JPS62171472A - 微小回転モ−タ - Google Patents

微小回転モ−タ

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Publication number
JPS62171472A
JPS62171472A JP61011353A JP1135386A JPS62171472A JP S62171472 A JPS62171472 A JP S62171472A JP 61011353 A JP61011353 A JP 61011353A JP 1135386 A JP1135386 A JP 1135386A JP S62171472 A JPS62171472 A JP S62171472A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
actuator
rotor
claw
micro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61011353A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiro Hirama
平間 幸弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP61011353A priority Critical patent/JPS62171472A/ja
Publication of JPS62171472A publication Critical patent/JPS62171472A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/101Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

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〕 本発明は微小回転モータ、特に微小な回転運動を伝動す
る微小回転モータに関する。
〔従来の技術〕
情報処理分野などにおいて使用される各種の機器では精
密にして微小な回転運動を必要とするものが多い。たと
えばドツトプリント方式のプリンタにおける用紙送り機
構やプリントヘッドの送シ機構、また磁気ディスク装置
における磁気ヘッドのアクセス機構などがある。
従来、このような用途では一般にパルスモータが使用さ
れることが多い。すなわちパルスモータでは複雑なサー
ボ機構を必要としないので、比較的単純か機構を採用し
て上記のような機器を構成できるという利点がある。
しかしながらこのようなパルスモータの分解能はロータ
の一回転につき1/400程度が構造上の限界であり、
これ以上の微小の回転を必要とする場合には歯車列など
を介して変速しなければならないという欠点がある。
また上記のように歯車列などを必要とするため部品点数
が増加するのみでなく、それらのバックラッシュなどに
よって発生する機械的な精度の劣化も避けられないとい
う欠点もある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとする問題点、換言すれば本発明の
目的は微細な歯形を有するロータを直接微小回転させる
ことによって上記の欠点を回避した微小回転モータを提
供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の微小回転モータは、回転軸に直結され、周辺に
微細な歯形を一様に有するロータと、前記歯形に嵌合す
る爪を固定したアクチェータと、前記アクチェータを支
持し、前記歯形に前記爪を嵌合する方向に前記アクチェ
ータを移動させる第一の圧電素子と、前記アクチェータ
を支持し、前記方向゛に直交して前記歯形を前記爪が押
す方向に前記アクチェータを移動させる第二の圧電素子
と、前記アクチェータを互いに直交する前記二方向に移
動させる前記第一の圧電素子および前記第二の圧電素子
の各伸縮方向を自在にして前記第一の圧電素子および前
記第二の圧電素子をそれぞれ支持する手段と、を有して
前記回転軸を微小に回転させるようにして構成される。
〔実施例〕
以下、本発明による微小回転モータについて図面を参照
しながら説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す部分側面図である。同
図において微小回転モータの回転軸6はX圧電素子2の
変位ΔXおよびX圧電素子3の変位ΔYを組合せて作動
させることによって微小回転する。
フレーム1は微小回転モータの機構的構成を保持する枠
組を形成している。
X圧電素子2は一端をフレーム1に固定し、他端はXヒ
ンジ2aを介してアクチェータ4を支持している。また
X圧電素子3はその伸縮の方向がX圧電素子2の伸縮の
方向と直交するように、その一端をフレーム1に固定し
、他端はXヒンジ3aを介してアクチェータ4を支持し
ている。
アクチェータ4は上記のXヒンジ2aおよびXヒンジ3
aKよって支持され、X圧電素子2およびX圧電素子3
のそれぞれ互いに直交する伸縮方向に自在に移動できる
。そしてX圧電素子2が伸縮する方向に先端を向けて爪
4aを固定する。
回転軸6はフレーム1に固定された軸受5に嵌合して回
転できるように支持されている。そして周辺に歯7aを
刻んだロータ7を直結している。
さらにロータ7の法線方向が常に上記の爪4aと歯7a
が嵌合する方向に在るように構成する。
第2図(a)および(b)は第1図においてロータ7を
A方向に回転させるときの動作を示す説明図である。
第2図(a)は爪4aの先端の移動順序を示す。同図に
おいて最初の状態(圧電素子がいずれも付勢されていな
い状態、すなわち印加電圧がOFFの状態)の爪4aの
先端の座標を(0,0)とし、X圧電素子2の印加電圧
がONになったとき△X、 X圧電素子3の印加電圧が
ONになったときΔYだけ爪4aの先端が移動する。数
字および矢印はその移動順序を示している。すなわちX
圧電素子2をONにすれば爪4aの先端は(ΔX、0)
に移動し、ロータ7の歯7aに嵌合する。つづいてX圧
電素子3をONにすると爪4aは歯7aをA方向に押し
てその先端は(ΔX、ΔY)へ移動する。つぎにX圧電
素子2をOFFにすれば爪4aの先端は(0゜△Y)に
移動して歯7aとの嵌合を脱する。さらにX圧電素子3
をOFFにすると爪4aの先端は(0,0)に戻って最
初の状態に復帰する。このようにしてロータ7を直結し
た回転軸6は歯7aの1ピツチだけA方向に微小回転す
る。
第2図(b)は上記の爪4aの先端の位置と各圧電素子
2および3の付勢状態の関係の推移を示す。
すなわち動作1では爪先は(ΔX、O)に位置し、X圧
電素子2はON、X圧電素子3はOFFである。
このとき爪4aと歯7aとが嵌合している・動作2では
爪先は(ΔX、ΔY)に位置し、X圧電素子2およびX
圧電素子3は共にONである。このとき爪4aは歯7a
を押して(ΔX、O)から(A、X。
ΔY)へ移動する。動作3では爪先(0,ΔY)に位置
し、X圧電素子2はOFF、 X圧電素子3はONであ
る。このとき爪4aは歯7aから脱する。
動作4では爪先は(0,0)に位置し、X圧電素子2お
よびX圧電素子3は共にOFFである。すなわち最初の
状態に復帰する。
なお上記において動作3および4を同時に実行すれば爪
先は(ΔX、ΔY)から(0,0)へ直ちに移動できる
ので位置(0,0)への復帰の時間を短縮できる。この
とき爪4aと歯7aが嵌合しているので、回転軸6をB
方向に逆転する力が働くが、爪4aが歯7aから脱する
方向に移動していることと同時にヒンジ2aおよび3a
によってその力の影響は除去される。
第3図(a)および(b)は第1図においてロータ7を
B方向に回転させるときの動作を示す説明図である。
第°3図(a)は爪4aの先端の移動順序を示す。最初
に爪先が(0,0)に位置しているときX圧電素子3を
ONにすれば爪4aの先端は(0,ΔY)移動する。つ
づいてX圧電素子2をONにすると爪4aの先端は(Δ
X、△Y)に移動して歯7aに嵌合する。つぎにX圧電
素子3をOFFにすれば爪4aは歯7aをB方向に押し
てその先端は(△\O)に移動する。さらにX圧電素子
2をOFFにすると爪先は(0,0)に移動して歯7a
から脱する。このようにしてロータ7を直結した回転軸
6は歯7aの1ピツチだけB方向に微小回転する。
第3図(b)は第3図(a)における爪4aの先端の位
置と各圧電素子2および3の付勢状態の関係の推移を示
す。すなわち動作1では爪先は(0,ΔY)に位置し、
X圧電素子2は0FF1Y圧電素子3はONである。こ
のとき爪4aはB方向に押すべき歯7aと対向している
が嵌合していない。動作2では爪先は(ΔX、△Y)に
位置し、X圧電素子2およびX圧電素子3は共にONで
ある。このとき爪4aは歯7aに嵌合する。動作3では
爪先は(ΔX、 O)に位置し、X圧電素子2はON、
X圧電素子3はOFFである。このとき爪4aは歯7a
を押し、爪先は(ΔX、△Y)から(ΔX、O)に移動
する。動作4では爪先は(0,0)に位置し、X圧電素
子2およびX圧電素子3はOFFである。このとき爪4
aは歯7aから脱する。
なお上記のB方向回転においては爪先の初期位置を(0
,△Y)に設定すれば上記の動作1を省いて回転動作を
開始できるので、それだけ動作のタイミングを早くする
ことができる。また動作1と動作4を同時に実行すれば
爪先は(ΔX、O)から(0゜ΔY)へ直ちに移行でき
るので、入方向回転の場合と同様に初期位置への復帰の
時間を短縮することができる。
上記のようにしてX圧電素子2およびX圧電素子3を付
勢する動作を繰返えすことによって回転軸6は微小回転
を継続することができる。またX圧電素子2のON状態
を保持すれば、回転軸6の回転をロックすることもでき
る。
上記の実施例ではXヒンジ2aはX圧電素子2とアクチ
ェ−タ4を接続し、Xヒンジ3aはY圧電素子とアクチ
ェータ4を接続しているが、各圧電素子とフレーム1の
間をヒンジによって接続し、各圧電素子をアクチェータ
4に直接固定してもよい。この場合は各圧電素子にか\
る負荷が増加するが各ヒンジの歪を小さくすることがで
きるという利点がある。
また上記の実施例においてはアクチェータ4が1個の場
合について説明したが、具体的には複数個のアクチェー
タがロータ7の周辺を囲むように配設され、それらが連
動して高速・精密な微小回転を実現する。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように本発明の微小回転モータに
よれば圧電素子の微小な伸縮を利用して微細な歯形と爪
によってロータを回転させているので、歯車列などを介
さずに高精度にして分解能が優れた微小回転を得ること
ができるという効果がある。具体的には積層型圧電素子
の伸縮量を歯形のピッチとし、1/1000程度の分解
能の微小回転モータを実現できる。さらにロータの径を
大きくすれば分解能は向上する。
また歯車列などを介して微小回転を得る必要がないので
、部品点数を増加せずに単純な構造にして機械的精度が
優れた各種の機器を構成することができるという効果も
ある。
さらに圧電素子は電気機械的変換効率が優れた素子であ
るので、小形・軽量の微小回転モータを実現できるとい
う効果がある。したがりてこれを採用した各種の機器も
小形・軽量化されることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による微小回転モータの一実施例の主要
部を示す部分側面図、第2図および第3図は第1図の実
施例の動作を示す説明図である。 1・・・・・・フレーム、2,3・・・・・・圧電素子
、2a、  3a・・・・・・ヒンジ、4・・・・・・
アクチェータ、4a・・・・・・爪、5・・・・・・軸
受、6・・・・・・回転軸、7・・・・・・ロータ、7
a・・・・・・歯、である。 狛1図 a ルー−−フし−ハ        5−−一軸受2−−
−−×圧電・系)         Δ−−−−回申ム
中山2久−−Xヒじ・°       7−−−ローゲ
3−−−−躇電鼾   7tx−肴 3久−−−了しニン゛ 4−−−−アクチェータ 4八−−−−6s チ 2 配

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 微小な回転運動を伝動する回転軸を有する微小回転モー
    タにおいて、 前記回転軸に直結され、周辺に微細な歯形を一様に有す
    るロータと、 前記歯形に嵌合する爪を固定したアクチェータと、 前記アクチェータを支持し、前記歯形に前記爪を嵌合す
    る方向に前記アクチェータを移動させる第一の圧電素子
    と、 前記アクチェータを支持し、前記方向に直交して前記歯
    形を前記爪が押す方向に前記アクチェータを移動させる
    第二の圧電素子と、 前記アクチェータを互いに直交する前記二方向に移動さ
    せる前記第一の圧電素子および前記第二の圧電素子の各
    伸縮方向を自在にして前記第一の圧電素子および前記第
    二の圧電素子をそれぞれ支持する手段と、 を有して前記回転軸を微小に回転することを特徴とする
    微小回転モータ。
JP61011353A 1986-01-21 1986-01-21 微小回転モ−タ Pending JPS62171472A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61011353A JPS62171472A (ja) 1986-01-21 1986-01-21 微小回転モ−タ

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JP61011353A JPS62171472A (ja) 1986-01-21 1986-01-21 微小回転モ−タ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62171472A true JPS62171472A (ja) 1987-07-28

Family

ID=11775668

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61011353A Pending JPS62171472A (ja) 1986-01-21 1986-01-21 微小回転モ−タ

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JP (1) JPS62171472A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4133108A1 (de) * 1991-10-05 1993-04-08 Philips Patentverwaltung Elektrischer rotations- oder linearmotor, dessen laeufer mittels ultraschallschwingungen angetrieben wird

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4133108A1 (de) * 1991-10-05 1993-04-08 Philips Patentverwaltung Elektrischer rotations- oder linearmotor, dessen laeufer mittels ultraschallschwingungen angetrieben wird

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