專利名稱：驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動裝置，尤其涉及采用電機變換元件的自走式驅(qū)動裝置。
技術(shù)背景通過壓電元件等電機變換元件，使驅(qū)動摩擦部件滑行移動，從而定位移動 體，這種驅(qū)動裝置已為周知，其中，有如專利文獻l中記載的壓電元件不移動的沖擊式驅(qū)動裝置，還有如專利文獻2中記載的壓電元件由移動體支撐與移動 體一起移動的自走式驅(qū)動裝置。如專利文獻2中記載的那樣，以往的自走式驅(qū)動裝置中采用固定導向部件 和驅(qū)策導向部件，其中，驅(qū)動摩擦部件在固定導向部件上滑動，而驅(qū)策導向部 件則將驅(qū)動摩擦部件驅(qū)策于固定導向部件。但是，以往的驅(qū)動裝置中，如果被移動體驅(qū)動的像臺那樣的被驅(qū)動部件的 可動方向，與固定導向部件的設置方向不完全一致的話，則驅(qū)動摩擦部件和固 定導向部件之間的摩擦力不保持一定，不能安定的驅(qū)動。另外，固定導向部件以及驅(qū)策導向部件必須用剛性高、摩擦力安定的材料 來形成，這成為提高驅(qū)動裝置成本的主要因素。專利文獻l:特開2 0 0 4 — 8 0 9 6 4號公報專利文獻2:特開平10 — 2 2 5 1 5 0號公報發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題點，本發(fā)明的課題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)安定驅(qū)動的廉價的自 走式驅(qū)動裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明的驅(qū)動裝置包括移動體，其中，固定電機變 換元件的一端，撐持與所述電機變換元件另一端連接的驅(qū)動摩擦部件且使其能 夠在所述電機變換元件的伸縮方向移動，移動體能夠在所述電機變換元件的伸 縮方向移動地被支撐； 一對板彈簧，以帶狀延伸在所述電機變換元件的伸縮方 向，夾住所述驅(qū)動摩擦部件；基礎部件，單方撐持所述板彈簧，使其豎立在寬
度方向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因為用一對板彈簧保持夾住驅(qū)動摩擦部件，所以，即使驅(qū)動 摩擦部件在板彈簧的法線方向有一些位置偏移，板彈簧夾持驅(qū)動摩擦部件的力 也不變動，能夠發(fā)揮安定的摩擦力。因此，即使板彈簧被撐持的方向與移動體 移動可能的方向不嚴密一致，也能夠以一定的力驅(qū)動移動體。另外，本發(fā)明的 驅(qū)動裝置因為是直接用板彈簧夾持驅(qū)動摩擦部件，所以，結(jié)構(gòu)簡單，能夠廉價 提供。另外，本發(fā)明的驅(qū)動裝置中，可以進一步備有輔助彈簧，它們被分別設置 在所述板彈簧的外側(cè)，僅僅對所述板彈簧的兩端發(fā)揮彈力。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，輔助彈簧在板彈簧的兩端增強板彈簧夾持驅(qū)動摩擦部件的 力。這樣，防止板彈簧在長邊方向彎曲引起兩端夾持驅(qū)動摩擦部件的力減小， 能夠不拘于移動體位置地使產(chǎn)生一定的驅(qū)動力。另外，本發(fā)明的驅(qū)動裝置中，也可以將所述板彈簧的自由端的先端分別向 外側(cè)彎折。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，板彈簧不易在長度方向彎曲，夾持驅(qū)動摩擦部件的力不易隨 板彈簧的位置而發(fā)生變化。由此能夠不拘于移動體位置地使產(chǎn)生一定的驅(qū)動 力。根據(jù)本發(fā)明，因為用一對板彈簧夾住移動體的驅(qū)動摩擦部件，所以，即使 移動體的移動方向與板彈簧的固定方向的朝向不完全一致，也能夠不拘于移動 體位置地產(chǎn)生一定的驅(qū)動力，能夠提供能夠安定驅(qū)動的廉價的自走式的驅(qū)動裝 置。
圖l是本發(fā)明一實施方式的驅(qū)動裝置的分解立體圖。圖2是圖1的主板彈簧以及輔助彈簧的詳細立體圖。圖3是圖1的移動單元的截面圖。圖4是用來驅(qū)動圖1驅(qū)動裝置的驅(qū)動回路的回路圖。圖5是圖4的驅(qū)動回路的驅(qū)動電壓信號的時差一覽示意。圖6是圖5相反方向移動時的驅(qū)動電壓信號的時差一覽示意。圖7是1的主板彈簧以及輔助彈簧施加的加壓力的分布示意圖。圖8是3的代替案的主板彈簧的立體圖。
具體實施方式
以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖l表示本發(fā)明一實施方式的驅(qū)動裝置l。驅(qū)動裝置1是在臺座2上在箭頭A 一B方向定位臺3而構(gòu)成。臺3備有滑動塊5，該滑動塊5與臺座2上設有的導向 塊4接合且能夠滑動，且只能相對臺座2在箭頭A — B方向移動。移動單元6由螺栓7固定在臺3上。臺座2上固定著基礎部件11，該基礎部件11通過螺絲擰緊撐持一對主板彈簧8和分別設置在主板彈簧8外側(cè)的輔助彈簧 9，其中主板彈簧8夾住移動單元6。換而言之，移動單元6介于主板彈簧8之間， 張開主板彈簧8以及輔助彈簧9，由于主板彈簧8以及輔助彈簧9的彈性而被反作 用力夾緊。主板彈簧8是本發(fā)明中的板彈簧，如圖2所示，由帶狀的金屬板構(gòu)成，下側(cè) 由基礎部件ll單面撐持在寬度方向豎立。另外，主板彈簧8不被基礎部件11撐 持的、為自由端的上側(cè)先端，跨越全長被向外側(cè)彎折約4 5° 。輔助彈簧9重合在主板彈簧8的外側(cè)，由基礎部件ll單面撐持且豎立。輔助 彈簧9只有與主板彈簧8長度方向兩端重疊的部分，延伸到主板彈簧8寬度方向的上端附近，中央部分幾乎不突出到基礎部件ll上方?；A部件11被相對臺座2固定，以便將主板彈簧8撐持在與臺3移動可能的 A—B方向平行。如圖3所示，移動單元6是在由略長方體的金屬塊構(gòu)成的移動體12中，收容 壓電元件13和驅(qū)動摩擦部件14。壓電元件13是本發(fā)明中的電機變換元件， 一端固定在移動體12上，介過導 線15以及撓性基板16而被施加驅(qū)動電壓，由此在相同于臺3移動方向的A — B 方向伸縮。驅(qū)動摩擦部件14用例如碳素纖維形成，由以下部分組成摩擦部14a， 其突出于移動體12的側(cè)面，被主板彈簧8夾?。惠S部1 4 b以及1 4 c ，從摩 擦部l 4 a兩側(cè)向壓電元件13的伸縮方向伸出，分別由移動體12和由螺絲17固 定在移動體12端部的封住板18支撐，并能夠滑動。有關(guān)驅(qū)動摩擦部件14，其一 個軸部l 4 b連接在壓電元件13的、與固定在移動體12—端的相反一端，隨壓 電元件13的伸縮，在移動體12的內(nèi)部，在A —B方向(壓電元件13的伸縮方向) 振動。圖4表示對壓電元件13施加電壓的驅(qū)動回路。該驅(qū)動回路由以下組成V P (V)的電源；4個FET19， 20， 21， 22;控制回路23，輸出分 別轉(zhuǎn)換FET19， 20， 21， 22的控制信號Scl， Sc2， Sc3， S c 4 。驅(qū)動回路能夠通過控制信號Scl， Sc2， Sc3， Sc4的組合， 將施加在壓電元件13兩端子間的驅(qū)動電壓V 1 o a d切換為+ Vp (V)、 一V p ( V)或0 ( V)。驅(qū)動裝置1中，向箭頭A方向驅(qū)動臺3時，驅(qū)動回路在壓電元件13施加如圖 5所示的驅(qū)動電壓V 1 o a d。圖5中，驅(qū)動回路先在壓電元件13僅施加時間t l的+Vp (V)，接下去僅施加時間t 2的一Vp (V)，進一步僅施加時 間t 3的0 ( V )。壓電元件13先是在時間t 1，從無電壓的標準長度到被施加十V p (V) 的最大長度伸長，接下去在時間t 2，被施加一Vp (V)而收縮到最小長度， 在時間t 3回到無電壓的標準長度。此時，驅(qū)動電壓V 1 o a d從0 (V)到V p ( V)或從一 V p ( V)到0 (V)增加時，因為電壓變化小，所以壓電 元件13是比較緩慢地伸長。反之，驅(qū)動壓電V 1 o a d從+Vp (V)到一V p (V)減少時，因為電壓變化大，所以壓電元件13是比較急劇地收縮。在時間t 1以及時間t 3壓電元件13緩慢伸長之際，因為驅(qū)動摩擦部件14 的摩擦部l 4 a被主板彈簧8夾住，所以，移動體12被相對基礎部件11向箭頭 A方向移動。在時間t 2壓電元件13急劇收縮之際，移動體12的慣性力勝過驅(qū) 動摩擦部件14的摩擦部1 4 a與主板彈簧8之間的摩擦力，移動體12停留在原 而使處驅(qū)動摩擦部件14的摩擦部1 4 a在主板彈簧8之間向箭頭A方向滑行移 動。合計時間tl， t2， t 3而得的時間T d中的移動體12、即臺3的移動 量由壓電元件13的長度變化和驅(qū)動摩擦部件14的摩擦部1 4 a與主板彈簧8之 間的摩擦力決定。因此，驅(qū)動回路以該動作時間T d中的一連串的電壓變化作 為l次驅(qū)動動作，根據(jù)臺3應該移動的距離，反復一連串的驅(qū)動動作。驅(qū)動裝置1中，使臺3向箭頭B方向移動時，如圖6所示，使控制信號Sc 1， Sc2的輸出時機和控制信號Sc3， Sc4的輸出時機與使臺3向箭頭 A方向移動時的相反即可。此時壓電元件13的伸縮波形與用圖5的驅(qū)動電壓驅(qū) 動時的相反，緩慢收縮急劇伸張，所以，移動體12被相對基礎部件11向箭頭B 方向移動。此時移動體12以及臺3每1驅(qū)動動作的移動量，如果驅(qū)動摩擦部件14 與主板彈簧8之間的摩擦力為一定，則為與圖5相反方向的相同距離。圖7表示主板彈簧8對驅(qū)動摩擦部件14的加壓力隨驅(qū)動摩擦部件14被夾持 的位置(支撐位置)的變化，即主板彈簧8以及輔助彈簧9的長度方向的彈力分 布。主板彈簧8是在寬度方向彎撓而對驅(qū)動摩擦部件14加壓，但是長度方向也 能夠彎撓。因此，沒有輔助彈簧9時，只有支撐驅(qū)動部件14部分的近旁在寬度 方向彎撓產(chǎn)生加壓力。也就是說，在主板彈簧8用其長度方向的兩端支撐驅(qū)動 摩擦部件14時，因為能夠向長度一側(cè)彎撓的部分較少，所以，寬度方向彎撓的 實效長度變短，加壓力減小。本實施方式中，因為彎曲了主板彈簧8寬度方向的先端，所以，彎曲部分 作為肋作用，抑制主板彈簧8長度方向的彎撓，減小了由于驅(qū)動摩擦部件14的 位置而引起的主板彈簧8的加壓力變化。但是，就是這樣，如圖7所示，也不能 避免在主板彈簧8兩端的加壓力減少。在此，本實施方式中，在主板彈簧8的外側(cè)設置了輔助彈簧9。輔助彈簧9 只在其兩端部分向其寬度方向上方延伸，能夠?qū)χ靼鍙椈?發(fā)揮彈力。也就是 說，輔助彈簧9只在其兩端部分支撐主板彈簧8，介過主板彈簧8加壓作用于驅(qū) 動摩擦部件14。因此，如圖7所示，由主板彈簧8和輔助彈簧9施加的壓力幾乎 不因驅(qū)動摩擦部件14的位置而變化，這樣，主板彈簧8和驅(qū)動摩擦部件14之間 的摩擦力不因移動單元6的位置而變化，所述時間T d的每1驅(qū)動動作的臺3的移動量，與其位置無關(guān)而保持一定。另外，因為用能夠彈性形變的主板彈簧8夾住移動單元6的兩側(cè)，所以，即 使導向塊4與基礎部件11之間在設置方向上水平方向出現(xiàn)偏離，只要在主板彈 簧8寬度方向的彈性形變范圍內(nèi)，對驅(qū)動摩擦部件14施加的壓力幾乎不變，驅(qū) 動裝置l的驅(qū)動性能上的制造誤差少。另外，通過向外側(cè)折彎主板彈簧8的先端，在主板彈簧8和輔助彈簧9固定 于基礎部件ll的狀態(tài)下，能夠從上方容易地將移動單元6插入主板彈簧8之間， 驅(qū)動裝置l的組裝簡單。并且也可以在主板彈簧8的長度方向的兩端，分別設置A — B方向短的板 彈簧，以此來代替本實施方式中所示的輔助彈簧9，另外，也可以采用例如只 在主板彈簧8長度方向兩端發(fā)揮彈力的像壓縮彈簧那樣其他種類的彈簧。另外，即使不采用輔助彈簧9，通過采用圖8中所示的主板彈簧8',也能 夠保持對驅(qū)動摩擦部件14施加一定的壓力。該主板彈簧8'是在彈性形變部分 設用來減少彈力的貫穿孔8 a，使中央部分的貫穿孔8 a大，兩端部分的貫穿 孔8 a小。并且，主板彈簧8'也可以不設貫穿孔8 a而形成多個不貫穿的穴或槽， 可以使穴或槽的大小不變而改變其深度、個數(shù)。另外，主板彈簧8'也可以形 成為其板厚在兩端變厚。
權(quán)利要求
1. 一種驅(qū)動裝置，其特征在于，包括移動體，其中，固定電機變換元件的一端，撐持與所述電機變換元件另一端連接的驅(qū)動摩擦部件，且使其能夠在所述電機變換元件的伸縮方向移動，移動體能夠在所述電機變換元件的伸縮方向移動地被支撐；一對板彈簧，以帶狀延伸在所述電機變換元件的伸縮方向，夾住所述驅(qū)動摩擦部件；基礎部件，單方撐持所述板彈簧，使其豎立在寬度方向。
2. 權(quán)利要求l中記載的驅(qū)動裝置，其特征在于，備有輔助彈簧，它們被分 別設置在所述板彈簧的外側(cè)，僅僅對所述板彈簧的兩端發(fā)揮彈力。
3. 權(quán)利要求1或2中記載的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述板彈簧的自由端 的先端被分別向外側(cè)折彎。
全文摘要
為了提供能夠安定驅(qū)動的廉價的自走式驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置1包括移動體12，其中，固定電機變換元件13的一端，撐持與電機變換元件13另一端連接的驅(qū)動摩擦部件14，且使其能夠在電機變換元件13的伸縮方向A-B移動，移動體12能夠在電機變換元件13的伸縮方向A-B移動地被支撐；一對主板彈簧8，以帶狀延伸在電機變換元件13的伸縮方向A-B，夾住驅(qū)動摩擦部件14；基礎部件11，單方撐持主板彈簧8，使其豎立在寬度方向；并且備有分別被設置在主板彈簧8的外側(cè)，僅僅對主板彈簧8的兩端發(fā)揮彈力的輔助彈簧9。
文檔編號H02N2/00GK101401290SQ200780008289
公開日2009年4月1日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者吉田龍一, 末吉浩久, 藤井秀一 申請人:柯尼卡美能達精密光學株式會社