JPH0452521Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、圧電素子を用いた回転駆動装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来、機器の回転駆動には、電磁力の作用によ
つて電気エネルギーを機械エネルギーに変換する
電動機が一般に用いられていた。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、この種の電動機は電磁力を用い
るため、磁界の影響を避けることができず、ま
た、ブラツシ部分における放電はテレビ、ラジオ
等の雑音の原因となつていた。そのため、電磁力
を用いない回転駆動機構が種々模索されていた。

その一つとして圧電素子の電場を加えると歪を
生ずるという性質を利用したものがある。即ち、
ち、圧電素子に交番電場を与えてその長さを伸縮
させ、電気的振動を機械的振動に変換してさらに
この振動を回転運動に変換するものである。しか
しながら、この圧電現象は、顕著にあらわれるジ
ルコンチタン酸鉛でも100ボルト程度の電場を印
加した場合に、その伸縮量は数ミクロン程度であ
り、この程度の振動を確実に回転運動に変換する
ことは極めて困難なものであるため、圧電素子を
用いた実用的な回転駆動装置が実現されるまでに
は至つていなかつた。

本考案は、これらの点に着目してなされたもの
で、数ミクロン程度の振動を確実に回転運動に変
換することで、圧電素子を用いた実用的な回転駆
動装置を実現したものである。

（問題点を解決するための手段） そのため、本考案では圧電素子を用いた回転駆
動装置を、可動片の後端が挟隘な結合部を介して
固定片に揺動可能に一体結合されたアクチユエー
トプレートと、一端を前記可動片の後端部近傍
に、他端を前記固定片に夫々接する如く配置され
交番電圧の周波数で伸縮の周期が制御される圧電
素子と、前記可動片の先端に係合するアームを有
して前記可動片の揺動に応じて回動する回動板
と、該回動板の回動中心線と同心的に配置固定さ
れたクラツチハウジングと、該クラツチハウジン
グ内に圧入されたワンウエイクラツチと、該ワン
ウエイクラツチに貫通固定された回転軸とで構成
したものである。

（作用） このように構成された本考案の圧電素子を用い
た回転駆動装置では、アクチユエートプレートの
可動片が、その後端で狭隘な結合部を介して固定
片に一体結合されて揺動可能となつているため、
支点部のガタツキは全くなく、したがつて圧電素
子の一端をこの可動片の後端部近傍に、他端を固
定片に夫々接する如く配置すれば、圧電素子の伸
縮はテコの原理で可動片の先端部に確実に拡大さ
れ、この可動片先端の揺動をワンウエイクラツチ
によつて回転運動に変換するもので、これによつ
て数ミクロン程度の振動を確実に回転運動に変換
できる圧電素子を用いた回転駆動装置を実現した
ものである。

（実施例） 次に、本考案の実施の一例を図面を参照しなが
ら説明する。図面は本考案に係る圧電素子を用い
た回転駆動装置の一実施例を示す分解斜視図であ
る。図面において、１１はアクチユエートプレー
トであり、１３は基板である。アクチユエートプ
レート１１は固定片１５と可動片１７とを結合部
１９によつて一体的に結合したものであり、前記
固定片１５によつて基板１３に取付け固定されて
いる。ここで、この結合部１９は極めて狭隘に形
成されてヒンジ作用を有し、これによつて可動部
１７はここを支点として揺動可能となつている。

２１は、例えば、ジルコンチタン酸鉛による圧
電素子であり、２３，２５はこの圧電素子２１の
電極に接続されたリード線である。この圧電素子
２１は、一端が前記可動片１７の後端部近傍に、
他端がこれと対向する前記固定片１５に夫々接し
て配設されている。２７は前記可動片１７の先端
と固定片１５との間に設けられたコイルスプリン
グであり、前記可動片１７を圧電素子２１に圧接
する方向に付勢している。従つて、圧電素子２１
の伸縮は支点部のガタツキ等の影響を受けること
なく可動片１７へ伝達される。

２９は回動板であり、その回動の中心線と同心
的にクラツチハウジング３１が配置固定されると
ともに、前記回動の中心線から若干離れた位置
に、前記可動片１７の先端に設けられた切欠部３
３に係合するアーム３５が植設されている。３７
は前記クラツチハウジング３１に圧入されたワン
ウエイクラツチ、３９はこのワンウエイクラツチ
３７を貫通する回転軸であり、前記回動板２９の
一方向への回動のみがワンウエイクラツチ３７を
介して回転軸３９へ伝達される。

４１はこの回転軸３９を軸支するベアリングで
あり、基板１３にあけられた透孔４３に取付けら
れている。回転軸３９はこのベアリング４１より
アクチユエートプレート１１の可動片１７の透孔
４５を貫通して外部へ延設されており、この透孔
４５は可動片１７が揺動しても回転軸３９に接触
しないよう充分大きな直径を有している。前記回
動板２９のアーム３５は基板１３の透孔４７を貫
通して可動片１７の切欠部３３に係合し、この透
孔４７の直径も回動板２９の動作を邪魔しないよ
うに充分大きく設定されている。

ここで、前記リード線２３と２５との間に所定
の交番電圧を印加すると、圧電素子２１はそれに
応動して伸縮し、可動片１７を揺動させる。この
可動片１７は前述の如く、結合部１９を支点とし
て揺動するため、圧電素子２１の伸縮は可動片１
７の先端部で大きく拡大される。このとき、可動
片１７は極めて狭隘な結合部１９で揺動自在に結
合されているので、この部分にガタツキはなく、
圧電素子２１の伸縮は確実に可動片１７へ伝達さ
れる。従つて、圧電素子２１の伸縮が数ミクロン
程度のものであつても、可動片１７の先端部では
振幅100〜200ミクロン程度の揺動としてとりだす
ことができる。

この可動片１７の揺動はアーム３５を介して回
動板２９へ伝えられ、この回動の中心線と同心的
に配置固定されたクラツチハウジング３１を回動
させる。このクラツチハウジング３１を回動はワ
ンウエイクラツチ３７の作用によつて、一方向へ
の回動のみが回転軸３９に伝達され、回転軸３９
は所望の方向に回転する。ここで、この回転軸３
９の回転数は、リード線２３と２５との間に印加
する交番電圧の周波数によつて制御可能であり、
例えば、50Hzで1rpm、1.8KHzで35rpm程度であ
る。

（考案の効果） 本考案は以上の様に構成され、アクチユエート
プレートの可動片が狭隘な結合部を支点として揺
動し、この可動片によつて圧電素子の伸縮をテコ
の原理で拡大し、さらにこのワンウエイクラツチ
によつて回転運動に変換するものであるため、可
動片の揺動時の支点部のガタツキは全くなく、し
たがつて圧電素子の伸縮は可動片の先端部に確実
に拡大され、さらに可動片先端の揺動がワンウエ
イクラツチによつてラチエツト機構のような遊び
による影響を受けることなく回転運動に変換で
き、従つて、圧電素子の数ミクロン程度の振動を
確実に回転運動に変換できる実用的な回転駆動装
置を実現し、周囲に磁界の影響を及ぼすことがな
く、ブラツシ部分における放電等によるテレビ、
ラジオ等の雑音の心配もない、圧電素子を用いた
回転駆動装置を得られるという優れた効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る圧電素子を用いた回転駆
動装置の一実施例を示す分解斜視図である。 １１……アクチユエートプレート、１３……基
板、１５……固定片、１７……可動片、１９……
結合部、２１……圧電素子、２９……回動板、３
１……クラツチハウジング、３５……アーム、３
７……ワンウエイクラツチ、３９……回転軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可動片の後端が挟隘な結合部を介して固定片に
   揺動可能に一体結合されたアクチユエートプレー
   トと、一端を前記可動片の後端部近傍に、他端を
   前記固定片に夫々接する如く配置され交番電圧の
   周波数で伸縮の周期が制御される圧電素子と、前
   記可動片の先端に係合するアームを有して前記可
   動片の揺動に応じて回動する回動板と、該回動板
   の回動中心線と同心的に配置固定されたクラツチ
   ハウジングと、該クラツチハウジング内に圧入さ
   れたワンウエイクラツチと、該ワンウエイクラツ
   チに貫通固定された回転軸とによつて構成される
   圧電素子を用いた回転駆動装置。