JPH1155964A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型かつ簡単な構成で２軸駆動が可能な駆動
装置を提供する。 【解決手段】 Ｘ，Ｙ方向移動自在にテーブル１４をベ
ース１２に支持し、圧電素子２４の伸縮によって駆動摩
擦部材２６が往復移動させられる駆動ユニット２０を、
回転支持部材３０を用いて支持する。駆動摩擦部材２６
は、テーブル１４の下面に付勢されて摩擦結合し、回転
支持部材３０の回転軸３０ａはテーブル１４の下面に垂
直かつテーブルと駆動摩擦部材２６との接触部分を通
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、駆動装置に関し、
詳しくは、圧電素子等の電気機械変換素子を用いた駆動
装置に関し、例えば、ＸＹ駆動テーブル、カメラの撮影
レンズやオーバーヘッドプロジェクターの投影レンズ、
双眼鏡のレンズなど駆動部を有する装置一般に用いる駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステッピングモータの代わりに圧
電リニアアクチュエータを用いて、サブμｍオーダの高
分解能を達成した種々の駆動装置が提案されている。た
とえば、図１の分解斜視図に示したように、ベース８２
とテーブル８４との間に圧電素子８６を利用した駆動ユ
ニット８８を配置し、テーブル８４を直線移動させるよ
うにした小型かつ簡単な構成の１軸駆動の移動ステージ
８０が提案されている（たとえば、特願平９−２６４２
７号、未公開）。このような１軸駆動の移動ステージを
２軸駆動とするためには、たとえば、２台の１軸駆動の
移動ステージを組み合わせ、積み重ねるなどの方法を用
いることが考えられる。しかし、そのように構成する
と、装置が複雑になり、また小型化も困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決しようとする技術的課題は、小型かつ簡単な構成で
２軸駆動が可能な駆動装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明は、以下の構成の駆動装置を提供す
る。

【０００５】駆動装置は、ベースとテーブルとの間に配
置した駆動ユニットによってテーブルを移動させるタイ
プのものであり、上記駆動ユニットは、駆動パルス発生
手段に接続されて伸縮する電気機械変換素子と、この電
気機械変換素子の伸縮方向一端に固着結合されるととも
に上記ベースに支持されるユニット本体と、上記電気機
械変換素子の伸縮方向他端に固着結合され、上記移動体
に摩擦結合する駆動摩擦部材とを有する。上記テーブル
は、上記駆動ユニットの上記駆動摩擦部材と摩擦結合す
る平面状の摩擦結合面を有する。上記テーブルは、この
摩擦結合面と平行な平面内で移動可能に上記ベースに支
持される。上記テーブルの上記摩擦結合面と平行な平面
内で回転可能に、上記駆動ユニットの上記ユニット本体
を支持する駆動ユニット支持手段を備える。

【０００６】上記構成において、駆動ユニット支持手段
によって、駆動ユニットの電気機械変換素子の伸縮方向
を、テーブルを移動させたい方向に向け、駆動パルス発
生手段によって適宜のパターンで電気機械変換素子を伸
縮させ、テーブルを摩擦部材に沿って間欠的に移動させ
る。たとえば、伸びるときと縮むときとで異なる速度で
電気機械変換素子を伸縮させ、電気機械変換素子が伸び
るときと縮むときとで、駆動摩擦部材に対するテーブル
のすべり距離が異なるようにする。これによって、テー
ブルが一方向に移動するように駆動する。上記構成の駆
動装置は、小型かつ簡単な構成の１軸駆動の駆動装置と
同程度の寸法とすることが可能である。

【０００７】したがって、小型かつ簡単な構成で２軸駆
動可能な駆動装置を提供することができる。

【０００８】上記構成において、駆動ユニットの駆動摩
擦部材がテーブルの摩擦結合面に摩擦結合している状態
で駆動ユニット支持手段が駆動ユニットを回転させる
と、摩擦駆動部材によりテーブルが駆動摩擦部材によっ
て回転移動させられやすい。これを避けるには、駆動ユ
ニット回転時には駆動摩擦部材をテーブルから離して駆
動ユニットを回転させることが考えられるが、そのよう
にすれば構成が複雑になる。

【０００９】好ましくは、上記駆動ユニット支持手段
は、上記駆動ユニットの上記駆動摩擦部材と上記テーブ
ルの上記摩擦結合面との接触部分を通りかつ上記テ−ブ
ルの上記摩擦結合面に垂直である軸を中心に回転可能
に、上記駆動ユニットの上記ユニット本体を支持する。

【００１０】上記構成によれば、駆動摩擦部材とテーブ
ルの摩擦結合面との接触部分と駆動ユニットの回転軸と
は大略一致し、駆動ユニット回転時に駆動摩擦部材がテ
ーブルに作用する回転駆動力の発生を最小に抑え、テー
ブルの回転移動を防止することができる。したがって、
テーブルの位置制御を容易にすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る駆動装置の一
実施形態について、図２および図３を参照しながら説明
する。図２は、駆動装置１０の組み立て斜視図、図３
は、ブロック図である。

【００１２】駆動装置１０は、ベース１２とテーブル１
４（一部を破断して点線で示している）との間に駆動ユ
ニット２０が回転自在に配置され、テーブルは１４は、
駆動ユニット２０の駆動方向に従って、直交する２方向
Ｘ，Ｙに移動するようになっている。

【００１３】すなわち、ベース１２の上面にはＸ方向に
１対のガイド１６が固定され、テーブル１４の下面には
Ｙ方向に１対のガイド１７が固定され、両ガイド１６，
１７により口字状の中間部材１８がＸ，Ｙ方向にそれぞ
れ直進案内されるようになっている。これによって、テ
ーブル１４は、中間部材１８を介して、ベース１２に対
してＸ，Ｙ方向に移動自在に支持されるようになってい
る。

【００１４】駆動ユニット２０は、ユニット本体２２
と、圧電素子２４と、駆動摩擦部材２６とを備える。ユ
ニット本体２２には、圧電素子２４の伸縮方向の一端が
固着結合されている。駆動摩擦部材２６は、球状の本体
部に支持軸２６ａが貫通してなる形状を有し、球状本体
の両側に突出した支持軸２６ａは、その一端が圧電素子
２４の伸縮方向の他端に固着結合され、圧電素子２４の
伸縮方向に移動自在にユニット本体２２によって支持さ
れている。図３に示すように、圧電素子２４は駆動パル
ス発生装置１１に接続され、適宜波形のパルス電圧が印
加されるようになっている。

【００１５】ユニット本体２２は、回転支持部材３０に
よって、ベース１２の上方に回転自在に支持され、駆動
摩擦部材２６がテーブル１４の下面の平面状の摩擦結合
面に適当な圧力で押し付けられて摩擦結合し、駆動力を
伝達するようになっている。回転支持部材３０の回転軸
３０ａは、テーブル１４の下面の摩擦駆動面と駆動摩擦
部材２６との接触部分から法線方向に延在するようにな
っている。このように回転軸３０ａを配置することによ
って、駆動ユニット２０の回転軸と接触部分とは大略一
致し、駆動ユニット２０の回転時に駆動摩擦部材２６が
テーブル１４に及ぼす回転駆動力の発生を最小に抑え、
駆動ユニット２０の回転に伴うテーブル１４の移動を防
止することができる。したがって、テーブル１４の位置
制御を容易に行うことができる。

【００１６】次に、上記構成の駆動装置１０の動作につ
いて、説明する。この駆動装置１０は、回転支持部材３
０を不図示の回転装置によって適宜角度回転させて、テ
ーブル１４を移動させたい方向と駆動ユニット２０の圧
電素子２４の伸縮方向とが一致するようにし、圧電素子
２４に適宜波形のパルス電圧を加えて駆動摩擦部材２６
を往復運動させ、テーブル１４に駆動力を伝達すること
によって、テーブル１４を圧電素子２４の伸縮方向に移
動させることができる。すなわち、駆動パルス発生装置
１１が、たとえば鋸歯状のパルス電圧を圧電素子２４に
印加する場合、圧電素子２４がゆっくり伸びるときに
は、テーブル１４は駆動摩擦部材２６ととともに圧電素
子２４の伸び方向に移動する一方、圧電素子２４が急激
に縮むときには、テーブル１４と駆動摩擦部材２６との
間で滑りが生じ、テーブル１４は慣性力によってそのま
ま移動せず、駆動摩擦部材２６だけが圧電素子２４の縮
み方向に移動する。これの繰り返しによって、テーブル
１４を間欠的に移動させることができる。パルス電圧の
周波数を高くすると、圧電素子２４が伸びるときと縮む
ときとで滑りが生じる状態に変遷していくが、その場合
でも、一方向への滑り量と逆方向への滑り量との差によ
って、結果的に一方向にテーブル１４を駆動することが
できる。この実施形態では、後者のように両方向で滑り
が生じるようにしてテーブル１４を駆動しているが、前
者のように駆動するこも可能である。

【００１７】上記構成の駆動装置１０は、１軸駆動の場
合と同程度の寸法で構成することができる。したがっ
て、この駆動装置１０は、小型かつ簡単な構成で２軸駆
動可能である。

【００１８】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。た
とえば、圧電素子２４の代わりに、電歪素子、磁歪素子
等の他の種類の電気機械変換素子を用いることも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来例の駆動装置の組み立て斜視図である。

【図２】 本発明の一実施形態の駆動装置の組み立て斜
視図である。

【図３】 図２の駆動装置のブロック図である。

【符号の説明】

１０ 駆動装置 １１ 駆動パルス発生装置（駆動パルス発生手段） １２ ベース １４ テーブル １６，１７ ガイド １８ 中間部材 ２０ 駆動ユニット ２２ ユニット本体 ２４ 圧電素子（電気機械変換素子） ２６ 駆動摩擦部材 ２６ａ 支持軸 ３０ 回転支持部材（駆動ユニット支持手段） ３０ａ 回転軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースとテーブルとの間に配置した駆動
   ユニットによってテーブルを移動させる駆動装置であっ
   て、上記駆動ユニットは、駆動パルス発生手段に接続さ
   れて伸縮する電気機械変換素子と、該電気機械変換素子
   の伸縮方向一端が固着結合されるとともに上記ベースに
   支持されるユニット本体と、上記電気機械変換素子の伸
   縮方向他端に固着結合され、上記テーブルに摩擦結合す
   る駆動摩擦部材とを有する、駆動装置において、 上記テーブルは、上記駆動ユニットの上記駆動摩擦部材
   と摩擦結合する平面状の摩擦結合面を有し、該摩擦結合
   面と平行な平面内で移動可能に上記ベースに支持され、 上記テーブルの上記摩擦結合面と平行な平面内で回転可
   能に、上記駆動ユニットの上記ユニット本体を支持する
   駆動ユニット支持手段を備えたことを特徴とする駆動装
   置。
2. 【請求項２】 上記駆動ユニット支持手段は、上記駆動
   ユニットの上記駆動摩擦部材と上記テーブルの上記摩擦
   結合面との接触部分を通りかつ上記テ−ブルの上記摩擦
   結合面に垂直である軸を中心に回転可能に、上記駆動ユ
   ニットの上記ユニット本体を支持することを特徴とす
   る、請求項１記載の駆動装置。