JPH09233863A - 角度変位機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器の大型化や重量の増大を招くことなく、
角度変位を容易に得るとともに、耐振動性を確保する。 【解決手段】 構造部材１には押圧部材２，３に押圧さ
れて角度変位を生ずる変位部１ａと、実装位置に固定す
るための固定部１ｂと、変位部１ａ及び固定部１ｂを一
体に接続する低剛性のヒンジ部１ｃと、押圧部材２，３
の突起部２ａ，３ａが当接される凹部とが配設されてい
る。構造部材１の固定部１ｂの所定位置には圧電素子
４，５の一端が接着剤６で接着固定され、圧電素子４，
５の他端には夫々押圧部材２，３が接着剤６で接着固定
されている。押圧部材２，３の突起部２ａ，３ａは各々
先端部が半球状となっており、構造部材１の変位部１ａ
に設けられた凹部に対向する位置にかつ凹部と非接触に
配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は角度変位機構に関
し、特に光通信においてレーザ光の照射角度の微調整を
行うための角度変位機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の角度変位機構において
は、図３に示すように、構造部材１１に２つの細くくび
れたヒンジ部１１ａ，１１ｂが配設されており、構造部
材１１のヒンジ部１１ａ，１１ｂに対応する位置に接着
剤１５またはネジ等で圧電素子１３，１４の一端を固定
している。

【０００３】圧電素子１３，１４の他端は構造部材１２
に接着剤１５またはネジ等で固定している。構造部材１
２には角度変位機構の実装位置に固定するための貫通穴
１２ａ，１２ｂが配設されている。

【０００４】この角度変位機構は構造部材１２の貫通穴
１２ａ，１２ｂに図示せぬネジを挿通することで、その
ネジによって実装位置に固定される。その状態で、圧電
素子１３，１４に電圧を印加し、圧電素子１３，１４を
駆動する。

【０００５】圧電素子１３，１４の一方、例えば圧電素
子１３に電圧を印加すると、圧電素子１３に発生する力
によって構造部材１１のヒンジ部１１ａが押されるの
で、構造部材１１が角度Δθだけ傾くことになる。

【０００６】このとき、構造部材１１の変形はヒンジ部
１１ａで生じるが、この構造部材１１の弾性変形内で変
形させることで、繰返し動作を実現している。つまり、
構造部材１１はヒンジ部１１ａの変形によって圧電素子
１３の直線変位Δｘを角度変位Δθに変換している。

【０００７】尚、圧電素子１４を駆動した場合には上記
と同様にヒンジ部１１ｂの変形によって圧電素子１４の
直線変位Δｘが角度変位Δθに変換される。また、上記
の技術については、実開平３−４０８９６号公報等に開
示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の角度変
位機構では、駆動された圧電素子に対応するヒンジ部分
の変形によって圧電素子の直線変位を角度変位に変換し
ているので、角度変位特性をよくするにはヒンジ部分の
剛性を低くしなければならない。

【０００９】しかしながら、ヒンジ部分の剛性を低くす
ると、動作させない時には振動等によって振れてしまう
ため、ヒンジ部分の剛性はそれ程低くすることはできな
い。つまり、耐振動特性をよくするためにヒンジ部分に
剛性を持たせると、ヒンジ部分の変形が小さくなるの
で、角度変位が小さくなる。

【００１０】そのため、静止時に角度変位を生ずる側の
構造部材を耐振動制御装置を用いて固定することで、ヒ
ンジ部分の剛性を低くした場合、すなわち角度変位を大
きくした場合の耐振動特性を保っている。したがって、
従来の角度変位機構では角度変位を得るとともに、耐振
動性を確保しようとすると、機器の大型化や重量の増大
を招いてしまう。

【００１１】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、機器の大型化や重量の増大を招くことなく、角度
変位を容易に得ることができるとともに、耐振動性を確
保することができる角度変位機構を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による角度変位機
構は、第１及び第２の圧電素子のうちの一方に電圧を印
加して当該圧電素子の直線変位を角度変位に変換する角
度変位機構であって、実装位置に固定される固定部材
と、前記角度変位を得る変位部材と、前記固定部材及び
前記変位部材を一体に接続する低剛性のヒンジ部材と、
一端が前記固定部材に固着された前記第１の圧電素子の
他端に固着されかつ前記第１の圧電素子への電圧印加時
に前記変位部材を押圧する第１の押圧部材と、一端が前
記固定部材に固着された前記第２の圧電素子の他端に固
着されかつ前記第２の圧電素子への電圧印加時に前記変
位部材を押圧する第２の押圧部材とを備えている。

【００１３】本発明による他の角度変位機構は、上記の
構成において、前記変位部材が、前記第１及び第２の圧
電素子への電圧印加時に当接される前記第１及び第２の
押圧部材各々の当接位置に配設された第１及び第２の凹
部を具備している。

【００１４】本発明による別の角度変位機構は、上記の
構成において、前記第１及び第２の押圧部材各々が、前
記変位部材の第１及び第２の凹部に当接されかつ先端が
半球状の突起部を具備している。

【００１５】本発明によるさらに別の角度変位機構は、
上記の構成において、耐振動性を確保する時に前記第１
及び第２の圧電素子に同時に電圧を印加して前記変位部
材を前記第１及び第２の押圧部材で固定するようにして
いる。

【００１６】

【発明の実施の形態】まず、本発明の作用について以下
に述べる。

【００１７】圧電素子の直線変位を角度変位に変換する
部分を変位部と押圧部材とに分割し、変位部と固定部と
を低剛性のヒンジ部で一体に接続する。これによって、
圧電素子の一方に電圧を印加すればそれに対応する押圧
部材が変位部を押圧して角度変位を生じ、圧電素子の両
方に同時に電圧を印加すればそれに対応する押圧部材が
夫々変位部を押圧して固定するので、機器の大型化や重
量の増大を招くことなく、角度変位を容易に得ることが
可能になるとともに、耐振動性を確保することが可能と
なる。

【００１８】すなわち、圧電素子の直線変位を角度変位
に変換する部分を、圧電素子の発生力を伝搬する押圧部
材と圧電素子の直線変位を角度変位に変換する変位部と
に分割することで、低剛性が要求される角度変位特性と
高剛性が要求される耐振動性との相反する特性を夫々確
保することが可能となる。

【００１９】次に、本発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施例の構
成を示す図である。図１（ａ）は本発明の一実施例の正
面図であり、図１（ｂ）は本発明の一実施例の底面図で
あり、図２は図１（ａ）のＡ部拡大図である。

【００２０】これらの図において、本発明の一実施例に
よる角度変位機構は構造部材１と、押圧部材２，３と、
圧電素子４，５とから構成されている。構造部材１には
押圧部材２，３に押圧されて角度変位を生ずる変位部１
ａと、図示せぬ実装位置に固定するための固定部１ｂ
と、変位部１ａ及び固定部１ｂを一体に接続する低剛性
のヒンジ部１ｃと、貫通穴１ｄ，１ｅと、押圧部材２，
３の突起部２ａ，３ａが当接される凹部１ｆ，１ｇとが
配設されている。

【００２１】構造部材１の固定部１ｂの所定位置には圧
電素子４，５の一端が接着剤６で接着固定され、圧電素
子４，５の他端には夫々押圧部材２，３が接着剤６で接
着固定されている。

【００２２】この場合、押圧部材２，３の突起部２ａ，
３ａは各々先端部が半球状となっており、構造部材１の
変位部１ａに設けられた凹部１ｆ，１ｇに対向する位置
にかつ凹部１ｆ，１ｇと非接触に配置されている。

【００２３】すなわち、突起部２ａ，３ａは圧電素子
４，５に電圧が印加されて直線変位が生じた時に夫々凹
部１ｆ，１ｇに当接されても、その当接位置で位置滑り
が生じないようになっている。また、突起部２ａ，３ａ
と凹部１ｆ，１ｇとの間には隙間Ｂが設けてあるので、
突起部２ａ，３ａの一方が対応する凹部１ｆ，１ｇに当
接して変位部１ａを押圧した時にその押圧動作が他方に
よって妨げられないようになっている。

【００２４】したがって、変位部１ａに角度変位を生じ
させる場合、圧電素子４，５の一方に電圧を印加すれ
ば、その圧電素子４，５の一方に接着固定された押圧部
材２，３がΔｘだけ移動する。これによって、突起部２
ａ，３ａが凹部１ｆ，１ｇに当接してその部分を押圧す
ることになるので、変位部１ａにΔθだけ角度変位が生
ずることになる。

【００２５】上記の構成において、ヒンジ部１ｃは一本
の細い部材で変位部１ａと固定部１ｂとをつないでいる
ため、従来例の２つのヒンジを変形させる構造（図３参
照）に比べて剛性が低くなり、角度変位が容易に得られ
る。しかも、ヒンジ部１ｃと押圧部材２，３との距離を
調整することで、変位部１ａの角度変位が容易に調整可
能となる。

【００２６】また、上記の構成において、耐振動性を確
保する場合には圧電素子４，５に対して同時に電圧を印
加することで、突起部２ａ，３ａがともに凹部１ｆ，１
ｇに当接するので、変位部１ａは角度変位を生ずること
なく固定される。よって、耐振動制御装置を用いなくと
も、耐振動性を確保することが可能となる。

【００２７】このように、圧電素子４，５の直線変位を
角度変位に変換する部分を変位部１ａと押圧部材２，３
とに分割し、変位部１ａと固定部１ｂとを低剛性のヒン
ジ部１ｃで一体に接続することによって、圧電素子４，
５の一方に電圧を印加すればそれに対応する押圧部材
２，３が変位部１ａを押圧して角度変位を生じ、圧電素
子４，５の両方に同時に電圧を印加すればそれに対応す
る押圧部材２，３が夫々変位部１ａを押圧して固定する
ので、機器の大型化や重量の増大を招くことなく、角度
変位を容易に得ることができるとともに、耐振動性を確
保することができる。

【００２８】すなわち、圧電素子４，５の直線変位を角
度変位に変換する部分を、圧電素子４，５の発生力を伝
搬する押圧部材２，３と、圧電素子４，５の直線変位を
角度変位に変換する変位部１ａとに分割することで、低
剛性が要求される角度変位特性と高剛性が要求される耐
振動性との相反する特性を夫々確保することが可能とな
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１及び第２の圧電素子のうちの一方に電圧を印加して当
該圧電素子の直線変位を角度変位に変換する角度変位機
構において、実装位置に固定される固定部材と角度変位
を得る変位部材とを低剛性のヒンジ部材で一体に接続
し、各々一端が固定部材に固着された第１及び第２の圧
電素子の他端に第１及び第２の圧電素子への電圧印加時
に変位部材を押圧する第１及び第２の押圧部材を固着す
ることによって、機器の大型化や重量の増大を招くこと
なく、角度変位を容易に得ることができるとともに、耐
振動性を確保することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例の正面図、（ｂ）は
本発明の一実施例の底面図である。

【図２】図１（ａ）のＡ部拡大図である。

【図３】（ａ）は従来例の正面図、（ｂ）は従来例の底
面図である。

【符号の説明】

１ 構造部材 １ａ 変位部 １ｂ 固定部 １ｃ ヒンジ部 １ｆ，１ｇ 凹部 ２，３ 押圧部材 ２ａ，３ａ 突起部 ４，５ 圧電素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第２の圧電素子のうちの一方に
   電圧を印加して当該圧電素子の直線変位を角度変位に変
   換する角度変位機構であって、実装位置に固定される固
   定部材と、前記角度変位を得る変位部材と、前記固定部
   材及び前記変位部材を一体に接続する低剛性のヒンジ部
   材と、一端が前記固定部材に固着された前記第１の圧電
   素子の他端に固着されかつ前記第１の圧電素子への電圧
   印加時に前記変位部材を押圧する第１の押圧部材と、一
   端が前記固定部材に固着された前記第２の圧電素子の他
   端に固着されかつ前記第２の圧電素子への電圧印加時に
   前記変位部材を押圧する第２の押圧部材とを有すること
   を特徴とする角度変位機構。
2. 【請求項２】 前記変位部材は、前記第１及び第２の圧
   電素子への電圧印加時に当接される前記第１及び第２の
   押圧部材各々の当接位置に配設された第１及び第２の凹
   部を含むことを特徴とする請求項１記載の角度変位機
   構。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の押圧部材各々は、前
   記変位部材の第１及び第２の凹部に当接されかつ先端が
   半球状の突起部を含むことを特徴とする請求項２記載の
   角度変位機構。
4. 【請求項４】 耐振動性を確保する時に前記第１及び第
   ２の圧電素子に同時に電圧を印加して前記変位部材を前
   記第１及び第２の押圧部材で固定するようにしたことを
   特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の角度
   変位機構。