡大するための機構が欠かせない。この変位拡大機
構としては、従来、圧電素子の発生変位をレバーアーム
に伝達しててこの原理で拡大する構造のものが、良く知
られている。そのようなレバーアームを用いた変位拡大
機構付きの圧電クランプ機構が、例えば特開平５ー３０
５５７４号公報、特開平１ー１９８０３７号公報あるい
は、特開平２ー６８９４２号公報に開示されている。中
でも、特開平５ー３０５５７４号公報に記載されたクラ
ンプ機構は、レバーアームに加えて更に、レバーアーム
の出力変位を座屈の原理により拡大するための梁を備え
ているので、レバーアームだけしか持たない他の２つの
公報記載のクランプ機構に比べて、圧電素子からクラン
パ先端までの変位拡大率がより大きく、クランパの開閉
ストロークが大きい。
型のものに比べて、エネルギー変換効率は高いものの発
生変位量は小さいという特性を持つことから、単純型素
子を駆動源とするクランプ機構には、圧電素子の発生変
位を拡大するための機構が欠かせない。この変位拡大機
構としては、従来、圧電素子の発生変位をレバーアーム
に伝達しててこの原理で拡大する構造のものが、良く知
られている。そのようなレバーアームを用いた変位拡大
機構付きの圧電クランプ機構が、例えば特開平５ー３０
５５７４号公報、特開平１ー１９８０３７号公報あるい
は、特開平２ー６８９４２号公報に開示されている。中
でも、特開平５ー３０５５７４号公報に記載されたクラ
ンプ機構は、レバーアームに加えて更に、レバーアーム
の出力変位を座屈の原理により拡大するための梁を備え
ているので、レバーアームだけしか持たない他の２つの
公報記載のクランプ機構に比べて、圧電素子からクラン
パ先端までの変位拡大率がより大きく、クランパの開閉
ストロークが大きい。
【０００４】上記特開平５ー３０５５７４号公報記載の
圧電クランプ機構の斜視図を示す図５を参照すると、こ
の図に示すクランプ機構においては、取付け基板５の両
側面にレバーアーム３ａ，３ｂが、それぞれ第１ヒンジ
４ａ，４ｂを介して取り付けられている。このレバーア
ーム３ａ，３ｂの一端間には圧電素子１が、第２ヒンジ
２ａ，２ｂを介して取り付けられている。レバーアーム
３ａ，３ｂの他端間には一対の梁１６ａ，１６ｂが渡さ
れ、それぞれの両端が各レバーアーム３ａ，３ｂの端部
にリベット７で固定されている。これらの梁１６ａ，１
６ｂそれぞれの中間部には、各梁に対して水平で直角の
方向に長片の触手１９ａ，１９ｂが取り付けられてい
る。
圧電クランプ機構の斜視図を示す図５を参照すると、こ
の図に示すクランプ機構においては、取付け基板５の両
側面にレバーアーム３ａ，３ｂが、それぞれ第１ヒンジ
４ａ，４ｂを介して取り付けられている。このレバーア
ーム３ａ，３ｂの一端間には圧電素子１が、第２ヒンジ
２ａ，２ｂを介して取り付けられている。レバーアーム
３ａ，３ｂの他端間には一対の梁１６ａ，１６ｂが渡さ
れ、それぞれの両端が各レバーアーム３ａ，３ｂの端部
にリベット７で固定されている。これらの梁１６ａ，１
６ｂそれぞれの中間部には、各梁に対して水平で直角の
方向に長片の触手１９ａ，１９ｂが取り付けられてい
る。
【０００５】図５において、いま圧電素子１に外部から
駆動電圧を与えると、素子１は図中に矢印で示す方向に
ひずみ、変位を発生する。この変位は、第２ヒンジ２
ａ，２ｂを介してレバーアーム３ａ，３ｂの端部に伝達
され、更に、各レバーアーム３ａ，３ｂにおける第１ヒ
ンジ４ａ，４ｂを支点とするてこの原理により拡大され
て、各レバーアーム３ａ，３ｂの他端に矢印方向の動き
として伝達される。レバーアーム他端が変位することに
より、２つの梁１６ａ，１６ｂは座屈を起し、それぞれ
の中央部が図中矢印方向、つまり２つの梁１６ａ，１６
ｂが互いに近付く方向に変位する。その結果、各梁１６
ａ，１６ｂの中央部に水平方向に取り付けられた触手１
９ａ，１９ｂが接触し、クランパは閉じる。素子１への
駆動電圧供給を停止すると素子１の変位が復帰するの
で、レバーアーム３ａ，３ｂおよび梁１６ａ，１６ｂは
それぞれ上述したとは逆方向に変位し、触手１９ａ，１
９ｂ先端が開く。
駆動電圧を与えると、素子１は図中に矢印で示す方向に
ひずみ、変位を発生する。この変位は、第２ヒンジ２
ａ，２ｂを介してレバーアーム３ａ，３ｂの端部に伝達
され、更に、各レバーアーム３ａ，３ｂにおける第１ヒ
ンジ４ａ，４ｂを支点とするてこの原理により拡大され
て、各レバーアーム３ａ，３ｂの他端に矢印方向の動き
として伝達される。レバーアーム他端が変位することに
より、２つの梁１６ａ，１６ｂは座屈を起し、それぞれ
の中央部が図中矢印方向、つまり２つの梁１６ａ，１６
ｂが互いに近付く方向に変位する。その結果、各梁１６
ａ，１６ｂの中央部に水平方向に取り付けられた触手１
９ａ，１９ｂが接触し、クランパは閉じる。素子１への
駆動電圧供給を停止すると素子１の変位が復帰するの
で、レバーアーム３ａ，３ｂおよび梁１６ａ，１６ｂは
それぞれ上述したとは逆方向に変位し、触手１９ａ，１
９ｂ先端が開く。
【０００６】このように、図５に示す圧電クランプ機構
は、レバーアームに加えて更に、レバーアームの出力変
位を座屈により拡大する梁を備えているので、単にレバ
ーアームしか持たない拡大機構付き圧電クランプ機構に
比べて、クランパの開閉ストロークを大きく取れる。前
述の特開平５ー３０５５７４号公報によれば、図５にお
いて、圧電素子１として変位量７μｍの積層型のものを
用い、２７倍の拡大率を持つ変位拡大機構（レバーアー
ムと梁とを含む）に取り付けて、各触手の変位量がそれ
ぞれ１９０μｍで、従ってクランパとしての開閉ストロ
ークが３８０μｍの変位拡大機構付き圧電クランプ機構
を実現している。
は、レバーアームに加えて更に、レバーアームの出力変
位を座屈により拡大する梁を備えているので、単にレバ
ーアームしか持たない拡大機構付き圧電クランプ機構に
比べて、クランパの開閉ストロークを大きく取れる。前
述の特開平５ー３０５５７４号公報によれば、図５にお
いて、圧電素子１として変位量７μｍの積層型のものを
用い、２７倍の拡大率を持つ変位拡大機構（レバーアー
ムと梁とを含む）に取り付けて、各触手の変位量がそれ
ぞれ１９０μｍで、従ってクランパとしての開閉ストロ
ークが３８０μｍの変位拡大機構付き圧電クランプ機構
を実現している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、変位
の拡大機構としては、てこの原理によるレバーアームを
用いたものの他にも、座屈の原理に基づく梁を用いたも
のがあり、特開平５ー３０５５７４号公報記載の技術に
よれば両方の拡大機構を組合せることによって、バイモ
ルフ型圧電素子を用いた圧電クランプ機構に比べて電気
・機械エネルギー変換効率が高く、触手先端間のクラン
プ力が大きく、開閉ストローク及びクランプ力の安定性
に優れたクランプ機構が得られる。しかも、その開閉の
ストロークは、レバーアームしか持たない他のどのよう
な拡大機構付きの圧電クランプ機構に比べても、大き
い。
の拡大機構としては、てこの原理によるレバーアームを
用いたものの他にも、座屈の原理に基づく梁を用いたも
のがあり、特開平５ー３０５５７４号公報記載の技術に
よれば両方の拡大機構を組合せることによって、バイモ
ルフ型圧電素子を用いた圧電クランプ機構に比べて電気
・機械エネルギー変換効率が高く、触手先端間のクラン
プ力が大きく、開閉ストローク及びクランプ力の安定性
に優れたクランプ機構が得られる。しかも、その開閉の
ストロークは、レバーアームしか持たない他のどのよう
な拡大機構付きの圧電クランプ機構に比べても、大き
い。
【０００８】ところで、上記特開平５ー３０５５７４号
公報記載の圧電クランプ機構においては、図５に示すよ
うに、各触手１９ａ，１９ｂが各梁１６ａ，１６ｂに対
して水平方向に飛び出すように、つまり、各梁１６ａ，
１６ｂの変位出力方向を示す軸に垂直に取り付けられて
いるので、それぞれの触手１９ａ，１９ｂの変位量は各
梁１６ａ，１６ｂの変位量に一致する。換言すれば、触
手１９ａ，１９ｂの部分には変位拡大機能はなく、クラ
ンパの開閉ストロークは、圧電素子１の発生変位量と、
レバーアームの拡大率と、梁１６ａ，１６ｂの拡大率と
だけで決ってしまう。従って、より大きな開閉ストロー
クを得ようとすると、圧電素子自体を大型化してその
発生変位量を大きくする、圧電素子の駆動電圧を高く
する、レバーアームでの拡大率および梁での拡大率を
大きくするなどの手段を講じなくてはならず、クランプ
機構としての信頼性や小型化が損われる可能性がある。
しかも、レバーアームの出力変位を拡大するための梁を
２本必要とするので構造が複雑な上、レバーアームの変
位拡大作用、延いては圧電素子の変位発生作用に対する
負荷が大きく、レバーアーム端部での変位量が低下す
る。
公報記載の圧電クランプ機構においては、図５に示すよ
うに、各触手１９ａ，１９ｂが各梁１６ａ，１６ｂに対
して水平方向に飛び出すように、つまり、各梁１６ａ，
１６ｂの変位出力方向を示す軸に垂直に取り付けられて
いるので、それぞれの触手１９ａ，１９ｂの変位量は各
梁１６ａ，１６ｂの変位量に一致する。換言すれば、触
手１９ａ，１９ｂの部分には変位拡大機能はなく、クラ
ンパの開閉ストロークは、圧電素子１の発生変位量と、
レバーアームの拡大率と、梁１６ａ，１６ｂの拡大率と
だけで決ってしまう。従って、より大きな開閉ストロー
クを得ようとすると、圧電素子自体を大型化してその
発生変位量を大きくする、圧電素子の駆動電圧を高く
する、レバーアームでの拡大率および梁での拡大率を
大きくするなどの手段を講じなくてはならず、クランプ
機構としての信頼性や小型化が損われる可能性がある。
しかも、レバーアームの出力変位を拡大するための梁を
２本必要とするので構造が複雑な上、レバーアームの変
位拡大作用、延いては圧電素子の変位発生作用に対する
負荷が大きく、レバーアーム端部での変位量が低下す
る。
【０００９】尚、従来用いられているレバーアーム１９
ａ，１９ｂはヒンジ４ａ，４ｂの強度を高めるなどのた
めに、例えばワイヤーカットなどの工法により取付け基
板５と一体的に加工されることが多く、その結果、構造
や加工が複雑となり、コスト高にならざるを得ない。従
って、レバーアームを用いなくても十分なクランプの開
閉トロークが得られれば、小型化、軽量化、低価格化の
点で都合が良い。
ａ，１９ｂはヒンジ４ａ，４ｂの強度を高めるなどのた
めに、例えばワイヤーカットなどの工法により取付け基
板５と一体的に加工されることが多く、その結果、構造
や加工が複雑となり、コスト高にならざるを得ない。従
って、レバーアームを用いなくても十分なクランプの開
閉トロークが得られれば、小型化、軽量化、低価格化の
点で都合が良い。
【００１０】従って本発明は、座屈梁を備える拡大機構
付きの圧電クランプにおいて、クランパの開閉ストロー
クを更に増大させることを目的とするものである。
付きの圧電クランプにおいて、クランパの開閉ストロー
クを更に増大させることを目的とするものである。
【００１１】本発明の他の目的は、従来の変位拡大機構
から構造の複雑なレバーアームを取り除いても十分なク
ランパの開閉ストロークを持つ、小型、軽量で経済性に
富む圧電クランプ機構を提供することである。
から構造の複雑なレバーアームを取り除いても十分なク
ランパの開閉ストロークを持つ、小型、軽量で経済性に
富む圧電クランプ機構を提供することである。
【００１２】本発明の更に他の目的は、上記のような開
閉ストロークの大きい圧電クランプ機構を、簡単な構造
で実現することである。
閉ストロークの大きい圧電クランプ機構を、簡単な構造
で実現することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電クランプ機
構は、外部から与えられた電圧に応じて一軸に沿う方向
にひずみを発生して変位する圧電素子と、直接または拡
大して伝達された前記圧電素子の変位を座屈の原理によ
り拡大する梁と、前記梁の座屈運動に応じて開閉する二
つの触手からなるクランパとを少なくとも含む圧電クラ
ンプ機構において、前記クランパを構成する二つの触手
を一本の梁に取り付けることにより、それら触手に、触
手先端の開閉方向の移動量が前記梁の変位量を拡大した
ものとなるようにする、変位拡大機能を付与したことを
特徴とする。
構は、外部から与えられた電圧に応じて一軸に沿う方向
にひずみを発生して変位する圧電素子と、直接または拡
大して伝達された前記圧電素子の変位を座屈の原理によ
り拡大する梁と、前記梁の座屈運動に応じて開閉する二
つの触手からなるクランパとを少なくとも含む圧電クラ
ンプ機構において、前記クランパを構成する二つの触手
を一本の梁に取り付けることにより、それら触手に、触
手先端の開閉方向の移動量が前記梁の変位量を拡大した
ものとなるようにする、変位拡大機能を付与したことを
特徴とする。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例の
斜視図である。同図を参照すると、本実施例において圧
電素子１が、素子１の変位を伝達する手段としての細く
くびれたＴ字状の第２ヒンジ２ａ，２ｂの平坦面にエポ
キシ樹脂などの接着剤で接続されている。第２ヒンジ２
ａ，２ｂはレバーアーム３ａ，３ｂに接続されており、
それぞれのレバーアーム３ａ，３ｂは変位伝達手段とし
てのてこの支点にあたる細くくびれた第１ヒンジ４ａ，
４ｂに接続されている。又、第１ヒンジ４ａ，４ｂは、
取付け基板５の両側面に接続されている。第１ヒンジ４
ａ，４ｂと、第２ヒンジ２ａ，２ｂと、レバーアーム３
ａ，３ｂと、取付け基板５とからなる拡大機構部品は、
ＳＵＳ３０４材、４２ＮｉーＦｅ合金材などの高剛性の
材料を用いて、一体構造で製作されている。
を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例の
斜視図である。同図を参照すると、本実施例において圧
電素子１が、素子１の変位を伝達する手段としての細く
くびれたＴ字状の第２ヒンジ２ａ，２ｂの平坦面にエポ
キシ樹脂などの接着剤で接続されている。第２ヒンジ２
ａ，２ｂはレバーアーム３ａ，３ｂに接続されており、
それぞれのレバーアーム３ａ，３ｂは変位伝達手段とし
てのてこの支点にあたる細くくびれた第１ヒンジ４ａ，
４ｂに接続されている。又、第１ヒンジ４ａ，４ｂは、
取付け基板５の両側面に接続されている。第１ヒンジ４
ａ，４ｂと、第２ヒンジ２ａ，２ｂと、レバーアーム３
ａ，３ｂと、取付け基板５とからなる拡大機構部品は、
ＳＵＳ３０４材、４２ＮｉーＦｅ合金材などの高剛性の
材料を用いて、一体構造で製作されている。
【００１５】レバーアーム３ａ，３ｂの先端には、りん
青銅などのばね性を有する金属材料をプレス打抜き及び
曲げ加工で製造した梁６が、リベット７により接続され
ている。この梁６は予め、矢印方向に湾曲形成されてい
る。又、梁６の傾斜部８ａ，８ｂには、開き角が９０度
以上の「く」の字型の触手９ａ，９ｂが取り付けられて
いる。各触手９ａ，９ｂは、長い方の辺が梁６の変位出
力方向を示す軸（つまり、梁６中央の平坦部に垂直な
軸）に向くようにして、短い方の辺が接着剤あるいは溶
接により梁６の各傾斜部８ａ，８ｂに固着されている。
青銅などのばね性を有する金属材料をプレス打抜き及び
曲げ加工で製造した梁６が、リベット７により接続され
ている。この梁６は予め、矢印方向に湾曲形成されてい
る。又、梁６の傾斜部８ａ，８ｂには、開き角が９０度
以上の「く」の字型の触手９ａ，９ｂが取り付けられて
いる。各触手９ａ，９ｂは、長い方の辺が梁６の変位出
力方向を示す軸（つまり、梁６中央の平坦部に垂直な
軸）に向くようにして、短い方の辺が接着剤あるいは溶
接により梁６の各傾斜部８ａ，８ｂに固着されている。
【００１６】このように構成された圧電クランプ機構に
おいて、外部から圧電素子１に駆動電圧を加え素子１に
矢印方向のひずみを生じさせ変位させると、その変位は
第２ヒンジ２ａ，２ｂを介して、各レバーアーム３ａ，
３ｂに伝達される。レバーアーム３ａ，３ｂでは、第１
ヒンジ４ａ，４ｂを支点とするてこの原理により、レバ
ーアーム３ａ，３ｂの先端で変位が拡大される。レバー
アーム３ａ，３ｂ先端の拡大出力変位が梁６にその長手
方向の変位として伝えられるので、梁６はその両端から
長手方向に圧縮荷重を受け、座屈する。その結果、レバ
ーアーム３ａ，３ｂ先端の変位が周知の座屈理論によ
り、梁６中央の平坦部で矢印方向の変位として拡大され
る。更に、上記梁６中央平坦部の矢印方向への動きに応
じて、梁６の傾斜部８ａ，８ｂに固着された触手９ａ，
９ｂの先端が、互いに拡がるように矢印方向に変位す
る。このとき、各触手９ａ，９ｂそれぞれの変位量は、
梁６中央平坦部分の矢印方向の変位量を拡大したものに
なる。
おいて、外部から圧電素子１に駆動電圧を加え素子１に
矢印方向のひずみを生じさせ変位させると、その変位は
第２ヒンジ２ａ，２ｂを介して、各レバーアーム３ａ，
３ｂに伝達される。レバーアーム３ａ，３ｂでは、第１
ヒンジ４ａ，４ｂを支点とするてこの原理により、レバ
ーアーム３ａ，３ｂの先端で変位が拡大される。レバー
アーム３ａ，３ｂ先端の拡大出力変位が梁６にその長手
方向の変位として伝えられるので、梁６はその両端から
長手方向に圧縮荷重を受け、座屈する。その結果、レバ
ーアーム３ａ，３ｂ先端の変位が周知の座屈理論によ
り、梁６中央の平坦部で矢印方向の変位として拡大され
る。更に、上記梁６中央平坦部の矢印方向への動きに応
じて、梁６の傾斜部８ａ，８ｂに固着された触手９ａ，
９ｂの先端が、互いに拡がるように矢印方向に変位す
る。このとき、各触手９ａ，９ｂそれぞれの変位量は、
梁６中央平坦部分の矢印方向の変位量を拡大したものに
なる。
【００１７】図２は、本実施例における梁６と触手９
ａ，９ｂの動きを示す図であって、本実施例を取付け基
板５に垂直な上面から見た図である。実線が圧電素子１
への印加電圧を０Ｖにしてその変位を復帰させたときの
状態を示し、破線が圧電素子１に電圧を与えて触手９
ａ，９ｂを開かせたときの状態を示す。図２において、
圧電素子１に駆動電圧を与えると、梁６の両端は梁の長
手方向（紙面左右方向。以後、Ｘ方向とする）で圧縮さ
れ、中央平坦部がその長さを保ったまま紙面上方向（以
後、Ｙ方向とする）に移動する。いま、梁６の傾斜部の
長さをＬL 、平坦部の長さを２ＬH 、圧電素子１の変位
復帰時に梁６がＸ軸となす角をβ0 、各触手９ａ，９ｂ
の梁６からの長さをＬA 、梁６に対する取付け角をα、
圧電素子１に駆動電圧を与えたとき梁６がＸ軸となす角
をβ、梁６中央平坦部のＹ方向の移動量をＤY 、触手９
ａ，９ｂ先端のＸ方向の移動量をＤX とすると、梁６の
出力変位量ＤY に対する触手９ａ，９ｂの変位量ＤX の
比つまり触手における拡大率ｎは、
ａ，９ｂの動きを示す図であって、本実施例を取付け基
板５に垂直な上面から見た図である。実線が圧電素子１
への印加電圧を０Ｖにしてその変位を復帰させたときの
状態を示し、破線が圧電素子１に電圧を与えて触手９
ａ，９ｂを開かせたときの状態を示す。図２において、
圧電素子１に駆動電圧を与えると、梁６の両端は梁の長
手方向（紙面左右方向。以後、Ｘ方向とする）で圧縮さ
れ、中央平坦部がその長さを保ったまま紙面上方向（以
後、Ｙ方向とする）に移動する。いま、梁６の傾斜部の
長さをＬL 、平坦部の長さを２ＬH 、圧電素子１の変位
復帰時に梁６がＸ軸となす角をβ0 、各触手９ａ，９ｂ
の梁６からの長さをＬA 、梁６に対する取付け角をα、
圧電素子１に駆動電圧を与えたとき梁６がＸ軸となす角
をβ、梁６中央平坦部のＹ方向の移動量をＤY 、触手９
ａ，９ｂ先端のＸ方向の移動量をＤX とすると、梁６の
出力変位量ＤY に対する触手９ａ，９ｂの変位量ＤX の
比つまり触手における拡大率ｎは、
【００１８】
【００１９】で表される。ここで、０°≦β0 ＜β＜９
０°であるので、ＣＯＳβ＜ＣＯＳβ0 すなわち、ＣＯ
Ｓβ−ＣＯＳβ0 ＜０ であり、ＳＩＮβ＞ＳＩＮβ0
すなわち、ＳＩＮβ−ＳＩＮβ0 ＞０ である。
０°であるので、ＣＯＳβ＜ＣＯＳβ0 すなわち、ＣＯ
Ｓβ−ＣＯＳβ0 ＜０ であり、ＳＩＮβ＞ＳＩＮβ0
すなわち、ＳＩＮβ−ＳＩＮβ0 ＞０ である。
【００２０】一方、９０°＜αであるので、α＜１８０
°とすれば、すなわち９０°＜α＜１８０°とすれば、 ＣＯＳα＜０、ＳＩＮα＞０ である。
°とすれば、すなわち９０°＜α＜１８０°とすれば、 ＣＯＳα＜０、ＳＩＮα＞０ である。
【００２１】従って、上述の式右辺の括弧の中は必ず
正になり、触手９ａ，９ｂの取付け角αとその長さＬA
及び梁６の傾斜部の長さＬL を適当に設計することによ
り、触手９ａ，９ｂの変位量ＤX を梁６の出力変位ＤY
よりも大きくできる。言い換えれば、触手９ａ，９ｂに
より、梁６の変位量を更に増幅することができる。
正になり、触手９ａ，９ｂの取付け角αとその長さＬA
及び梁６の傾斜部の長さＬL を適当に設計することによ
り、触手９ａ，９ｂの変位量ＤX を梁６の出力変位ＤY
よりも大きくできる。言い換えれば、触手９ａ，９ｂに
より、梁６の変位量を更に増幅することができる。
【００２２】その後、圧電素子１への印加電圧を降下さ
せると圧電素子１は変位が元へ復帰するように変位量を
減らすので、レバーアーム３ａ，３ｂおよび梁６がこれ
まで述べたとは反対方向に変位し、触手９ａ，９ｂは先
端が閉じるように移動する。このような動作に基づき、
圧電素子１に電圧を印加して２つの触手９ａ，９ｂの先
端を拡げ、それらの間に試料を置いてから電圧を降下さ
せることにより、試料をクランプすることができる。
せると圧電素子１は変位が元へ復帰するように変位量を
減らすので、レバーアーム３ａ，３ｂおよび梁６がこれ
まで述べたとは反対方向に変位し、触手９ａ，９ｂは先
端が閉じるように移動する。このような動作に基づき、
圧電素子１に電圧を印加して２つの触手９ａ，９ｂの先
端を拡げ、それらの間に試料を置いてから電圧を降下さ
せることにより、試料をクランプすることができる。
【００２３】本実施例では、圧電素子１に積層型の素子
を用い、梁６の構造を、傾斜部の長さＬL ＝７．５４ｍ
ｍ、中央平坦部の長さ２ＬH ＝２．００ｍｍ、変位復帰
時にＸ軸となす角β0 ＝６°５′１９″とした。この拡
大機構で圧電素子１に駆動電圧を与えて１１μｍの変位
を発生させたとき、梁６の変位量はＤY ＝０．３０ｍｍ
であり、圧電素子１から梁６中央平坦部までの変位拡大
率は２７倍であった。このとき梁６がＸ軸となす角はβ
＝８°２３′９″であった。そして、この梁６に長さＬ
A ＝１５．０ｍｍの触手９ａ，９ｂを角α＝９９°５
４′４０″で取り付けたとき、触手９ａ，９ｂそれぞれ
の先端のＸ方向の移動量はそれぞれ、ＤX＝０．６０ｍ
ｍであった。つまり、触手９ａ，９ｂにおける変位拡大
率は２．０倍であった。更に、触手９ａ，９ｂの長さを
ＬA ＝３０ｍｍとし取り付け角α＝９７°５９′５６″
とすると、触手での変位拡大率は４．０倍となり触手９
ａ，９ｂ先端ではＤX ＝１．２０ｍｍにもなった。これ
に対し、図５に示した従来のクランプ機構で本実施例に
おけると同一の圧電素子およびレバーアームを用い、圧
電素子１を同一の電圧で駆動した場合、圧電素子１の発
生変位量は７μｍであり、触手１９ａ，１９ｂ先端の変
位量はそれぞれ０．１９ｍｍであった。以上のことか
ら、本実施例においては、触手９ａ，９ｂが梁６に対し
て変位拡大作用を持つのみならず、圧電素子１の発生変
位量そのものも増大していることが分る。本実施例の圧
電クランプ機構では梁の数がただ一本であるので、レバ
ーアーム３ａ，３ｂの変位拡大作用に対する負荷、換言
すれば圧電素子１の発生変位作用に対する圧縮力が従来
の１／２に軽減されている。本発明における圧電素子１
の発生変位増大はこの負荷軽減効果により得られたもの
である。
を用い、梁６の構造を、傾斜部の長さＬL ＝７．５４ｍ
ｍ、中央平坦部の長さ２ＬH ＝２．００ｍｍ、変位復帰
時にＸ軸となす角β0 ＝６°５′１９″とした。この拡
大機構で圧電素子１に駆動電圧を与えて１１μｍの変位
を発生させたとき、梁６の変位量はＤY ＝０．３０ｍｍ
であり、圧電素子１から梁６中央平坦部までの変位拡大
率は２７倍であった。このとき梁６がＸ軸となす角はβ
＝８°２３′９″であった。そして、この梁６に長さＬ
A ＝１５．０ｍｍの触手９ａ，９ｂを角α＝９９°５
４′４０″で取り付けたとき、触手９ａ，９ｂそれぞれ
の先端のＸ方向の移動量はそれぞれ、ＤX＝０．６０ｍ
ｍであった。つまり、触手９ａ，９ｂにおける変位拡大
率は２．０倍であった。更に、触手９ａ，９ｂの長さを
ＬA ＝３０ｍｍとし取り付け角α＝９７°５９′５６″
とすると、触手での変位拡大率は４．０倍となり触手９
ａ，９ｂ先端ではＤX ＝１．２０ｍｍにもなった。これ
に対し、図５に示した従来のクランプ機構で本実施例に
おけると同一の圧電素子およびレバーアームを用い、圧
電素子１を同一の電圧で駆動した場合、圧電素子１の発
生変位量は７μｍであり、触手１９ａ，１９ｂ先端の変
位量はそれぞれ０．１９ｍｍであった。以上のことか
ら、本実施例においては、触手９ａ，９ｂが梁６に対し
て変位拡大作用を持つのみならず、圧電素子１の発生変
位量そのものも増大していることが分る。本実施例の圧
電クランプ機構では梁の数がただ一本であるので、レバ
ーアーム３ａ，３ｂの変位拡大作用に対する負荷、換言
すれば圧電素子１の発生変位作用に対する圧縮力が従来
の１／２に軽減されている。本発明における圧電素子１
の発生変位増大はこの負荷軽減効果により得られたもの
である。
【００２４】上述のように本実施例によれば、クランパ
としての開閉ストーロークが従来のクランプ機構の３〜
６倍程度のものを実現できる。触手９ａ，９ｂの長さを
長くすれば、更に大きな開閉ストロークを持つクランプ
機構を容易に実現できる。そして一般に、圧電素子１へ
の印加電圧と素子の変位量とは比例関係にあるので、素
子１に印加する電圧を制御することにより、触手先端の
開き量と試料をクランプしているときのクランプ力とを
微細に調整することが可能である。このような圧電クラ
ンプ機構は、例えばロボットハンドに取り付けてマニピ
ュレータとして使用することが可能であり、高温、高熱
あるいは刺激性、有毒性ガス雰囲気中などのような悪環
境下における微細作業に用いることができる。
としての開閉ストーロークが従来のクランプ機構の３〜
６倍程度のものを実現できる。触手９ａ，９ｂの長さを
長くすれば、更に大きな開閉ストロークを持つクランプ
機構を容易に実現できる。そして一般に、圧電素子１へ
の印加電圧と素子の変位量とは比例関係にあるので、素
子１に印加する電圧を制御することにより、触手先端の
開き量と試料をクランプしているときのクランプ力とを
微細に調整することが可能である。このような圧電クラ
ンプ機構は、例えばロボットハンドに取り付けてマニピ
ュレータとして使用することが可能であり、高温、高熱
あるいは刺激性、有毒性ガス雰囲気中などのような悪環
境下における微細作業に用いることができる。
【００２５】次に、本発明の第２の実施例について、説
明する。図３は、本発明の第２の実施例の斜視図であ
る。同図を参照して、本実施例では、長方形の枠状フレ
ーム５０の短い方の一辺５１ａに、圧電素子１の変位出
力面の一方が固着されている。固着には、エポキシ樹脂
などの接着剤を用いることができる。素子１のもう一方
の変位出力面とフレーム５０のもう一方の短辺５１ｂと
の間には、座屈梁６がブリッジ状に渡されている。フレ
ーム５０は、ＳＵＳなどの耐蝕性の材料や４２ＮｉーＦ
ｅ合金材などの低熱膨張性の材料を用いて、一体構造で
製作されている。梁６は、りん青銅などのばね性を有す
る金属材料をプレス打抜き曲げ加工で製作されている。
明する。図３は、本発明の第２の実施例の斜視図であ
る。同図を参照して、本実施例では、長方形の枠状フレ
ーム５０の短い方の一辺５１ａに、圧電素子１の変位出
力面の一方が固着されている。固着には、エポキシ樹脂
などの接着剤を用いることができる。素子１のもう一方
の変位出力面とフレーム５０のもう一方の短辺５１ｂと
の間には、座屈梁６がブリッジ状に渡されている。フレ
ーム５０は、ＳＵＳなどの耐蝕性の材料や４２ＮｉーＦ
ｅ合金材などの低熱膨張性の材料を用いて、一体構造で
製作されている。梁６は、りん青銅などのばね性を有す
る金属材料をプレス打抜き曲げ加工で製作されている。
【００２６】梁６の傾斜部８ａ，８ｂには、開き角が９
０度以上の「く」字型の触手９ａ，９ｂが取り付けられ
ている。触手９ａ，９ｂは、長い方の辺の先端が梁６の
変位出力方向を示す軸、つまり梁６中央の平坦部に垂直
な軸に向くようにして、短い方の辺が接着剤により梁６
の各傾斜部８ａ，８ｂに固着されている。触手の固定に
は、溶接を用いることもできる。
０度以上の「く」字型の触手９ａ，９ｂが取り付けられ
ている。触手９ａ，９ｂは、長い方の辺の先端が梁６の
変位出力方向を示す軸、つまり梁６中央の平坦部に垂直
な軸に向くようにして、短い方の辺が接着剤により梁６
の各傾斜部８ａ，８ｂに固着されている。触手の固定に
は、溶接を用いることもできる。
【００２７】このように構成された本実施例の圧電クラ
ンプ機構において、外部から圧電素子１に駆動電圧を加
え図中に矢印で示す方向にひずみを生じさせ変位させる
と、その変位は梁６の長手方向の変位として伝えられる
ので、梁６はその片端から長手方向に圧縮荷重を受け、
座屈する。その結果、素子１の矢印方向の変位が周知の
座屈理論により梁６中央の平坦部で、紙面上向きの矢印
で示した方向の変位に変換され、且つ拡大される。更
に、上記梁６中央平坦部の紙面上方向への動きに応じ
て、梁６の傾斜部８ａ，８ｂに固着された触手９ａ，９
ｂの先端が互いに広がるように、図中に矢印で示す方向
に弧を描いて変位する。このとき、触手９ａ，９ｂそれ
ぞれの変位量は、梁６中央平坦部の紙面上向きの変位量
を拡大したものになる。
ンプ機構において、外部から圧電素子１に駆動電圧を加
え図中に矢印で示す方向にひずみを生じさせ変位させる
と、その変位は梁６の長手方向の変位として伝えられる
ので、梁６はその片端から長手方向に圧縮荷重を受け、
座屈する。その結果、素子１の矢印方向の変位が周知の
座屈理論により梁６中央の平坦部で、紙面上向きの矢印
で示した方向の変位に変換され、且つ拡大される。更
に、上記梁６中央平坦部の紙面上方向への動きに応じ
て、梁６の傾斜部８ａ，８ｂに固着された触手９ａ，９
ｂの先端が互いに広がるように、図中に矢印で示す方向
に弧を描いて変位する。このとき、触手９ａ，９ｂそれ
ぞれの変位量は、梁６中央平坦部の紙面上向きの変位量
を拡大したものになる。
【００２８】その後、圧電素子１への印加電圧を降下さ
せると、圧電素子１は変位が元へ復帰するように変位量
を減らすので、座屈梁６がこれまで述べた方向とは反対
方向に変位し、触手９ａ，９ｂは先端が閉じるように移
動する。このような動作に基づき、圧電素子１に電圧を
印加して２つの触手９ａ，９ｂの先端を広げ、それらの
間に試料を置いてから電圧を降下させることにより、試
料をクランプすることができる。
せると、圧電素子１は変位が元へ復帰するように変位量
を減らすので、座屈梁６がこれまで述べた方向とは反対
方向に変位し、触手９ａ，９ｂは先端が閉じるように移
動する。このような動作に基づき、圧電素子１に電圧を
印加して２つの触手９ａ，９ｂの先端を広げ、それらの
間に試料を置いてから電圧を降下させることにより、試
料をクランプすることができる。
【００２９】本実施例では、変位量９μｍの積層型圧電
素子を変位発生源とし、長さＬA ＝５．８２２ｍｍの触
手９ａ，９ｂを取り付けると、触手先端の移動量Ｄ
X （図２参照）は、それぞれ０．１９５ｍｍになる。こ
れに対し、図５に示した従来のクランプ機構では、同じ
性能の圧電素子で触手１９ａ，１９ｂ先端の変位量はそ
れぞれ０．１８ｍｍである。すなわち、本実施例は変位
拡大機構としてのレバーアームを持たないので、クラン
パとしての開閉ストロークは第１の実施例に比べて減少
しはするが、その場合でもその開閉ストロークは、（レ
バーアームと、変位拡大機能を持たない触手とを組合せ
た拡大機構を備える）従来のクランプ機構以上になる。
しかも、その開閉ストロークは、触手９ａ，９ｂの長さ
により所望の値に設計できる。従って、本実施例によれ
ば、レバーアームを省くことにより、小型、軽量である
のみならず、加工費削減により低価格でありながら、し
かも従来以上の開閉ストロークを持つクランプ機構を実
現できる。
素子を変位発生源とし、長さＬA ＝５．８２２ｍｍの触
手９ａ，９ｂを取り付けると、触手先端の移動量Ｄ
X （図２参照）は、それぞれ０．１９５ｍｍになる。こ
れに対し、図５に示した従来のクランプ機構では、同じ
性能の圧電素子で触手１９ａ，１９ｂ先端の変位量はそ
れぞれ０．１８ｍｍである。すなわち、本実施例は変位
拡大機構としてのレバーアームを持たないので、クラン
パとしての開閉ストロークは第１の実施例に比べて減少
しはするが、その場合でもその開閉ストロークは、（レ
バーアームと、変位拡大機能を持たない触手とを組合せ
た拡大機構を備える）従来のクランプ機構以上になる。
しかも、その開閉ストロークは、触手９ａ，９ｂの長さ
により所望の値に設計できる。従って、本実施例によれ
ば、レバーアームを省くことにより、小型、軽量である
のみならず、加工費削減により低価格でありながら、し
かも従来以上の開閉ストロークを持つクランプ機構を実
現できる。
【００３０】次に、図４は、本発明の第３の実施例の断
面図である。図４と図３とを比較すると、本実施例にお
いては座屈梁６の曲げ方向が第２の実施例におけると正
反対で、梁６は図中に矢印で示す紙面下向きに湾曲して
いる。又、それに応じて、触手９ａ，９ｂ先端の向いて
いる方向が、第２の実施例とは正反対である。すなわ
ち、触手９ａ，９ｂ先端は圧電素子１が変位を発生して
いない状態で、開いている。本実施例では、圧電素子１
に駆動電圧を加えると、梁６の中央平坦部が紙面下方向
に移動し、触手９ａ，９ｂは先端が閉じるように移動す
る。この実施例では、触手９ａ，９ｂそれぞれの間に試
料を置いてから駆動電圧を印加し、触手９ａ，９ｂの先
端を閉じて試料をクランプする。
面図である。図４と図３とを比較すると、本実施例にお
いては座屈梁６の曲げ方向が第２の実施例におけると正
反対で、梁６は図中に矢印で示す紙面下向きに湾曲して
いる。又、それに応じて、触手９ａ，９ｂ先端の向いて
いる方向が、第２の実施例とは正反対である。すなわ
ち、触手９ａ，９ｂ先端は圧電素子１が変位を発生して
いない状態で、開いている。本実施例では、圧電素子１
に駆動電圧を加えると、梁６の中央平坦部が紙面下方向
に移動し、触手９ａ，９ｂは先端が閉じるように移動す
る。この実施例では、触手９ａ，９ｂそれぞれの間に試
料を置いてから駆動電圧を印加し、触手９ａ，９ｂの先
端を閉じて試料をクランプする。
【００３１】尚、前述した第１の実施例においても、第
２の実施例に対する第３の実施例のように、駆動電圧印
加の有無と触手先端の開閉状態との関係が互いに反対で
あるようにすることができる。その場合には、図１にお
いて、例えば、梁６の折り曲げの山がこれまでとは反対
に、取り付け基板５の方向を向くように変更すればよ
い。或いは、梁６の折り曲げ方向はこれまでどおりにし
ておいて、触手９ａ，９ｂの取り付けをこれまでとは反
対に、それぞれの触手先端が取り付け基板５の方向を向
くようにしてもよい。
２の実施例に対する第３の実施例のように、駆動電圧印
加の有無と触手先端の開閉状態との関係が互いに反対で
あるようにすることができる。その場合には、図１にお
いて、例えば、梁６の折り曲げの山がこれまでとは反対
に、取り付け基板５の方向を向くように変更すればよ
い。或いは、梁６の折り曲げ方向はこれまでどおりにし
ておいて、触手９ａ，９ｂの取り付けをこれまでとは反
対に、それぞれの触手先端が取り付け基板５の方向を向
くようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、変位発
生源としての圧電素子と、直接または拡大されて伝達さ
れた圧電素子の変位を座屈の原理により拡大する梁と、
梁に取り付けられて梁の運動に応じて開閉する二つの触
手からなるクランパとを備える圧電クランプ機構におい
て、クランパを構成する二つの触手を一本の梁に取り付
けることにより、それら触手に、触手先端の開閉方向の
移動量が梁の変位量を拡大したものとなるようにする、
変位拡大機能を持たせている。
生源としての圧電素子と、直接または拡大されて伝達さ
れた圧電素子の変位を座屈の原理により拡大する梁と、
梁に取り付けられて梁の運動に応じて開閉する二つの触
手からなるクランパとを備える圧電クランプ機構におい
て、クランパを構成する二つの触手を一本の梁に取り付
けることにより、それら触手に、触手先端の開閉方向の
移動量が梁の変位量を拡大したものとなるようにする、
変位拡大機能を持たせている。
【００３３】このことにより本発明によれば、クランパ
の開閉ストロークが従来のどのような圧電クランプ機構
よりも更に大きな圧電クランプ機構を提供できる。クラ
ンパの開閉ストロークは、触手の梁に対する取り付け角
あるいは長さを適当に設計することにより、任意に選択
することができる。
の開閉ストロークが従来のどのような圧電クランプ機構
よりも更に大きな圧電クランプ機構を提供できる。クラ
ンパの開閉ストロークは、触手の梁に対する取り付け角
あるいは長さを適当に設計することにより、任意に選択
することができる。
【００３４】本発明の圧電クランプ機構において、梁の
数をただ一本とすると、圧電素子に対する負荷を軽減で
きるので、同一性能の圧電素子を同一条件で駆動した場
合でも、クランパとしての開閉ストロークをより増大さ
せることができる。しかも、梁の数が最小限であるので
構造が簡単で、部品の設計、管理あるいは組立てに関わ
る費用を低減できる。
数をただ一本とすると、圧電素子に対する負荷を軽減で
きるので、同一性能の圧電素子を同一条件で駆動した場
合でも、クランパとしての開閉ストロークをより増大さ
せることができる。しかも、梁の数が最小限であるので
構造が簡単で、部品の設計、管理あるいは組立てに関わ
る費用を低減できる。
【００３５】本発明の圧電クランプ機構は、クランパを
構成する触手自体が梁の変位に対する拡大機能を備えて
いるので、重く、構造が複雑で、加工が難しく従ってコ
スト低減の障害となるレバーアームによる変位の拡大に
依存しなくても、これまで以上の開閉ストロークを得る
ことができる。すなわち、小型、軽量、低価格でしかも
開閉ストロークの大きい圧電クランプ機構を提供でき
る。
構成する触手自体が梁の変位に対する拡大機能を備えて
いるので、重く、構造が複雑で、加工が難しく従ってコ
スト低減の障害となるレバーアームによる変位の拡大に
依存しなくても、これまで以上の開閉ストロークを得る
ことができる。すなわち、小型、軽量、低価格でしかも
開閉ストロークの大きい圧電クランプ機構を提供でき
る。
【００３６】上記の圧電クランプ機構において圧電素子
に積層型のものを用いると、変位量の大きなクランプ機
構をより小型な形状で実現できる。
に積層型のものを用いると、変位量の大きなクランプ機
構をより小型な形状で実現できる。
【図１】本発明の第１の実施例の斜視図である。
【図２】図１に示す圧電クランプ機構において、駆動電
圧印加有りの場合および無の場合における、梁および触
手の状態を示す示す図である。
圧印加有りの場合および無の場合における、梁および触
手の状態を示す示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例の斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施例の断面図である。
【図５】レバーアームと座屈梁とからなる拡大機構を備
えた従来の圧電クランプ機構の一例の斜視図である。
えた従来の圧電クランプ機構の一例の斜視図である。
１ 圧電素子 ２ａ，２ｂ 第２ヒンジ ３ａ，３ｂ レバーアーム ４ａ，４ｂ 第１ヒンジ ５ 取付け基板 ６ 梁 ７ リベット ８ａ，８ｂ 傾斜部 ９ａ，９ｂ 触手 １６ａ，１６ｂ 梁 １９ａ，１９ｂ 触手 ５０ フレーム ５１ａ，５１ｂ 短辺
Claims (8)
- 【請求項１】 外部から与えられた電圧に応じて一軸に
沿う方向にひずみを発生して変位する圧電素子と、直接
または拡大して伝達された前記圧電素子の変位を座屈の
原理により拡大する梁と、前記梁の座屈運動に応じて開
閉する二つの触手からなるクランパとを少なくとも含む
圧電クランプ機構において、 前記クランパを構成する二つの触手を一本の梁に取り付
けることにより、それら触手に、触手先端の開閉方向の
移動量が前記梁の変位量を拡大したものとなるようにす
る、変位拡大機能を付与したことを特徴とする圧電クラ
ンプ機構。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧電クランプ機構におい
て、 前記梁の形状を、長手方向が前記座屈運動における圧縮
の方向に沿う軸に平行な帯状で、前記長手方向の中央部
には前記圧縮の方向に沿う軸に平行な一平坦部を有し、
その平坦部の前記長手方向の両外側には傾斜部を有する
山型形状とすると共に、 前記梁の二つの傾斜部の一方には前記クランパを構成す
る二つの触手の一方を他方の傾斜部には他方の触手を、
前記梁中央部の一平坦部に垂直な軸と前記梁の長手方向
に沿う軸とを含む平面内で開閉運動するように、取り付
けたことを特徴とする圧電クランプ機構。 - 【請求項３】 請求項２記載の圧電クランプ機構におい
て、 前記梁の数をただ一本として、前記圧電素子に対する負
荷を軽減させることにより、前記圧電素子の発生変位量
を増大させたことを特徴とする圧電クランプ機構。 - 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載の圧電クラン
プ機構において、 前記圧電素子の発生変位を、伝達された発生変位量をて
この原理により拡大するレバーアームを介して、前記梁
に伝達するように構成したことを特徴とする出圧電クラ
ンプ機構。 - 【請求項５】 請求項２又は請求項３記載の圧電クラン
プ機構において、 前記圧電素子の発生変位を、直接、前記梁に伝達するよ
うに構成したことを特徴とする圧電クランプ機構。 - 【請求項６】 高剛性を有し少なくとも二つの互いに対
向する側面を持つ取付け基板と、 前記取付け基板の前記二つの側面に一つずつ取り付けら
れた二つのレバーアームであって、それぞれはてこの支
点となるヒンジを介して前記取付け基板に固定されたレ
バーアームと、 前記二つのレバーアームの一端間に固着された圧電素子
と、 前記二つのレバーアームの他端間に両端がそれぞれのレ
バーアームに固定されるようにして渡された一本の梁で
あって、長手方向の中央部には前記長手方向に平行な一
平坦部を有しその平坦部の長手方向の両外側には傾斜部
を有する山型形状の梁と、 前記二つの傾斜部のそれぞれに一つずつ取り付けられた
二つの触手からなるクランパであって、それぞれの触手
は、前記梁中央部の一平坦部に垂直な軸と前記梁の長手
方向に沿う軸とを含む平面内で開閉運動するように取り
付けられたクランパとを含むことを特徴とする圧電クラ
ンプ機構。 - 【請求項７】 高剛性を有する枠状のフレームと、 前記フレーム内に位置し、変位出力方向の一端を前記フ
レームの一辺に支持された圧電素子と、 前記圧電素子の変位出力方向の他端と前記フレームの前
記一辺に向い合う対辺との間に渡された一本の梁であっ
て、長手方向の中央部には前記フレームの二辺が作る平
面に平行な一平坦部を有しその平坦部の長手方向の両外
側には傾斜部を有する山型形状の梁と、 前記二つの傾斜部のそれぞれに一つずつ取り付けられた
二つの触手からなるクランパであって、それぞれの触手
は、前記梁中央部の一平坦部に垂直な軸と前記梁の長手
方向に沿う軸とを含む平面内で開閉運動するように取り
付けられたクランパとを含むことを特徴とする圧電クラ
ンプ機構。 - 【請求項８】 請求項６又は請求項７記載の圧電クラン
プ機構において、前記圧電素子が積層型のものであるこ
とを特徴とする圧電クランプ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7074921A JP2630301B2 (ja) | 1994-09-29 | 1995-03-31 | 圧電クランプ機構 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-235146 | 1994-09-29 | ||
| JP23514694 | 1994-09-29 | ||
| JP7074921A JP2630301B2 (ja) | 1994-09-29 | 1995-03-31 | 圧電クランプ機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08150569A true JPH08150569A (ja) | 1996-06-11 |
| JP2630301B2 JP2630301B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=26416083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7074921A Expired - Lifetime JP2630301B2 (ja) | 1994-09-29 | 1995-03-31 | 圧電クランプ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630301B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006001008A (ja) * | 1999-09-27 | 2006-01-05 | Canon Inc | 切削加工方法及び切削加工装置 |
| WO2006103725A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Hirata Corporation | マイクログリッパ |
| JP2011093045A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Iai:Kk | グリッパ |
| JP2011115876A (ja) * | 2009-12-02 | 2011-06-16 | Iai:Kk | グリッパ |
| CN106976048A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-07-25 | 江南大学 | 夹持器的夹持机构 |
| CN118269024A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-07-02 | 华东交通大学 | 具有低寄生位移的复合压电驱动三自由度柔顺微夹持器 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7074921A patent/JP2630301B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006001008A (ja) * | 1999-09-27 | 2006-01-05 | Canon Inc | 切削加工方法及び切削加工装置 |
| WO2006103725A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Hirata Corporation | マイクログリッパ |
| JP4717065B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-07-06 | 平田機工株式会社 | マイクログリッパ |
| JP2011093045A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Iai:Kk | グリッパ |
| JP2011115876A (ja) * | 2009-12-02 | 2011-06-16 | Iai:Kk | グリッパ |
| CN106976048A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-07-25 | 江南大学 | 夹持器的夹持机构 |
| CN118269024A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-07-02 | 华东交通大学 | 具有低寄生位移的复合压电驱动三自由度柔顺微夹持器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2630301B2 (ja) | 1997-07-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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