JPS62107688A - 小型アクチユエ−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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、電歪素子や磁歪素子等で得られた微小振動を
直線運動または回転運動として取り出すようにした小型
アクチュエータに関するものである。

Ｂ、従来の技術 近年、効率のよい電歪素子あるいは磁歪、＋Ｊ：１′−
が開発されているが、例えばＰＺＴ磁器等から成る電歪
素ｒに交流電界をかけると電歪素ｒ−が振動を起こした
り、あるいは例えばニッケル等の強磁性体から成る磁歪
素子に交番磁界をかけると磁歪素ｒ−が振動を起こすこ
とが知られている。

しかして、このようにして振動する各素子の微小振動変
位を直線連動に変換したり回転連動に変換すれば、低消
費゛心力の小型アクチュエータを得ることができる。

Ｃ３発明が解決しようとする問題点 しかしながら、効・Ｖのよいこれらの２も子の開発に比
べて応用面での研究が８れており、従来の変換機構では
微小振動変位を直線変位または回転変位に比較的大きな
増幅率で効率よく変換することができなかった。

本発明の［１的は、このような点に鑑み、微小振動を大
きな増幅率で効率よく直線連動または回転連動に変換で
きる小型アクチュエータを提供することにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明は、入力信号に従って変化する交番電界または交
番磁界によりりｐ性変形して振動する振動ｒ体には１弾
性力作用部を有するラッチ部材が設けられ、振動子体の
振動によりラッチ部材と当接してりｉ性変形する弾性部
材を有する出力部材がランチ部材と関連して設けられ、
弾性部材の変形時のりｉ性力はりｉ性力作用部に作用し
、その反力により出力部材が変位するように構成したこ
とを特徴とする。

Ｅ、実施例 一第１の実施例− 第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の第１の実施例を示
し、微小振動を直線運動に変換して取り出すアクチュエ
ータ１００を示すものである。振動ｒ一体としての電歪
素子ｌは固定部材２に固定されて交流電源３と接続され
ている。電歪素子ｌの端面には可動ラッチ部材４が設け
られて振動子５０が構成され、その可動ラッチ部材４に
は三角形状の歯４ａが複数個設けられている。その歯４
ａの傾斜面は弾性力作用油として機能する。可動ランチ
部材４と対峙して、固定部材５に固着された固定ラッチ
部材６が設けられている。その固定う、チ部材６には、
可動ラッチ部材４の＠４ａと同様の三角形状のｔＩｉ１
６ａが複数個設けられている。そして、可動ラッチ部材
４と固定ラッチ部材６との間に形成された間隙７に出力
部材８が配設されている。出力部材８は、第１図（ｂ）
からもわかるように、ロッド８ａと、ロッド８ａから半
径方向に、しかもロッド８ａの軸芯に対して所定の角度
Ｏｏをもってロッド８ａに設けられた複数の線状ばね８
ｂとから構成されている。ここで、ばね８ｂは弾性部材
として機能する。

このように構成されたアクチュエータ１００の作用につ
いて説明する。

電歪素子ｌに入力信号としての交流電圧が印加され交番
電界が与えられると振動子５０が矢印Ａ方向に振動し、
ｉｆ動ラう千部材４が固定ラッチ部材６に対して離接運
動を繰り返す。両ラッチ部材間の間隙７が狭まるとき、
ラッチ部材４．６と当接する出力部材８のばね８ｂが弾
性変形して、ばね８ｂの対軸芯取付角がＯＬ（くθ。）
となる。このばね８ｂの弾性変形に伴う弾性力は両ラッ
チ部材４，６における三角＠４ａ、６ａの傾斜面に作用
するため、その反力により出力部材８が矢印Ｂ方向に前
進することになる。両ラッチ部材間の間隙７が拡がると
きには、出力部材８はほぼ静止状ｊ出を維持する。

なお、固定ラッチ部材６に代えて、振動子５０を配設し
、一対の振動子によりばね８ｂを変形させてもよい。ま
た、第１図（Ｃ）のように、出力部材を構成するロッド
８ａを板状にしてもよい。

一第２の実施例− 第２図〜第４図（ａ）、（ｂ）は第２の実施例を示し、
微小振動を回転連動に変換して取り出す交流モータとし
てのアクチュエータ２００を示すものである。第１図（
ａ）　、　（ｂ）と同様の箇所には同一の符号を付すも
のとする。第１図（ａ）に示したように構成された二対
の振動子５０ａと５０ｂおよび５０ｃと５０ｄがハウジ
ング２１内で対峙され、各振動ｒ−を構成する電歪素子
ｌには交流電源３が接続されている。ハウジング２１の
中央部には出力部材２２を構成する軸２２ａが軸受２３
により軸支され、その軸２２ａには、第４図（ａ）、（
ｂ）に示すように両面に複数の線状ばね２２ｂが植設さ
れた円＠２２ｃが固着されている。り１性部材を構成す
るばね２２ｂは、円盤２２ｃの円周方向に向けられ、か
つ円＠　２２　ｃの端面に対して所定の角度だけ傾いて
設けられている。しかして、各一対の振動子５０ａ　、
５０　ｂと５０ｃ　、５０ｄとの間の間隙７に円＠　２
２　ｃが配置されている。

このように構成されたアクチュエータ２００の作用につ
いて説明する。

電歪素子ｌに入力信号としての交流電圧が印加されて交
番電界が与えられると、振動子５０ａ〜５０ｄが矢印Ａ
方向に振動する。このとき、各一対の振動子５０ａ、５
０ｂおよび５０ｃ、５０ｄの位相は同位相であり、各振
動子は互いに敲接し、接近する際、換言すると間隙７が
狭まる際に、円ａ２２Ｃのばね２２ｂが弾性変形しその
弾性力が可動ラッチ部材４の三角ｉ４ａの傾斜面に作用
するので、その反力により円盤２２ｃが回転され、以っ
て、軸２２ａから回転出力がとり出される。なお、可動
ラッチ部材４の三角歯４ａを構成する各傾斜面の方向あ
るいはばね２２ｂの取付は方向は、傾斜面に作用するば
ね２２ｂの弾性力による反力を効率よ〈円１２２ｃの円
周方向の回転力とすべく定められる。

以−ヒの２実施例では、振動子体を電歪素子で構成した
が、磁歪素子で構成してもよい。また、弾性力作用部と
して機能するラッチ部材の歯は三角状に限られず、第５
図（ａ）あるいは（ｂ）に示す形状でもよく、あるいは
（Ｃ）に示すように別部材の突起群４ｂにより弾性力作
用部を構成してもよい。更に、ばねとしては線状に限ら
ず板状でもよい。更にまた、ここで示したアクチュエー
タ１ｏＯまたは２００をそれぞれ複数個用いることによ
る大きな出力のアクチュエータを構成でき、逆回転もＩ
Ｉｆ能となる。また、円盤状の出力部材に代え第４図（
ｃ）、（ｄ）に示すような円筒状の出力部材を用い、そ
の内部と外部とにそれぞれ対向する一対の振動子体を設
け、それにう、チ部材を設けてもよい。

Ｆ、効果 本発明は以」−のように構成したので、電歪素子や磁歪
素子等、人力′心気信号を機械振動に変換する振動−ｒ
一体を用いた小型で簡易なアクチュエータを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施例を示し、
その（ａ）は正面図、（ｂ）は出力部材の側面図、（ｃ
）は出力部材８の他の例を示す側面に４、第２図および
第３図は本発明の第２の実施例を示し、第２図は第３図
のＩＩ　−ＩＩ線断面図、第３図は第２図の■−■線断
面図、第４図（ａ）は第２図の出力部材２２の斜視図、
第４図（ｂ）はその部分拡大図、第４図（ｃ）、（ｄ）
は出力部材２２の他の例を示すＩＥ面図および左側面図
、第５図（ａ）〜（Ｃ）はラッチ部材の他の３例を示す
図である。 ■：電歪素子　　　　　３：交流電源 ４：可動ラッチ部材　　６：固定ラッチ部材７：間隙　
　　　　　　８：出力部材 ８ａ：ロッド　　　　　８ｂ：ばね ２トハウジング　　　２２：出力部材 ２２ａ：軸　　　　　　　２２ｂ：ばね２２Ｃ：円盤５
０　、５０ａ　〜５０ｄ　：振動子１００．２００　：
７クチユ工−タ 特許出願人　株式会社島津製作所 第３図 第４図 ２２ｃ：ＲＪＩ 第５図 （ｂ） ａ ４゛ダ！ｉ−／ｆ粛〃 ａ　Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力信号に従って変化する交番電界または交番磁界によ
   り弾性変形して振動する振動子体と、その振動子体に設
   けられ弾性力作用部を有するラッチ部材と、 前記振動子体の振動に従ってラッチ部材により弾性変形
   する弾性部材を有し、その弾性部材の変形時に前記弾性
   力作用部を介して得られる反力により一方向にのみ変位
   する出力部材と、を具備したことを特徴とする小型アク
   チュエータ。