JPH10248278A - Driving device using electromechanical transducer element - Google Patents

Driving device using electromechanical transducer element

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JPH10248278A
JPH10248278A JP6169897A JP6169897A JPH10248278A JP H10248278 A JPH10248278 A JP H10248278A JP 6169897 A JP6169897 A JP 6169897A JP 6169897 A JP6169897 A JP 6169897A JP H10248278 A JPH10248278 A JP H10248278A
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driving
drive
frictional force
driven
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Application number
JP6169897A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Araya
Haruyuki Nakano
Yasuhiro Okamoto
Ryuichi Yoshida
治行 中野
龍一 吉田
泰弘 岡本
聡 新家
Original Assignee
Minolta Co Ltd
ミノルタ株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving device using an electromechanical transducer element, in which there is no risk of the damage of the driving device and a driven member even when unintentional external force is applied to the device.
SOLUTION: In the driving, in which a slider block 31 is coupled frictionally with a driving shaft 16 reciprocated and vibrated by displacement by the expansion and contraction of a piezoelectric element 39, constitution, in which the slider block 31 is fixed onto the driving shaft 16 at the stoppage of driving, is formed. That is, an arm member 38 is combined with a hinge section 34 by a hinge section 38a, and the piezoelectric element 39 is arranged between a forked member 32 and the arm member 38. When the slider block 31 is fixed onto the driving shaft 16, voltage is applied to the piezoelectric element 39, and the displacement of elongation is generated in the thickness direction. Accordingly, bonding sections 32a, 33a of the forked member 32 are brought into press-contact firmly with the driving shaft 16, and the slider block 31 can be fastened onto the driving shaft 16.
COPYRIGHT: (C)1998,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電気機械変換素子を使用した駆動装置に関し、例えば、XY駆動テ−ブル、カメラの撮影レンズ、オ−バ−ヘツドプロジエクタ−の投影レンズ、双眼鏡のレンズなどの駆動部等の精密機械装置一般の駆動に適した電気機械変換素子を使用した駆動装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a driving apparatus using an electromechanical transducer, for example, XY driving Te - Bull camera taking lens, Oh - bar - head Puroji effector - a projection lens, binocular lenses a driving apparatus using an electromechanical transducer suitable for driving precision machinery generally, such as the driving portion such as.

【0002】 [0002]

【従来の技術】XY駆動テ−ブルや、カメラの撮影レンズの駆動などには、従来電気モ−タを使用した駆動装置が使用されてきたが、装置が大型になり、また磁界の発生やノイズの発生などの不都合が指摘されていた。 BACKGROUND ART XY driving Te - or table, such as the drive of the camera taking lens, a conventional electric motor - the driving apparatus using the data have been used, the device becomes large, and Ya generation of the magnetic field problems such as the generation of noise has been pointed out. そこで、このような種々の課題を解決する手段として、本出願人は、電気機械変換素子を使用したアクチエ−タ、即ち電気機械変換素子に固着結合された駆動部材に移動部材を摩擦結合させ、電気機械変換素子に鋸歯状波形の駆動パルスを印加して速度の異なる伸縮方向の変位を発生させ、駆動部材に摩擦結合された移動部材を所定の方向に移動させるアクチエ−タを提案してきた。 Therefore, as means for solving such various problems, the applicant has Akuchie using an electromechanical transducer - data, i.e. the moving member is frictionally coupled to fixed combined driving member to the electromechanical transducer, to generate a different expansion and contraction direction of the displacement speeds by applying a driving pulse of the sawtooth waveform to the electromechanical transducer, Akuchie causes the moving member frictionally coupled to the drive member is moved in a predetermined direction - have proposed data.

【0003】図14乃至図16は、上記した電気機械変換素子を使用したアクチエ−タの一例で、図14はアクチエ−タを構成部材に分解して示す斜視図、図15はアクチエ−タを組み立てた状態を示す斜視図、図16は駆動軸とスライダブロツク、パツドとの接触部分の構成を示す断面図である。 [0003] FIGS. 14 to 16, Akuchie using an electromechanical transducer as described above - an example of data, 14 Akuchie - exploded perspective view showing the components of the motor, Figure 15 is Akuchie - a motor perspective view illustrating an assembled state, FIG. 16 is a sectional view showing the drive shaft and the slider block, the configuration of the contact portion between the pads.

【0004】図14乃至図16において、アクチエ−タ100は、フレ−ム101、支持ブロツク103、10 [0004] In FIGS. 14 to 16, Akuchie - motor 100, frame - arm 101, the support block 103,10
4、駆動軸106、圧電素子105、スライダブロツク102などから構成される。 4, the drive shaft 106, the piezoelectric element 105, and the like slider block 102. 駆動軸106は支持ブロツク103aと支持ブロツク104により軸方向に移動自在に支持されている。 Drive shaft 106 is movably supported in the axial direction by the support block 103a and the support block 104. 圧電素子105の一端は支持ブロツク103に接着固定され、他の端は駆動軸106の一端に接着固定される。 One end of the piezoelectric element 105 is bonded and fixed to the supporting block 103, the other end is bonded and fixed to one end of the drive shaft 106. 駆動軸106は圧電素子105の厚み方向の変位が生じたとき軸方向(矢印a方向、及びこれと反対方向)に変位可能に支持されている。 Drive shaft 106 is displaceably supported in the axial direction when the displacement in the thickness direction of the piezoelectric element 105 is caused (the arrow a direction, and in the opposite direction).

【0005】スライダブロツク102には横方向に駆動軸106が貫通し、駆動軸106が貫通している上部には開口部102aが形成され、駆動軸106の上半分が露出している。 [0005] the drive shaft 106 penetrates laterally in the slider block 102, the upper part of the drive shaft 106 extends through opening 102a is formed, the upper half of the drive shaft 106 is exposed. また、この開口部102aには駆動軸1 Further, to the opening 102a drive shaft 1
06の上半分に当接するパツド108が嵌挿され、パツド108には、その上部に突起108aが設けられており、パツド108の突起108aが板ばね109により押し下げられ、パツド108には駆動軸106に当接する下向きの付勢力Fが与えられている。 Pads 108 in contact with the upper half 06 is fitted, the pads 108 are projections 108a is provided on the top, the projection 108a of the pad 108 is pushed down by the plate spring 109, the pads 108 drive shaft 106 the urging force F of the downward abutting is given. なお、110は板ばね109をスライダブロツク102に固定するねじである。 Incidentally, 110 is a screw for fixing the leaf spring 109 to the slider block 102. 駆動軸106と、スライダブロツク102、パツド108との接触部分の構成は、図16を参照すると良く分かる。 A drive shaft 106, slider block 102, the configuration of the contact portion between the pad 108, best seen with reference to FIG. 16.

【0006】以上の構成により、パツド108を含むスライダブロツク102と駆動軸106とは板ばね109 [0006] With the above arrangement, the plate spring 109 and the slider block 102 and the drive shaft 106 including pads 108
の付勢力Fにより圧接され、摩擦結合している。 Are pressed by the biasing force F of, it is frictionally coupled.

【0007】次に、その動作を説明する。 [0007] Next, the operation thereof will be described. まず、圧電素子105に図17の(a)に示すような緩やかな立上り部分と急速な立下り部分を持つ鋸歯状波駆動パルスを印加すると、駆動パルスの緩やかな立上り部分では、圧電素子105が緩やかに厚み方向に伸び変位し、圧電素子105に結合する駆動軸106も正方向(矢印a方向) First, upon application of a sawtooth wave drive pulse having a gentle rise portion and a rapid fall portion as shown in FIG. 17 (a) to the piezoelectric element 105, the gradual rise portion of the drive pulse, the piezoelectric element 105 gently extend displaced in the thickness direction, also the drive shaft 106 for coupling to the piezoelectric element 105 forward (arrow a)
に緩やかに変位する。 Gradually displaced. このとき、駆動軸106に摩擦結合したスライダブロツク102は摩擦結合力により駆動軸106と共に正方向に移動する。 At this time, the slider block 102 frictionally coupled to the drive shaft 106 moves in the positive direction along with the drive shaft 106 by a frictional coupling force.

【0008】駆動パルスの急速な立下り部分では、圧電素子105が急速に厚み方向に縮み変位し、圧電素子1 [0008] In rapid fall portion of the drive pulse, the piezoelectric element 105 rapidly contracts in the thickness direction displacement, the piezoelectric element 1
05に結合する駆動軸106も負方向(矢印aと反対方向)に急速に変位する。 Drive shaft 106 for coupling 05 is also rapidly displaced in the negative direction (arrow a and the opposite direction). このとき、駆動軸106に摩擦結合したスライダブロツク102は慣性力により摩擦結合力に打ち勝つて実質的にその位置に留まり移動しない。 At this time, the slider block 102 frictionally coupled to the drive shaft 106 does not move it remains in substantially its position overcome the frictional coupling force by the inertia force. 圧電素子105に前記駆動パルスを連続的に印加することにより、スライダブロツク102を連続的に正方向に移動させることができる。 By continuously applying the drive pulse to the piezoelectric element 105, it is possible to move the slider block 102 to the positive direction continuously.

【0009】なお、ここでいう実質的とは、正方向とこれと反対方向のいずれにおいてもスライダブロツク10 [0009] Here, the term substantially refers is slider block 10 in either of the forward and in the opposite direction
2と駆動軸106との間の摩擦結合面に滑りを生じつつ追動し、駆動時間の差によつて全体として矢印a方向に移動するものも含まれる。 2, and Tsuido while slip friction coupling surface between the drive shaft 106, also include those that move in the direction of arrow a as a whole by connexion to the difference in driving time.

【0010】スライダブロツク102を先と反対方向(矢印aと反対方向)に移動させるには、圧電素子10 [0010] To move the slider block 102 above the opposite direction (arrow a and the opposite direction), the piezoelectric element 10
5に印加する鋸歯状波駆動パルスの波形を変え、図17 Changing the waveform of the sawtooth wave drive pulse applied to 5, FIG. 17
の(b)に示すような急速な立上り部分と緩やかな立下り部分からなる駆動パルスを印加すれば達成することができる。 Drive pulse consisting of fast rise portion and a gradual fall portion as shown in (b) can be achieved by applying a.

【0011】 [0011]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したアクチエ−タでは、駆動停止時にはスライダブロツク(被駆動部材)は駆動軸に摩擦結合しているが、アクチエ−タの動作態様からも明らかなようにスライダブロツクは駆動軸との間の摩擦結合面に滑りを生じつつ追動するものであるから、その摩擦結合力は強固なものではなく、スライダブロツクに外力が加わると容易に移動する。 Described INVENTION Problems to be Solved] above Akuchie - The data, slider block during driving stop (driven member) is frictionally coupled to the drive shaft, but Akuchie - As is clear from the operation mode of the motor since the slider block is to Tsuido while slip friction coupling surface between the drive shaft, the frictional coupling force is not strong, easy to move when an external force is applied to the slider block. このため、スライダブロツクに意図しない外力が加わるとスライダブロツクが不用意に移動し、アクチエ−タを破損したり、アクチエ−タで駆動される部品を破損するおそれがあつた。 Therefore, the slider block is inadvertently moved when unintentional external force to the slider block is applied, Akuchie - damaged the data, Akuchie - damage the parts to be driven by the motor been filed.

【0012】この発明は、アクチエ−タの駆動停止時にスライダブロツク(被駆動部材)を駆動軸(駆動部材) [0012] The present invention, Akuchie - slider block at the time of driving stop of the motor (driven member) of the driving shaft (driving member)
に強固に固定し、上記課題を解決した電気機械変換素子を使用した駆動装置を提供することを目的とする。 Firmly fixed, and an object thereof is to provide a driving apparatus using an electromechanical transducer in which the above-described problems in the.

【0013】 [0013]

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解決するもので、請求項1の発明では、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に固着結合され、該電気機械変換素子と共に変位する駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合した被駆動部材と、前記電気機械変換素子に伸縮変位を与える駆動パルス発生手段と、駆動制御手段を備え、前記駆動パルス発生手段により電気機械変換素子に伸縮変位を発生させることにより駆動部材を駆動し、該駆動部材に摩擦結合した被駆動部材を所定方向に移動させる電気機械変換素子を使用した駆動装置において、前記駆動部材の停止時に駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大する摩擦力付加手段を備え、前記駆動制御手段は、駆動部材の停止時には前記摩擦力付加手段によつて駆動部材と被駆 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above problems, the invention of claim 1, the electromechanical transducer is secured coupled to said electromechanical transducer, displacement with electromechanical transducer a drive member, a driven member frictionally coupled to the driving member, a driving pulse generating means for providing a stretch displacement to the electro-mechanical conversion element, a driving control unit, the electromechanical transducer by said drive pulse generating means stretch displaces the drive member is driven by generating the, in the driving mechanism using an electromechanical transducer for moving the driven member frictionally coupled to the drive member in a predetermined direction, and the drive member during stop of the drive member to be comprising a frictional force adding means for increasing the frictional force between the drive member, the drive control means during stopping of the drive member driving the and by connexion drive member to the frictional force adding means 部材との間の摩擦力を増大させ、停止時の被駆動部材保持力を増大させるよう制御することを特徴とする。 It increases the frictional force between the members, and controlling so as to increase the driven member holding force when stopped.

【0014】そして、前記摩擦力付加手段は、駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大する方向に前記部材を変位させる電気機械変換素子を備え、前記駆動制御手段は、駆動停止時には前記摩擦力付加手段の電気機械変換素子へ所定の電圧を印加して前記部材を変位させ、駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増加させて停止時の被駆動部材保持力を増大させる。 [0014] Then, the frictional force adding means comprises an electromechanical transducer element for displacing the member in a direction to increase the frictional force between the driving and driven members, said drive control means, at the time of driving stop increasing the driven member holding force when stopped by increasing the frictional force between the electromechanical to the conversion element by applying a predetermined voltage to displace the member, drive member and driven member of the frictional force adding means make.

【0015】また、請求項3の発明では、第1の電気機械変換素子と、前記第1の電気機械変換素子に固着結合され、該第1の電気機械変換素子と共に変位する駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合した被駆動部材と、前記第1の電気機械変換素子に伸縮変位を与える駆動パルス発生手段と、駆動制御手段を備え、前記駆動パルス発生手段により第1の電気機械変換素子に伸縮変位を発生させることにより駆動部材を駆動し、該駆動部材に摩擦結合した被駆動部材を所定方向に移動させる電気機械変換素子を使用した駆動装置において、前記駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力の大きさを変化させる第2の電気機械変換素子を備えた可変摩擦力発生手段と、前記駆動部材の停止時に駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大する第3の電 [0015] In the invention of claim 3, a first electro-mechanical conversion element is secured coupled to said first electro-mechanical converting element, a driving member which is displaced with the first electromechanical transducer, wherein a driven member frictionally coupled to the drive member, a drive pulse generating means for providing a stretch displaced in said first electro-mechanical converting element, a driving control means, the first electromechanical conversion element by said drive pulse generating means stretch displaces the drive member is driven by generating the, in the driving mechanism using an electromechanical transducer for moving the driven member frictionally coupled to the drive member in a predetermined direction, between the drive and driven members of frictional force and the variable frictional force generating means having a second electro-mechanical converting element for changing the size, the third to increase the frictional force between the driving member and the driven member during stop of the drive member power 機械変換素子を備えた摩擦力付加手段を備え、前記駆動制御手段は、駆動時には前記第2の電気機械変換素子への印加電圧を周期的に変化させて駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を調整するとともに、駆動停止時には前記第3の電気機械変換素子へ所定の電圧を印加して駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増加させ、停止時の被駆動部材保持力を増大させることを特徴とする。 Comprising a frictional force adding means having a transducer, said drive control means, at the time of driving between the drive and driven members by periodically changing the voltage applied to the second electro-mechanical conversion element with adjusting the frictional force, the frictional force increases, the driven member holding force when stopped during the time of driving and stopping said third electromechanical the transducer by applying a predetermined voltage driving and driven members wherein the increase.

【0016】 [0016]

【発明の実施の形態】この発明のアクチエ−タは、およそ図1に示す構成を備え、フレ−ム11、支持ブロツク13、14、駆動軸16、圧電素子15、スライダブロツクなどから構成される。 Akuchie DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention - data has a structure shown approximately in FIG. 1, frame - made arm 11, the support block 13 and 14, the drive shaft 16, the piezoelectric element 15, and the like slider block . 但し、スライダブロツクは図10に示す構成である。 However, the slider block has a configuration shown in FIG. 10. 駆動軸16は支持ブロツク13 The drive shaft 16 is supported block 13
aと支持ブロツク14により軸方向に移動自在に支持されている。 It is movably supported in the axial direction by a and the supporting block 14. 圧電素子15の一端は支持ブロツク13に接着固定され、他の端は駆動軸16の一端に接着固定される。 One end of the piezoelectric element 15 is bonded and fixed to the support block 13 and the other end is bonded and fixed to one end of the drive shaft 16. 駆動軸16は圧電素子15の厚み方向の変位が生じたとき軸方向(矢印a方向、及びこれと反対方向)に変位可能に支持されている。 Drive shaft 16 is displaceably supported in the axial direction when the displacement in the thickness direction of the piezoelectric element 15 is caused (the arrow a direction, and in the opposite direction).

【0017】スライダブロツク12と駆動軸16とが摩擦結合する摩擦結合部は、図10に示す駆動軸の軸方向に垂直な面で切断した断面図から明らかなように、スライダブロツク31は断面が略U字形をなし、ヒンジ部3 The frictional coupling portion and the slider block 12 and drive shaft 16 are frictionally coupled, as is clear from the sectional view taken along a plane perpendicular to the axial direction of the drive shaft shown in FIG. 10, the slider block 31 has a cross section a substantially U-shape, the hinge section 3
4で結合した2本のフオ−ク状部材32、33を備えている。 Two Huo bound in 4 - and a click-like members 32 and 33. フオ−ク状部材32、33の開放端に接近した位置には、略U字形の内側に向かう円弧状の摩擦結合面を持つ結合部32a、33aが形成されている。 Huo - a position close to the open end of the click-shaped member 32 and 33, coupling portions 32a having an arcuate friction coupling surface toward the inside of the substantially U-shaped, 33a are formed. 2本のフオ−ク状部材32、33は、ヒンジ部34の弾性によりフオ−ク状部材32、33が閉じる方向に付勢されており、結合部32a、33aを貫通する駆動軸16は、結合部32a、33aで強く摩擦結合して保持されている。 Two Huo - click member 32, 33, Huo by the elastic hinge portion 34 - and click-like members 32 and 33 is energized closing direction, the drive shaft 16 penetrating coupling part 32a, a 33a, coupling portion 32a, is held by frictional engagement strongly 33a.

【0018】また、スライダブロツク31のフオ−ク状部材32、33には、結合部32a、33aから離れた位置に圧電素子35が配置され、圧電素子35の伸縮方向の端部がフオ−ク状部材32、33に接着固定されている。 Further, Huo slider block 31 - the click-like members 32 and 33, coupling portion 32a, the piezoelectric element 35 is positioned away from 33a, the end of the expansion and contraction direction of the piezoelectric element 35 Huo - click It is bonded fixed in member 32, 33. 圧電素子35に電圧を印加して伸び変位或いは縮み変位を発生させると、結合部32a、33aを駆動軸16から離れる方向或いは近接する方向に変位させることができる。 When a voltage is applied to generate the expansion displacement or contraction displacement in the piezoelectric element 35, coupling portions 32a, 33a to can be displaced in a direction to the direction or close away from the drive shaft 16. 圧電素子35に発生させる伸び変位或いは縮み変位の大きさを調整することで、結合部32a、3 By adjusting the size of the expansion displacement or contraction displacement is generated in the piezoelectric element 35, coupling portions 32a, 3
3aが駆動軸16に圧接する付勢力Fを調整し、負荷に応じた最適な摩擦力を発生させることができる。 3a adjusts the biasing force F to be pressed against the drive shaft 16, it is possible to generate an optimum frictional force corresponding to the load.

【0019】駆動停止時にスライダブロツク31を駆動軸16に固定する構成として、ア−ム部材38が設けられ、ヒンジ部38aでヒンジ部34に結合している。 [0019] The slider block 31 as configured for fixing to the drive shaft 16 at the time of driving stop, A - arm member 38 is provided, attached to the hinge portion 34 by a hinge portion 38a. フオ−ク状部材32とア−ム部材38との間には圧電素子39が配置されており、スライダブロツク31を駆動軸16に固定するときは、圧電素子39に電圧を印加し、 Huo - click member 32 and A - are arranged piezoelectric element 39 is provided between the arm member 38, when securing the slider block 31 in the drive shaft 16, a voltage is applied to the piezoelectric element 39,
厚み方向に伸び変位を発生させる。 Generating an expansion displacement in the thickness direction. これによりフオ−ク状部材32の結合部32a、33aは駆動軸16に強く圧接され、スライダブロツク31を駆動軸16に固定することができる。 Thus Huo - coupling portion 32a of the click member 32, 33a is strongly pressed against the drive shaft 16, it is possible to fix the slider block 31 to the drive shaft 16.

【0020】 [0020]

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。 EXAMPLES Hereinafter, a description will be given of an embodiment of the present invention.
まず、この発明のアクチエ−タは、先に従来技術において説明した構成と類似しているが、スライダブロツクとパツド部分の構成が従来例と異なる。 First, Akuchie of the present invention - data is similar to the configuration described in the above prior art, the configuration of the slider block and the pad portion is different from the conventional example.

【0021】図1はこの発明のアクチエ−タを構成部材を分解して示す斜視図、図2は図1に示すアクチエ−タの組み立て状態を示す斜視図、図3は駆動軸とスライダブロツク、パツドとの摩擦結合部の構成を示す断面図である。 [0021] Figure 1 is Akuchie of the present invention - exploded perspective view showing the components of the data, Akuchie 2 shown in FIG. 1 - a perspective view showing the assembled state of the motor, Figure 3 is the drive shaft and the slider block, it is a sectional view showing a structure of a friction coupling portion between the pads.

【0022】図1及び図2において、アクチエ−タ10 [0022] In FIGS. 1 and 2, Akuchie - motor 10
は、フレ−ム11、支持ブロツク13、14、駆動軸1 It is frame - arm 11, the support block 13 and 14, the drive shaft 1
6、圧電素子15、スライダブロツク12などから構成される。 6, the piezoelectric element 15, and the like slider block 12. 駆動軸16は支持ブロツク13aと支持ブロツク14により軸方向に移動自在に支持されている。 Drive shaft 16 is movably supported in the axial direction by the support block 13a supporting block 14. 圧電素子15の一端は支持ブロツク13に接着固定され、他の端は駆動軸16の一端に接着固定される。 One end of the piezoelectric element 15 is bonded and fixed to the support block 13 and the other end is bonded and fixed to one end of the drive shaft 16. 駆動軸16 The drive shaft 16
は圧電素子15の厚み方向の変位が生じたとき軸方向(矢印a方向、及びこれと反対方向)に変位可能に支持されている。 Is displaceably supported in the axial direction when the displacement in the thickness direction of the piezoelectric element 15 is caused (the arrow a direction, and in the opposite direction).

【0023】スライダブロツク12及びパツド18が駆動軸16と摩擦結合する摩擦結合部の構成は、図1の斜視図及び図3の断面図に示すように、スライダブロツク12には横方向に駆動軸16が貫通し、駆動軸16が貫通している上部には開口部12aが形成され、駆動軸1 The configuration of the frictional coupling portion slider block 12 and the pad 18 is frictionally coupled with the drive shaft 16, as shown in the perspective view and a cross-sectional view of FIG. 3 in FIG. 1, the drive shaft transversely to the slider block 12 16 penetrates, the upper drive shaft 16 extends through an opening portion 12a is formed, the drive shaft 1
6の上半分が露出している。 The upper half of 6 is exposed. また、この開口部12aには駆動軸16の上半分に当接するパツド18が嵌挿され、パツド18には、その上部に突起18aが設けられており、パツド18の突起18aが板ばね20により押し下げられてパツド18には駆動軸16に当接する下向きの付勢力Fが与えられている。 Also, this is the opening 12a abuts the pad 18 is inserted into the upper half of the drive shaft 16, the pads 18, the projection 18a is provided on the top, the projection 18a of the pad 18 by the leaf spring 20 the depressed by the pad 18 and the biasing force F of the downward abutting is applied to the drive shaft 16. パツド18を含むスライダブロツク12と駆動軸16とは板ばね19の付勢力Fにより圧接され、摩擦結合している。 The slider block 12 including the pad 18 and the drive shaft 16 is pressed by the urging force F of the leaf spring 19 is frictionally coupled.

【0024】なお、21は板ばね20をスライダブロツク12に固定するねじで、ねじ21の締め付け量の調整により、板ばね19の付勢力Fを調整することができる。 [0024] Incidentally, 21 is a screw for fixing the plate spring 20 to the slider block 12, by adjusting the tightening amount of the screw 21, it is possible to adjust the biasing force F of the leaf spring 19. また、ねじ孔22はスライダブロツク12を移動対象である部材に取り付けるねじ孔である。 Further, screw holes 22 are screw holes for attaching the member is a moving target the slider block 12.

【0025】以下、スライダブロツク12及びパツド1 [0025] In the following, the slider block 12 and the pad 1
8が駆動軸16と摩擦結合する摩擦結合部の構成と、その変形例を図3乃至図6を参照して説明する。 8 is a drive shaft 16 and the configuration of the frictional coupling portion of the friction coupling, illustrating a modified example thereof with reference to FIGS. なお、図3乃至図6では、パツド18を押し下げる板ばね20の図面への記載を省略した。 In FIGS. 3 to 6, not described to the drawings of the leaf spring 20 to push down the pads 18.

【0026】図3に示すように、スライダブロツク12 [0026] As shown in FIG. 3, the slider block 12
とパツド18との間には隙間Hがあり、この隙間Hにコイルバネ19が嵌挿されている。 That there is a gap H between the pads 18, the coil spring 19 is fitted into the gap H. これによりパツド18 This allows the pad 18
は図3で左側に押されてスライダブロツク12に接触した状態を保ちつつ駆動軸16の上半分に当接するから、 Since abuts the upper half of the drive shaft 16 while maintaining a state of contact with the slider block 12 is pushed to the left in FIG. 3,
圧電素子15の伸縮変位により駆動軸16に生ずる軸方向の変位は、スライダブロツク12とパツド18とに無駄無く伝達される。 Stretch displaced by axial displacement occurring in the drive shaft 16 of the piezoelectric element 15 is transmitted without waste to the slider block 12 and the pad 18.

【0027】以上説明したスライダブロツク12とパツド18との隙間Hには、コイルバネ19が嵌挿されているが、隙間Hに嵌挿される部材は、コイルバネに限られるものではない。 [0027] The gap H between the slider block 12 and the pad 18 described above, the coil spring 19 is fitted, member inserted into the gap H is not limited to the coil spring. 図4乃至図6は、隙間Hに嵌挿される部材の他の例を示すもので、図4に示す構成は、隙間H 4 to 6 show another example of member inserted into the gap H, the configuration shown in FIG. 4, the gap H
に板ばね23が嵌挿されたものであり、コイルバネと同様にパツド18を図4で左側に押圧し、パツド18をスライダブロツク12に接触した状態に保つものである。 To are those plate springs 23 is inserted, in the same manner as the coil spring pads 18 to press the left in FIG. 4, in which keep in contact with the pad 18 to the slider block 12.

【0028】図5に示す構成は、隙間Hに合成樹脂板2 The configuration shown in Figure 5, combined into a gap H resin plate 2
4を圧入したものであり、合成樹脂板24の弾性を利用してパツド18を図5で左側に押圧し、パツド18をスライダブロツク12に接触した状態に保つものである。 4 is obtained by press fitting the, by utilizing the elasticity of the synthetic resin plate 24 is pressed to the left side of the pads 18 in FIG. 5, those kept in contact with the pad 18 to the slider block 12.

【0029】隙間Hに合成樹脂板を圧入しない場合と圧入した場合とについて、駆動速度の比較実験の結果を表1に示す。 [0029] For the case of press-fitting with the absence of press-fit into the gap H synthetic resin plate, Table 1 shows the results of comparative experiments of the driving speed.

【0030】 表 1 :―――:――――――――――――――:―――――――――――――: :負荷 :合成樹脂板を圧入しない場合 :合成樹脂板を圧入した場合 : :――――――――――――――――――――――――――――――――: :40g: 23 mm/sec : 31 mm/sec : :60g: 18 mm/sec : 23 mm/sec : :―――:――――――――――――――:―――――――――――――: 但し、合成樹脂板の厚み0.1mm、 弾性係数 約200kgf/mm 2 、 バネ定数 約1000kgf/mm 合成樹脂板材料としては、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ビニ−ル樹脂、ポリアミドイミド樹脂などのほか、 [0030] Table 1: ---: --------------: -------------:: Load: If not pressed synthetic resin plate: when press-fitting the synthetic resin plate:: --------------------------------:: 40g: 23 mm / sec: 31 mm / sec:: 60g: 18 mm / sec: 23 mm / sec:: ---: --------------: ------------ -: However, synthetic resin plate thickness 0.1mm, the elastic modulus of about 200 kgf / mm 2, as the spring constant of about 1000 kgf / mm synthetic resin plate material, urethane resins, silicone resins, vinyl - Le resins, such as polyamide-imide resin In addition,
ゴムなどが適当で、これ等の材料から選択される1種又は2種以上の材料で構成するとよい。 Etc. is suitable rubber, may be configured with one or more materials selected from materials which, or the like.

【0031】以上の実験結果からみて、合成樹脂板の厚み0.1mmの場合はバネ定数200kgf/mm以上あるのが望ましく、20kgf/mmでも一応の効果が認められた。 [0031] viewed from the above experimental results, when the thickness 0.1mm synthetic resin plate is desirable more than a spring constant 200 kgf / mm, prima facie effect can 20 kgf / mm was observed. また合成樹脂板の厚みが薄い場合は、さらに弾性係数の小さい樹脂材料でも効果が認められた。 Also when the thickness of the synthetic resin plate is thin, the effect was also observed in a small resin material further elastic modulus.

【0032】ここで、駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力をF、駆動軸の変位(振幅)をxとすると、駆動軸の軸方向の伸縮変位(振動)によつてもパツド18が振動しないためには、隙間Hに嵌挿するコイルバネ、板ばね、合成樹脂板などの弾性部材の変位方向のバネ定数k [0032] Here, the frictional force between the driving and driven members F, the displacement of the drive shaft (amplitude) and x, axial expansion and contraction displacement of the drive shaft (vibration) Niyotsu be pads 18 to but not vibration interpolates the coil spring fitted in the gap H, a leaf spring, the spring constant k in the displacement direction of the elastic member such as synthetic resin plate
が、少なくとも以下の式(1)で示す条件を満たしていることが必要と考えられる。 But is considered must satisfy the conditions shown in at least the following formula (1).

【0033】 k>F/x ・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) 実験の結果によれば、弾性部材の変位方向のバネ定数k [0033] k> F / x ················· (1) According to the results of the experiment, the spring constant k in the displacement direction of the elastic member
としては、以下の式(2)で示す条件を満たしていれば、この種の圧電素子を使用したリニアアクチエ−タの性能向上に効果があることが判明した。 The, if they meet the condition expressed by the following equation (2), Riniaakuchie using a piezoelectric element of this type - to be effective in improving the performance of data it has been found.

【0034】 k>F/10x ・・・・・・・・・・・・・・・(2) 図6に示す構成は、パツド18の左右の隙間Hに液状の合成樹脂材25を加圧注入して隙間Hを充填固化したものであり、充填固化した合成樹脂材25の弾性によりパツド18をスライダブロツク12に接触した状態に保つものである。 [0034] k> F / 10x ··············· (2) the configuration shown in FIG. 6, the pressure of the synthetic resin material 25 in liquid form on the left and right of the gap H of the pad 18 injected into is obtained by filling solidified gap H, it is intended to keep the pads 18 by the elasticity of the filled and solidified synthetic resin material 25 into contact with the slider block 12. この構成によれば、駆動の際にパツド18 According to this arrangement, the pad during the drive 18
とスライダブロツク12とが衝突して発生するノイズや熱の発生に基づくエネルギの損失を抑えることができる。 Loss of energy upon the occurrence of noise and heat and slider block 12 is generated by colliding with can be suppressed. また、合成樹脂材の加圧注入によるから、組み立てが容易になるという効果もある。 Further, since according to the pressure injection of synthetic resin material, there is also an effect that the assembly is facilitated.

【0035】上記した構成のアクチエ−タの駆動は、従来技術において説明したアクチエ−タの駆動と同じで、 The above-described configuration of Akuchie - motor drive is Akuchie described in the prior art - the same as the drive of the motor,
圧電素子15に図17の(a)に示すような緩やかな立上り部分と急速な立下り部分を持つ鋸歯状波駆動パルス、或いは図17の(b)に示すような急速な立上り部分と緩やかな立下り部分を持つ鋸歯状波駆動パルスを印加することで、駆動軸16に摩擦結合したスライダブロツク12を所定方向に駆動することができる。 Sawtooth wave drive pulse having a gentle rise portion and a rapid fall portion as shown in FIG. 17 (a) to the piezoelectric element 15, or a moderate fast rise portion as shown in FIG. 17 (b) by applying a sawtooth wave drive pulse having a trailing edge, it is possible to drive the slider block 12 frictionally coupled to the drive shaft 16 in a predetermined direction.

【0036】次に、スライダブロツクとパツドが駆動軸と摩擦結合する部分の構成の第2の例について説明する。 Next, the slider block and the pad will be described a second example of the configuration of a portion for frictional coupling with the drive shaft. 先に説明した図3乃至図6に示す摩擦結合部は、スライダブロツク12には横方向に駆動軸16が貫通し、 3 through friction coupling section shown in FIG. 6 described above, the drive shaft 16 penetrates laterally in the slider block 12,
駆動軸16が貫通している上部の開口部12aに駆動軸16の上半分に当接するパツド18が嵌挿され、パツド18は板ばね20により押し下げられ、パツド18には駆動軸16に当接する下向きの付勢力Fが与えられるように構成されている。 Drive shaft 16 abuts the pad 18 is inserted into the upper half of the drive shaft 16 in the opening 12a of the upper extending therethrough, the pad 18 is pressed down by the plate spring 20, the pads 18 contact the drive shaft 16 downward biasing force F is configured as given.

【0037】この構成は、スライダブロツク及びパツドと、駆動軸との間に発生させる摩擦力を板ばねの下向きの付勢力Fで発生させており、予想される負荷に応じて最適な摩擦力を発生させることができるように適当な弾性係数の板ばねを選定し、摩擦力の微細な調整は板ばね20を固定するねじ21により行うように構成されている。 [0037] This arrangement includes a slider block and the pad, and is generated by the downward biasing force F of the leaf spring a frictional force generated between the drive shaft, an optimum frictional force in accordance with the expected load select a leaf spring suitable elastic modulus so that it can be generated, fine adjustment of the frictional force is adapted to perform by a screw 21 for fixing the leaf spring 20. この構成は簡単で、負荷の変動が少ない場合には十分に機能する。 This configuration is simple, works well in the case the variation of the load is small.

【0038】しかしながら、最大の駆動速度を得るのに最適な摩擦力は、図7に示すように負荷に応じて変動する。 [0038] However, the optimum frictional force to obtain the maximum driving speed varies depending on the load as shown in FIG. 即ち、負荷が小さいときは線(a)で示すように、 That is, as when the load is small, indicated by line (a),
摩擦力F1 のとき最大速度が得られ、負荷が大きいときは線(c)で示すように、摩擦力F3 のとき最大速度が得られ、その中間の負荷では線(b)で示すように、摩擦力F2 のとき最大速度が得られる。 Maximum speed is obtained when the frictional force F1, as indicated by the lines when the load is large (c), the maximum speed is obtained when the frictional force F3, as indicated by line (b) in the middle of the load, maximum speed when the frictional force F2 is obtained.

【0039】このため、前記した図3乃至図6に示すような、スライダブロツク及びパツドと駆動軸との摩擦結合部の構成は、負荷が変動する用途には適当でない。 [0039] Therefore, as shown in FIGS. 3 to 6 described above, the friction coupling portion of the structure of the slider block and the pad and the drive shaft is not suitable for applications where load varies. 以下説明する第2の例及び第3の例は、摩擦結合部の付勢力Fをきめ細かく調整できる構成とし、負荷の変動に応じて最適な摩擦力を発生させることができるものである。 The following second example described and third example, a structure capable of finely adjusting the biasing force F of the frictional coupling portion, is capable of generating an optimum frictional force based on the load variations.

【0040】図8は、摩擦結合部の構成の第2の例を示す断面図で、駆動軸の軸方向に垂直な面で切断した断面図である。 [0040] Figure 8 is a sectional view showing a second example of the configuration of the frictional coupling portion is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the axial direction of the drive shaft. 31はスライダブロツクで、断面が略U字形をなし、ヒンジ部34で結合した2本のフオ−ク状部材32、33を備えている。 31 is a slider block, cross section a substantially U-shaped, two Huo coupled by a hinge portion 34 - and a click-like members 32 and 33. フオ−ク状部材32、33の開放端に接近した位置には、略U字形の内側に向かう円弧状の摩擦結合面を持つ結合部32a、33aが形成されている。 Huo - a position close to the open end of the click-shaped member 32 and 33, coupling portions 32a having an arcuate friction coupling surface toward the inside of the substantially U-shaped, 33a are formed. 2本のフオ−ク状部材32、33は、ヒンジ部34の弾性によりフオ−ク状部材32、33が閉じる方向に付勢されており、結合部32a、33aを貫通する駆動軸16は、結合部32a、33aで強く摩擦結合して保持されている。 Two Huo - click member 32, 33, Huo by the elastic hinge portion 34 - and click-like members 32 and 33 is energized closing direction, the drive shaft 16 penetrating coupling part 32a, a 33a, coupling portion 32a, is held by frictional engagement strongly 33a.

【0041】また、スライダブロツク31のフオ−ク状部材32、33には、結合部32a、33aから離れた位置に圧電素子35が配置され、圧電素子35の伸縮方向の端部がフオ−ク状部材32、33に接着固定されている。 Further, Huo slider block 31 - the click-like members 32 and 33, coupling portion 32a, the piezoelectric element 35 is positioned away from 33a, the end of the expansion and contraction direction of the piezoelectric element 35 Huo - click It is bonded fixed in member 32, 33. 圧電素子35に電圧を印加して伸び変位或いは縮み変位を発生させると、結合部32a、33aを駆動軸16から離れる方向或いは近接する方向に変位させることができる。 When a voltage is applied to generate the expansion displacement or contraction displacement in the piezoelectric element 35, coupling portions 32a, 33a to can be displaced in a direction to the direction or close away from the drive shaft 16. 圧電素子35に発生させる伸び変位或いは縮み変位の大きさを調整することで、結合部32a、3 By adjusting the size of the expansion displacement or contraction displacement is generated in the piezoelectric element 35, coupling portions 32a, 3
3aが駆動軸16に圧接する付勢力Fを調整し、負荷に応じた最適な摩擦力を発生させることができる。 3a adjusts the biasing force F to be pressed against the drive shaft 16, it is possible to generate an optimum frictional force corresponding to the load.

【0042】図9は、摩擦結合部の構成の第3の例を示す断面図で、駆動軸の軸方向に垂直な面で切断した断面図である。 [0042] Figure 9 is a sectional view showing a third example of the configuration of the frictional coupling portion is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the axial direction of the drive shaft. 31はスライダブロツクで、断面が略U字形をなし、ヒンジ部34で結合した2本のフオ−ク状部材32、33を備えている。 31 is a slider block, cross section a substantially U-shaped, two Huo coupled by a hinge portion 34 - and a click-like members 32 and 33. また、フオ−ク状部材32、 Further, Huo - click member 32,
33の開放端に接近した位置には、略U字形の内側に向かう円弧面を備えた結合部32a、33aが形成されており、駆動軸16が結合部32a、33aを貫通して摩擦結合している。 The position close to the open end 33, coupling portions 32a having a circular arc surface toward the inside of the substantially U-shaped, 33a are formed, the drive shaft 16 is coupled portion 32a, the friction coupling and through the 33a ing. 以上の点は前記した第2の構成と変わらない。 The above points no different from the second configuration described above.

【0043】スライダブロツク31のフオ−ク状部材3 [0043] Huo of the slider block 31 - click-shaped member 3
2、33は、ヒンジ部34で結合しているほか、ヒンジ部34に接近した位置でフオ−ク状部材32、33に結合した2本のア−ム37a及び37bを備えた作用部材37で結合されており、ヒンジ部34と作用部材37との間には圧電素子35が配置され、接着固定されている。 2, 33, in addition to setting hinged portion 34, at a position close to the hinge portion 34 Huo - click-like members 32 and 33 to bond the two A - the action member 37 having a beam 37a and 37b coupled and the piezoelectric element 35 is arranged between the hinge portion 34 and the working member 37 is bonded and fixed. 2本のフオ−ク状部材32、33は、ヒンジ部34 Two Huo - click-like members 32 and 33, the hinge portion 34
の弾性によりフオ−ク状部材32、33が閉じる方向に付勢されており、結合部32a、33aを貫通する駆動軸16は、結合部32a、33aで強く摩擦結合して保持されている。 Elastic by Huo - is biased in a direction to click-like members 32 and 33 are closed, the drive shaft 16 penetrating coupling part 32a, a 33a, are retained binding portion 32a, frictionally coupled strongly 33a.

【0044】圧電素子35に電圧を印加して伸び変位或いは縮み変位を発生させるとヒンジ部34に対して作用部材37が離れる方向或いは近接する方向に移動する。 [0044] moves voltage in the direction to the direction or close away action member 37 against the generating application to expansion displacement or contraction displacement of the hinge portion 34 to the piezoelectric element 35.
この動きはア−ム37a及び37bを介して拡大され、 This movement A - is expanded through the arm 37a and 37b,
2本のフオ−ク状部材32、33はその結合部32a、 Two Huo - click-like members 32 and 33 is the binding part 32a,
33aを駆動軸16から離れる方向或いは近接する方向に変位させる。 33a to be displaced in the direction of direction or proximity away from the drive shaft 16. 圧電素子35に発生させる伸び変位或いは縮み変位の大きさを調整することで、結合部32a、 By adjusting the size of the expansion displacement or contraction displacement is generated in the piezoelectric element 35, coupling portions 32a,
33aが駆動軸16に圧接する付勢力Fを調整し、負荷に応じた最適な摩擦力を発生させることができる。 33a adjusts the biasing force F to be pressed against the drive shaft 16, it is possible to generate an optimum frictional force corresponding to the load.

【0045】次に、アクチエ−タの駆動を停止したとき、スライダブロツクが意図しない動きをしないように、アクチエ−タを駆動軸に固定する構成を説明する。 Next, Akuchie - when stopping the driving of the motor, as the slider block is not the unintended movement, Akuchie - describing a configuration for fixing the motor to the drive shaft.

【0046】図10はスライダブロツクを駆動軸に固定するための摩擦結合部の構成を示す図で、駆動軸の軸方向に垂直な面で切断した断面図である。 [0046] Figure 10 is a diagram showing a configuration of a friction coupling portion for fixing the slider block to the drive shaft, a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the axial direction of the drive shaft. これは図8に示した第2の摩擦結合部の構成に、スライダブロツクを駆動軸に固定する構成を付加したものである。 This is the configuration of the second friction coupling portion shown in FIG. 8, it is obtained by adding a structure for fixing the slider block to the drive shaft. 図8に示す摩擦結合部の構成と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略し、スライダブロツクを固定する構成部分について説明する。 The same reference numerals, and the descriptions configurations the same as parts of the friction coupling portion shown in FIG. 8 will be omitted, a configuration portion for fixing the slider block.

【0047】31はスライダブロツクで、ヒンジ部34 [0047] 31 in the slider block, the hinge portion 34
で結合した2本のフオ−ク状部材32、33を備えている。 In bound two Huo - it has a click-like members 32 and 33. 2本のフオ−ク状部材32、33は、ヒンジ部34 Two Huo - click-like members 32 and 33, the hinge portion 34
の弾性によりフオ−ク状部材32、33が閉じる方向に付勢されており、結合部32a、33aを貫通する駆動軸16は、結合部32a、33aで強く摩擦結合して保持されている。 Elastic by Huo - is biased in a direction to click-like members 32 and 33 are closed, the drive shaft 16 penetrating coupling part 32a, a 33a, are retained binding portion 32a, frictionally coupled strongly 33a.

【0048】スライダブロツクを駆動軸に固定するため、フオ−ク状部材32の駆動軸16と反対側にはア− [0048] To secure the slider block to the drive shaft, Huo - to the drive shaft 16 of the click member 32 and the opposite side A -
ム部材38が設けられ、ヒンジ部38aでヒンジ部34 Arm member 38 is provided, the hinge portion 34 by a hinge section 38a
に結合している。 It is bound to. フオ−ク状部材32とア−ム部材38 Huo - click member 32 and the A - arm member 38
との間には圧電素子39が配置され、圧電素子39の両端は、それぞれフオ−ク状部材32とア−ム部材38とに接着固定されている。 Between the arranged piezoelectric elements 39, both ends of the piezoelectric element 39, respectively Huo - click member 32 and A - is bonded and fixed to the arm member 38.

【0049】スライダブロツクを駆動軸に固定するときは、圧電素子39に電圧を印加し、圧電素子39に厚み方向に伸び変位を発生させる。 [0049] When fixing the slider block to the drive shaft, a voltage is applied to the piezoelectric element 39, to generate expansion displacement in the thickness direction of the piezoelectric element 39. これによりフオ−ク状部材32は図10で下側に押し下げられ、駆動軸16は結合部32a、33aに強く圧接され、スライダブロツク31を駆動軸16に固定することができる。 Thus Huo - click-like member 32 is pushed down to the lower in FIG. 10, the drive shaft 16 is strongly pressed against the coupling portion 32a, in 33a, it is possible to fix the slider block 31 to the drive shaft 16. 固定を解除するには、圧電素子39への電圧の印加を停止すればよい。 To unpin may be stopping the application of voltage to the piezoelectric element 39.

【0050】図11はアクチエ−タの制御回路を示すブロツク図である。 [0050] Figure 11 is Akuchie - is a block diagram showing the control circuit of the motor. この制御回路50は前記した図8に示す第2、或いは図9に示す第3の摩擦結合部の構成を備え、さらに、図10に示すスライダブロツクを駆動軸に固定する構成を付加した構成に適用できるものである。 The control circuit 50 and the second shown in Fig. 8 mentioned above, or a structure of the third frictional coupling portion shown in FIG. 9, further the configuration obtained by adding a structure for fixing the slider block shown in Figure 10 to the drive shaft it is those that can be applied.

【0051】制御回路50は、駆動制御回路51、駆動パルス発生回路52、摩擦力調整用電圧発生回路53、 The control circuit 50, drive control circuit 51, the drive pulse generation circuit 52, the frictional force adjusting voltage generation circuit 53,
スライダブロツクの駆動速度を演算する移動体速度検出回路56、予め設定された基準速度デ−タを記憶させた基準速度記憶回路57、比較回路58、摩擦力制御回路59、スライダブロツク固定用電圧発生回路60から構成される。 Mobile speed detecting circuit 56 for calculating a driving speed of the slider block, a predetermined reference speed de - reference speed memory circuit 57 stores the data, comparator circuit 58, the frictional force control circuit 59, slider block fixed voltage generator consisting of circuit 60. また、スライダブロツク31の近傍には、スライダブロツクの移動速度を検出する速度センサ55が配置されている。 In the vicinity of the slider block 31, a speed sensor 55 for detecting the moving speed of the slider block is arranged.

【0052】次にその動作を説明する。 Next the operation thereof will be described. 駆動パルス発生回路52では、駆動制御回路51の制御の下に、図17 In the driving pulse generating circuit 52, under the control of the drive control circuit 51, FIG. 17
の(a)に示すような緩やかな立上り部分と急速な立下り部分、或いは図17の(b)に示すような急速な立上り部分と緩やかな立下り部分を持つ鋸歯状波駆動パルスを発生する。 Of (a) gradual rise portion and a rapid fall portion as shown, or to generate a sawtooth wave drive pulses with fast rise portion and a gradual fall portion as shown in FIG. 17 (b) . 発生した駆動パルスは圧電素子15に印加され、スライダブロツク31は所定方向に駆動される。 Driving pulse generated is applied to the piezoelectric element 15, the slider block 31 is driven in a predetermined direction.

【0053】スライダブロツク31の移動速度は速度センサ55で検出され、移動体速度検出回路56において駆動速度が演算される。 [0053] speed of movement of the slider block 31 is detected by the speed sensor 55, the driving speed is calculated in a mobile speed detecting circuit 56. 演算された駆動速度は比較回路58において基準速度記憶回路57から読み出された基準速度と比較される。 The calculated driving speed is compared with a reference speed that has been read from the reference speed memory circuit 57 in the comparison circuit 58. 比較結果は摩擦力制御回路59に入力され、入力された比較結果に基づいて摩擦力調整デ−タが決定され、摩擦力調整用電圧発生回路53に入力される。 Comparison result is inputted to the frictional force control circuit 59, the friction force adjustment de on the basis of the input comparison results - data is determined and inputted to the frictional force adjusting voltage generation circuit 53.

【0054】摩擦力調整用電圧発生回路53では、駆動制御回路51の制御の下に、入力された摩擦力調整デ− [0054] In the frictional force adjusting voltage generation circuit 53, under the control of the drive control circuit 51, the input friction force adjustment de -
タに基づいて摩擦力調整用の圧電素子35に印加する電圧の大きさが決定され、圧電素子35に印加される。 The magnitude of the voltage applied to the piezoelectric element 35 for adjusting the frictional force on the basis of the data is determined and applied to the piezoelectric element 35. 圧電素子35には印加された電圧に応じた変位が発生し、 Displacement occurs in response to the voltage applied to the piezoelectric element 35,
結合部32a、33aが駆動軸16に圧接する付勢力F、即ち摩擦力が調整され、負荷に応じた最適な摩擦力を発生させることができる。 Coupling portions 32a, 33a urging force F is pressed against the drive shaft 16, i.e., the frictional force is adjusted, it is possible to generate an optimum frictional force corresponding to the load.

【0055】また、駆動制御回路51からスライダブロツクを駆動軸に固定する指令信号がスライダブロツク固定用電圧発生回路60に出力されると、回路60からはスライダブロツクを駆動軸に固定するのに必要な電圧が出力され、圧電素子39に印加される。 [0055] Further, when the command signal for fixing the drive control circuit 51 the slider block to the drive shaft is output to the slider block fixed voltage generating circuit 60, is needed to secure the slider block to the drive shaft from the circuit 60 a voltage is output and applied to the piezoelectric element 39. 圧電素子39には印加された電圧に基づいて変位が発生し、フオ−ク状部材32は図10で下側に押し下げられ、駆動軸16は結合部32a、33aに強く圧接され、スライダブロツク31は駆動軸16に固定される。 Displacement occurs on the basis of the voltage applied to the piezoelectric element 39, Huo - click-like member 32 is pushed down to the lower in FIG. 10, the drive shaft 16 is strongly pressed against the coupling portion 32a, in 33a, the slider block 31 It is fixed to the drive shaft 16.

【0056】この発明に係るアクチエ−タでは、駆動軸とスライダブロツクとの間の摩擦力を負荷に応じて最適値に調整できるように構成されている。 [0056] Akuchie according to the invention - the motor is configured so that the frictional force between the drive shaft and the slider block can be adjusted to an optimum value depending on the load. しかしながら摩擦力を調整するにしても、スライダブロツクは駆動軸との間で滑りを生じつつ所定方向に移動するから、駆動状態では駆動軸とスライダブロツクとの間の摩擦力は周期的に変動し、スライダブロツクの駆動速度も周期的に変動しており、駆動速度の変動幅が所定の許容値を越えると円滑に駆動ができない。 However, even in the adjusting the frictional force, because the slider block is moved in a predetermined direction while slippage between the drive shaft, the drive state frictional force between the drive shaft and the slider block is periodically fluctuated the driving speed of the slider block is also varied periodically, range of variation of the drive speed can not smoothly driven exceeds a predetermined allowable value.

【0057】このような移動態様では、スライダブロツクを駆動するための圧電素子の駆動パルスの周波数よりも著しく低い周波数、例えば駆動パルス周波数が250 [0057] In such a mobile embodiment, significantly lower than the frequency of the drive pulse of the piezoelectric element for driving the slider block, for example, the drive pulse frequency is 250
00Hzの場合には10Hz程度の低い周波数でスライダブロツクと駆動軸との間の摩擦力を周期的に変化、例えば正弦波形状に変化させると、負荷に応じて駆動軸とスライダブロツクとの間の摩擦力を調整できるとともに、円滑に駆動できることが分かつた。 Periodically varying the frictional force between the slider block and the drive shaft at a low frequency of about 10Hz in the case of 00Hz, for example, it is changed to a sine wave shape, between the drive shaft and the slider block in accordance with the load it is possible to adjust the frictional force, it has been divide running smoothly driven.

【0058】図12及び図13は、摩擦力制御回路59 [0058] FIGS. 12 and 13, the frictional force control circuit 59
の動作を説明する図である。 It is a diagram for explaining the operation of the. 即ち、スライダブロツクと駆動軸との間の摩擦力を周期的に変化させるとき、駆動速度の変動の振幅t1 が図12の(a)に示すように所定の振幅T以下であれば摩擦力を周期的に変化させる必要はない。 That is, when the cyclically varying the frictional force between the slider block and the drive shaft, the amplitude t1 variation in driving speed of the frictional force is equal to or less than a predetermined amplitude T as shown in (a) of FIG. 12 it is not necessary to periodically change. しかし、駆動速度の変動の振幅t2 が図12 However, the amplitude t2 of the variation of the driving speed is 12
の(b)に示すように所定の振幅Tを越える場合は、駆動速度の変動の振幅を小さくするように摩擦力を調整する。 If exceeding of the predetermined amplitude T as shown in (b) adjusts the frictional force so as to reduce the amplitude of fluctuation of the driving speed.

【0059】図13は駆動速度の変動の振幅に応じて摩擦力を調整する処理の流れを説明する図である。 [0059] Figure 13 is a diagram explaining the flow of processing for adjusting the frictional force in response to the amplitude of fluctuation of the driving speed. まず、 First of all,
スライダブロツクと駆動軸との間の摩擦力を周期的に変化させる(ステツプP1)。 Periodically changing the frictional force between the slider block and the drive shaft (step P1). 次に、駆動速度の変動の振幅が規定レベルを越えているか否かを判定し(ステツプP2)、規定レベルを越えていない場合は処理を終了する。 Next, it is determined whether the amplitude of fluctuations in the driving speed exceeds a prescribed level (step P2), if not exceeded the specified level, the process is ended. また、規定レベルを越えている場合は、駆動速度の変動の位相と摩擦力の変動の位相のずれを判定し(ステツプP3)、位相のずれが0°の場合、即ち位相のずれがない場合は、平均摩擦力を大きくするように摩擦力を調整する(ステツプP4)。 Also, if it exceeds a prescribed level, it determines the deviation of the variation in phase with the frictional force of the fluctuation in driving speed phase (step P3), when the phase shift is 0 °, i.e. when there is no phase shift adjusts the frictional force so as to increase the average friction force (step P4). また、駆動速度の変動の位相と摩擦力の変動の位相のずれが180°の場合は、平均摩擦力を小さくするように摩擦力を調整する(ステツプP5)。 The phase shift of phase variation and the frictional force of the fluctuation of the drive speed in the case of 180 °, to adjust the frictional force so as to reduce the average frictional force (step P5). これにより、駆動速度の変動の振幅を小さくすることができる。 Thus, it is possible to reduce the amplitude of the variation of the drive speed.

【0060】 [0060]

【発明の効果】以上説明した通り、この発明は、電気機械変換素子と、電気機械変換素子に固着結合されて電気機械変換素子と共に変位する駆動部材と、駆動部材に摩擦結合した被駆動部材とから構成される電気機械変換素子を使用した駆動装置において、駆動部材の停止時に駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大する摩擦力付加手段を備え、駆動部材の停止時には摩擦力付加手段によつて駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大させ、停止時の被駆動部材保持力を増大させるよう制御するものである。 As described in the foregoing, the present invention is an electromechanical conversion element, a driving member which is displaced together with the electromechanical transducer is fixed coupled to the electromechanical conversion element, a driven member frictionally coupled to the drive member in the driving apparatus using an electromechanical conversion element composed of, with a frictional force adding means for increasing the frictional force between the driving and driven members in stopping of the drive member, the frictional force adding the time of stopping the drive member It increases the frictional force between the O connexion drive and driven members to the means, and controls so as to increase the driven member holding force when stopped.

【0061】これにより、被駆動部材に意図しない外力が加わることで被駆動部材が不用意に移動して駆動装置を破損したり、駆動装置で駆動される部材を破損するおそれがない。 [0061] Thus, damaged the drive and driven member moved inadvertently by joining unintended external force to the driven member, there is no risk of damage to the member driven by the driving device.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】この発明によるアクチエ−タの構成部材を分解して示す斜視図。 Exploded perspective view showing the other components - Figure 1 Akuchie according to the invention.

【図2】図1に示すアクチエ−タの組み立て状態を示す斜視図。 [Figure 2] Akuchie 1 - a perspective view showing an assembled state of the motor.

【図3】図1に示すアクチエ−タの摩擦結合部の構成を示す断面図。 [Figure 3] Akuchie 1 - sectional view showing a configuration of a friction coupling portion of the data.

【図4】図3に示す摩擦結合部の構成の他の例を示す断面図。 4 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of the frictional coupling portion shown in FIG.

【図5】図3に示す摩擦結合部の構成の他の例を示す断面図。 5 is a sectional view showing another example of the configuration of the frictional coupling portion shown in FIG.

【図6】図3に示す摩擦結合部の構成の他の例を示す断面図。 6 is a sectional view showing another example of the configuration of the frictional coupling portion shown in FIG.

【図7】最適摩擦力が負荷に応じて変動する状態を説明する図。 7 is a diagram optimum frictional force explaining a state which varies according to the load.

【図8】摩擦結合部の構成の第2の例を示す断面図。 8 is a cross-sectional view showing a second example of the configuration of the frictional coupling portion.

【図9】摩擦結合部の構成の第3の例を示す断面図。 Figure 9 is a sectional view showing a third example of the configuration of the frictional coupling portion.

【図10】駆動軸を摩擦結合部に固定する構成を示す図。 FIG. 10 is a view showing a structure for fixing the friction coupling portion a drive shaft.

【図11】アクチエ−タの制御回路のブロツク図。 [11] Akuchie - block diagram of a control circuit of the data.

【図12】駆動速度の変動を説明する図。 Figure 12 illustrates a variation of the driving speed.

【図13】駆動速度の変動の振幅に応じて摩擦力を調整する処理の流れを説明する図。 FIG. 13 illustrates a flow of processing for adjusting the frictional force in response to the amplitude of fluctuation of the driving speed.

【図14】従来のアクチエ−タの構成部材を分解して示す斜視図。 [14] Conventional Akuchie - exploded perspective view showing the components of the motor.

【図15】従来のアクチエ−タの組み立て状態を示す斜視図。 [15] Conventional Akuchie - perspective view showing an assembled state of the motor.

【図16】従来のアクチエ−タの摩擦結合部の構成を示す断面図。 [16] Conventional Akuchie - sectional view showing the configuration of the frictional coupling portion of the data.

【図17】駆動パルスの波形を説明する図。 Figure 17 illustrates a waveform of a driving pulse.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 アクチエ−タ 11 フレ−ム 12 スライダブロツク 12a 開口部 13、14 支持ブロツク 15 圧電素子 16 駆動軸 18 パツド 19 コイルバネ 20 板ばね 23 板ばね 24 合成樹脂板 31 スライダブロツク 32、33 フオ−ク状部材 32a、33a 結合部 34 ヒンジ部 35 圧電素子 38 ア−ム部材 39 圧電素子 50 制御回路 51 駆動制御回路 52 駆動パルス発生回路 53 摩擦力調整用電圧発生回路 55 速度センサ 56 移動体速度検出回路 57 基準速度記憶回路 58 比較回路 59 摩擦力制御回路 60 スライダブロツク固定用電圧発生回路 10 Akuchie - motor 11 frame - arm 12 the slider block 12a opening 13, 14 support block 15 the piezoelectric element 16 the drive shaft 18 the pad 19 a coil spring 20 leaf spring 23 leaf spring 24 synthetic resin plate 31 slider block 32 Huo - click member 32a, 33a coupled portion 34 hinge 35 piezoelectric element 38 a - arm member 39 piezoelectric element 50 the control circuit 51 drive control circuit 52 drives the pulse generating circuit 53 a friction force adjustment voltage generating circuit 55 speed sensor 56 mobile speed detecting circuit 57 reference speed storage circuit 58 comparison circuit 59 the frictional force control circuit 60 the slider block fixed voltage generating circuit

───────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成9年10月1日 [Filing date] 1997 October 1,

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】請求項2 [Correction target item name] claim 2

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新家 聡 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 中野 治行 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor new home Satoshi Chuo-ku, Osaka-shi, Azuchi-chome No. 3 No. 13 Osaka International building Minolta within Co., Ltd. (72) inventor Nakano Chigyo Chuo-ku, Osaka-shi, Azuchi town-chome No. 3 No. 13 Osaka International building Minolta Co., Ltd. in

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 電気機械変換素子と、 前記電気機械変換素子に固着結合され、該電気機械変換素子と共に変位する駆動部材と、 前記駆動部材に摩擦結合した被駆動部材と、 前記電気機械変換素子に伸縮変位を与える駆動パルス発生手段と、 駆動制御手段を備え、 前記駆動パルス発生手段により電気機械変換素子に伸縮変位を発生させることにより駆動部材を駆動し、該駆動部材に摩擦結合した被駆動部材を所定方向に移動させる電気機械変換素子を使用した駆動装置において、 前記駆動部材の停止時に駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大する摩擦力付加手段を備え、 前記駆動制御手段は、前記駆動部材の停止時には摩擦力付加手段によつて駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大させ、停止時の被駆動部材保持力を増大させ 1. A electromechanical transducer, said fixed coupled to the electromechanical conversion element, a driving member which is displaced together with the electromechanical conversion element, a driven member frictionally coupled to said drive member, said electromechanical transducer and drive pulse generating means for providing a stretch displacement, a drive control means, the telescopic displacement to the electromechanical conversion element drives the drive member by generating by said drive pulse generating means, driven frictionally coupled to the drive member in the driving apparatus using an electromechanical transducer for moving the member in a predetermined direction, comprising a frictional force adding means for increasing the frictional force between the driving member and the driven member during stop of the drive member, the drive control means is said in stopping of the drive member increases the frictional force between the O connexion drive and driven members in frictional force adding means increases the driven member holding force at stop よう制御することを特徴とする電気機械変換素子を使用した駆動装置。 Drive device using an electromechanical transducer and controlling so.
  2. 【請求項2】 前記摩擦力付加手段は、駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大する方向に前記部材を変位させる電気機械変換素子を備え、 前記駆動制御手段は、駆動停止時には前記摩擦力付加手段の電気機械変換素子へ所定の電圧を印加して前記部材を変位させ、駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増加させて停止時の被駆動部材保持力を増大させることを特徴とする電気機械変換素子を使用した駆動装置。 Wherein said frictional force adding means comprises an electromechanical transducer element for displacing the member in a direction to increase the frictional force between the driving and driven members, said drive control means, at the time of driving stop increasing the driven member holding force when stopped by increasing the frictional force between the electromechanical to the conversion element by applying a predetermined voltage to displace the member, drive member and driven member of the frictional force adding means drive device using an electromechanical transducer, characterized in that to.
  3. 【請求項3】 第1の電気機械変換素子と、 前記第1の電気機械変換素子に固着結合され、該第1の電気機械変換素子と共に変位する駆動部材と、 前記駆動部材に摩擦結合した被駆動部材と、 前記第1の電気機械変換素子に伸縮変位を与える駆動パルス発生手段と、 駆動制御手段を備え、 前記駆動パルス発生手段により第1の電気機械変換素子に伸縮変位を発生させることにより駆動部材を駆動し、 3. A first electromechanical conversion element, the said fixed coupled to a first electromechanical conversion element, a driving member which is displaced with the first electromechanical transducer, frictionally coupled to the drive member a driving member, a driving pulse generating means for providing a stretch displaced in said first electro-mechanical converting element, a driving control unit, by generating an elastic displacement by the driving pulse generating means to the first electromechanical transducer drives the drive member,
    該駆動部材に摩擦結合した被駆動部材を所定方向に移動させる電気機械変換素子を使用した駆動装置において、 前記駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力の大きさを変化させる第2の電気機械変換素子を備えた可変摩擦力発生手段と、 前記駆動部材の停止時に駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増大する第3の電気機械変換素子を備えた摩擦力付加手段を備え、 前記駆動制御手段は、駆動時には前記第2の電気機械変換素子への印加電圧を周期的に変化させて駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を調整するとともに、駆動停止時には前記第3の電気機械変換素子へ所定の電圧を印加して駆動部材と被駆動部材との間の摩擦力を増加させ、 In the driving apparatus using an electromechanical transducer for moving the driven member frictionally coupled to the drive member in a predetermined direction, a second electric varying the magnitude of the frictional force between the drive and driven members comprising a variable frictional force generating means having a transducer, a frictional force adding means comprises a third electromechanical transducer to increase the frictional force between the driving member and the driven member during stop of the drive member the drive control means may at the time of driving to adjust a frictional force between said second electric machine voltage applied to the conversion element periodically changes the driving and driven members, said at the time of driving stop the 3 to the electromechanical conversion element by applying a predetermined voltage to increase the frictional force between the driving and driven members,
    停止時の被駆動部材保持力を増大させることを特徴とする電気機械変換素子を使用した駆動装置。 Drive device using an electromechanical transducer, characterized in that to increase the driven member holding force when stopped.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6879087B2 (en) * 2002-02-06 2005-04-12 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
US7132781B2 (en) 2002-07-03 2006-11-07 Viking Technologies, L.C. Temperature compensating insert for a mechanically leveraged smart material actuator
KR101306993B1 (en) * 2012-12-28 2013-09-09 영남대학교 산학협력단 Displacement amplifier

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