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JPH08266073A - Impact drive type actuator - Google Patents

Impact drive type actuator

Info

Publication number
JPH08266073A
JPH08266073A JP7067920A JP6792095A JPH08266073A JP H08266073 A JPH08266073 A JP H08266073A JP 7067920 A JP7067920 A JP 7067920A JP 6792095 A JP6792095 A JP 6792095A JP H08266073 A JPH08266073 A JP H08266073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type actuator
drive type
relative motion
motion member
impact drive
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
JP7067920A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Miwa
聡 三輪
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon 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 Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP7067920A priority Critical patent/JPH08266073A/en
Publication of JPH08266073A publication Critical patent/JPH08266073A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE: To provide an impact drive type actuator which can be made smaller in size, eliminate as many as possible the restrictions on outer dimensions, and also perform two-dimensional or three dimensional movements. CONSTITUTION: This is an impact drive type actuator 10 equipped with with a relative motion member 11 of a hollow construction, an electromechanical conversion element 12 to be installed inside the relative motion member 11, and an inertial body 14 attached to other end of the electromechanical conversion element 12 and provided inside the relative motion member 11. Since the electromechanical conversion element 12 and the inertial body 14 are built in the relative motion member 11, miniaturization and the enlargement of the degree of freedom of external dimensions are realized and any error in the amount of motion step of the relative motion member 11 can be reduced. In addition, two-dimensional and three-dimensional movement is made possible by providing a plurality of units of the electromechanical conversion elements 12 and inertial bodies 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気機械変換素子の急
速変形を利用した微小移動が可能なインパクト駆動型ア
クチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impact drive type actuator capable of minute movement utilizing rapid deformation of an electromechanical conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば特開昭63−299785号公報
や特開平4−207982号公報には、例えば圧電素子
等の電気機械変換素子を用い、その急速変形によって生
じる衝撃力により微小移動を行うことができるインパク
ト駆動型アクチュエータが提案されている。図7は、こ
のようなインパクト駆動型アクチュエータの構成を模式
的に示す正面図である。
2. Description of the Related Art For example, in JP-A-63-299785 and JP-A-4-207982, an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element is used, and a minute movement is performed by an impact force generated by its rapid deformation. An impact drive type actuator that can achieve this has been proposed. FIG. 7 is a front view schematically showing the structure of such an impact drive type actuator.

【0003】同図に示すように、インパクト駆動型アク
チュエータ1は、略直方体状の相対運動部材2に電気機
械変換素子3の一端を取り付け、この電気機械変換素子
3の他端に慣性体4を取り付ける。そして、このインパ
クト駆動型アクチュエータ1を固定体5上に載置して、
電気機械変換素子3に急峻な電圧増加率の印加電圧を加
えると、これによって電気機械変換素子3は急速に伸張
又は伸縮するために慣性体4を衝撃的に駆動し、その衝
撃力の反力により、相対運動部材2と固定体5との間は
動摩擦状態となり、相対運動部材2は移動する。
As shown in FIG. 1, in an impact drive type actuator 1, one end of an electromechanical conversion element 3 is attached to a substantially rectangular parallelepiped relative movement member 2, and an inertial body 4 is attached to the other end of the electromechanical conversion element 3. Install. Then, the impact drive type actuator 1 is placed on the fixed body 5,
When an applied voltage having a steep voltage increase rate is applied to the electromechanical conversion element 3, the electromechanical conversion element 3 rapidly expands or expands or contracts, so that the inertial body 4 is shockedly driven, and the reaction force of the impact force is applied. As a result, a dynamic friction state is created between the relative motion member 2 and the fixed body 5, and the relative motion member 2 moves.

【0004】その後、緩やかな電圧減少率で印加電圧を
低下させて電気機械変換素子3を緩やかに収縮又は伸長
させることにより、相対運動部材2と固定体5との間は
静摩擦状態となり相対運動部材2は停止する。以下、こ
のようなサイクルを繰り返すことにより、相対運動部材
2は連続的に微小移動を行う。
After that, the applied voltage is lowered at a slow rate of voltage reduction so that the electromechanical conversion element 3 is gradually contracted or extended, whereby a static friction state is created between the relative motion member 2 and the fixed body 5. 2 stops. Hereinafter, by repeating such a cycle, the relative motion member 2 continuously makes a minute movement.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のイン
パクト駆動型アクチュエータ1は、相対運動部材2の外
面に電気機械変換素子3及び慣性体4を取り付けられて
いるため、必ずインパクト駆動型アクチュエータ1は相
対運動部材2よりも大きくなり、小型化を図ることが難
しいという問題があった。そのため、使用条件及び使用
環境に関する制限を設ける必要があった。また、電気機
械変換素子3及び慣性体4を取り付けられる相対運動部
材2にも取り付けのために外形形状に関する制限を設け
る必要もあった。
In such a conventional impact drive type actuator 1, since the electromechanical conversion element 3 and the inertial body 4 are attached to the outer surface of the relative motion member 2, the impact drive type actuator 1 must be used. Has a problem that it is larger than the relative motion member 2 and it is difficult to reduce the size. Therefore, it was necessary to set restrictions on usage conditions and usage environments. Further, it is also necessary to set a restriction on the outer shape of the relative motion member 2 to which the electromechanical conversion element 3 and the inertial body 4 are mounted for mounting.

【0006】また、移動の際の加速又は減速時におい
て、相対運動部材2の角部2a又は2bを支点として相
対運動部材2にモーメントが作用するために、相対運動
部材2と固定体5との間の接触状況が変動し易く、1サ
イクルによる移動ステップ量に誤差が生じ易いという問
題があった。さらに、このような従来のインパクト駆動
型アクチュエータ1は、電気機械変換素子3の変形方
向,すなわち図7上の左右方向への急速変形によって相
対運動部材2に前記方向へ生じる衝撃力により駆動され
る。そのため、このようなインパクト駆動型アクチュエ
ータ1は、固定体5上で1次元的な移動を行うことは可
能であるものの、2次元的さらには3次元的な移動を行
うことはできなかった。そのため、このような従来のイ
ンパクト駆動型アクチュエータ1は、例えば2次元的に
屈曲した管の内部を移動するようなことはできなかっ
た。
Further, during acceleration or deceleration during movement, a moment acts on the relative motion member 2 with the corner portion 2a or 2b of the relative motion member 2 as a fulcrum, so that the relative motion member 2 and the fixed body 5 are separated from each other. There has been a problem that the contact situation between them is likely to fluctuate and an error is likely to occur in the movement step amount in one cycle. Further, such a conventional impact drive type actuator 1 is driven by an impact force generated in the relative motion member 2 in the deformation direction of the electromechanical conversion element 3, that is, the rapid deformation in the left and right directions in FIG. . Therefore, although such an impact drive type actuator 1 can move one-dimensionally on the fixed body 5, it cannot move two-dimensionally or three-dimensionally. Therefore, such a conventional impact drive type actuator 1 cannot move inside a tube which is two-dimensionally bent, for example.

【0007】本発明の第1の目的は、小型化を図ること
ができるインパクト駆動型アクチュエータを提供するこ
とである。本発明の第2の目的は、外形寸法に関する制
限を可及的除去できるインパクト駆動型アクチュエータ
を提供することである。
A first object of the present invention is to provide an impact drive type actuator which can be miniaturized. A second object of the present invention is to provide an impact drive type actuator that can remove restrictions on external dimensions as much as possible.

【0008】本発明の第3の目的は、1サイクルによる
移動ステップ量に誤差が生じ難いインパクト駆動型アク
チュエータを提供することである。さらに、本発明の第
4の目的は、1次元的な移動だけでなく、2次元的さら
には3次元的な移動、例えば2次元的に屈曲した管の内
部の移動を行うことができるインパクト駆動型アクチュ
エータを提供することである。
A third object of the present invention is to provide an impact drive type actuator in which an error does not easily occur in the movement step amount in one cycle. Furthermore, a fourth object of the present invention is not only a one-dimensional movement but also a two-dimensional or three-dimensional movement, for example, an impact drive capable of performing movement inside a two-dimensionally bent pipe. Type actuator.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項1に記載されたインパクト駆動型アクチュエ
ータは、中空構造の相対運動部材と,一端が前記相対運
動部材の内部に設置され、印加電圧により励振する電気
機械変換素子と,前記電気機械変換素子の他端に取り付
けられて前記相対運動部材の内部に設けられ、前記電気
機械変換素子の駆動により前記相対運動部材に衝撃力を
与える慣性体とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an impact drive type actuator according to a first aspect of the present invention is configured such that a relative movement member having a hollow structure and one end thereof are installed inside the relative movement member, An electromechanical conversion element that is excited by an applied voltage and an electromechanical conversion element that is attached to the other end of the electromechanical conversion element and is provided inside the relative motion member. By driving the electromechanical conversion element, an impact force is applied to the relative motion member. And an inertial body.

【0010】請求項2に記載されたインパクト駆動型ア
クチュエータは、請求項1に記載されたインパクト駆動
型アクチュエータにおいて、前記相対運動部材が、外部
信号を受信するとともに前記電気機械変換素子への印加
電圧を制御する制御部を内蔵することを特徴とする。
An impact drive type actuator according to a second aspect is the impact drive type actuator according to the first aspect, wherein the relative movement member receives an external signal and a voltage applied to the electromechanical conversion element. It is characterized by including a control unit for controlling the.

【0011】請求項3に記載されたインパクト駆動型ア
クチュエータは、請求項1又は請求項2に記載されたイ
ンパクト駆動型アクチュエータにおいて、前記相対運動
部材が、外形形状が直方体であることを特徴とする。
An impact drive type actuator according to a third aspect is the impact drive type actuator according to the first or second aspect, wherein the relative movement member has a rectangular parallelepiped outer shape. .

【0012】請求項4に記載されたインパクト駆動型ア
クチュエータは、請求項1又は請求項2に記載されたイ
ンパクト駆動型アクチュエータにおいて、前記相対運動
部材が、外形形状が球体であることを特徴とする。
The impact drive type actuator described in claim 4 is the impact drive type actuator described in claim 1 or 2, wherein the relative movement member has a spherical outer shape. .

【0013】請求項5に記載されたインパクト駆動型ア
クチュエータは、請求項3又は請求項4に記載されたイ
ンパクト駆動型アクチュエータにおいて、前記電気機械
変換素子が、前記相対運動部材の中心点を含む平面にお
いて、前記中心点に関して点対称となる位置にそれぞれ
配置されることを特徴とし、このような位置としては、
前記相対運動部材の中心において互いに直交する2つの
仮想直線が前記相対運動部材と交差する4つの位置や、
前記相対運動部材の中心において互いに直交する3つの
仮想直線が前記相対運動部材と交差する6つの位置を例
示することができる。
An impact drive type actuator according to a fifth aspect is the impact drive type actuator according to the third or fourth aspect, wherein the electromechanical conversion element is a plane including a center point of the relative motion member. In the above, it is characterized in that they are respectively arranged at positions that are point-symmetric with respect to the center point.
Four positions where two virtual straight lines orthogonal to each other at the center of the relative motion member intersect with the relative motion member,
It is possible to exemplify six positions where three virtual straight lines orthogonal to each other at the center of the relative movement member intersect the relative movement member.

【0014】請求項6に記載されたインパクト駆動型ア
クチュエータは、請求項1ないし請求項5のいずれか1
項に記載されたインパクト駆動型アクチュエータにおい
て、前記相対運動部材が、接触対象が管状体の内部のと
きに、前記管状体よりも可撓性が大きな外層を備えるこ
とを特徴とする。
The impact drive type actuator described in claim 6 is any one of claims 1 to 5.
In the impact drive type actuator described in the paragraph 1, the relative movement member is provided with an outer layer having greater flexibility than the tubular body when the contact target is inside the tubular body.

【0015】このようなインパクト駆動型アクチュエー
タを2次元的又は3次元的に屈曲した管状体の内部に導
入し、前記電気機械変換素子へ印加電圧を与えて前記相
対運動部材に衝撃力を与えることにより、管状体の内壁
に接触させながらインパクト駆動型アクチュエータを駆
動するには、前記管状体の可撓性が前記相対運動部材
よりも大きい場合には、前記相対運動部材の最大外径を
前記管状体の内径よりも大きく設定し、前記管状体の
可撓性が前記相対運動部材よりも小さい場合には、前記
相対運動部材の最大外径を前記管状体の内径よりも大き
く設定するとともに、前記相対運動部材の外面を前記管
状体よりも可撓性が大きな材料で被覆しておくことが望
ましい。
Introducing such an impact drive type actuator into a two-dimensionally or three-dimensionally bent tubular body and applying an applied voltage to the electromechanical conversion element to give an impact force to the relative motion member. Thus, in order to drive the impact drive type actuator while contacting the inner wall of the tubular body, when the flexibility of the tubular body is larger than that of the relative movement member, the maximum outer diameter of the relative movement member is set to the tubular shape. Set larger than the inner diameter of the body, when the flexibility of the tubular body is smaller than the relative movement member, while setting the maximum outer diameter of the relative movement member larger than the inner diameter of the tubular body, It is desirable to coat the outer surface of the relative motion member with a material having greater flexibility than the tubular body.

【0016】[0016]

【作用】請求項1の発明によれば、中空構造の相対運動
部材の内部に、電気機械変換素子と慣性体とが設けられ
るため、相対運動部材の外部に突起物がなくなり、イン
パクト駆動型アクチュエータの小型化を図ることができ
るようになる。また、外部に電気機械変換素子及び慣性
体を設けないために、これらの取付面等が不要になり外
形形状に関する自由度が増加するようになる。さらに、
電気機械変換素子及び慣性体を内蔵するために相対運動
部材の重心点と全体の重心点とを従来よりも接近、最良
の場合には一致させることができ、相対運動部材の重心
点周りに作用するモーメントが小さくなり、相対運動部
材と固定体との接触状況が従来よりも安定するようにな
る。
According to the first aspect of the present invention, since the electromechanical conversion element and the inertial member are provided inside the relative motion member having the hollow structure, no protrusion is provided outside the relative motion member, and the impact drive type actuator is provided. It becomes possible to downsize. Further, since the electromechanical conversion element and the inertial body are not provided outside, these mounting surfaces and the like are unnecessary, and the degree of freedom regarding the outer shape is increased. further,
Since the electromechanical conversion element and the inertial body are built in, the center of gravity of the relative motion member and the overall center of gravity can be made closer than in the conventional case, and in the best case, they can be made to coincide with each other, acting around the center of gravity of the relative motion member As a result, the contact moment between the relative motion member and the fixed body becomes more stable than before.

【0017】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
において、相対運動部材が、外部信号を受信するととも
に電気機械変換素子への印加電圧を制御する制御部を内
蔵するため、外部からインパクト駆動型アクチュエータ
の動きを制御することができるようになる。
According to the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the relative motion member has a built-in controller for receiving an external signal and controlling a voltage applied to the electromechanical conversion element. It becomes possible to control the movement of the impact drive type actuator.

【0018】請求項3の発明によれば、請求項1又は請
求項2の発明において、相対運動部材は外形形状が直方
体であり、また、請求項4の発明によれば、請求項1又
は請求項2の発明において、相対運動部材は外形形状が
球体であるため、断面矩形の溝又は断面円形の管へ導入
することが容易となる。
According to the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2, the relative movement member has a rectangular parallelepiped outer shape, and according to the invention of claim 4, claim 1 or claim In the invention of item 2, since the outer shape of the relative motion member is a sphere, it can be easily introduced into a groove having a rectangular cross section or a tube having a circular cross section.

【0019】請求項5の発明によれば、請求項3又は請
求項4の発明において、電気機械変換素子が、相対運動
部材の中心点を含む平面において、前記中心点に関して
点対称となる位置にそれぞれ配置されるため、インパク
ト駆動型アクチュエータが少なくとも2方向へ移動する
ようになる。
According to the invention of claim 5, in the invention of claim 3 or claim 4, the electromechanical conversion element is located at a position which is point-symmetric with respect to the center point on the plane including the center point of the relative motion member. Since they are respectively arranged, the impact drive type actuator can move in at least two directions.

【0020】請求項6の発明によれば、請求項1ないし
請求項5のいずれかに記載の発明において、相対運動部
材が、接触対象である管状体のよりも可撓性が大きな外
層を備えるため、重力の影響を無視できる程度に相対運
動部材は管状体の内壁に押し付けられ、2次元的又は3
次元的に屈曲する管状体の内部を移動できるようにな
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the relative movement member includes an outer layer having a greater flexibility than that of the tubular body to be contacted. Therefore, the relative motion member is pressed against the inner wall of the tubular body in a two-dimensional or three-dimensional manner so that the influence of gravity can be ignored.
It becomes possible to move inside a tubular body that bends dimensionally.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

(第1実施例)以下、本発明の実施例について添付図面
を参照しながら詳細に説明する。図1は、第1実施例の
インパクト駆動型アクチュエータ10の構造を示す正面
図である。
(First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view showing the structure of an impact drive type actuator 10 of the first embodiment.

【0022】相対運動部材11は、2つの中空構造の部
品を固設して形成されている中空構造体であり、本実施
例では外形形状が略直方体である。この相対運動部材1
1の内壁面の一つ11aに、電気機械変換素子である積
層型の圧電素子12の一端が取り付けられる。さらに、
相対運動部材11には、外部に配置された駆動電圧装置
15から出力される外部信号を受信するとともに圧電素
子12への印加電圧を制御する制御部13が内蔵され
る。駆動電圧装置15は圧電素子12に任意波形の印加
電圧を印加できる装置である。なお、相対運動部材11
に内蔵される装置は、前述の2つの中空構造の部品を固
設する前に組み込まれる。
The relative movement member 11 is a hollow structure body formed by fixing two hollow structure parts. In this embodiment, the outer shape is a substantially rectangular parallelepiped. This relative movement member 1
One end of the laminated piezoelectric element 12, which is an electromechanical conversion element, is attached to one of the inner wall surfaces 11a of the first embodiment. further,
The relative movement member 11 includes a control unit 13 that receives an external signal output from a driving voltage device 15 arranged outside and controls a voltage applied to the piezoelectric element 12. The drive voltage device 15 is a device that can apply an applied voltage having an arbitrary waveform to the piezoelectric element 12. The relative motion member 11
The device built into the device is installed before the two hollow structural parts are fixed.

【0023】駆動電圧装置15は、本実施例では、デジ
タル信号を出力するマイクロコンピュータと,出力され
るデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するD/
A変換器と,出力されたアナログ信号を圧電素子12に
入力する駆動アンプとにより構成する。なお、マイクロ
コンピュータにはディスプレイ付キーボードが接続され
ており、所望の波形を形成するためのデータを入力した
り波形モニタを行って、所望の非対称波形を有する駆動
電圧を圧電素子12に入力する。
In this embodiment, the driving voltage device 15 is a microcomputer that outputs a digital signal, and a D / D that converts the output digital signal into an analog signal and outputs the analog signal.
It is composed of an A converter and a drive amplifier for inputting the output analog signal to the piezoelectric element 12. A keyboard with a display is connected to the microcomputer to input data for forming a desired waveform and monitor the waveform to input a drive voltage having a desired asymmetric waveform to the piezoelectric element 12.

【0024】この制御部13から出力される制御信号
は、圧電素子12に導かれ、圧電素子12に印加電圧が
送られて励振される。この圧電素子12の他端には、圧
電素子12の励振により相対運動部材11に衝撃力を与
える慣性体14が設置される。本実施例におけるインパ
クト駆動型アクチュエータ10は以上のように構成され
ており、固定体16に載置されて使用される。
The control signal output from the control unit 13 is guided to the piezoelectric element 12, and an applied voltage is sent to the piezoelectric element 12 to be excited. At the other end of the piezoelectric element 12, an inertial body 14 that gives an impact force to the relative motion member 11 by exciting the piezoelectric element 12 is installed. The impact drive type actuator 10 in this embodiment is configured as described above, and is used by being mounted on the fixed body 16.

【0025】図1において、駆動電圧装置15から制御
部13を介して大きな電圧増加率の駆動電圧を圧電素子
12に印加すると、圧電素子12は励振されて伸長又は
伸縮し、圧電素子12に設けられた慣性体14が移動
し、この慣性体14の移動に伴って相対運動部材11も
移動する。その後、駆動電圧は小さな電圧減少率により
低下するため、相対運動部材11は停止するが、慣性体
14は圧電素子12の収縮又は伸長により移動し続け、
慣性体14が相対運動部材11に衝突するのと同じ状態
となる。
In FIG. 1, when a drive voltage having a large voltage increase rate is applied to the piezoelectric element 12 from the drive voltage device 15 via the control unit 13, the piezoelectric element 12 is excited and expands or contracts to be provided on the piezoelectric element 12. The inertial body 14 thus moved moves, and the relative motion member 11 also moves with the movement of the inertial body 14. After that, since the driving voltage is reduced by a small voltage decrease rate, the relative motion member 11 is stopped, but the inertial body 14 continues to move due to contraction or extension of the piezoelectric element 12,
This is the same state as when the inertial body 14 collides with the relative motion member 11.

【0026】そのため、相対運動部材11はこの衝突に
より生じる衝撃力により駆動されることになる。本実施
例のインパクト駆動型アクチュエータ10は、従来のイ
ンパクト駆動型アクチュエータが有する機能を全て備え
るうえに、圧電素子12と慣性体14とが中空構造の相
対運動部材11に内蔵されているため、相対運動部材1
1の外部に突起物がない。そのため、小型化が図られる
とともに、圧電素子12の取付面を外部に設ける必要が
なくなり、外形形状の自由度が増加する。
Therefore, the relative motion member 11 is driven by the impact force generated by this collision. The impact drive type actuator 10 of the present embodiment has all the functions of the conventional impact drive type actuator, and the piezoelectric element 12 and the inertial body 14 are built in the relative movement member 11 having a hollow structure. Exercise member 1
There is no protrusion on the outside of 1. Therefore, the size is reduced, and it is not necessary to provide the mounting surface of the piezoelectric element 12 to the outside, and the degree of freedom of the outer shape is increased.

【0027】さらに、相対運動部材11の重心点と全体
の重心点とが従来よりも接近し、最良の場合には一致さ
せることができる。そのため、相対運動部材11に作用
するモーメントが減少し、相対運動部材11と固定体1
6との接触状況が従来よりも安定し、1サイクルによる
移動ステップ量の誤差が小さくなる。
Further, the center of gravity of the relative motion member 11 and the center of gravity of the whole are closer than in the conventional case, and in the best case, they can be matched. Therefore, the moment acting on the relative motion member 11 is reduced, and the relative motion member 11 and the fixed body 1 are
The contact condition with 6 is more stable than before, and the error of the movement step amount per cycle is reduced.

【0028】(第2実施例)図2は、第2実施例のイン
パクト駆動型アクチュエータが、クランク状に2次元的
に屈曲した断面正方形の溝の内部を移動する際の状況を
模式的に示す説明図である。なお、図2においては理解
を容易にするため、図1における制御部13及び駆動電
圧装置15はともに記載を省略する。
(Second Embodiment) FIG. 2 schematically shows a situation in which the impact drive type actuator of the second embodiment moves inside a groove having a square cross section which is two-dimensionally bent into a crank shape. FIG. Note that, in FIG. 2, for ease of understanding, the description of both the control unit 13 and the drive voltage device 15 in FIG. 1 is omitted.

【0029】本実施例では、外形形状が略立方体である
中空構造の相対運動部材11−1の内部に、4つの圧電
素子12−1a,12−1b,12−1c及び12−1
dそれぞれの一端が設置される。設置位置は、相対運動
部材11−1の中心において互いに直交する2つの仮想
直線が相対運動部材11−1の内面と交差する4点であ
り、相対運動部材11−1の中心点を含む平面におい
て、前述の中心点に関して点対称となる位置である。
In this embodiment, four piezoelectric elements 12-1a, 12-1b, 12-1c and 12-1 are provided inside the hollow relative movement member 11-1 having an approximately cubic outer shape.
d One end of each is installed. The installation positions are four points where two virtual straight lines orthogonal to each other at the center of the relative motion member 11-1 intersect the inner surface of the relative motion member 11-1, and in a plane including the center point of the relative motion member 11-1. , Is a position that is point-symmetric with respect to the above-mentioned center point.

【0030】4つの圧電素子12−1a,12−1b,
12−1c及び12−1dそれぞれの一端には、慣性体
14−1a,14−1b,14−1c及び14−1dが
設けられる。本実施例におけるインパクト駆動型アクチ
ュエータ10−1は以上のように構成されており、クラ
ンク状に2次元的に屈曲した断面正方形の溝17の入口
開口部17aから内部に導入される。
The four piezoelectric elements 12-1a, 12-1b,
The inertial bodies 14-1a, 14-1b, 14-1c and 14-1d are provided at one end of each of 12-1c and 12-1d. The impact drive type actuator 10-1 in the present embodiment is configured as described above, and is introduced into the interior from the inlet opening 17a of the groove 17 having a square cross section that is two-dimensionally bent into a crank shape.

【0031】なお、この際、相対運動部材11−1の一
辺の長さと溝17の内径とは略同じ寸法として相対運動
部材11−1と溝17とを接触させることにより、相対
運動部材11−1の自重により相対運動部材11−1が
落下することを防止する。図2中の位置Aにおいて、図
示しない駆動電圧装置から圧電素子12−1aに駆動電
圧を印加すると、圧電素子12−1aは励振されるた
め、相対運動部材11−1は溝17の内面に接触しなが
ら、位置Aから位置Bへと移動する。
At this time, the relative movement member 11-1 and the groove 17 are brought into contact with each other by making the length of one side of the relative movement member 11-1 and the inner diameter of the groove 17 substantially the same. The relative motion member 11-1 is prevented from falling due to its own weight of 1. At a position A in FIG. 2, when a driving voltage is applied to the piezoelectric element 12-1a from a driving voltage device (not shown), the piezoelectric element 12-1a is excited, so that the relative motion member 11-1 contacts the inner surface of the groove 17. While moving from the position A to the position B.

【0032】位置Bにおいて、圧電素子12−1aへの
駆動電圧の印加を中止し、圧電素子12−1bへ印加す
ると、圧電素子12−1bは励振されるため、相対運動
部材11−1は溝17の内面に接触しながら、位置Bか
ら位置Cへと移動する。位置Cにおいて、圧電素子12
−1bへ駆動電圧を印加し続けると、圧電素子12−1
bは励振されるため、相対運動部材11−1は溝17の
内面に接触しながら、位置Cから位置Dへと移動する。
At position B, when the application of the drive voltage to the piezoelectric element 12-1a is stopped and the drive voltage is applied to the piezoelectric element 12-1b, the piezoelectric element 12-1b is excited, so that the relative motion member 11-1 moves in the groove. It moves from position B to position C while contacting the inner surface of 17. At the position C, the piezoelectric element 12
If the drive voltage is continuously applied to -1b, the piezoelectric element 12-1
Since b is excited, the relative motion member 11-1 moves from the position C to the position D while contacting the inner surface of the groove 17.

【0033】さらに、位置Dにおいて、圧電素子12−
1bへの駆動電圧の印加を中止するとともに圧電素子1
2−1aへ駆動電圧を印加すると、圧電素子12−1a
は励振されるため、相対運動部材11−1は溝17の内
面に接触しながら、位置Dから位置Eへと移動する。こ
のように、本実施例では位置B及び位置Dにおいて、駆
動電圧を印加する圧電素子を切り換えるが、本実施例で
は、位置B及び位置Dへの相対運動部材11−1の到達
を検出するセンサを溝17の壁面に設置している。
Further, at the position D, the piezoelectric element 12-
The application of the drive voltage to 1b is stopped and the piezoelectric element 1
When a drive voltage is applied to 2-1a, the piezoelectric element 12-1a
Is excited, the relative motion member 11-1 moves from the position D to the position E while contacting the inner surface of the groove 17. As described above, in the present embodiment, the piezoelectric elements to which the driving voltage is applied are switched at the position B and the position D, but in the present embodiment, the sensor that detects the arrival of the relative motion member 11-1 at the position B and the position D is detected. Is installed on the wall surface of the groove 17.

【0034】なお、以上の説明とは逆に、位置E→位置
D→位置C→位置B→位置Aの順に相対運動部材11−
1を移動させるには、圧電素子12−1a,12−1b
に対向する位置に設置された圧電素子12−1c,12
−1dに順に駆動電圧を印加する。
Contrary to the above description, the relative movement member 11- is operated in the order of position E → position D → position C → position B → position A.
1 can be moved by moving the piezoelectric elements 12-1a and 12-1b.
The piezoelectric elements 12-1c and 12 installed at a position facing each other
The drive voltage is applied to -1d in order.

【0035】(第3実施例)図3は、第3実施例のイン
パクト駆動型アクチュエータが、クランク状に屈曲し、
水平面に設置された断面正方形の溝の内部を移動する際
の状況を模式的に示す説明図である。なお、図3におい
ても理解を容易にするため、図1における制御部13及
び駆動電圧装置15はともに省略する。また、図示して
いないが、溝17の壁面にセンサを設置している。
(Third Embodiment) FIG. 3 shows that the impact drive type actuator of the third embodiment is bent in a crank shape,
It is explanatory drawing which shows typically the condition at the time of moving inside the groove | channel of square cross section installed in the horizontal surface. In FIG. 3, the control unit 13 and the driving voltage device 15 in FIG. 1 are omitted for easy understanding. Although not shown, a sensor is installed on the wall surface of the groove 17.

【0036】本実施例では、外形形状が略立方体である
中空構造の相対運動部材11−2の内部に、6つの圧電
素子12−2a,12−2b,12−2c,12−2
d,12−2e及び12−2fそれぞれの一端が設置さ
れる。設置位置は、12−2bと12−2dとが,12
−2cと12−2eとが,それぞれ同一面となり、か
つ、12−2bと12−2eとが,12−2dと12−
2cとが,12−2aと12−2fとが互いに対峙する
位置となる6点であり、相対運動部材11−2の中心点
を含む平面において、前述の中心点に関して点対称とな
る位置である。
In this embodiment, six piezoelectric elements 12-2a, 12-2b, 12-2c and 12-2 are provided inside the hollow relative movement member 11-2 having an approximately cubic outer shape.
One end of each of d, 12-2e and 12-2f is installed. 12-2b and 12-2d are installed at 12
-2c and 12-2e are on the same plane, and 12-2b and 12-2e are 12-2d and 12-.
2c are 6 points which are positions where 12-2a and 12-2f face each other, and are positions which are point-symmetric with respect to the above-mentioned center point on a plane including the center point of the relative motion member 11-2. .

【0037】6つの圧電素子12−2a,12−2b,
12−2c,12−2d,12−2e及び12−2fそ
れぞれの一端には、慣性体14−2a,14−2b,1
4−2c,14−2d,14−2e及び14−2fが設
けられる。本実施例におけるインパクト駆動型アクチュ
エータ10−2は以上のように構成されており、クラン
ク状に屈曲した断面正方形の溝17の入口開口部17a
から内部に導入される。
Six piezoelectric elements 12-2a, 12-2b,
At one end of each of 12-2c, 12-2d, 12-2e and 12-2f, inertial bodies 14-2a, 14-2b, 1 are attached.
4-2c, 14-2d, 14-2e and 14-2f are provided. The impact drive type actuator 10-2 in this embodiment is configured as described above, and the inlet opening 17a of the groove 17 having a square cross section bent in a crank shape.
It is introduced from the inside.

【0038】図3中の位置Aにおいて、図示しない駆動
電圧装置から圧電素子12−2aに駆動電圧を印加する
と、圧電素子12−2aは励振されるため、相対運動部
材11−2は溝17の底面に接触しながら、位置Aから
位置Bへ向けて移動する。位置B付近においては進行方
向を90度変更する必要があるが、本実施例では、第2
実施例とは異なり、圧電素子12−2aに印加する駆動
電圧は一定のままとし、圧電素子12−2aと直交する
向きに配置された圧電素子12−2b,12−2c又は
圧電素子12−2d,12−2eに駆動電圧を印加し
て、相対運動部材11−2を回転させることにより、進
行方向を変更する。
At a position A in FIG. 3, when a driving voltage is applied to the piezoelectric element 12-2a from a driving voltage device (not shown), the piezoelectric element 12-2a is excited, so that the relative motion member 11-2 moves in the groove 17. It moves from position A to position B while contacting the bottom surface. In the vicinity of the position B, it is necessary to change the traveling direction by 90 degrees.
Unlike the embodiment, the driving voltage applied to the piezoelectric element 12-2a remains constant, and the piezoelectric elements 12-2b, 12-2c or 12-2d arranged in the direction orthogonal to the piezoelectric element 12-2a. , 12-2e are applied to rotate the relative motion member 11-2, thereby changing the traveling direction.

【0039】位置B付近において向きが90度変更され
た時点で圧電素子12−2b,12−2c又は圧電素子
12−2d,12−2eへの駆動電圧の印加を中止する
と、インパクト駆動型アクチュエータ10−2は、圧電
素子12−2aへ駆動電圧が印加され続けているため、
位置Bから位置Cを通過して位置Dに向けて順に移動す
る。位置D付近では、圧電素子12−2aに印加する駆
動電圧は一定のままとし、圧電素子12−2aと直交す
る向きに配置された圧電素子12−2b,12−2c又
は圧電素子12−2d,12−2eに駆動電圧を印加し
て、相対運動部材11−2を回転させることにより、位
置D付近において進行方向を変更する。
When the application of the drive voltage to the piezoelectric elements 12-2b and 12-2c or the piezoelectric elements 12-2d and 12-2e is stopped at the time when the orientation is changed by 90 degrees near the position B, the impact drive type actuator 10 -2, since the drive voltage is continuously applied to the piezoelectric element 12-2a,
It moves from the position B to the position C and then moves toward the position D in order. In the vicinity of the position D, the drive voltage applied to the piezoelectric element 12-2a remains constant, and the piezoelectric elements 12-2b, 12-2c or the piezoelectric element 12-2d, which are arranged in the direction orthogonal to the piezoelectric element 12-2a, By applying a drive voltage to 12-2e and rotating the relative motion member 11-2, the traveling direction is changed near the position D.

【0040】位置D付近において向きが90度変更され
た時点で圧電素子12−2b,12−2c又は圧電素子
12−2d,12−2eへの駆動電圧の印加を中止する
と、インパクト駆動型アクチュエータ10−2は、圧電
素子12−2aへ駆動電圧が印加され続けているため、
位置Dから位置Eに向けて移動する。このようにして、
複数設置した圧電素子を移動用(12−2a及び12−
2f),方向変更用(12−2b,12−2c,12−
2d及び12−2e)に振り分けることにより、各圧電
素子への駆動電圧の印加制御が容易になる。
When the application of the drive voltage to the piezoelectric elements 12-2b, 12-2c or the piezoelectric elements 12-2d, 12-2e is stopped when the orientation is changed by 90 degrees in the vicinity of the position D, the impact drive type actuator 10 -2, since the drive voltage is continuously applied to the piezoelectric element 12-2a,
Move from position D to position E. In this way,
For moving a plurality of installed piezoelectric elements (12-2a and 12-
2f), for direction change (12-2b, 12-2c, 12-
2d and 12-2e) makes it easy to control the application of the drive voltage to each piezoelectric element.

【0041】(第4実施例)図4は、第4実施例のイン
パクト駆動型アクチュエータの構造を示す正面図であ
る。なお、図4においても理解を容易にするため、図1
における制御部13及び駆動電圧装置15はともに省略
する。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a front view showing the structure of an impact drive type actuator of the fourth embodiment. In addition, in order to facilitate understanding also in FIG.
The control unit 13 and the drive voltage device 15 in FIG.

【0042】相対運動部材11−3は2つの中空構造の
部品を固設して形成されている中空構造体であり、本実
施例では外形形状が球体である。この相対運動部材11
−3の内壁面に、電気機械変換素子である積層型の圧電
素子12−3a,12−3b,12−3c,12−3
d,12−3e及び12−3fの一端が取り付けられ
る。設置位置は、相対運動部材11−3の中心において
互いに直交する3つの仮想直線が相対運動部材11−3
の内面と交差する6点であり、相対運動部材11−3の
中心点を含む平面において、前述の中心点に関して点対
称となる位置である。
The relative movement member 11-3 is a hollow structure formed by fixing two hollow structure parts, and in this embodiment, the outer shape is a sphere. This relative movement member 11
-3 on the inner wall surface of the laminated piezoelectric elements 12-3a, 12-3b, 12-3c, 12-3 which are electromechanical conversion elements.
One ends of d, 12-3e and 12-3f are attached. Regarding the installation position, three virtual straight lines orthogonal to each other at the center of the relative motion member 11-3 are relative motion members 11-3.
6 points intersecting the inner surface of the relative movement member 11-3, and are positions that are point-symmetrical with respect to the above-mentioned center point on the plane including the center point of the relative motion member 11-3.

【0043】6つの圧電素子12−3a,12−3b,
12−3c,12−3d,12−3e及び12−3fそ
れぞれの一端には、慣性体14−3a,14−3b,1
4−3c,14−3d,14−3e及び14−3fが設
けられる。なお、相対運動部材11−3に内蔵される各
装置は、前述の2つの中空構造の部品を固設する前に組
み込まれる。本実施例におけるインパクト駆動型アクチ
ュエータ10−3は以上のように構成されている。
Six piezoelectric elements 12-3a, 12-3b,
The inertial bodies 14-3a, 14-3b, 1 are provided at one end of each of 12-3c, 12-3d, 12-3e and 12-3f.
4-3c, 14-3d, 14-3e and 14-3f are provided. Each device incorporated in the relative motion member 11-3 is incorporated before the above-mentioned two hollow structural parts are fixed. The impact drive type actuator 10-3 in the present embodiment is configured as described above.

【0044】図4において、図示しない駆動電圧装置か
ら同じく図示しない制御部を介して大きな電圧増加率の
駆動電圧を圧電素子12−3aに印加すると、圧電素子
12−3aは励振されて伸長し、圧電素子12−3aに
設けられた慣性体14−3aが移動し、この慣性体14
−3aの移動に伴って相対運動部材11−3も移動す
る。その後、駆動電圧は小さな電圧減少率により低下す
るため、相対運動部材11−3は停止するが、慣性体1
4−3aは圧電素子12−3aに引っ張られて移動し続
け、慣性体14−3aが相対運動部材11−3に衝突す
るのと同じ状態となる。
In FIG. 4, when a driving voltage having a large voltage increase rate is applied to the piezoelectric element 12-3a from a driving voltage device (not shown) through a controller (not shown), the piezoelectric element 12-3a is excited and expands. The inertial body 14-3a provided on the piezoelectric element 12-3a moves to move the inertial body 14-3a.
-3a moves, the relative motion member 11-3 also moves. After that, since the drive voltage is reduced by a small voltage decrease rate, the relative motion member 11-3 stops, but the inertial body 1
4-3a is pulled by the piezoelectric element 12-3a and continues to move, which is the same state as when the inertial body 14-3a collides with the relative motion member 11-3.

【0045】そのため、相対運動部材11−3はこの衝
突により生じる衝撃力により駆動されることになる。本
実施例のインパクト駆動型アクチュエータ10−3は、
従来のインパクト駆動型アクチュエータが有する機能を
全て備えるうえに、圧電素子12−3aと慣性体14−
3とが中空構造の相対運動部材11−3に内蔵されてい
るため、相対運動部材11−3の外部に突起物がない。
そのため、小型化が図られるとともに、圧電素子12−
3aの取付面を外部に設ける必要がなくなり、外形形状
の自由度が増加する。
Therefore, the relative motion member 11-3 is driven by the impact force generated by this collision. The impact drive type actuator 10-3 of this embodiment is
In addition to having all the functions of the conventional impact drive type actuator, the piezoelectric element 12-3a and the inertial body 14-
Since 3 and 3 are built in the relative motion member 11-3 having a hollow structure, there is no protrusion outside the relative motion member 11-3.
Therefore, miniaturization is achieved and the piezoelectric element 12-
It is not necessary to provide the mounting surface of 3a outside, and the degree of freedom of the outer shape is increased.

【0046】さらに、相対運動部材11−3の重心点と
全体の重心点とが従来よりも接近し、最良の場合には一
致させることができる。そのため、相対運動部材11−
3に作用するモーメントが減少し、相対運動部材11−
3と固定体との接触状況が従来よりも安定し、1サイク
ルによる移動ステップ量の誤差が小さくなる。さらに、
相対運動部材11−3の外形が球体であるため、例えば
断面円形の管状体の内部を移動することも可能である。
Further, the center of gravity of the relative motion member 11-3 and the center of gravity of the whole are closer than in the conventional case, and in the best case, they can be matched. Therefore, the relative motion member 11-
The moment acting on 3 decreases, and the relative motion member 11-
The contact state between 3 and the fixed body is more stable than before, and the error of the movement step amount per cycle is reduced. further,
Since the outer shape of the relative motion member 11-3 is a sphere, it is possible to move inside the tubular body having a circular cross section, for example.

【0047】図5は、本実施例のインパクト駆動型アク
チュエータ10−3が、2次元的に屈曲した断面円形の
管の内部を移動する際の状況を模式的に示す説明図であ
る。なお、図示していないが、管の内壁面にセンサを設
置して、インパクト駆動型アクチュエータ10−3の到
達を検出している。本実施例のインパクト駆動型アクチ
ュエータ10−3は、2次元的に屈曲した断面円形の管
18の入口開口部18aから内部に導入される。
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the situation when the impact drive type actuator 10-3 of the present embodiment moves inside a two-dimensionally bent pipe having a circular cross section. Although not shown, a sensor is installed on the inner wall surface of the pipe to detect the arrival of the impact drive type actuator 10-3. The impact drive type actuator 10-3 of the present embodiment is introduced into the interior from an inlet opening 18a of a tube 18 which is two-dimensionally bent and has a circular cross section.

【0048】図5に示す実施例では、この管18は、相
対運動部材11−3よりも可撓性が大きな材料からなる
場合であり、相対運動部材11−3の外径を管18の内
径よりもわずかに大きく設定している。インパクト駆動
型アクチュエータ10−3を管18の入口開口部18a
から内部に導入して位置Aに設置すると、管18の側面
は可撓性の差により相対運動部材11−3の外面に沿っ
て伸長する。この伸長によって管18から相対運動部材
11−3を保持する力が作用するため、相対運動部材1
1−3は管18の内面に押し付けられる。この力がイン
パクト駆動型アクチュエータに加わる重力に比較して充
分に大きくなるように相対運動部材11−3の直径を設
定することにより、円管が2次元的又は3次元的に屈曲
している場合であっても、相対運動部材11−3が重力
の影響で管18の内部を落下することを防止できる。
In the embodiment shown in FIG. 5, the pipe 18 is made of a material having greater flexibility than the relative motion member 11-3, and the outer diameter of the relative motion member 11-3 is set to the inner diameter of the pipe 18. Set slightly larger than. The impact drive type actuator 10-3 is connected to the inlet opening 18a of the pipe 18.
When introduced from the inside to the position A, the side surface of the tube 18 extends along the outer surface of the relative motion member 11-3 due to the difference in flexibility. Due to this extension, a force for holding the relative motion member 11-3 from the pipe 18 acts, so that the relative motion member 1-3
1-3 are pressed against the inner surface of the tube 18. When the circular tube is bent two-dimensionally or three-dimensionally by setting the diameter of the relative motion member 11-3 so that this force becomes sufficiently larger than the gravity applied to the impact drive type actuator. However, it is possible to prevent the relative motion member 11-3 from falling inside the tube 18 due to the influence of gravity.

【0049】位置Aにおいて、圧電素子12−3aに大
きな電圧上昇率の駆動電圧を加えると、圧電素子12−
3aが急激に伸長し、この急激な伸長によって生じる力
が、相対運動部材11−3と管18の内壁との間の摩擦
力に比べて大きいと、相対運動部材11−3は図面上左
方向へ微小移動を行う。その後、圧電素子12−3aが
緩やかに縮みその変位によって生じる力が前述の摩擦力
に比較して小さくなるように駆動電圧を小さな電圧減少
率で緩やかに低下させる。
At position A, when a driving voltage having a large voltage increase rate is applied to the piezoelectric element 12-3a, the piezoelectric element 12-
3a abruptly expands, and if the force generated by this abrupt expansion is larger than the frictional force between the relative motion member 11-3 and the inner wall of the pipe 18, the relative motion member 11-3 will move to the left in the drawing. Make a small movement to. After that, the piezoelectric element 12-3a is gently contracted, and the driving voltage is gently decreased at a small voltage reduction rate so that the force generated by the displacement becomes smaller than the frictional force described above.

【0050】このような駆動電圧を連続して印加するこ
とにより、相対運動部材11−3は位置Aから位置Bへ
移動する。相対運動部材11−3が位置Bに接近してか
らは、圧電素子12−3aに加える駆動電圧を徐々に低
下させるとともに、圧電素子12−3bに加える駆動電
圧を徐々に大きくしていく。
By continuously applying such a driving voltage, the relative movement member 11-3 moves from the position A to the position B. After the relative motion member 11-3 approaches the position B, the drive voltage applied to the piezoelectric element 12-3a is gradually decreased and the drive voltage applied to the piezoelectric element 12-3b is gradually increased.

【0051】位置Bでは、圧電素子12−3a及び圧電
素子12−3bそれぞれに加える駆動電圧の値は同じ大
きさになっている。この後、さらに圧電素子12−3a
に加える駆動電圧を低下させ、圧電素子12−3bに加
える駆動電圧を上昇させることにより、相対運動部材1
1−3は位置Bから位置Cに向けて移動し、位置Cに到
達した時点では圧電素子12−3aには駆動電圧を加え
ず圧電素子12−3bのみに駆動電圧を印加する。
At the position B, the values of the drive voltages applied to the piezoelectric elements 12-3a and 12-3b are the same. After this, further piezoelectric element 12-3a
By lowering the drive voltage applied to the piezoelectric element 12-3b and increasing the drive voltage applied to the piezoelectric element 12-3b, the relative motion member 1
1-3 moves from the position B to the position C, and when reaching the position C, the drive voltage is not applied to the piezoelectric element 12-3a and the drive voltage is applied only to the piezoelectric element 12-3b.

【0052】このようにして、インパクト駆動型アクチ
ュエータ10−3は、管18の内部を位置Aから位置B
を通り位置Cに向けて移動する。なお、このような移動
の際、圧電素子12−3aに急激な電圧変化率の電圧を
加えると同時に圧電素子12−3cに、圧電素子12−
3aに加える駆動電圧が有する振幅と逆の振幅を有する
駆動電圧を加えて圧電素子12−3cを急激に変位させ
ると、進行方向に向けて倍の力が作用するため、相対運
動部材11−3の移動速度を上昇することができる。
In this way, the impact drive type actuator 10-3 moves inside the pipe 18 from the position A to the position B.
And move toward position C. At the time of such movement, a voltage having a rapid voltage change rate is applied to the piezoelectric element 12-3a, and at the same time, the piezoelectric element 12-3c is applied to the piezoelectric element 12-3c.
When the piezoelectric element 12-3c is rapidly displaced by applying a drive voltage having an amplitude opposite to that of the drive voltage applied to 3a, a double force acts in the traveling direction, so that the relative motion member 11-3. The movement speed of can be increased.

【0053】なお、図5は2次元的に屈曲した管の内部
の移動を示しているが、さらに、圧電素子12−3e及
びこれに対向する位置に設置された圧電素子12−3f
に上記と同様に駆動電圧を印加することにより、3次元
的に屈曲した管の内部を移動させることも可能となる。
Although FIG. 5 shows the movement inside the two-dimensionally bent pipe, the piezoelectric element 12-3e and the piezoelectric element 12-3f installed at a position opposite thereto are further provided.
It is also possible to move the inside of the three-dimensionally bent tube by applying a drive voltage in the same manner as above.

【0054】(第5実施例)図6は、第5実施例のイン
パクト駆動型アクチュエータの構造を示す正面図であ
る。なお、図6においても理解を容易にするため、図1
における制御部13及び駆動電圧装置15はともに省略
する。
(Fifth Embodiment) FIG. 6 is a front view showing the structure of an impact drive type actuator of the fifth embodiment. In addition, in order to facilitate understanding also in FIG. 6, FIG.
The control unit 13 and the drive voltage device 15 in FIG.

【0055】図6は、インパクト駆動型アクチュエータ
10−4を、可撓性が小さな変形しにくい材質からなる
管19に導入する場合であり、相対運動部材11−4
を、管19よりも可撓性が大きな材質からなる外層20
により被覆する。図6に示すように、相対運動部材11
−4を管19内に導入すると、相対運動部材11−4の
うちの外層20が変形し、管19から相対運動部材11
−4に付与される圧力により管19の内壁に相対運動部
材11−4を押し付けることが可能となる。この圧力が
インパクト駆動型アクチュエータ10−4に加わる重力
に比較して充分に大きくなるように、インパクト駆動型
アクチュエータ10−4の外径を設定することにより、
インパクト駆動型アクチュエータ10−4に加わる重力
の影響を無視でき、管19が2次元的又は3次元的に屈
曲しているような場合であっても、落下することなく管
19の内部を移動することができる。
FIG. 6 shows a case where the impact drive type actuator 10-4 is introduced into a tube 19 made of a material having small flexibility and being hard to be deformed.
The outer layer 20 made of a material having greater flexibility than the tube 19.
To coat. As shown in FIG. 6, the relative motion member 11
-4 is introduced into the pipe 19, the outer layer 20 of the relative motion member 11-4 is deformed, and the relative motion member 11 is removed from the pipe 19.
-4 makes it possible to press the relative motion member 11-4 against the inner wall of the tube 19. By setting the outer diameter of the impact drive type actuator 10-4 so that this pressure is sufficiently larger than the gravity applied to the impact drive type actuator 10-4,
The influence of gravity applied to the impact drive type actuator 10-4 can be ignored, and even if the pipe 19 is bent two-dimensionally or three-dimensionally, it moves inside the pipe 19 without falling. be able to.

【0056】(変形例)以上説明してきた第1実施例な
いし第5実施例では、電気機械変換素子として圧電素子
を用いたが、これに限定されるものではなく、これ以外
に例えば電歪素子を用いることもできる。また、相対運
動部材の外形は、直方体状,立方体状,球体状の場合を
例にとって説明してきたが、これに限定されるものでは
なく、これら以外に例えば紡錘状であってもよい。
(Modification) In the first to fifth embodiments described above, the piezoelectric element is used as the electromechanical conversion element. However, the electromechanical conversion element is not limited to this. For example, an electrostrictive element may be used. Can also be used. Also, the outer shape of the relative motion member has been described by taking the case of a rectangular parallelepiped shape, a cubic shape, or a spherical shape as an example, but the present invention is not limited to this and may be, for example, a spindle shape.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1の
発明によれば、中空構造の相対運動部材の内部に、電気
機械変換素子と慣性体とが設けられるため、相対運動部
材の外部に突起物がなくなり、インパクト駆動型アクチ
ュエータの小型化が図られるとともに、外形形状の設定
の自由度が増加する。さらに、電気機械変換素子及び慣
性体を内蔵するために相対運動部材の重心点と全体の重
心点とを従来よりも接近、最良の場合には一致させるこ
とができ、相対運動部材の重心点周りに作用するモーメ
ントが小さくなり、相対運動部材と固定体との接触状況
が従来よりも安定し、移動ステップ量の誤差を従来より
も低減できる。
As described in detail above, according to the first aspect of the invention, since the electromechanical conversion element and the inertial body are provided inside the relative movement member having the hollow structure, the outside of the relative movement member is provided. Since the protrusion is eliminated, the impact drive type actuator can be downsized, and the degree of freedom in setting the outer shape is increased. Further, since the electromechanical conversion element and the inertial body are incorporated, the center of gravity of the relative motion member can be closer to the overall center of gravity than in the past, and in the best case, the center of gravity of the relative motion member can be matched. The moment acting on is reduced, the contact state between the relative motion member and the fixed body is more stable than before, and the error in the movement step amount can be reduced more than ever.

【0058】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
において、相対運動部材が、外部信号を受信するととも
に電気機械変換素子への印加電圧を制御する制御部を内
蔵するため、外部からインパクト駆動型アクチュエータ
の動きを制御することができる。
According to the invention of claim 2, in the invention of claim 1, since the relative movement member has a built-in control section for receiving an external signal and controlling the voltage applied to the electromechanical conversion element, the relative movement member is externally controlled. The movement of the impact drive type actuator can be controlled.

【0059】請求項3の発明によれば、請求項1又は請
求項2の発明において、相対運動部材は外形形状が直方
体であり、また、請求項4の発明によれば、請求項1又
は請求項2の発明において、相対運動部材は外形形状が
球体であるため、断面矩形の溝又は断面円形の管へ導入
できる。例えば、管として塗装装置の塗料ホースを考え
ると、請求項3又は請求項4のインパクト駆動型アクチ
ュエータをこの塗料ホース内に導入することにより、塗
料ホース内の汚れを除去することができる。
According to the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or claim 2, the outer shape of the relative movement member is a rectangular parallelepiped, and according to the invention of claim 4, claim 1 or In the invention of Item 2, since the relative movement member has a spherical outer shape, it can be introduced into a groove having a rectangular section or a tube having a circular section. For example, considering a paint hose of a painting apparatus as the pipe, by introducing the impact drive type actuator of claim 3 or 4 into the paint hose, it is possible to remove the dirt in the paint hose.

【0060】請求項5の発明によれば、請求項3又は請
求項4の発明において、電気機械変換素子が、相対運動
部材の中心点を含む平面において、前記中心点に関して
点対称となる位置にそれぞれ配置されるため、インパク
ト駆動型アクチュエータが少なくとも2方向へ移動でき
る。
According to a fifth aspect of the invention, in the third or fourth aspect of the invention, the electromechanical conversion element is located at a position symmetrical with respect to the center point on the plane including the center point of the relative motion member. Since they are arranged respectively, the impact drive type actuator can move in at least two directions.

【0061】請求項6の発明によれば、請求項1ないし
請求項5のいずれかに記載の発明において、相対運動部
材が、接触対象が管状体の内部の場合、前記管状体より
も可撓性が大きな外層を備えるため、重力の影響を無視
できる程度に相対運動部材は管状体の内壁に押しつけら
れ、3次元に屈曲する管状体の内部を移動できる。
According to a sixth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the relative motion member is more flexible than the tubular body when the contact object is inside the tubular body. Since the outer layer having high elasticity is provided, the relative motion member is pressed against the inner wall of the tubular body so that the influence of gravity can be ignored, and can move inside the tubular body that bends in three dimensions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例のインパクト駆動型アクチュエータ
の構造を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing the structure of an impact drive type actuator of a first embodiment.

【図2】第2実施例のインパクト駆動型アクチュエータ
が、クランク状に屈曲した断面正方形の溝の内部を移動
する際の状況を模式的に示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a situation when the impact drive type actuator of the second embodiment moves inside a groove having a square cross section that is bent like a crank.

【図3】第3実施例のインパクト駆動型アクチュエータ
が、クランク状に屈曲した断面正方形の溝の内部を移動
する際の状況を模式的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a situation when the impact drive type actuator of the third embodiment moves inside a crank-shaped groove having a square cross section.

【図4】第4実施例のインパクト駆動型アクチュエータ
の構造を示す正面図である。
FIG. 4 is a front view showing the structure of an impact drive type actuator according to a fourth embodiment.

【図5】第4実施例のインパクト駆動型アクチュエータ
が、2次元的に屈曲した断面円形の管の内部を移動する
際の状況を模式的に示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the situation when the impact drive type actuator of the fourth embodiment moves inside a two-dimensionally bent pipe having a circular cross section.

【図6】第5実施例のインパクト駆動型アクチュエータ
の構造を示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing the structure of an impact drive type actuator of a fifth embodiment.

【図7】従来のインパクト駆動型アクチュエータを模式
的に示す正面図である。
FIG. 7 is a front view schematically showing a conventional impact drive type actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10−1,10−2,10−3,10−4 イン
パクト駆動型アクチュエータ 11,11−1,11−2,11−3,11−4 相対
運動部材 12,12−1a〜12−1d,12−2a〜12−2
f,12−3a〜12−3f,12−4a〜12−4f
電気機械変換素子(圧電素子) 13 制御部 14,14−1a〜14−1d,14−2a〜14−2
f,14−3a〜14−3f,14−4a〜14−4f
慣性体 15 駆動電圧装置 16 固定体 17 溝 17a 上部開口部 18 管 18a 上部開口部 19 管 20 外層
10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 Impact drive type actuator 11, 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 Relative movement member 12, 12-1a-12-1d , 12-2a to 12-2
f, 12-3a to 12-3f, 12-4a to 12-4f
Electromechanical conversion element (piezoelectric element) 13 Control unit 14, 14-1a to 14-1d, 14-2a to 14-2
f, 14-3a to 14-3f, 14-4a to 14-4f
Inertia 15 Drive voltage device 16 Fixed body 17 Groove 17a Upper opening 18 Tube 18a Upper opening 19 Tube 20 Outer layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空構造の相対運動部材と,一端が前記
相対運動部材の内部に設置され、印加電圧により励振す
る電気機械変換素子と,前記電気機械変換素子の他端に
取り付けられて前記相対運動部材の内部に設けられ、前
記電気機械変換素子の駆動により前記相対運動部材に衝
撃力を与える慣性体とを備えることを特徴とするインパ
クト駆動型アクチュエータ。
1. A relative movement member having a hollow structure, an electromechanical conversion element having one end installed inside the relative movement member and excited by an applied voltage, and the other end of the electromechanical conversion element attached to the relative movement member. An impact drive type actuator, comprising: an inertial body that is provided inside a motion member and applies an impact force to the relative motion member by driving the electromechanical conversion element.
【請求項2】 請求項1に記載されたインパクト駆動型
アクチュエータにおいて、 前記相対運動部材は、外部信号を受信するとともに前記
電気機械変換素子への印加電圧を制御する制御部を内蔵
することを特徴とするインパクト駆動型アクチュエー
タ。
2. The impact drive type actuator according to claim 1, wherein the relative movement member includes a control unit that receives an external signal and controls a voltage applied to the electromechanical conversion element. Impact drive type actuator.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載されたイン
パクト駆動型アクチュエータにおいて、 前記相対運動部材は、外形形状が直方体であることを特
徴とするインパクト駆動型アクチュエータ。
3. The impact drive type actuator according to claim 1 or 2, wherein the relative movement member has a rectangular parallelepiped outer shape.
【請求項4】 請求項1又は請求項2に記載されたイン
パクト駆動型アクチュエータにおいて、 前記相対運動部材は、外形形状が球体であることを特徴
とするインパクト駆動型アクチュエータ。
4. The impact drive type actuator according to claim 1 or 2, wherein the relative movement member has a spherical outer shape.
【請求項5】 請求項3又は請求項4に記載されたイン
パクト駆動型アクチュエータにおいて、 前記電気機械変換素子は、前記相対運動部材の中心点を
含む平面において、前記中心点に関して点対称となる位
置にそれぞれ配置されることを特徴とするインパクト駆
動型アクチュエータ。
5. The impact drive type actuator according to claim 3 or 4, wherein the electromechanical conversion element is a position that is point-symmetric with respect to the center point on a plane including the center point of the relative motion member. An impact drive type actuator, which is characterized in that the actuators are respectively arranged in the.
【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれか1項
に記載されたインパクト駆動型アクチュエータにおい
て、 前記相対運動部材は、接触対象が管状体の内部のとき
に、前記管状体よりも可撓性が大きな外層を備えること
を特徴とするインパクト駆動型アクチュエータ。
6. The impact drive type actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the relative movement member is more flexible than the tubular body when the contact target is inside the tubular body. An impact drive type actuator comprising an outer layer having high flexibility.
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