JPS602081A - 回転駆動アクチユエ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転軸等を特に低速で、高精度に、駆動する
回転、駆動アクチュエータに関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の低速回転１駆動装置（は、第１図に示すごとく、
通′帛のモーターの回１匠出力を高い減速比の減速機を
用いて減速するという手／２：ヲ用いていた、。

このような構成では、多段の歯車のｊｌみ合わせを必要
とすることによって部品点数が多くなるだめ装置の小型
軽量化が困難であり、かつ歯車轡構のバックラッシュに
よる回転角速度の誤差が累積されるため、あ寸り精度の
高い回転出力が得られない問題があった。

発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消するものであり、装置
を高精度化、小型軽量化するものである。

発明の構成 本発明は、軸と、萄洞備沖空円筒形状を有し、外周面全
アクチュエータ本体に固定され、内周面全前記軸と間隙
をおいて前記軸と同軸上に配置され、電圧を印加すると
内径が縮小変位して前記軸をクランプする圧電素子Ａと
、鴫伺巷中空円筒形状を有し、外周面を前記アクチュエ
ータ本体と間隙をおき、かつ内周面を前記軸と間隙をお
いて前記軸と同軸上に配置され、電頗を印加すると内径
が縮小変位して前記軸をクランプする圧電素子Ｃと、＃
４件輪中空円筒の形状を有し、外周面を前記アクチュエ
ータ本体と間隙をおき、内周面を前記軸とｍＪ隙をおい
て前記圧電素子Ａと前記圧電素子Ｃの間に前記軸と同軸
上に配置され、前記圧電素子Ａの端面および前記圧電素
子Ｃの端面とそれぞれ相対する端面を接着され、かつ前
記圧電素子Ａおよび前記圧電素子Ｃのいずれとも電気的
に絶縁され、電圧を印加すると周方向にねじれ変位して
前記圧電素子ｃ１周方向に回転させる圧電素子Ｂとから
なり、部品点数が非常に少ないため、装置の小型軽量化
が容易である。寸だ、前記アクチュエータ本体とは別に
設けられた回路による電気信号で、上記３種の圧電素子
の変位を制御することにより前記軸上クランプして回転
１駆動することを繰り返す方式であるため、圧電素子の
わずかな変位を利用して高精度の低速回転出力か得られ
る点できわめて有利である。

実施例の説明 以下に、本発明の一実施例を第２〜４図にもとついて説
明する。図において３ａは圧電素子Ａ１３ｂは圧電素子
Ｊ３ｃは圧電素子Ｃであり、４はアクチュエータ本体、
５は軸である。第２図は実施例の断面図と回路図である
。

第３図Ａは、圧電素子Ａおよび圧電素子Ｃの変位モード
を示し、電界を印加すると圧電素子Ａおよび圧電素子Ｃ
はいずれも内径が縮小変位し、電界全切断するともとの
状態に戻る。第３図Ｂは、圧電素子Ｂの変位モードを示
し、電界を印加すると圧電素子Ｂは、図中の矢印方向に
ねじれ変位する。

第４図は、駆動の過程を示したものである。第４図にお
ける各ステップは、順に下表におけるステップトステツ
プ６に対応する。下表において、１は対応する圧電素子
に対して電界を印加した状態、０は対応する圧電素子に
対して電界を印加していない状態を示す。

表 第４図と上表を参考として、本実施例の駆動過程を説明
する。

まず、ステップ１において圧電素子Ａおよび圧こ 型素子にそれぞれ電界が印加されており、それらの変位
により軸はクラップされている。つぎにステップ２にお
いて圧電素子Ａの電界は切断され、圧電素子Ａは軸を解
放する。ステップ３において、さらに圧電素子Ｂに対し
て電界゛か印加され、圧電素子Ｂはねじれ変位し、これ
に接着された圧電素子Ｃが回転し、圧電素子Ｃにクラッ
プされた軸も回転する。ステップ４で再び圧電素子Ａに
電界か印加され圧電素子Ａおよび圧電素子Ｃによって軸
はクランプされる。ステップ５において圧電素子Ｃの電
界が切断され、軸（は圧電素子へのみてクランプされた
状態となる。ステップ６において圧電素子Ｂの電界が切
断され、圧電素子Ｂ（は、もとの状態に変位し、これに
接着された圧電素子Ｃもステップ３の場合と逆に回転す
るが、この時、軸は圧電素子Ａによってクラップされた
まま回転しない。さらに、再びクラップ１に戻り、以降
上記のステップトステツプ６を繰り返すことにより、軸
は圧電素子Ｂのわずかな変位角度にしたがって回転金繰
り返し、軸から低速回転駆動力が出力されるー。前記衣
のステップにしたがって制御回路を用いて上記の制御を
行なう。

発明の効果 このように、本発明は、圧電素子の微小な変位により、
軸を回転駆動するものであり、多段の歯車を組み合わせ
て高い減速比の減速を達成していた従来の方式に比べて
部品点数が大幅に減少され転角速度の誤差の累積も解消
でき、高精度の極低速回転が得られる点でその効果は犬
なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の低速回転ｊ、にＪｉ動装作の概略説明図
、第２図は本発明の一実施例における回転駆動アクチュ
エータの断面および回路の説明図、第３図Ａは圧電素子
Ａおよび圧電素子Ｃの変位モードを示す斜視図、第３図
Ｂは圧電素子Ｂの変位モートを示す斜視図、第４図Ａ−
Ｆは本発明の一実施例における回転駆動アクチュエータ
の回転駆動の経過を示す説明図である。 １　・・・・電動機、２・・・減速機、３ａ　・−圧電
素子Ａ、３ｂ・・・圧電素子Ｂ、３Ｃ圧電素子、Ｃ，４
−・・・アクチュエータ本体、５　・　ＩＱｂ　０代理
人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２図 第３図 第４図 −４１０−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸と、中空円筒形状を有し、外周面全アクチュエータ本
   体に固定され、内周面を前記軸と間隙をおいて前記軸と
   同軸上に配置され、電圧を印加すると内径が縮小変位し
   て前記軸をクランプする第１圧電素子と、中空円筒形状
   を有し、外周面を前記アクチュエータ本体と間隙をおき
   、かつ内周面を前記軸と間隙をおいて前記軸と同軸上に
   配置され、電圧を印加すると内径が縮小変位して前記軸
   をクランプする第２圧電素子と、儲≠鴫中空円筒形状を
   有し、外周面を前記アクチュエータ本体と間隙をおき、
   かつ内周面を前記軸と間隙をおいて前記第１圧電素子と
   前記第２圧電素子の間に前記軸と同軸上に配置され、前
   記第１圧電素子の端面および前記第２圧電素子の端面と
   相対する端面をそれぞれ接着され、かつ前記第１圧電素
   子および前記第２圧電素子のいずれとも電気的に絶縁さ
   れ、電圧を印加すると周方向にねじれ変位して前記第２
   圧電素子を周方向に回転させる第３圧電素子とからなり
   、前記アクチュエータ本体とは別に設けられた回路によ
   る電気信号で、」１記３種の圧電素子の変位を制御する
   ことにより前記軸をクランプして回転駆動することを繰
   り返すよう構成された回転駆動アクチュエータ。