JPS6081527A - 制動装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ブレーキまたはクラッチ々どに使用される制
動装置に係り、特に高速応答、高精度位置決めが要求さ
れ、かつ小型・軽量化が要求されるシステム、例えばマ
ニプレータや高速プリンタなどのサーボ機構に使用して
、高速応答、高精度位置決めを実現するのに好適なもの
である。

〔発明の背景〕

従来の小型ブレーキやクラッチの構造に関する公知例と
して、電磁石による吸引効果を利用したものがある３、
例えば、ブレーキの場合、ステータはコイルを内蔵し、
ライニングが埋込まれ、静止部に固定されている。動力
軸は磁性体のアーマチュアと板バネを介して、一体とな
っている。ステータ内のコイルに通電すると、磁気回路
が形成され、アーマチュアがステータに吸収されて、動
力軸のトルクがステータに伝達される。ステータは、文
字通シ、回転できないように同定されているので、動力
軸は制動力を受ける。クラッチの場合も原理的にはブレ
ーキと同じであシ、アーマチュアとステータの間にロー
タがアシ、電磁石の吸引によシアーマチュアがロータに
吸引されて、トルクが伝達される構造になっている。

電磁、吸引式のブレーキ、クラッチに共通の問題点につ
いて以下に説明する。

磁気回路を利用したものであシ、′屯磁石の自己インダ
クタンスＬ（Ｈ）と導線の内部抵抗Ｒが存在する。コイ
ル両端の端子電圧Ｖとコイルに流れる電流の間には、次
式が成シ立っ９、 コイルに電流ｉ６を通電して、アーマチュアを吸引する
とき、コイルに流れる電流ｉは、（１）式をｖ（０）＝
　Ｏ、ｉ　（−０１＝ｏの初期条件で解くことにより で与えられる。従って、所定の一流１ｏがコイルに流れ
るには、時定数Ｌ／Ｒ（５ｅｃ）の時間遅れが生じる。

逆に電流を遮断した場合にも同様の遅れが生じる。この
時間遅れが、ブレーキ（クラッチ）の高速応答を妨げる
要因となってくる問題点である。一般に市販の小型ブレ
ーキの場合、〜１００ｍ５　の時間遅れが存在するとい
う問題点があった。

また、通電中の銅損４２Ｂ、や空隙からの漏れ磁束によ
るエネルギ損失が無視できなく、エネルギの利用効率が
悪いという問題点があった。従って必要な摩擦トルクを
得るだめには、コイルの巻数を増やさざるを（Ｑず、ブ
レーキ（クラッチ）の軽量化、小型化を阻害しでいると
いう問題点があった。

また、マニプレータなどでは、前述の時間遅れの為、単
に関節を現在位置に固定する用途にしか用いられでいな
かった。一方、技術の進歩に伴い高速で高精度の位置決
めが要求されるようになシ。

ブレーキを積極的に位置決めに利用することが必要不可
欠となっている。しかし、時間遅れがその利用を大きく
妨げるという問題点もあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高速応答に優姑、小型・軽量で高摩擦
トルクを有する制動装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の制動装置は、圧電素子の電気歪効果に関して、
得られる力が大きく、かつ高速応答が得られることに着
目し、大きな力が得られる積層形の圧電素子をブレーキ
やクラッチなどのアクチュエータとして利用したことに
特徴がある。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１図は、
本発明の主要部を為すブレーキ１の断面を示す図であシ
、第２図は第１図のＡ−Ａ’断面を示す図である。ブレ
ーキ１の主要部は、圧電ユニット２と円板３とから構成
されている、圧電ユニット２は、第２図に示すように、
ハウジング４の内面に円周上に２ケ配置されている。円
板３はブレーキ１の中心軸を通る軸５に固定されでいる
っ軸５は２つの軸受６を介して、ハウジング４に支持さ
れている。圧電素子ユニット２の内部にはライニング７
が内蔵されている。２イニング７の一部は、圧電素子ユ
ニット２から外部に出ており、その端面は、円板３０面
と平行である。ライニング７と円板３の間には空隙が存
在する。圧電ユニット２の内部は、第３図に示すように
、圧電素子８の両面に電極９ａ’、９ｂを付け、圧電素
子８を多層化しｆＣＭ層型圧型圧電素子１０蔵されてい
る。

積層型圧電素子１０の一端はハウジング４に接している
。ライニング７は、ハウジング１１と摺動可能なように
支持されており、ハウジング１１との間に挿入されたば
ね１２によって、積層型圧１ｈ素子１０の他の一端と密
着している。ばね１２は。

積層型圧電素子１０の変位が、それと密着しているライ
ニングに確実に伝える役目をする。電極９ａは直流電源
１３の＋側に、接続されている。

一方、電極９ｂは、直流電源１３の一側に接続されてい
る。各電極は、＋、−と交互に接続されておシ、隣接す
る圧電素子８に加わる電界の方向が、互いに反対方向と
なるように構成されている。

次にブレーキの動作原理について説明する。直流電源１
３を用いて、圧電素子８０両端に電圧を印加すると、電
気歪効果（詳しくは後述）によって、その両端の長さが
伸び、ライニング７を押す。

押されたライニング７は移動し、円板３に押しつけられ
、軸５のまわりの摩擦トルクが発生する。

この摩擦トルクをブレーキの制動トルクに利用する構造
になっている。一方、直流電源１３からの電圧を遮断す
ると、圧電素子８の両端の長さかもとの長さに戻る。ラ
イニング７は、ばね１２によって押し戻され、円板３と
の間に空隙が生じ、摩擦トルクはゼロとなる。

次に、圧電素子８の基本原理について説明する。

第４図に示すように圧電素子８の両面に電極９ａ。

９ｂを付ける。電極に電圧■。を印加して、矢印の方向
に電界Ｅを生ぜしめると、圧電素子の内部で分極が起シ
、圧電素子が変形する。これは電気歪効果と呼ばれる。

応力ゼロの状態で単位電界を与えたとき、その際に生じ
る歪γは、次式で与え。

られる。

但し、ｋ：電気機械結合係数 ε：誘電率 Ｙ：ヤング率（Ｎ／ｍＪ 圧電素子８を第３図に示すように積１−構造とし。

電極９ａ、９ｂを交互に配置するようにして、１組の積
層型圧電素子３としたときの変位量ΔＸ′は Δｘ’　＝ｎ　γｔ　［ｍ：］　・・・（４）但し、ｎ
：圧電素子の積層された枚数。

ｔ：圧電素子一枚の厚さ で与えられる。

従って、電極９ａと９ｂの間に′電圧ＶＯを印加したと
き、定常状態で得られる積層型圧電素子１０の先端の笈
位諷ΔＸは、次式で与えられる。

Δｘ　＝　ｎγＶｏ　・・・（５） また、１枚の圧’ｔｌＪ、素子の静電容置Ｃは次式で与
えられる。

Ｃ＝ε、ｅ、Ｓ／ｄ　″（Ｆ）　・・・（３）但し、ε
、：圧電素子の比誘電率 ε。：真空の誘電率（＝８．８５４ｘｌ’０−１２Ｆ／
ＩＴＩ）Ｓ　：圧電素子の表面積（＝２） ｄ　：圧電素子の厚み　（１ｎ） 実際には、第４図に電源Ｖの内部抵抗Ｒ１＋圧電素子内
部に蓄えられた電荷を放電するだめの放電抵抗Ｒ２を考
慮する必要がある。圧電素子ｌをコンデンサとみなした
ときの等軸回路を第５図に示す。

スイッチ３Ｗを−ａＯＩｌｌに入れたとき、圧電素子Ｃ
は、充電される。圧電素子の電極間の電圧Ｖは、次式で
与えられる。

Ｖ（ｔ）＝Ｖｏ　（１ｅ−用）　・・・（４）同様にス
イッチＳＷをｂ側にいれたときの、圧電素子の′電極間
の電圧Ｖ（ｔ）は、 Ｖ　（ｔ）＝　Ｖｏ　ｅ　ＣＲｘ　−［５）いずれの場
合も、時定数ＣＲ＋、　＋　ＣＲ２（ｓｅｃｌなる時間
遅れが生じる。一般に電源の内部抵抗は放電抵抗Ｒ２に
比して小さいので Ｃ［Ｌ２　＞＞　Ｃル、　・・・（６）が成り立つ。

ジルコン、チタン酸鉛を主成分とした直径１０φ、厚さ
０．２５ｍｍの圧電素子を１５０枚積層型圧電素子に、
電圧Ｖｏ　＝１０００Ｖを印加したときの変位量ΔＸは
　ΔＸへ１１０μｍ となる。但し、ε、−６０００．Ｙ＝６ｘｌＯ’°Ｎ／
ｍ２ｋｔ＝０．８として、（５）式からめたつこのとき
に得られる力は、実験により数に９の力が得られ□こと
が知られでいる。

このとき、８を層型圧電素子の静電容量Ｃは、（３）式
を用いて　Ｃ＝２．５　ＣμＦ〕　となる。

従って放電抵抗Ｒ２を数十Ωに選べは、時定数は数十〜
白μＳとなり、電磁式の時間遅れに比して、数十〜６倍
小さく、時間応答に優れていることがわかる。

次に、圧電素子をクラッチに利用した一実施例について
説明する。第６図は、クラッチ１４の断面を示したもの
である。クラッチ１４の内部には、圧電ユニット２がそ
のハウジング１５の内面に円周上に４ケ配置されている
。第３図で示したライニング７に代シ、軸受１６が積層
型圧電素子１゜に密着ぜれている。軸受１６の内部には
、球１７が滑らかに回転できるように内蔵はれでいる。

球１７の一部は、軸受１６から露出しておシ、ライニン
グ１８に接している。軸２０はクラッチ１４の中心軸を
通シ、軸受２５′ｆｃ介して、ハウジング１５に対して
回転できるように支持されている、軸２０の先端には、
円板２１が固定されている。

円板２１の面の周囲には、止メ具２２が４ケ固定されて
おシ、ライニング１８の４ケの穴を通しである。ライニ
ングｌは、止メ具２２に対して円滑に摺動できるように
なっており、円板２１との間にあるばね２３によって、
球１７に押しつけられている。ライニング１８は、軸２
０のトルクが、止メ具２２を介して伝達爆れるようにフ
１っでいる。

軸２４は、クラッチ１４の中心軸を通シ、軸２０に対向
した位置に軸受２５を介して回転できるように支持され
ている。クラッチ１４の内部にある軸２４の一端には、
中央が窪んだ円板２６が固定されている。

次に動作原理について説明する。前述のように積層型圧
電素子１０に直流電源】３によって電圧を印加すると、
積層型圧電素子１００両端の長さが伸び、軸受１６の先
端にある球２２が変位する。

球２２の変位に応じて、ライニング１８が軸方向に変位
し、円板２６に密着し、軸２０から軸２４にトルクが伝
達される。逆に、積層型圧電素子１０に印加していた電
圧を遮断し、積層型圧電素子１０に充電されていた電荷
を放電させると、積層型圧電素子１０の両端の長さは元
に復し、球１７も元の位置に復する。この結果、ライニ
ング１８はばね２３に押され、円板２６との間に空隙が
生じて、軸２０と軸２４のトルク伝達が通断される。

本実施例の特徴は、トルクを伝達するライニング１８と
圧電ユニット２とが、球軸受１６を介して圧電素子の変
位を伝えることにある。したがって圧電素子がハウジン
グ上に固定できるという効果がある。

一変形例として、第９図に示すように、軸２゜上に固定
しても同様にクラッチを構成できる。すなわち、クラッ
チ１４の内部で、軸２ｏの一端に固定された台座２７上
に、圧電ユニット２を円周上に配置して、固定しである
。圧電ユニット２の一部から露出しているライニング７
はライニング１８に固定されている。ライニング１８の
一面には、突起２８が固定されておシ、この突起２８が
台座２７にある穴と滑らかに摺動するように嵌合しであ
る。圧電素子の変位が、ライニング１８に伝えられ台座
２７に対して、相対変位するように構成されている。台
座の他の一面には、リング状の電極２９．３０が、同軸
上に互いに絶縁されて固定されている。

各々の電極２９．３０は、圧電素子ユニットの十電極、
−電極に導線３４．３５を介して接続されている。一方
、ハウジング１５には、絶縁体３１が固定されている。

絶縁体３１には、電極３２．３３が固定されている。電
極３２．３３は、台座２７の回転に対して常に電極２９
．３０とそれぞれ接触するように構成されている。電極
３２゜３３を導線３４．３５を介して電源に接続するこ
とによシ、軸２０の回転に無関係に圧電ユニット２に供
電できるように構成されている。本実施９１１では、圧
電ユニット２が軸２０に固定され、軸２０と共に回転で
きるので、圧電ユニット２とライニング１８とが固定で
き、圧電素子の変位がライニング１８に正確に伝える効
果がある。

本ブレーキ及びクラッチを通用しだ一実施例について以
下詳細に説明する。

第１０図に示されるマニプレータ４０は、腕モジュール
４１ａ〜４１ｆ及びグリッツく４２が連結された構造で
あり、その末端である腕モジュール４１ａが基部４３上
に連結された構造になっている。基部４３は走行車４４
に搭載されておシ、マニプレータ４０を任意の作業現場
に搬送可能なように構成されている。腕モジュール４１
８〜４１ｆは全て同一の構造でｓｂ、第１１図に示され
る腕モジュール４１ｂを例にとってその構造を説明する
。腕モジュール４１ｂは、腕部４５ｂと関節部４６ｂと
から構成されておシ、関節部４６ｂが腕部４５ｂに対し
て関節軸４７ｂを中心に回転可能なように結合されてい
る。腕部４５ｂの内部の中心には、動力軸４８ｂが１、
その両端には傘歯車４９ｂ、５０ｂが結合されている。

傘歯車５１ｂは、関節軸４７ｂに結合式れておシ、傘歯
車５０ｂと噛み合っている。腕モジュール４１８〜４１
ｆは、第１０図に示されるように、互いに隣合う関節軸
４７ａ〜４７ｆが直交するように結合されている。先端
の腕モジュール４１ｆの関節部４６ｆは、グリッパ４２
に結合されている。連結された腕モジュール４１ｆの内
部に通っている動力軸４’８８〜４８ｆは、傘歯車４９
ａ　〜４９ｆ、５０１〜５Ｏｆ、５１８〜５１ｆを介し
て、連結されている。モータ５２は、基部４３内に収納
されておシ、その出力軸５３の一端には傘歯車５４が結
合されている。傘歯車５４は傘歯車５５と傘歯車４９ａ
と噛み合っておシ、モータの出力軸５３の回転が動力軸
４８ａに伝達される。この回転は、全ての動力軸４８８
〜４８ｆに伝達される。

制御装置５６は双方向性の信号線として、アドレスライ
ン５７とデータライン５８を有し、その他にモータ出力
線５９とエンコーダ信号線６０を有する。アドレスライ
ン５７とデータライン５８は、基部４３を経由して、腕
モジュール４１ａ〜４１ｆ及び４２に接続されている。

モータ出力線５９とエンコーダ信号線６０は、基部４３
内にあるモータ５２とエンコーダ６１に各々接続されて
いる。

次に腕モジュール４１ｂについて、第１２図を用いて詳
細に説明する。腕部４５ｂの一端の内側の側面は円錐形
をしてお９．１だ関節部４６ｂの一端の側面も円錐形を
しておシ、互いの円錐面を嵌合させた場合に、両日錐面
が密着するように同一の円錐面構造を有する。、腕部４
５ｂの一端は、関節部４６ｂと同一の形状の腕モジュー
ル４１ａの関節部４６８とその円錐面で結合されている
。

また、関節部４６ｂの一端は腕部４６ｂと同一形状の腕
モジュール４１Ｃの腕部４５Ｃとその円錐面で結合され
ているう動力軸４８ｂは、軸受６２ｂ６３ｂによって腕
部４５ｂに支持されている。動力軸４８ｂの一端には傘
歯車４９ｂが固定されている。動力軸４８ｂの他の一端
には傘歯車５０ｂが結合されている。また、軸６４ｂは
腕部４６ｂの一端にアシ、動力軸４８ｂと直交して、２
つの軸受６５ｂによって腕部４５ｂに支持されている。

傘歯車５１ｂは、関節軸６４ｂに固定されており、傘歯
車５０ｂと噛み合っている。傘歯車５１ｂと同一の構成
をした腕モジュール４１ａの傘歯車５１ａは、草歯車４
９ｂと噛みあっている。傘歯車４９ｂと同一の構成をし
た腕モジュール４１Ｃの傘歯車４９Ｃは、傘歯車６５ｂ
と噛み合っている。関節軸４７ｂは軸６４ｂと同心軸上
にあシ、その一端は関節部４６ｂに固定され、軸受６６
ｂによって腕部４５ｂに支持されている。棟だ、関節部
４６ｂは軸受６７ｂによって腕部４５ｂに支持されてい
る。軸受６６ｂと関節軸４７ｂの細心は、一致しており
５関節部４６ｂが関節軸４７ｂを軸心として回転可能な
ようになっている。クラッチ１４ｂとブレーキ１ｂは、
関節軸６４ｂの近傍の腕部４５ｂに装着されている。ク
ラッチ１４ｂとブレーキ１ｂは本発明の主要部を構成す
る部分であシ、各々の構造は既に述べたとおシである。

軸６４ｂはクラッチ１４ｂの回転軸となっている。

関節軸４７ｂはブレーキ１ｂの回転軸と７よっている。

クラッチ１４ｈとブレーキ１ｂのそれぞれの回転軸は同
軸上に結合されている。

アドレステコータ゛６８ｂ、関節制御回路６９ｔ）は、
腕部４５ｂに装着されている。アドレステコータ゛６８
ｂＩｌ−ｊ：、アドレスライン５７ｂと接続されており
、まだ制御線７０ｂを介して関節制御回路６９ｂに接続
されている。関節制御回路６９ｂは、データラづン５８
ｂと接続されており、クラッチ出力１１７１ｂとブレー
キ用出力線７２ｂを介して、各々クラッチ１４ｂとブレ
ーキｌｂに接続されている。アドレスライン５７ｂ及び
チータライン５８ｂの一端には、端子７３ｂが接続され
ており、他の一端には端子７４ｂが接続されている。端
子７３ｂは腕部４５ｂ内の関節部４６ａとの結合面上に
固定されている。端子７４ｂは関節部４６ｂ内の腕部４
５Ｃとの結合面上に固定されている。

端子７４ｂは、端子７３ｂと恢合可能な構造を有し、端
子７３ｂと同一構造の腕モジュール４１Ｃの端子７３ｃ
と結合されている。同様に端子７４ｂも端子７４ｂと同
一構造の腕モジュール４１ａの端子７４ａと結合されて
いる。

次に、クラッチ１４ｂとブレーキ１ｂとが一体となった
機構部について第１３図を用いて説明する。ブレーキ１
ｂのハウジング４ｂは、脚部４５ｂの関節軸４７ｂの近
傍の内面に固定されている。

軸受６６ｂはハウジング４ｂを介し１、腕部４５ｂに固
定されている。関節軸４７ｂは、ブレーキ１ｂの軸を兼
ねている。円板３ｂは、関節軸４７ｂに固定されている
。関節軸４７ｂは、軸受６６ｂと７５ｂとで支持されて
いる。クラッチ１４ｂのハウジング１５ｂは、ブレーキ
１ｂのハウジング４ｂに固定されている。クラッチ１４
ｂの内部にある円板２６ｂは、関節軸４７ｂの一端に固
定されている。軸６４ｂは、軸受６５ｂの他に、ハウジ
ング１５ｂに固定された軸受７６ｂに支持されている。

円板２１１）は、軸６４ｂの一端に固定されている。ブ
レーキ１ｂ、クラツチ１４ｂの詳細な構造、動作原理に
ついご、すでに述べであるのでここでは説明を省略する
。

以上、腕モジュール４１ｂの構成と隣接する他のモジュ
ール４１ａと４１ｃとの結合構造について述べたが、他
の腕モジュール４１ａ、４１ｃ。

４１ｄ、４１ｅ、４１ｆについても全く同一の構造であ
る。但し、腕モジュール４１ａと基部４３との結合構造
、及び腕モジュール４１ｆとグリッパ４２との結合構造
は除く、これらについても形状は異なるが結合要素など
基本的（１１４造は同一である。すなわち、腕モジュー
ル４１ａと基部４３との結合部は、腕モジユール間の結
合と同じ構造であシ、第１４図に示すように腕部４１ａ
と腕部７７とが円錐面で結合する構造である。腕部７７
は基部４３に固定されており、軸受７８．７９によって
軸８０を支持している。台座８１はモータ５２と基部４
３とを結合している。傘歯車５５は軸８０に固定されて
おシ、前述のように傘歯車５４．４９８と噛み合い、モ
ータ５２の動力を動力軸４８ａに伝達している。端子８
２は腕部７７の一端の底面に装着されており、端子７３
ａと接続している。アドレスライン５７．データライン
５８は、端子８２に接続されている。

グリッパ４２は、第１５図、第１６図に示すように腕モ
ジュール４１ｆの関節部４６ｆの先端と結合している。

第１６図の断面部は第１５図のＡＡ／断面を表わす。傘
歯車８３は動力軸８４の一端に固定されておシ、傘歯車
５１．　ｆと噛み合っているｎ動力軸８３は軸受８５を
介してハウジング８６に固定されている。その出力軸８
７は、ブレーキ１ｇはハウジング８Ｂを介してハウジン
グ８６に固定さ７している。クラッチ１４ｇ、プ１／−
キ１ｇの構造、動作の詳細はすでに述べた通シであるの
で説明は省略する。傘歯車８９は出力軸８７の先端に固
定されており、歯車９０．９１と］Ｗみ合っている。歯
車９０ａ、９０ｂは軸受９１を介してハウジング８６に
固定された軸９２に支持されておシ、傘歯車と平歯車と
が同軸上に一体化した構造になっている。傘歯車の部分
は共に傘歯車８９と噛み合っておシ、平歯車の部分はそ
れぞれ平歯車９３ａ、９３ｂと噛み合っている。平歯車
９３ａ、９３ｂはそれぞれ軸９４ａ、９４ｂに固定され
ている。軸９４ａ、９４ｂは軸受９５を介してそれぞれ
ハウジング８６に固定された軸９６ａ、９６ｂに支持さ
れている。リング９７ａ。

９７ｂはその一端がそれぞれ軸９４ａ、９４ｂに固定さ
れており、他の一端は軸受９８を介してそれぞれ指材９
９ａ、９９ｂに支持されてい６゜リンク１ｏｏａ、ｔｏ
ｏｂはその両端に軸１０１゜１０２がそれぞれ固定され
ており、軸受９８ｆ：介してそれぞれ指材９９ａ、９．
９ｂに支持されており、また、軸受９５を介してハウジ
ング８６に支持されている。リンク９７ａと１００ａ並
びにリンク９７ａと１００ｂは、共に平行四辺形リンク
を構成しており、それぞれに軸９４ａ、９４ｂの回転に
よって指１’９９ａ、９９ｂが平行に動くように構成さ
れている。この指材の動きによって、物をつかんだり、
はなしたりできるように構成されている。すなわち、動
力軸８７０回転に伴って傘歯車８９が回転し、これと噛
み合う歯車９０ａ。

９０ｂが互いに反対方向に回転する。これらの歯車９０
ａ、９０ｂと噛み合う平歯車９３　ａ　、　９３ｂも同
様に互いに反対方向に回転する。さらに軸９４ａ、９４
ｂも同様に回転するので、指材９９ａ。

９９ｂはその面１０３ａ、１０３ｂが平行状態を保ちな
がら、互いに近づくかまたは離れる方向のいずれか一方
向に動く。この方向は動力軸８７の回転方向に依存する
。動力軸８７が紙面の右からみて時計方向に回転した場
合、指材９９　ａ　、　９９ｂは互いに離れる方向に動
き、反時Ｉｉｔ方向に回転した場合には互いに近つく方
向に動く。この動力軸８７の動力は、動力軸４８８〜４
８ｆ、傘歯車４９２〜４９ｆ、５０ａ　〜５０ｆ、５１
ａ　〜５１ｆ。

５４．５５．８３を介して、モータ５２が供給している
。

制御装置５６は第１７図に示すように、７ケの関節角指
令回路１１０３〜１１０ｇと時分割制御回路１１１とを
有し、両者がチータライン１１２で接続された構成とな
っている。ここに、開所ｊ角指令回路１ｉｏａ〜１１０
ｆはぞれぞれの末尾の英文芋が対応する腕上ジュール４
１のｌ’！１節位置を指令するものである。関節角制御
回路１１０ｇはグリッパ４２の指の開開位置を指令する
ものである。なお、第１５図、第１６図に図示されてい
ないアドレスコード６８ｇと関節位置制御回路６９ｇ及
びそれに伴う悟号純は、全てグリッパ内に収納されてい
る。

第１７図はマニプレータ４０の１ｔｉｌＪ御系の全体構
成全庁したものである。ここでは個々の要素の内存及び
動作原理について、１５１明・ｊ−’＋）　。

ある瞬間におけるマニプレータ４０りどりうるべき姿勢
は、谷関節角の指令値の形で関節角指令回路１１０ａ〜
ｉｘｏｇ〃・ら出力される。各関節角指令回路１１０ａ
〜１１０ｇ〃１ら出力ΔＩｔだ信号は時分割制御回路１
１１に人力される。時分割制御回路１１１は、各腕モジ
ュール４１８〜４１ｆ及びグリッパ４２のアドレスコー
ドＡｃと関節制御データＤＣをそれぞれアドレスライン
５７とデータライン５８に一定周期で１１次出力される
。

必要なアドレス信号のｂｉｔ数にはマニプレータの動作
自由度をｎとして次式で与えられる。

ｋ〉ｔｏｇ２　（ｎ＋１　）　・（７）この例のように
、動作自由度０が、ｎ　＝　７の場合に必要なアドレス
ｂ目数には ｋ〉３　・・・（８） でなけれはならない、。

ｋ＝３の場合、冗長アドレスが存在しないので、１（−
４として冗長アドレスを設け、関節数の増大に対するフ
レキシビリティを高めている。各腕モジュールに対する
アドレスコードは例えば表１のように決め乙。本例の場
合、増設用アドレス数は８あシ、最大２’−１＝１５ま
で動作自由度をとることができる。もし１６以上のＩψ
１作目作目山岳要な場合は、（７）式を満足するように
アドレスｂｉｔ数を決めればよい。

表１ 一方、アドレスデコーダ６８は第１８図に示すように、
アドレス設定回路１１３．バッファ１１４と論理積回路
１１５とから構成される。アドレス設定回路１１３はそ
の内部にある複数個のスイッチを０Ｎ１０１”Ｆするこ
とで固有のアドレスｂｉｔパターンＡＭを出力できるよ
うになっておシ、信号ライン１１６を経由して論理積回
路１１５に入力できるように接続されている。バッファ
１１４はアドレスライン５７に接続され、信号ライン１
１７を介して論理積回路１１５に接続されている。論理
積回路１１５の出力は制御線７０に出力される。

アドレス・コードＡｃが時分割回路１１１からアドレス
ライン５７に出力されると、バッファ・１１４にストア
され、制御線１１７を介して論理積回路１１５に導かれ
る。論理積回路１１５では、アドレスｂｉｔハターンＡ
ＭとアドレスコードＡｃの論理積が演算され、その出力
Ｓは のｂｉｔ信号を制御ｆｆＭ７’Ｏに出力する。

本実施例では、各モジュールに対するアドレスｂｉｔパ
ターンＡＭは表１のように各アドレス設定器１１３を設
定しである。

関節制御回路６９は第１９図に示すようにデータライン
５８と信号線１１８，１１９とが接続されたバッファ１
２０と信号線１１８，１２１と制御線７０とが接続され
たＡＮＤ回路１２３と信号線１１９，１２２と制御線７
０とが接続されたＡＮＤ回路１２４と、信号線１１９，
１２２と制御線７０とが接続されたＡＮＤ回路１２４と
信号＃１１２１，１２２と７１．７２とが接続されたド
ライバ１２５，１２６から構成される。データライン５
８に出力された２　ｂｉｔのデータＤａのｂｉｔパター
ンを Ｄｃ　＝（ｄｃ　、ｄＲ）　−αＵ） とする。但し、 ｄｃ：クラッチ１４の制御信号 ｄＢニブレーキ１の制御信号 ｄｃ、ｄｍはそれぞれ次の意味をもつ。

制御信号ｄｃ、ｄＢは信号線１１８，１１９を介してＡ
ＮＤ回路に導かれ、制御信号Ｓと論理積がとられる。Ａ
ＮＤ回路１２３の出力が１のときドライバ９３はクラッ
チを接続するように制御し、ドライバ９４はブレーキ１
を解放するように制御する。但し、制御信号ｄＢとｄ。

がバッファ１２０から出力されるタイミングについては
、第２０図に示す通シである。すなわち、制御信号ｄ。

は、制御信号ｄＲが０”から１”に移行した後、ある遅
延時間を経て°゛０″になるように制御され、制御信号
ｄＢは制御信号ｃｉｃがＬＬ　ｏ１７がらゝ゛１”に移
行した後、ある遅延時間を経て′０”になるように制御
される。これは、動力を関節軸４７に伝達して、位置決
めする際に、クラッチ１４のずベシの影響を最小化する
ためである。

以上述べた関節制御回路６９の動作をまとめると次のよ
うになる。

Ｓ＝１かつｄｃ＝１（信号線１１８上）→クラッチＯＮ
（接続） Ｓに１かつｄａ＝１（信号線１１９上）→フレー上０Ｆ
Ｆ（解放） 上記以外のときクラッチ（１″１・゛（解放）ブレーキ
ＯＮ（制動）となる。

従ってアドレスライン５７上に出力されたアドレスコー
ドＡｃＫ該当するアドレスパターンＡＭをもつ腕モジユ
ール内の関節制御回路のみが、有効となあ。データライ
ン５８上に出力されたデータＤｃに応じて、該当モジュ
ール４１のブレーキ１１クラツチ１４が動作し、七−夕
５２のトルクが動力軸４８を紅て、該当関節に伝達され
る。この結果該当関節４７の曲節角が変化する。

関節角の現在値ＰＣは次のようにして算出される。アド
レスコードＡｃが確定後、関節角現在値Ｐｃが関節角指
令制御回路１１０内にあるメモリからアクセスされ、デ
ータライン１１２を経由しで１時分割制御回路１１１内
にあるメモリにストアされる。同時に関節角現在位置Ｐ
ｃが信号線１２７を経由して、カウンタ１２８に書きこ
まれる。カウンタ回路１２８には、エンコーダ６１の出
力パルスが信号線６０を経由して入力される。

入力されたパルスは、カウンタ回路１２８内で加減算が
実行される。このとき、エンコーダ６１の回転方向に応
じて、パルスを加算するか減算するかが決まる。ここで
ｅユ、エンコータ６１の軸が時計方向に回転したときを
力ｕｉ力方向する。従って、時分割制御回路１１１から
カウンタ回路１２８に現在値Ｐｃが簀き込まれると、そ
の後アドレスコｔ’　Ａ　ｃが変化し、時分割回路１１
１からカウンタ回路１２８にテークが再書き込みされな
い限シ、常にいま選ばれている関節モジュールの関節角
の現在値ＰＣをカウンタ回路１２８は示している。

いま選ばれている関節の制御時間Ｔａが終シに近づき、
時分割制御回路１１１から関節制御回路６９にブレーキ
制御信号ｄ！＋を１とする信号が出力された後、該当関
節軸が静止すると、時分割制御回路１１１はカウンタ回
路１２８からデータを読み込み、信号線１１２を経由し
て、該当関節角指令回路１１０内のメモリに現在値Ｐｃ
を書き込む。その後、アドレスコードＡｃは別の関節を
選ぶために変化する。アドレスコードＡｃは、基部４３
に近い関節軸４７から順次選ばれ、時間”ｌ′ａだけ保
持される。時間Ｔ（＋ｄは関節モジュール間では必ずし
も等しくない。一度ある関節モジュールが選はれてから
、再び選ばれるまでの周期Ｔは一定である。

次に、関節角の位置決め制御法について説明する。ここ
では、ある関節について、アドレスコードＡＭがアドレ
スビットパターンＡｃと一致しているときについて説明
する。何故ならば％ＡＭとＡｃとが異々つているとき、
その関節軸４７はブレーキ１で腕部４６に固定されでい
るからである。

関節角現在値Ｐｃは、一定サンプリング周期ｔｏでカウ
ンタ回路１２８から時分割制御回路１１１に読みこ１れ
、時分割制御回路１１１内のメモリ１３０に書きこまれ
る。

但し、　ｔ　ｏ　＜＜　’Ｉ’　・・・（２）である。

一方、関節角指令値Ｐ、は、関節角指令回路１１０から
時分割制御回路１１１に読みこまれ、メモリ１３０に曹
きこまれる。

時分割制御回路１１１の内部では、保持時１ｎ１１１ｄ
の間欠の演算が実施される。

偏差ε ｇ　＝ｐ　、　−Ｐ　Ｃ−（１４） の大きさによって、モータ５２の出力τを次のように決
める。

但し、 τ０　；モータ５２の最大トルク ｋ　：比例定数 ε０　：偏差しきい値 また、ブルーキ及びクラッチの制御信号であるデータＤ
ａは 但し、εｌ　：最小許容偏差くε０ 偏差しきい値ε０を小さく選ぶと、糸はバング−バンク
（Ｂａｎｇ−Ｂａｎｇ　）制御系となり、制御系が理想
的な２次遅れ系の場合には最短時間制御系となる。しか
し実際の制御系は２次よシ高次であるため、高次項の影
響が現われて、目標の位置精度が得られないばかシか、
糸が発振やリミットサイクルが起こシ、安定な制御系を
構成できなくなる。そこで、偏差εがある程度小さくな
ると、制両系をバング−バング制御系から通常の線形制
御系に９ノリ替えて、系の安定化をはかる（ε！〈１ε
１〈ε０）。しかし、高速応答でかつ高精度位置決めを
実現するには上記の方法だけでは難しい。

そこで、偏走εが必要とする最小許容偏差ε！内になっ
たとき、（ｉ’Ｊらかの手段で強制的に制動をかければ
、さらに高速応答、尚精度位置決めを実現できる。この
強制的制動手段には、冒速応答を要求される。本実施例
では、第３図に示した圧電素子１０をブレーキに用いで
あるので、従来のものでは実現できなかった高速応答を
有する制動手段を肩している。従って、開角〕角の高速
でかつ高精度の位置決めが可能になる。

なお、本実施例では各回路に供電する′屯源腺は明示し
ていないが、１０リイ卸装置５６内にある図示されてい
ないｈｔ源により、図示されていないＫｍラインを社で
各回路に供給されていることはいうまでもない。

以上眸述したように本失施ｆｊｕによれば、１本の動力
軸によって、値数の関節角を高速、高精度に位置決めで
きる効果がある。

次に本鈍明の他の実施例について説明する。

第２１図は、形状ム己憶付金をアクチュエータに用いた
マニプレータ１５０の外観を示したものである。マニプ
レータ１５０は基部１５１に搭載されている。マニプレ
ータ１５０ば％４ヶの腕部１５２ａ　〜１５２ｄと３ケ
の筋肉部１５３ａ〜１５３Ｃとが交互に連続した構造と
なっている。

筋肉部１５３ａ　〜１５３Ｃの中心には軸１５４ａ〜１
５４Ｃがそれぞれ通っている。軸１５４ａ〜１５４Ｃは
、基部１５１に近い一端がそれぞれ腕部の中心に固定さ
れている。他の一端には球継手１５５が接続されており
、腕部１５２ｂ〜１５２ｄが軸１５４ａ〜１５４Ｃに対
してｌｉら力・に、かつ自在に回転できるように軸１５
４８〜１５４ｃが他の腕部１５３ｂ〜１５３Ｃを支持し
ている。また、筋肉部１５３の内部には、コイルはね１
５６が４本あシ、隣接する腕部１５２ａと１５２ｂ。

１５２ｂと１５２Ｃ，１５２ｃと１５２ｄをそれぞれ接
続している。コイルばね１５６の材質は形状記憶合金で
ある。形状記憶合金には、たとえばＮｉ−’ｌ’ｉ合金
がある。

以下、腕部１’５２　ｂ　、筋肉部１５３ｂとル・４部
１５２Ｃを用いてマニプレータ１５０の構造について説
明プる。

腕部１５２Ｃの基部側の一面には、球継手１５７ｂのホ
ールタが、球帖手１５５ｂの中心を中心点とする点対称
の位置に４り゛固定されている。

球維手１５７ｂのホールイマ］シャンク１５８ｂには、
タイミンクヘルド１５９ｂが接続されている。すなわち
、タイミングベル）１５９ｂの両端は、球継手１５５ｂ
ｉ中心点とする点対称の位置にある２つのホール付ンヤ
ンク１５８ｂが接続されている。夕／Ｉεンダベルト１
５９ｂは、腕部１５２ｂの内部に支持され−Ｃいる２つ
りグー！Ｊ　１６　Ｑ　Ｌ）を辿っており、両プーリの
ｌ１ＩＪでｌ車１６１ｂで噛みあっている。ブレーキ１
は腕部１５２　ｂ　ＶＣ固定されており、その出力軸に
は歯車１６１ｂが固定されている。球継手１５５ｂの球
には、軸１５４ｂの他に、軸１５４ｂの反対側にシャン
ク１６２ｂが固定されている。位置センサ１６３　ｂ　
ｉ’ｉ腕部１５２Ｃに固定されている。半リング状の部
材１６４ｂはその一端が位置センサ１６３ｂの出力軸に
固定されている。他の一端は、位置センサ１６３ｂの出
力軸と同軸上に、しかもその出力軸が滑らかに回転でき
るように支持されている。半リング状の部材１６４ｂは
中央付近に切シ込みがアシ、シャンク１６２ｂが通って
いる。この切り込みは、軸１５４ｂが紙面内の上下方向
に動いた場合には、軸１５４ｂの動きは部材１６４ｂを
介して位置センサ１６３ｂの軸に伝わらない。し刀・し
、軸１５４ｂが紙面に垂直な方向に動いた場合には、軸
継手１５’７ｂと１５５ｂを通る軸のまわりの軸１５４
ｂの回転角が、部拐１６４ｂを介して位置センサ１６３
ｂの軸に伝えられ、軸１５４ｂの回転角が位置センッ１
６３ｂに恢出芒れる構造になっている。腕部１５２ｂ、
１５２Ｃ及び筋肉部１５３ｂは、ｋ４２２図の紙面に垂
直の断面構造も、第２２図と同一の構造をしでいる。従
って、腕部１５２Ｃは、腕部１５２ｂに対して、紙面に
垂直な方向と１紙面内の上下方向に動くことができる。

コイルばね１５６ｂの両端には、図示していない電線が
接続されておシ、電流を６１コすことでコイルばね１５
６ｂをジュール加熱するように構成されている。

以上の構成は、他の腕部、筋肉部に対しても大きさが異
なるだけで同一である。

ブレーキ１は、本発明の主要部をなすものであシ、第２
３図に示すように、アクチュエータに圧電ユニット２を
用いている。すなわち、軸５は軸受６を介して、ブレー
キ１の・・ウジング４に支持されておシ、ブレーキ１の
中心軸のまわυに滑らかに回転できるように構成されて
いる。円板３は、ブレーキ１の内部の軸５上に固定され
ている。４ケの圧電ユニット２は、第２４図に示すよう
に押え板１７０を介してハウジング４に固定されている
。ライニング７は、ブレーキ１０半径方向に滑らかに摺
動できるようにハウジング４に支持されている。ライニ
ング７はけね１７１によって圧電ユニット２に密着され
ており、圧電ユニット２の先端の変位が伝達されるよう
に構成されている。

圧電ユニット２に岨圧を印加すると、圧電ユニット２の
先端が変位し、円板３の側面とライニングが密着し、軸
５に加わるトルクが２イニング７に伝達されるえその結
果、軸５には制動トルクが生じる。

次にマニプレータ１５０の動作原理について説明する。

最初に形状記憶合金の動作原理について説明する。形状
記憶合金はあらかじめ転位点以上に加熱し、形状を記憶
させておくと、冷却後その形状が変わったとしても、再
び加熱すると記憶された形状に復する性質がわるうこの
性質は形状記憶効果と呼ばれる。この形状記憶効果によ
り、形状記憶合金は、記憶された形状に復するときに大
きな力を発生ずる。本マニプレータ１５０は、この復元
力を関節の駆動力に用いたものである。腕部の動作を、
腕部１５２Ｃを用いて説明する。第２２図のＡ−Ａ’方
向からみた図を第２５図に示す。４本（７）　：ｆｆ　
’ｆ　ルばね１５６ｂｋ、１５６ｂｔ、１５６６ｍ。

１５６ｂｎと、２本ツタ（ミ７　グベル）　１５９ｂｘ
。

１５９ｂｙは、第２５図に示すように配置されている。

タイミングベルト１５９ｂＸと連動するブレーキはｌｂ
ｘ、タイミングベルト１５９ｂ３’と連ＦＡ−ｊるブレ
ーキは１ｂｙである。

ブレーキｌｂｘを解放し、コイルばね１５６ｂｋ。

１５６ｂｔを加熱すると、コイルばね１５５ｂｋ。

１５６ｂｔは収縮し、腕部１５２Ｃが腕部１５２ｂに対
して＋ＸＸ内向動作する。このとき、ブレーキｌｂｘを
有効にし、制動力を発生させると、腕部１５２Ｃの位置
は固定される。同様に、ブレーキ１ｂｙｆ：解放し、コ
イルばね１５６ｂｎ、１５６．ｂｋを加熱すると、コイ
ルばね１５６ｂｎと１５６ｂｋは収縮し、腕部１５２Ｃ
が腕部１５２ｂに対して＋ｙＸ方向動作する。ブレーキ
１１）ｙを有効にして制動力を発生させると、腕部１５
２Ｃの位置は固定される。

逆に、ブレーキｌｂｘを解放後、コイルばね１５６ｂｎ
、１５６ｂｍを加熱すると腕部１５２Ｃは−Ｘ方向に動
作する。また、ブレーキ１ｂｙを解放し、コイルばね１
５６ｂｍ、１５６ｂｔを加熱すると、腕部１５２Ｃは−
ｙＸ方向動作する。

次に関節の位置制御法について説明する。位置センサ１
６３ｂｘ、　１６３ｂｙの信号は、Ａ／Ｄ変換器１６５
を介し、て、演算処理回路１６６に導かれるように構成
されている。演算処理回路１６６のテイジタル出力は４
ケのＤ／Ａ変換器１６７を介して、アンプ１６９に導か
れるように構成されている。４ケのアンプ１６９はそれ
ぞれコイルばね１５６ｂｋ、ｔｓ６ｂｚ、’１５６ｂｍ
、１５６ｂｎに出力するように構成されている。

メモリ１７５は、演算処理回路１６６とテークの受け渡
しができるように構成されている。

以下、Ｘ方向の動作を用いて説明する。位置センサ１６
３ｂＸの信号Ｐｃは一定のザンブリング周期でＡ／Ｄ変
換器１６５を介して、償算処理回路１７５に入力される
。同時に目標位置Ｐ、がメモリ１７５から演算処理回路
１６６に人力される。

演算処理回路１６６の内部では次の演算がなされ。

トルク指令値τが出力される。

但し、　τ０　：最大トルク指令値 εｏ　：しきい値 ε１　：許容偏差 さらに、ブレーキの出力指令値τＢが出力される。

特に形状記憶合金の形状変化はゆるやかなので、ブレー
キの無い制御系でも制御可能であるが、高速、高梢度位
置決めは実現できない。前記−実施１＋ｌＪでも紹介し
たように、バング−バンク制御系を構成して、目標位置
と現在位置の偏差が最小偏差ε凰以下に島梢度＋　？ｅ
ｔｏ速の位置決めが可能となる。

なお本実ｍ例では、コイルばね１５６の加熱後の冷却は
、自然”ｌ　？”ｆｉを採用しであるが１強制窒冷とし
てペルチェ素子を用いてもよい。

以上、本実施例によれば、ブレーキの厚さを薄くできる
効果がある。さらに％マニプレータに適用した効果とし
て、形状記憶合金を用いたマニプレータであっても、比
重型制動装置によって、高速、高精度位置決めが可能に
なるという効果がある。

また、ロボット以外の一般イ炊器への適用向としてさら
に別の実施例を説明する。

第２７図は、印字ヘッド送シ機構２００の概略構成を示
したものである。ハウジング２０１には、カイトレール
２０２及びボールネジ２０３が取り伺けられている。ボ
ルルネジ２０３はハウジング２０１に対して清らη・に
回転できるように支持されている。その一端には、歯車
２０４が固定されている。歯車２０４ｉ、ｉ：、タイミ
ングベルト２ｏ５と噛み合っている。ツ”−ボモータ２
０６Ｕ”ウジング２０１に固定されておル、その出方軸
には歯車２０７が固定されでいる。歯車２０７にはタイ
ミングベルト２ｏ５が噛み合っており、モータのトルク
がタイミングベルト２ｏ５によってホールネジ２０３に
伝わる構成である。モータ２０６の後端にはブレーキ１
とエンコーダ６１とが装着されている。すなわち、モー
タ２０６とブレーキ１とエンコーダ６１とで１つの駆動
用モジュール２１１を構成している。キャリヤユニット
２０８は２本のガイドレール２０２とハウジングの中央
を走るボールネジ２０３とでハウジング２０１に支持さ
れている。キャリャユニッ）２０８はガイドレール２０
２に対して滑らかに摺動できるように構成さｉしている
。１だ、キャリヤユニット２０８は下部のため図示され
ていないホールナツトによって＋％−ルネジ２０３と結
合している。

ここでは本発明の主要部であるブレーキ１の構造につい
て詳しく説明する８゜ ブレーキ１のハウジング４はモータ２０６とエンコーダ
６１との間に固足さ７している。軸５は、モータ２０６
の軸２１２と、エンコーダ６１の剛２１３とが接続され
ている。圧電ユニット２はハウジング内部の両端に固定
されておシ、軸５に固定された円板３を両面から押す構
造になっている。

ブレーキ解放時には、ライニング７と円板３には空隙が
任在する。ブレーキ作動時には、この空隙がなくなシ、
ライニング７と円板３がｖｆ１着し、トルクがライニン
グ７に伝達される。本実施例では、円板３を両面から押
している構成のため、円板３が曲げられることがない。

この結果、円板ケ薄くでき、経世化がはかれる効果を有
する。

キャリヤユニット２０８上には、リホンカートリッジ２
０９と印字ヘッド２１０が装着されている。

次に動作原理について説明する。ブレーキ１が解放され
、モータ２０６が回転すると、その動きがタイミングベ
ルト２０５を介してボールネジ２０３に伝達され、キャ
リヤユニット２０８が移動する。キャリヤユニット２０
８の位置はエンコーダ６１で検出され、図示されていな
いｆｔ１ｌＪ御装置に導かれる。ｊｌｉｄ御装置では、
これ゛までに詳述した制御アルゴリズムが組１れる。そ
の内容は、マニプレータ４０の制御装置５６からクラッ
チ１４の制御を除いたものと同じであるのでωａ明を省
略する。

〔発明の効果〕

以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
ブレーキやクラッチなどに使用された制動装置を高速で
動作させることができるので、精密位置決めや高速応答
が要求されるサーボ機構に使用すれば、高速、高精度な
位置決めができる効果がある。

また、制動装置自体を大幅に小型・＠量化できる効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ’断面図、第３図は本発明の主要部を説明す
る断面図、第４図は本発明の基本原理を説明する図、第
５図は同じく基本原理を説明する回路図、第６図は本発
明の他の実施例ケ示す断面図、紀７図は第６図のＡ−Ａ
’断面図、第８図は第６図のＨ−Ｂ’断面図、第９図は
本発明の一変形例を示す断面図、第１０図は本発明をマ
ニプレータに適用した一実施例の外観斜視図、第１１図
は第１０図の部分詳細図、第１２図は第１０図の要部の
縦断面図、第１３図は第１２図の要部の部分断面図、第
１４図は第１０図の一部を詳細に示す断面図、第１５図
は第１０図の一部を詳細に示す部分断面図、第１６図は
第１５図のＡ−Ａ’断面図、第１７図は第１０図に示す
制御系のブロック線図、帛１８図および第１９図はそれ
ぞれ第１７図の一部を詳細に示す部分図、第２０図は本
発明の動作原理を説明するタイミングチャート、第２１
図は他の実施例を示す正面図、第２２図は第２１図の一
部を詳細に示す断面図、第２３図は本発明の主要部を示
す断面図、第２４図は第２３図のＡ−Ａ’断面図、第２
５図は第２２図のＡ−へ′矢視図、第２６図は第２１図
で示しだ実施例の制御系統を示すブロック図、第２７図
は別の実施例を示す正面図、第２８図は第２７図の主要
部を詳細に示す一部断面正面図である。 １・・・ブレーキ、２・・・圧′亀ユニット、３・・・
円板、７゜１８・・・ライニング、８・・・圧電素子、
９，２９゜３０．３２．３３・・・電極、１０・・・積
層型圧電素子、１４・・・クラッチ、１６・・・相愛、
４０，１５０・・・マニプレータ、４１，１５２・・・
腕部、４６・・・関節部、４８・・・動力軸、４９．５
０，５１，５４．５５・・・傘歯車、４７・・・関節軸
、５２・・・モータ、６１・・・エンコーダ、６８・・
・アドレヌデコーダ、６９・・・関節制御回路、１１０
・・・関節角指令回路１１１１・・・時分割制御回路、
１５３・・・筋肉部、１５６・・・コイルばね、１５５
．．１５７−・・球継手、１５９，２０５・・・タイε
フグベルト、１６３・・・位置センサ、１６５・・・Ａ
　／　Ｔ、）　＝換器、１６６・・・演算処理回路、１
６７・・・］）／Ａ変換器、２００・・・印字ヘッド送
り機構、２０３・・・ボールネジ、２１１・・・駆動ユ
ニット。 茗３目 １３図 イ／ケｍ ５５　４’３ τ／Ｂ図 １１９図 ￥２θ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧電累子會アクチュエータとすることを特徴とする
   制動装置。 ２、圧電素子を積層構造にし、互いの圧電素子の間に電
   極を設け、瞬合う圧電菓子に印加させる電界の方向を反
   対方向にした圧電素子の集合体をアクチュエータとする
   ことを特徴とする制動装置。 ３、前記圧電素子の集合体の一端に２イニングを密着さ
   せ、前記ライニング及び前記集合体を収納するハウジン
   グを有し、前記集合体の一端の変位方向にライニングが
   摺動する摺動部をハウジングに設け、摺動方向と直角な
   方向の力を受けないようにハウジングを設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の制動装置。 ４、前記集合体の変位が伝達されるライニングがブレー
   キ板を一面から押す構造であることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の制動装置。 ５、前記ライニングがブレーキ板を両面から押す構造ど
   したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の制動
   装置。 ６、　前記ライニングがブレーキ板の側面を押すことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の制動装置。 ７、　クラッチのアクチュエータとして、圧電素子を用
   いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制動
   装置。 ８　クラッチのライニングと圧電素子の集合体との間に
   、球軸受を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の制動装置。 ９、　クラッチの入力軸に前記集合体を固定し、前記集
   合体への供電はスリップリングを介して行なう構造にし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の制動装
   置。 １０、内部に一本の動力軸を有する多関節マニプレータ
   に於て、前記動力軸と関節軸との結合機構として、圧電
   素子をアクチュエータとしたクラッチとブレーキの対を
   用いたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の制
   動装置。 １１、関節軸の動力源として、形状記憶台金を用いた多
   関節マニプレータにおいて、関節軸を固定するブレーキ
   として、前記集合体を用いたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１０項記載の制動装置。