WO1988004492A1 - Drive unit and motor device using the same - Google Patents

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WO1988004492A1
WO1988004492A1 PCT/JP1987/000576 JP8700576W WO8804492A1 WO 1988004492 A1 WO1988004492 A1 WO 1988004492A1 JP 8700576 W JP8700576 W JP 8700576W WO 8804492 A1 WO8804492 A1 WO 8804492A1
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

明 細 書 駆動装置お よ び こ れ を用 い た モ ー タ 装置 [技術分野 ]
本発明 は、 駆動装置 に 関 し、 特 に複数の ァ ク チ ユ エ —タ の変位を互い に異な る 角度で結合 し 、 サ ブ ミ ク ロ ン オーダの位置制御を可能 に し た駆動装置お よ び こ の よ う な駆動装置を使用 し た モータ 装置 に 関す る 。
[背景技術 ] ;
第 2 Q図は、 米国特許第 3 ， 9 Q 2 , 084 号お よ び第 3 , 902 ，
085 号等 に 開示 さ れ た、 イ ン チ ワ ー ム な る 呼称で知 ら れ て い る 位置制御用駆動装置を示す。 同図の駆動装置 は、 3 つ の管状の圧電素子 1 , 2 , 3 お よ びシ ャ フ ト 4 を具備す る も の で あ っ て 、 圧電素子 1 お よ び 3 ほ釗 御電圧の印加に よ っ て シ ャ フ ト 4 に 固定 さ れ る よ う に 変形 し 、 ま た圧電素子 2 は制御電圧の印加 に よ っ て シ ャ フ ト 4 の軸方向 に延びる よ う 変形す る も の が使用 さ れ て い る 。 こ の よ う な構成 に お い て 、 各圧電素子 1 , 2 , 3 に 印加す る 交流電圧の位相を適当 に ず ら せ る こ と に よ っ て シ ャ フ ト 4 と 各圧電素子 1 , 2 , 3 の相対 的位置を左右 に ず ら せ る こ と が可能 と な り 、 し た が つ て こ の よ う な装置を 用 い る こ と に よ り ミ ク ロ ン オ ー ダ の位置制御が可能 と な る 。 ま た、 ス テ ッ プサ イ ズは印 加電圧に よ っ て変え る こ とができ 、 移勣速度は 0 . 2 m m / s e c .に達す る 。
し か し なが ら：、 第 2 Q図の構成 に お い て は、 摩擦力を 利用 し てレ、 る ため、 摩耗、 滑 り の発生、 ガタ の問題が 生 じ る可能性があ り 、 精密な位置制御が困難で あ る と と も に信頼性を維持する のが容易で な い と い う 不都合 があ っ た。
ま た、 第 2 0図に—お け る圧電素子 1 , 3 に代えて電磁 石 を利用 し て ク ラ ン ブ を行 う 装置 も 報告 さ れ て い る が、 こ の場合に は電磁石の:コ ィ ルか ら発生す る熱に よ V 位置制御精度が低下する と い う 問題があ っ た。
さ ら に、 こ の よ う な精密位置釗御 に ス テ ツ ビ ン グ モ — タ を利用 す る こ と も 広 く 行わ れて い る が、 こ の場 合、 ステ ッ ビ ン グモータ の コ ィ ルか ら発生する熱 に よ り 位置 ί御精度が低下す る と い う 問題が あ っ た。 ま た、 ス テ 、 ブサィ ズを小 さ ぐする ためギヤを利用す る も の に あ っ て は バ ッ ク ラ ッ シ ュ の問題も発生す る 。
さ ら に 、/ 本出願人は先の特開昭 6 1 - 1 8 5 Q 7 8 号お よ び 特開昭 6 1 - I 8 5 0 7 9 号 に お いて、 .複数個の.圧電ァ ク チ ュ エ ータ を多相で振動させ、 . こ の-振動を磁気的結合に よ り 可動子 ( ま た ほ回転子） に伝達す る と と も に 、 各ァ ク チ .ュ エ ータ の振動の方向が可動子の移-動方向 と 一致 す る位柜で該ァ ク チ ユ エ 一タ と 可勤子 と の結合の度合 が最大 と な る よ う に 配置位置 お よ び駆動信号の位相 を 設定 し 、 こ の最大結合度の ァ ク チ ユ エー タ が順次入 れ 替わ り な が ら 可動子 を一定の方向 に 駆動す る 、 い わ ゆ る リ レ ー方式の圧電 モ ー タ を 提案 し た 。 し か し 、 こ の 提案の具体例 に お け る よ う に 、 圧電 ァ ク チ ユ エー タ と し て バ イ モ ル フ 型 ァ ク チ ユ エ 一 タ を 用 い た 場合、 駆動 力 が小 さ い た め 、 用途が限定 さ れ る と い う 不都合が あ つ た 。
さ ら に 、 第 2 0図の よ う な装置を 用 レヽ て 2 次元 あ る い は 3 次元の位置決め を行 う 場合、 特 に 所望の位置 を試 行錯誤的 に 見つ け る 場合 に は一般 に 位置決め に 時間が か か り 、 か つ X , Y , Z 方向 ご と に 駆動装置を設 け る 必要が あ り 、 制御茶が複雑か つ高価 に な る と レヽ ぅ 不都 合が あ つ た 。
本 発 明 は 、 こ の よ う な 点 に 鑑 み て 創案 さ れ た も の で 、 簡単 な構成 に よ り 所望の 曲線 に 沿 つ て 精密 な駆動 が可能 な駆動装置 を提供す る こ と を 目 的 と し て い る 。
ま た 、 本発明 は 、 簡単 な構成 に よ り 精密 な駆動が可 能 で あ り 、 ま た 同期 モ ー タ 型お よ び誘導 モ ー タ 型の い ず れ の駆動 も 可能 で応用範囲の広い 駆動装置 を提供す る こ と を 目 的 と し て レ、 る 。
さ ら に 本発明 は 、 こ の よ う な駆動装置を 用 い る こ と に よ り 確実 に 位置確定 を行 う こ と が で き 分解能が高 く か つ信頼性の高い モ ー タ 装置 を提供す る こ と を も 目 的 と し て い る 。
さ ら に本発明 は、 こ の種の モータ装置の駆動力を よ り 大き く す る こ と を も 目 的 と し てレ、 る 。
[発明の開示 ]
本発明 に係 る 駆動装置に お いて は、 複数の積層型圧 電 ァ ク チ ユ エ 一タ と こ れ ら の ァ ク チ ユ エ 一 タ の変位を 互い に異な る 角度で合成出力す る変位合成機構ま た は 互い に異な る角度で結合 し結合度を可変に し た変位結 合機構 と が用い ら れる 。 そ し て、 こ れ ら の各 ァ ク チ ュ エ ータ は互い に同期関係 に あ る交流信号ま た は互い に 所定の位相関係に ある交流信号に よ っ て駆動される 。
ま た、 末発明 _に お い て ほ、 こ の よ う な駆動装置の運 動出力端に 1 対ま た は複数対の磁極を有する磁気へ ッ ド を設け、 こ の磁気へ 、 j、 ド に対向 し て所定 P 隔で配置 さ れた複数の磁極を有す る 可動子が設け ら れ、 こ の駆 動装置の磁気ヘ ッ ド の運動を可動子の磁極に磁気的に 非接触で伝-達する こ と に よ り 所望の無限違動を行わせ る モータ装置が提供さ れる 。
上述の駆動装置に おレ、て、 各 ァ ク チ ユ エータ が例え ば互い に所定の位祖差を有す る交流信号で駆動さ れる と 、 こ れ ら の各ァ ク チ ユエータ の変位が互い に異な る 角度で合成出力 さ れる の で、 各ァクチ ユ エ一タ に印加 される駆勖信号の位相関係な ど を適切に選択す る こ と に よ っ て 運動出力端 を所望の 曲線 に 沿 っ て 往復運動 さ せ る こ と が可能 と な る 。 ま た 、 こ の よ う な駆動装置の 運動 を磁気的 に 可動子 に 伝達す る こ と に よ り 、 該可動 子 に 無限運動 を生 じ さ せ る こ と が可能 と な る 。
さ ら に 、 こ の よ う な駆動装置 に お レヽ て 、 各 ァ ク チ ュ エ ー タ が例 え ば互 い に 所定の位相差 を有す る 交流信号 で駆動 さ れ る と 、 こ れ ら の各 ァ ク チ ユ エー タ の変位が 互い に 異 な る 角度 で合成出力 さ れ る の で 、 各 ァ ク チ ュ エ ー タ に 印加 さ れ る 駆動信号の波形 お よ び位相関係 な ど を適切 に 選択す る こ と に よ っ て 運動出力端の磁極 を 所望の 閉曲線 に 沿 っ て 運動 さ せ る こ と が可能 と な る 。 そ し て 、 こ の よ う な磁極の運動 を磁気的 に 可動体 に 伝 達す る こ と に よ り 、 該可動体 に 無限運動 を生 じ さ せ る こ と が可能 と な る 。
ま た 、 本発明 に 係 る 駆動装置 に お い て は 、 複数 の ァ ク チ ユ エ一タ の 内少 な く と も 1 つ を被駆動体側 に 配置 し 、 少 な く と も 他の 1 つ を該被駆動体側 に 配置 さ れ た ァ ク チ ユ エー タ と 異 な る 方向 に 運動す る よ う 駆動体側 に 配置 す る こ と が で き る 。 そ し て 、 こ れ ら の ァ ク チ ュ ェ一 タ の変位 を磁気的 に 非接触 で結合 し 、 そ の 結合度 を 少 な く と も 一方の ァ ク チ ユ エ ー タ の運動方向 に 関連 し て 変化 さ せ る こ と に よ り 駆動体 と 被駆動体 と の 間 に 相対運勳 を生 じ さ せ る 駆動装置が実現 さ れ る 。 ま た 、 こ の よ う な駆動装置 を複数個使用 す る こ と に よ り 可動 体に無限違動を生 じ させる よ う に し た モータ 装置が得 ら れる 。
[図面の簡単な説明 ]
第 1 図は木発明の 1 実施例 に係 る駆動装置を示す概 略的説明図、
第 2 図ほ第 1 図の装置の動作を示すグラ フ 、 第 3 図は第 1 図の装置を甩い た モータ装置を示す説 明図、. —
第 4 図 （'a ) お よ び （ b ) はそれぞれ第 3 図の モータ装 置に用い ら れる磁極部の具体例を示す斜視図、
第 5 図は本発明の他の実施例に係 る モータ装置を示 す断，的説明図、
第 6 図は第 5 図の各部 に印加される信号電圧を生成 す る ための回路を示す電気回路図、
第 7 図は本発明 に係 る駆動装置お よびモータ 装置に 使用 さ れ る磁極部の別 具体例を示す斜視図、
第 8 図は本発明のさ ら に他の実施例に係る モータ 装 置を示す断..面的説玥図、
第 9 図ほ—本発明に係る駆動装置およびモータ装置に 使用 さ れる磁極部の さ ら_に他の具体例を示す側面図、 第 1 0図ほ本発明 に係 る駆動装置お よ びモータ装置に 使甩さ れる積層型圧電 ァグチ ユエータ に適用 さ れる補 強板 ま た ほ補強線の取付方法を示す説明図、 ^
Ί PCT/JP87/00576 第 1 1図は第 5 図の モ ー タ 装置 に補強板を取付 け た別 の実施例 に係 る モ ータ 装置を示す断面的説明図、
第 1 2図は第 1 図の装置を 用 い た他の各種の駆動方法 を示す説明図、
第 1 3図 は本発明の他の実施例 に係 る モータ 装置の断 面的説明図、
第 1 4図ほ第 1 3図の各部 に 印加 さ れ る 信号電圧を生成 す る た めの回路を示す電気回路図、
第 1 5図ほ第 1 3図の モータ 装置 に 補強板を設け た別の 実施例 に 係 る モー タ 装置を示す断面的説明図、
第 1 6図は本発明の他の実施例 に係 る 駆動装置を示す 断面的説明図、
第 1 7図は第 1 6図の モータ 装置 に 印 j]口さ れ る 駆動信号 お よ び各 ァ ク チ ユ エ 一タ の変位を示す波形図、
第 1 8図は第 1 6図の原理 に も と づ く 駆動装置を使用 し た本発明の さ ら に 他の実施例 に係 る モ ータ 装置を示す 断面的説明図、
第 1 9図 は第 1 8図の モ ータ 装置 に 補強板を設け た本発 明の さ ら に他の実施例 に係 る モ ー タ 装置を示す断面的 説明図、 そ し て
第 2 Q図は従来形の駆動装置を示す説明図で あ る 。
[発明 を実施す る た め の最良の形態 ]
第 1 図は、 本発明の 1 実施例 に係 る 駆動装置の概略 を示す。 同図の装置は、 積層型圧電 ァ ク チ ユエータ 1 0 の運動端 P に接続部材 1 2を介 し て他の積層型圧電ァク チ ユ エ一タ 1 4を互レ、 に運動方向が異な る よ う に取 り 付 け た も の で あ る 。 同図 に ぉレ、 て は各 ァ ク チ ユ エー タ 1 0 , 1 4の運動方向が一例 と し て互い に直角 に な る よ う に取付け ら れてい る 。 ま た、 ア ク チ ユ エ一タ 1 0の他端 は固定べ一ス 1 6に固定さ れでい る 。
こ の よ う な構成に ぉレヽ て、 各ァ ク チ ユ エータ 1 0お よ び 1 4に一定の位相関係あ る い は周波数が異な り 互い に 同期関係 に あ る交流電圧 V P お よび V Q を それぞれ印 加す る。 こ の.結果、 ァ ク チ ユ エ 一タ 1 4の運動端 Q は特 定の軌跡に沿 つ て往復違動を行う 。
1 例 と し て、 第 2 図 に示す よ う に電圧 V P と し て三 角波を、 電圧 V Q と して電圧 V P の 2 倍の周期を持つ 三角波を印加 し た場合を考え る 。 こ の場合、 ァ ク チ ュ エ ータ 1 0の違動端 P ほ第 2 図 ) に示すよ う に時間 と と も に縦方向す なわ ち Y方向 に三角波状に振動す る 。 ま た、 ァク チ ユ エ 一タ 1 4は第 2 図 （b ) に示す よ う に、 時間の経過 と と も に横方向すなわ ち X方向に三角波状 に振動す る 。 第 1 図の装置におけ る違動出力端 Q の違 動ほ、 第 2 図 （C ) に示す よ う に、 各ァ ク チ ユ エータ 1ひ お よ び 1 4の運動を直角方向に合成 し たも の と な る 。
ま た、 ァク チ ユ エ一タ 1 0に印加す る電圧波形を変更 し て、 例え ば運動端 P が第 2 図 （a ) に おせる 点線で示 す よ う に す る と 、 第 1 図の装置 に お け る 運動出力端 Q の合成運動は第 2 図 （c ) の点線で示す よ う に座標 X = 0 付近 に お い て Y 方向の位置変動が穏や か で あ り 、 か つ X方向の運動成分を有す る 軌跡が得 ら れ る 。 こ の よ う な運動軌跡を有す る駆動装置の例え ば X = 0 付近 に お け る 運動出力端の運動を磁気的 に 可動子 に伝達す る こ と に よ り 無限運動が可能な モータ 装置を実現す る こ と が で き る 。
第 3 図 は、 こ の よ う な モー タ 装置の 1 例を示す も の で あ る 。 同図の モ ー タ 装置は可動子 L と 各々 例え ば第 1 図の構成 を有す る駆動装置 A ! , A 2 , A 3 と を具 備す る 。 各駆動装置 , A 2 , A 3 の運動出力端に は そ れ ぞれ磁気ヘ ッ ド Q i , Q a , Q 3 が取 り 付け ら れ、 ま た可動子 L に も 等間隔 に 磁極 m 〗 ， m 2 , m n が設け ら れて レヽ る 。 ま た 、 C i ， C a , C 3 は そ れ ぞれ入力信号電圧の周波数を 2 倍 に す る 変換回路で あ っ て 、 そ れ ぞれ駆動装置 A i , A 2 , A 3 に 接続 さ れ て レ、 る 。 な お 、 可動子 L に 設 け ら れ た 磁極 m i , m 2 , … ， m π の 間 隔 ほ 駆 動装置側 の 磁 気 へ ッ ド Q 1 , Q 2 , Q 3 の間隔 と は異な っ て レヽ る 。
第 3 図の装置 に お い て は、 各駆動装置 ， A 2 , A 3 に そ れ ぞ れ印加 さ れ て い る 入力信号電圧 V Q 1 , V 0 2 , V Q 3を互い に所定の位相関係を有す る 、 例 え ば 互い に 2 π / Z r a d の位相差 を有す る 交流電圧 と す る こ と に よ り 、 可動子 L を X方向に無限に移動させ る こ と がで き る 。 た だ し、 可動子 L ほ X方向の直線移動の みが可能な よ う に搆成さ れてい る も の と する 。 こ の と き 、 各駆動装置 A t , A a , A 3 の違勖出力端の磁気 へ ヅ ド Q 1 ， Q 2 ， Q 3 は例え ば第 2 図 （c ) の よ う に 違動 し、 可動子 L の各磁極 m 1 ， m 2 , …， m n と の 磁気結合に よ り 可動子 L に非接触で力を伝達す る 。
第 4 図は、 第 3 図のモータ装置に お け る可動子 L と 各駆動装置 A ， A a , A 3 と の磁気的結合のための 磁極部の具体例を示す。 第 4 図 （a ) の も の は駆動装置 側の運動出力端に取 り 付け ら れる磁気ヘ ッ ド Q r と し て永久磁石 2 0と 軟磁性材料の ヨ ーク 2 2 , 2 4と に よ っ て 構成さ れる コ の字形の も のが用い ら れて い る 。 各-ョ ー ク 2 2—， 2 4の先端部ほ可動子 L の各磁極 m s に接近 し て 配置さ れて い る 。
第 4 図 （b ) に示す も の は駆動装置の違勖出力端に取 り 付け ら れる磁気ヘ ッ ド Q r と し て永久磁石 2 6と軟磁 性材料の ヨ ーク 2 8 , 3 0と に よ っ て構成さ れたギ ヤ ッ ブ 型磁極が甩い ら れてい る 。 ヨ ーク 2 8 , 3 0は可動子 L の 磁極 m s に対向す る 位置 に ギ ャ ッ プ部 を構成 し て お り 、 こ のギ ッ プ部 に対向す る磁極 m s と に よ っ て磁 気回路を構成 し てい る 。
な お、 上述の モータ 装置に おい て各駆動装置の ァ ク チ ユエ一タ と し て ほ積層型圧電ァク チ ユ エ一タ の代わ り に 磁歪素子、 電磁気的駆動装置 な ど を利用 す る こ と も 可能で あ り 、 ァ ク チ ユ エ 一 タ ま た は駆動装置の一部 を 他 と 異 な る ァ ク チ ユ エ 一 タ な ど で置 き 換 え る こ と も で き る 。 さ ら に 、 直線型の可動子の代わ り に 回転子 を 用 い る こ と に よ っ て 回転運動 を行 う モ ー タ 装置 を実現 す る こ と も 可能 で あ り 、 ま た 曲面 に 沿 っ て 移動可能 な 可動子 を使用 す る こ と に よ り 曲面 に 沿 つ た 位置制御 も 可能 で あ る 。 こ の場合 は 、 駆動装置を 3 個の ァ ク チ ュ ェ一 タ で構成 し た も の を 用 い る こ と も 可能で あ る 。
ま た 、 磁極 m 1 , m 2 . ♦·· ， m n と し て 永久磁石 を 用 レ、 る こ と も 可能 で あ る 。
第 5 図 は 、 本発明 の他の実施例 に 係 る モ ー タ 装置を 示す 。 同図の モ ー タ 装置 は外枠 32、 可動子 34、 固定子 36 , 38 , 40 , 42、 補助固定子 44 , 46 , 48 , 50、 外枠 32 と 補助固定子 44と の 間 に 設 け ら れ た積層型圧電 ァ ク チ ユ エ 一 タ 52 a , 52 b 、 補助固定子 44と 固定子 36と の間 に 設 け ら れ た積層型圧電 ァ ク チ ユ エー タ 54 a , 54 , 外枠 32と 補助固定子 46と の 間 に 設 け ら れ た 積層型圧電 ァ ク チ ユ エ 一 タ 56 a , 56 b 、 補助固定子 46と 固定子 38 と の 間 に 設 け ら れ た積層型圧電 ァ ク チ ユ エ 一 タ 58 a ,
58 b 、 外枠 32と 補助固定子 48と の 間 に 設 け ら れ た 積層 型圧電 ァ ク チ ユ エー タ 6Q a , 60 b 、 補助固定子 48と 固 定子 40と の 間 に 設 け ら れ た 積層型圧電 ァ ク チ ユ エー タ
62 a , 62 b , 外粋 32と 補助固定子 50と の間 に 設 け ら れ た積層型压電ァ ク チ ユ エータ 54 a ·, 64 b , 補助固定子 5 Qと 固定子 42と の間に設け ら れた積層型圧電 ァ ク チ ュ ェ一タ 66 a , 56 , 可動子 34と 外枠 32と の間 に設け ら れたベ ア リ ン グ 68 a , S 8 ti な ど に よ っ て構成さ れ る 。 ま た 、 可動子 34は 例 え ば等間隔 に 配置 さ れ た 磁極 m 1 1 , m I 2 , ·** , m i η πΐ- 2 l ,— m 2 2. *** . m 2 η ; m 3 1. m 3 2 , … ，■ m a n ; m 4 ι . m. 4 2 , - m 4 nを ¾ し、 固定子 35 , 38 , 40, 42に ほ可動子 34の磁極と対向 す る位置に可動子 34の各磁極の間隔の整数倍の間隔で そ れ ぞ れ磁気ヘ ッ ド Q iい Q 1 2 , … ， Q l m ； Q 2 1 , Q 2 2 , …—， Q. 2 m Q 3 1 , Q 3 2 , … ， Q 3 m ； Q 4 1 ,
Q 42 , "* , Q 4 πιが設けれてい る 。 な お、 可動子 34の各 磁極の間隔 と 固定子 35 , 38 , 40 , 42の各磁気ヘ ッ ド の 間隔 と は同一に し て も よ い。
第 5 図の装置に おいて ほ、 第 6 図に示す よ う に、 ァ ク チ ユ エ 一 タ 52 a と 52 b 、 ァ ク チ ユ エー タ 55 a と
56 b ァ ク チ ユ エ一 タ 60 a と S O b 、 ァ ク チ ユ エー タ
64 a と 6 b に ほそ れぞれ同位粗の電圧が印加さ れ る 。 ま た 、 ァ ク チ ユ エ一 タ 54 a と 54 b 、 ァ ク チ ユ エ一タ 58 a と 58 "b 、 ァク チ ユ エ一タ 62 a と 62 b 、 ァ ク チ ユエ ータ 66 a と 6 & b に はそ れぞれ に おい て互い に逆位相の 電圧が印加さ れ る。 ま た ァ ク チ ユエ一タ 54 a , 54 b ,
58 a , 58 b , 62 a , 62 b , 6 S: a , 66 ID に 印カロす る交流 電圧 の 周 期 ほ ァ ク チ ユ エー タ 52 a , 52 , 58 a , 56 b , 60 a , 60 b , 64 a ， 64 b に 印加す る 電圧の周期 の 2 倍 と な っ て レヽ る 。 そ し て 、 ァ ク チ ユ エー タ 54 a ， δ 4 b に 印加す る 電圧 と ァ ク チ ユ エ 一 タ 52 a , 52 b に 印 加 す る 電 圧 と は 同 期 関 係 に あ り 、 ァ ク チ ユ エ 一 タ
58 a , 58 に 印力 Q す る 電圧 と ァ ク チ ユ エ 一 タ 56 a , 56 b に 印力 Πす る 電圧 と も 同期関係 に あ る 。 ァ ク チ ユ エ — タ 6 2 a , 6 2 b と 60 a ， 60 b お よ び .66 a , 66 b と
64 a , 64 b と の 関係 も こ れ と 同様 で あ る 。 ま た 、 ァ ク チ ユ エー タ 62 a に 印加す る 電圧 と ァ ク チ ユ エ 一 タ 54 a に 印加す る 電圧、 お よ び ァ ク チ ユ エ 一 タ S 6 a に 印加す る 電圧 と ァ ク チ ユ エ 一 タ 58 a に 印加す る 電圧 は そ れ ぞ れ逆位相の 関係 に あ る 。 さ ら に ァ ク チ ユ エ 一 タ 54 a , 54 b の 印力 D電圧 と ァ ク チ ユ エ 一 タ 58 a , 58 b の 印カロ電 圧 と の 間 に は可動子 34が無限運動 を す る た め に 位相差 ø が設 け ら れ て い る 。 こ の よ う な各交流駆動電圧は第 6 図，に お け る 入.力電圧 A と 入力電圧 B か ら 、 さ ら に こ れ ら の入力電圧 A , B を そ れ ぞ れ ダ イ オ ー ド プ リ ッ ジ 70 , 72に よ っ て 2 倍の周波数 に 変換す る こ と に よ り 、 生成 さ れ て レ、 る 。
第 7 図 は 、 本発明 の モ ー タ 装置 で 用 い ら れ る 磁極部 の第 4 図 と ほ別 の具体例を 示す。
第 7 図 （a) に 示す 多層構造の磁気 ギ ッ プ を有す る 磁気へ 、ソ ド Q r は 、 永久磁石 26と 軟磁性材料の ヨ ー ク 28 , 30と で 第 4 図 （b) と 同様 の コ の 字形部 分 を 構成 し、 そ の コ の字形部分の開口部を I 型の積層体 8 Qで閉 じ る こ と に よ り 口 の字形に構成 し た も の で あ る 。 積層 体 8 Gほ、 厚さ S の非磁性材料か ら な る スベーサ 8 2と厚 さ d の磁性材料か ら な る素子 8 4と を交互に I 型の長手 方向に積層 し た も の で、 非磁性材料のスベーサ 8 2に よ り 厚さ のギ ャ ッ プが複数個形成さ れてい る 。 こ の各 ギ ヤ ッ ブを挟んで各 1 対の磁極が現れる 。
第 7 図 （b ) ほ、 複数対の磁極を形成す る た めの積層 体 9 0であ り 、 厚さ G の非磁性材料か ら な る スベーサ 8 6 と厚さ ！) の磁性材料か ら なる素子 8 8と を交互 に積層 し て上記積層体 8 0と 同様の I 型に構成 したも の で、 非磁 性材料の スベーサ 8 δに よ り 厚さ G のギ ヤ ッ ブが複数個 形成さ れて い る 。 磁極は各ギ ャ ッ プを挟んで 1 対ずつ が現われ る。
こ こ で、 磁性材料 と し て ほ例え ば鉄 （ F e ) を、 非 磁性材料 と し て は例えば銅 （ C u ) を用い る こ と がで き る 。 ま た 、 各 ス ベ ー サ お よ び 素 子 の 厚 み は 、 G ≤ d 、 D ≥ s と す る のが好ま しい。
第 8 匿は、 第 7 図の磁極部す なわち磁気へ ッ ド Q r お よび磁極 m s をモータ 装置の駆動装置と し て適用す る 場合の 1 相分の配置例を示す。 同図の装置は、 固定 枠 3 2、 可動子 3 4、 固定子 3 6を兼ねた磁気へ ッ ド を構成 す る永久磁石 2 6お よび積層体 8 0、 補助固定子 4 4、 固定 枠 3 2と 補助固.定子 4 4と の間に設け ら れた積層型圧電ァ ク チ ユ エ ー タ 52 a , 52 b , 補助固定子 44と 固定子 36と の 間 に 設 け ら れ た 積層型圧電 ァ ク チ ユ エ一 タ 54 a , 54 b な ど に よ っ て構成 さ れ る 。 ま た 、 可動子 34に は積層 体 9 Qが該可動体 34の 移動軸方向 を長手方向 に 合せ て 固 着 さ れ て い る 。 可動子 34の磁極 は 、 積層体 9 Gの各ス べ ー サ 86の 1 つ に つ き 1 対 （ 2 個 ） ず つ 形 成 さ れ て い る 。 磁気へ ッ ド の積層体 80は 可動子 34の積層体 9 Gと 対 向す る 位置 に 設 け て あ る 。
積層体 30ほ 、 ス べ サ 86と し て の 45 μ m の銅箔 200 枚 と 素子 38と し て の 5 μ. m の鉄板 199 枚 と を積層 し た も の で あ る 。 ま た 、 積層体 80は 、 ス ベ ーサ 82と し て の 5 m の 銅箔 39枚 と 素子 84と し て の 45 m の鉄板 100 枚 と を積層 し た も の で あ る 。
第 8 図の駆動装置 を 第 5 図の モ ー タ 装置 と 同様 に 可 動子 34の軸 に 沿 っ て 4 箇所 に 設 け 、 各磁気へ ッ ド Q r の先端 に 円弧 に 沿 う 振動運動 を起 こ さ せ 、 か つ各駆動 装置の振動運動の位相 を そ れ ぞ れ互い に 90 ° ず つ ず ら せ る こ と に よ っ て可動子 34を 図中右 ま た は左方向 に 直 線運動 さ せ る こ と が で き る 。
前記特開昭 61 - 185 Q 78 号の圧電 モ ー タ お よ び特開昭 61 - 185079 号の圧電 リ ニ ア モ ー タ に お い て ほ、 多相の 振動 を磁気的結合 に よ っ て 可動子 （ ま た は 回転子 ） に 伝達 さ せ る 際、 多相の各相 に つ い て 、 1 つ の磁極 を 1 つ の圧電 ァ ク チ ユ エ一 タ に よ っ て 駆動 し 、 そ の振動 を 可勤子の該ァ ク チ ユエータ 側に所定の間隔で配置し た 磁極に伝達 してい た。 ァ ク チ ユ エータ の振幅ほ、 特に 積層型の場合、 変位拡大器を用いず に直接的 に駆動 し た と き は数 1 0 μ m以下 と 極め て小さ ぃ。 し た が っ て、 変位を伝達す る磁極も小さ く す る 必要があ る か ら 、 1 つの磁極で取扱え る磁束が少な く 、 伝達力 も小さ い。 そ の ため、 前記圧電ァ ク チ ユ エ一タ ゃ本願の駆動装置 を用い た モ ータ装置の応用分野ほ限定さ れてい た。
レか し、 第 7 図お ょ ぴ第 8 図に示す よ う に磁極を多 数設けて連動させれば、 違動させ る極の数に比例 し て モータ 装置の駆動力を増加させ る こ と がで き る 。 こ の よ う に モータ 装置の駆動力を増加で き れば、 圧電素子 利甩の微動駆動の応用範囲は広 く な る 。 ま た、 こ れ ら の磁気へ ド お よ び磁極ほ搆造が簡単であ り 、 大量生 産に適 し てレ、 る。 さ ら に 、 駆動力が増加す る ので、 位 置決め の際のオ フ セ ッ ト が小さ く な り 、 位置決め の精 密化に役立つ。
第 9 図ほ、 本発明 に係 る モータ装置で用い ら れる磁 極部の さ ら に別の構成例を示す。 同図 に示さ れ る構成 例に ぉ レヽ て は、 第 7 図 （a》 に示される磁気へ ッ ド と 同 様の構造を有す る磁気へ ッ ド 3 2 a , 9 2 b を積層体部分 8 0 a , 8 0 b が互い に対向する よ う 固定子な ら びに可動 子の双方に装着す る 。 こ の場合、 固定子側に装着さ れ - る 磁気へ ッ ド と 可動子側に装着さ れ る磁気へ ッ ド と は 同 じ ギ ャ ッ プ 構造 を 有 す る よ う 構成 さ れ る 。 す な わ ち 、 例 え ば こ れ ら 2 個 の 磁 気 へ ッ ド の 積 層 体 部 分 80 a , 80 b の ス ベ一サ. 100 a , 100 b お よ び磁性材料 素子 98 a , 98 b の厚 さ は各磁気へ ッ ド 間で互い に 等 し く さ れ る 。 但 し 、 各ス ベ 一 サ 100 a , 100 b す な わ ち ギ ヤ ッ ブ を挟ん で生ず る 各磁極の極性が固定子側磁気 へ ッ ド と 可動子側磁気へ ッ ド と で は互い に 逆 に な る よ う 各永久磁石 34 a . 34 b の極性が設定 さ れ る 。 こ の よ う な構成 に お い て は、 双方の磁気へ ッ ド に 永久磁石 を 使用 し か つ各磁気へ ッ ド に 多数の磁極 を設 け て い る か ら 、 伝達力 が大 き く な り 、 モ ー タ 装置の駆動力 を さ ら に 増力 Π さ せ る こ と が で き る 。 ま た 固定子側 お よ び可動 子側双方の磁気へ ッ ド の構造が単一化 さ れ コ ス ト ダ ウ ン が図 ら れ る 。
以上の よ う な構成 を有す る モ ー タ 装置 に 用 い ら れ る ァ ク チ ユ エ一 タ の 1 つ と し て の積層型圧電 ァ ク チ ユ エ ー タ は そ の横方向、 す な わ ち 運動方向 に 垂直 な方向の 負荷 に 対す る 耐カ が比較的小 さ い も の が多 い 。 こ の耐 力 を大 き く す る た め に は第 10図 （a) , (b) , (c) に 示す よ う に ァ ク チ ュ ヱー タ の運動方向 に 垂直 な面内 に 金属 ま た は強化 ブ ラ ス チ ッ ク （ F R P ) 等の補強板 ま た は線 等 を 入れ る と 好都合 で あ る 。 す な わ ち 、 こ れ ら の 図 に 示す よ う に 、 補強板 ま た は補強線等 を積層型圧電 ァ ク チ ュ ヱー タ 1 Q 2 ま た は接続部材 1 Q 4 と 支持台 106 と の 間に接着 ま たは固定す る こ と に よ り 、 積層型圧電 ァ ク チ ユ エータ 1 0 2 の所望運動方向以外の運 »を規制 し駆 動端 1 0 8 に必要な違動を許容し なが ら装置の信頼性を 向上さ せ る こ と がで き る。
第 1 1図ほ、 前述の第 5 図の実施例に係 る.モータ装置 の各ァ ク チ ユエ一タ に こ の よ う な補強板 6 9 a , 6 9 b ,
, 6 9 η を設けた モータ装置の構造を示す。
以上説明 し た よ う な圧電モータ ほ、 ① リ レ一方式の 名が示すよ う に複数の駆動装置を必要 と し、 ②可動子 のステ ツ ブサイ ズを微小 に し ょ う と すれば各駆動装置 の配置お よ び駆動信号の位相関係を厳密に調整す る必 要があ り 、 ③同期モータ であ る た め制動等の用途に は 不向 き であ っ た。
次に、 こ の よ う な制限を除去す る こ と がで き る本発 明の他の実施例に係る駆動装置につ き再び第 1 図を参 照 して説明す る
す なわち 、 こ の実施例で は前記第 1 図の構成に おい て、 各 ァク ヂユ エータ 1 0お よ び 1 4に一定の位相関係あ る い は周波数が異な り 互い に-同期関係に あ る交流電圧 V ρ お よび V Q をそれぞれ Ep jniし て、 ァ ク チ ユ エ一タ 1 4の違動端 Q が特定の閉 じ た 曲線か ら な る軌跡に沿つ て周期運動を行 う よ う に する。
例えば、 同一寸法、 同一特性の圧電ァ ク チ ユ エータ 1 4と 1 0の変位方向を直交さ せ、 電圧 V Q お よ び V P と し て位相差 30' の 2 つ の正弦波
V X = A s i η ω t
V y = Β 5 ΐ η (ω Ι + 7Γ / 2 )
を印加 し た埸合、 運動出力端 Q は、
{—) + ) 一 1
の楕円 に沿 つ て巡回運動を行 う 。
し た が っ て 、 こ の運動出力端 Q に磁石を設け、 第 12 図 に示す よ う に 、 こ の磁石 に対向 し て可動体を配置す る こ と に よ り 、 こ の可動体を非接触で駆動す る こ と が で き る 。
第 12図は、 上記磁石の回転運動を可動体の直線運動 に変換す る た め-の種々 の配置例を示す図で、 （ a ) お よ び （b) ほ誘導 リ ニ ア モー タ 型の配置、 （c) お よ び （d) は同期 リ ニ ア モータ 型の配置で あ る 。 同図 に おいて 、
Q r は運動出力端 に取 り 付け ら れ た磁石の磁極、 110 は導電性の可動体、 112 は非磁性の可動体、 m s は可 動体 112 の 磁極 Q r の 側 に 取 り 付 け ら れ た 磁極 で あ る 。
磁極 Q r が第 12図 に 点線で示さ れ る 微小円の軌跡を 描い て運動す る場合、 可動体 11 Q , 112 は磁極 Q r が 右方向 に 進 む と き は 磁極 Q r と 電磁気的 に 結合す る が 、 左方向 に 進 む と き は実質的 に 結合 し な い 。 つ ま り 、 可動体 110 , 112 に対 し て は磁極 Q r の運動に よ り 実質的 に右方向への進行磁界が発生 し、 こ れに よ り 可勖体つ ま り可動子の無限運動が可能な モータ装置を 実現する こ と がで き る 。
す な わ ち 、 例 え ば前記第 8 図の モ ー タ 装置 に お い て 、 磁気へ ッ ド Q r の先端に可勤子 34の積層体 9 Gの各 中心線を含む平面内で第 12図に示す よ う な微小円違動 を起 こ さ せ る こ と に よ っ て可動子 34を図中右ま た ほ左 方向 に直線運動さ せ る こ と が-で き る 。
第 13図は、 こ の よ う な モータ装置の一例を示す も の で あ る 。 同図の モ ータ 装置ほ 2 つ の駆動装置 A t と A a を 用 い た 2 相型 の も の で 、 外粋 132 、 可動子 134 、 固定子 136 , 138 、 補助固定子 144 , 146 、 外枠 132 と 補助固定子 144 と の間に設け ら れた積層型圧電 ァ ク チ ユエータ 152 a , 152 補助固定子 144 と 固 定子 13 & と の間に設け ら れ た積層型圧電ァ ク チ ユ エ一 タ 154 a , 154 b 、 外枠 U2 と -補助固定子 14 S と の間 に 設 け ら れ た 積層 型圧電 ァ ク チ ユ エ 一 タ 156 a , - 15 & b 、 補助固定子 i 46 と 固定子 138 と の間に設け ら れた積層型圧電 ァ ク チユ エ 一タ 158 a , 158 b 、 可動 子 134 と 外 枠 132 と の 間 に 設 け ら れ た ベ ア リ ン グ 168 a , 168 b な ど に よ っ て構成さ れ る。 ま た、 可動 子 134 は例え ば等間隔に配置さ れ た磁極 m i i , m ！ a , — , m i n ； m 2 i , m 22 > *♦·■ , m 2 n.を有 し、 固； ^チ 13 6-, 138 に は可動子 134 の磁極 と 対向す る 位置 に 可動子 134 の各磁極の間隔の整数倍の間隔 で そ れ ぞ れ磁気へ ッ ド Q 1 1 , Q 1 2 . … . Q 1 m ； Q 2 1 , Q 2 2 , … ， Q 2 m力 設 け ら れ て い る 。 な お 、 可動子 134 の各磁極の間隔 と 固定子 13 S , 138 の各磁気へ ッ ド の 間隔 と は 同一 に し て も よ レヽ 。
上記 の固定子 136 、 補助固定子 144 、 積層型圧電 ァ ク チ ユ エー タ 152 a , 152 b , 154 a , 154 b お よ び 磁気ヘ ッ ド Q i ! , Q 1 2 , ·" , Q ! mは本発明 の特徴 と す る 駆 動装置 A t を 構成 し 、 固定子 138 、 補助 固定子
1 6 、 積層 型圧電 ァ ク チ ユ エ 一 タ 156 a , 156* b ,
158 a , 158 b は駆動装置 A 2 を構成 し て レ、 る 。
第 13図の装置 に お い て は 、 第 14図 に 示す よ う に 、 ァ ク チ ユ エー タ 152 a と 152 b ァ ク チ ユ エー タ 156 a と 156 b に そ れ ぞ れ 同位相 の 電圧 が 印力 0 さ れ る 。 ま た 、 ァ ク チ ユ エー タ 154 a と 154 b 、 ァ ク チ ユ エー タ 158 a と 158 b に は そ れ ぞ れ に お い て 互い に 逆位相の 電圧が印加 さ れ る 。 ま た 、 各 ァ ク チ ユ エ 一 タ 152 a , 152 b , 154 a , 154 b , 156 a , 156 b , 158 a , 158 b に 印加 さ れ る 各電圧 の 周波数 は 等 し い 。 さ ら に 、 ァ ク チ ユ エ 一 タ 154 a ( 154 b ) に 印力 Πす る 電圧 と ァ ク チ ユ エ 一 タ 152 a , 152 b に 印加す る 電圧、 お よ び ァ ク チ ユ エー タ 158 a ( 158 b ) に 印加す る 電圧 と ァ ク チ ユ エ 一 タ 156 a , 156 b に 印カロす る 電圧 と は そ れ ぞ れ に お レヽ て 位相 を 90 ° ず つ 異 な ら せ る と と も に、 ァ ク チ ユ エ一タ 152 a , 152 b と ァ ク チ ユエータ 156 a , 156 b 、 ァ ク チ タ 154 a r 154 b と ァ ク チ ユ エータ 158 a , 158 b の各印カロ電圧と の間に は 位相差 Φ ( こ こ で は ø = 180。 ） が設け ら れて い る 。
こ の よ う な各交流駆動電圧は第 図に お け る正弦波 入力電圧 V i riをその ま ま、 な ら びに移柜お よ び反転 し て 生成 さ れ る 。 第 14図 に おい て 、 171 は入'力電圧を 90° 移相し て 出力す る移相器、 172 , 173 ほ入力電圧を 反転 （ 180 ° 移相） し て出力す る 反転器であ る 。
第 13図の装置に おいて、 可動子 134 は X方向の直線 移動の みが可 な よ う に構成さ れて お り 、 ま た各駆動 装置 A A 2 の 違動 出力端 の 磁気へ ッ ド Q t
Q 1 2 , ― , Q im ； Q 2 1 , Q 22 , Q 2 mは第 12図 ) の磁極 Q r , Q r と 同様に運動す る。 そ し て 、 可動子
31の各磁極 m -1 1 m 1 2 , m ！ n ； m 2 i , m 2 2 . "· , .m 2 nと の磁気結合 に り 可動子 134 に非接触で力を伝 達する 。 ま た、 こ れら の駆動装置 A t A 2 ほ、 それ ぞれ可動子 134 を往路でのみ駆動 し、 復路の斯間は駆 動を休止す る ため、 駆動装置が 1 個の場合に は、 駆動 力 の 変動 が大 と な る が 、 こ こ で は 2 個 の 駆 ¾装置 A ！ A 2 を互い に 180° 異な る位相で用 い、 駆動力 の平滑化を図っ てい る 。
な お 、 可動子 134 と し て 、 磁極 m 1 , m ！ 2 .
m 1 n m 2 I , m a a , m 2 ηを設け なぃ も の を用レヽ る こ と も 可能で あ り 、 こ の場合、 モ ー タ 装置 は誘導 モ ー タ と な る 。 誘導モ ー タ に お い て 、 可動子が駆動装置か ら 受 け る 力 は可動子 と 駆動装置の磁極 と の相対速度 に ほ ぼ比例す る か ら 、 こ の よ う に 誘導型の モ ー タ は 、 可 動体 を駆動す る ばか り で な く 、 可動体を制動す る こ と も 可能 で あ り 、 高度 な位置、 速度制御用 と し て使用 す る こ と が で き る 。
ま た 、 第 1 3図お よ び前記第 8 図の可動子 ほ 、 一般の 交流 モ ー タ の 回転子 に 相当 す る も の で あ り 、 種 々 の交 流 モ ー タ に 様 々 の 目 的 で 用 い ら れ る 様 々 な構造を 同様 の 目 的 に 基づ い て適用 す る こ と が で き る 。 例 え ば、 上 述の よ う に 、 第 8 図の モ ー タ 装置 に お い て も 可動子か ら 積層体 9 Dを除去 し て 誘導型 と し て も よ く 、 ま た 、 か ご型 モ ー タ に 倣 っ て 、 上記積層体 9 ϋま た は可動子の磁 気 へ ッ ド 側 の み を 磁性体 と 非磁性体 と の 積層 構造 と し 、 両側面 で各非磁性ス ベ ー サ間 を短絡す る と と も に 磁気へ ッ ド と 反対の側で各磁性素子間 を 接続 し た 構造 と し 、 伝達 ト ル ク の 向上を 図 っ た り 、 レ、 わ ゆ る ヒ ス テ リ シ ス モ ー タ に 倣い 、 こ の か ご型構造 に ぉ レヽ て 、 磁性 材料 と し て ヒ ス テ リ シ ス の大 き な 材料 を 用 い 、 同期モ ー タ と し て の定ス テ ツ ブ サ イ ズ性 と 誘導 モ ー タ と し て の制動性 ま た は駆動性 と を併せ持つ よ う な特性を選択 す る こ と も 可能 で あ る 。
な お 、 第 1 5図 は 、 第 1 3図の モ ー タ 装置の各積層型圧 電ァ ク チ ユ エータ に前記第 10図 （a) , (b) , (c) で説明し た よ う な補強板 169 a , 169 b , - , 169 h を設け た モータ装置の構造を示し てい る 。
次に、 第 16図ほ本発明の他の実施例 に係 る駆動装置 の概略的構造を示す。 同図の駆勛装置に お いて は、 積 層型圧電ァ ク チ ユ エ一タ （ A ) 180 と他の稜層型圧電 ァ ク チ ユ エ一タ ( B ) 182 と を それぞれ例えばモータ 装置の固定子 i 8 の よ う な駆動体側 と 可動子 186 の よ う な被駆勣体側に こ れ ら 各 ァ クチ ユ エ一タ 180 , 182 の運動方向が互い に異な る よ う に、 例え ば互い に 直角 を な す よ う に 、 取付 け ら れ て い る 。 ァ ク チ ユ エー タ 180 の先端部 に は接続部材 188 を介 し て磁極 A m が取 付け ら れ、 他の ァ ク チ ユ エータ 182 の先端部 に は他の 磁極 B m が取付 け ら れて い る 。 こ れ に よ り 、 各磁極 A m , B m は非接触で対向す る よ う に 位置づ け ら れ る。 ま た、 可動子 185 は例え ば X ( — X ) 方向 にのみ 運動可能な よ う に構成さ-れて い る。―
第 16図の駆動装置の各ァ ク チ ユ エ 一タ 180 , 182 は互 い に同期関係に あ る交流信号に て駆動さ れ る が、 第 17 図に こ れ ら の各ァク チ ユエータ を駆勖す る ための信号 波形、 したが っ て各ァ ク チユ エータ の変位波形の一例 を示す。 第 17図に おいて、 時間 t = 0 の と き ァ ク チ ュ ェ一タ B す なわ ち ァ ク チ ュ エータ 182 の変位 Δ Y は b で あ り 、 該ァ ク チ ユ エ一タ Bの磁極 B m は ァ ク チ ユ エ ー タ Α す な わ ち ァ ク チ ユ エー タ 180 の磁極 A m に 最接 近 し て お り 、 各磁極 A m , B m は互い に 引力 を 及 ぼ し 合 つ て い る 。 こ の状態か ら 時刻 t i ま で の間 に ァ ク チ ュ ェ 一 タ A は 2 a の変位 を生 じ る か ら 可動子 186 は 方 向 に 2 a だ け移動す る 。 時刻 t ！ か ら t 2 の 間 で は ァ ク チ ユ エ 一 タ B の 変位 厶 Y は - b で あ り 磁極 A m と B m と の間隔が大 き く な る た め 、 各磁極 A π , B m 間 に 作 用 す る 引 力 は無視 し得 る ほ ど小 さ く な り ァ ク チ ュ ェ一 タ A の動 き は可動子 186 に 伝達 さ れ な い 。 こ の間 に ァ ク チ ユ エ 一 タ A は — 2 a だ け変位、 す な わ ち 2 a だ け 収縮、 す る 。 時刻 t 2 で再び磁極 B m が磁極 A m に 接近 し 、 ァ ク チ ユ エ 一 タ A が時刻 t 3 ま で に 2 a の 変位を生 じ る か ら 磁極 B ffl は X 方向 に 2 a 移動す る 。 こ の よ う な運動 を周期的 に く り 返す こ と に よ っ て各 ァ ク チ ユ エ 一 タ A ， B の振動運動を可動子の 直線運動 に 変換す る こ と が可能 と な る 。
な お 、 上 述 に お い て 各積層型圧電 ァ ク チ ユ エ ー タ 180 , 182 の代 り に 磁歪素子等の他の素子 を 用 い る こ と も 可能で あ る 。 ま た 、 可動子 186 を 固定子 と し 固定子 184 を可動子 と し て 作動 さ せ る こ と が可能で あ り 、 駆 動体 と 被駆動体 と は交換可能 で あ る 。 さ ら に 、 ァ ク チ ユ エ 一 タ 180 と 磁極 A m と を 結合す る 接続部材 188 は 必ず し も 必要 で な く 、 あ る い は両方の ァ ク チ ユ エー タ 180 , 182 に 接続部材 を使用 し て も よ い 。 さ ら に 、 1 つ の駆動装置に 3 個の ァク チ ユエータ を設け 3 次元的 に 各 ァ ク チ ユ エータ の変位を結合する こ も で き る。 ま た、 各ァ ク チ ユエータ A , B の駆動電圧は互い に同期 関係 に あ る交流電圧で あ つ て、 ァ ク チ ユ エ一タ A が可 動子の運動方向に移動す る と き ァ ク チ ユ エ一タ B に お い て磁極 A m と B m と の結合が最大 と な る よ う な位柜 関係を有す る も のが好都合で あ る 。
第 1 8図ほ、 第 1 6図の原理に も とづ く 駆動装置を 2 個
— 設けた本発明の他の実施例 に係 る モータ装置を示す。
同図の モータ装置ほ、 外枠を兼ね る 固定子 1 3 0 、 X方 向 に 移動が可能な可動子 1 3 2 、 ベ ア リ ン グ 1 9 4 a , 1 9 4 b , 積層 型圧電 ァ ク チ ユ エ ー タ 1 a S , 1 9 8 a , 1 9 8 b , 2 0 0 , 2 0 2 a , 2 0 2 b 等に よ っ て構成さ れ る 。 固定-子 ί 9 0 に取付け られた ァ ク チ ユ エータ 1 3 6 お よ び 2 0 0 の先端部に はそ れぞれ前記第 9 図の磁気へ ッ ド & 2 a と 同様の構造を有す る磁気ヘ ッ ド 2 0 4 a お よ-び 2 1 2 a が取付け ら れてい る。 こ の磁気へ ッ ド 2 0 4 a お よ び 2 1 2 a はそれぞれ永久磁石 2ひ δ a お よ び 2 1 4 a 、 ヨ ー ク 2 0 8 a ， 2 0 8 b お よ び 2 1 & a , 2 I S b 、 磁極 2 1 0 a および 2 1 8 a に よ つ て搆成さ れてレ、る 。 可動子 1 9 2 に取付け ら れた ァク チ ユ エ一タ 1 9 8 a t 1 9 8 の 先端部 は補助移動子 2 2 0 a に よ っ て違結され、 こ の補 助移動子 1 2 0 a 上に は前記第 9 図の磁気へ ッ ド 9 2 t) と 同様の構造を有す る磁気へ ツ ド 2 0 4 . b が取付け ら れて い る 。 該磁気へ ッ ド 204 b は、 永久磁石 206 a 、 ョ ー ク 208 c , 208 d 、 磁極 210 b に よ っ て構成 さ れ て い る 。 ァ ク チ ユ エー タ 202 a , 202 b の先端部 も 補助移 動子 220 b で連結 さ れ、 こ の補助移勳子 22Q b 上 に は 永久磁石 214 b 、 ヨ ー ク 216 c ， 218 d 、 磁極 218 b に よ っ て 構成 さ れ た 磁気へ ッ ド 212 b が取付 け ら れ て い る 。 固定子側の磁気へ ツ ド 204 a お よ び 212 a は そ れ ぞ れ可動個側の磁気ヘ ッ ド 204 b お よ び 212 b と 各 磁極部 に お い て 対向 し て レ、 る 。
第 18図の モ ー タ 装置 に お い て は 、 各駆動装置が前述 の よ う に し て駆動動作 を行 う が、 各駆動装置の駆動位 相 を互い に ず ら せ る こ と に よ っ て 常 に 可動子 に レ、 ず れ か の駆動装置の変位が伝達 さ れ る よ う に す る こ と が で き る 。 こ れ に よ り 、 可動子の駆動力 お よ び移動速度 を 時間 に 対 し て 一定 に す る こ と が で き る 。
な お 、 第 19図 は第 18図の モ ー タ 装置の各積層型圧電 ァ ク チ ユ エ一 タ に 前記第 10図 （a) , (b) , (c) で説明 し た よ う な補強板 222 a , 222 b , … ， 222 f を設 け た モ ー タ 装置を示す。
以上の よ う に 、 本発明 に よ れ ば、 複数の ァ ク チ ユ エ ー タ の 変位 を互い に 異 な る 角度で合成 し た 駆動装置が 実現 さ れ、 任意の面 ま た は線の微小 な範囲 を操作 で き る か ら 、 微小部分の例 え ば繰返 し 作業 ま た は検査 な ど の た め の精密 な位置制御が可能 と な る 。 ま た 可動体 を 移 Siさ せて所定位置を試行錯誤的 に見つ けれる場合に 3 次元の操作を高速で行い なが ら所定位置の探索がで き る か ら、 極め て高速度で位置決め を行う こ と がで き る q さ ら に、 各駆動装置の ァ ク チ ユ エ 一 タ の印加電圧 お よび位相関係を調節す る こ と に よ り 走査線の位置、 場所お よび移動の大き さ な ど の変更を極め て容易 に行 う こ とが可能 と な る。 さ ら に、 こ の よ う な駆動装置の 運動を非接触で可動子に伝達 し、 微小運！]を無限運 ¾ に変換す る こ と ·に よ っ て、 摩耗、 発塵 _、 発熱、 滑 り の 楽生に よ る位置の不確定さ、 バ ク ラ ッ シ ュ、 才ーバ
— 口 一 ド に よ る破損の発生など従来の ァ クチ ユ エータ に存在 し だ各種 題点の少ない、 かつ分解能がサ ブ ミ ク ロ ン ォ一ダの モータ装置が容易に実現で き る 。
ま た、 駆動装置の違動出力端に設け た磁極の微小閉 曲線周期運動を非接触で可動体に伝達し て無限運動に 変換する場合に ほ、 特に駆動装置側に移勣方向に沿つ て複数の磁極を設け た可動体を駆動す る場合、 摩耗、 発塵、 発熱、 ス び ッ ブ、 バ ッ ク ラ ッ シ ュ お よ び過負荷 に よ る破損の発生な どの問題の少ない、 分解能が ミ ク ロ ン オーダの駆勣を実現する こ と がで き る ほか、 非磁 性の導電性材料か ら な る可動体をも駆動する こ と がで き、 こ の場合、 該可勣体が駆動装置か ら受け る 力は上 記周期運動の接線方向の速度に ほぼ比例する か ら 、 可 動体の制動に利用するこ と がで き 、 高度な位置、 速度 制御 に 役立つ。
[産業上の利用可能性 ]
本発明 に係 る駆動装置お よ び こ れ を用 い た モー タ 装 置は、 例え ば半導体装置の製造の た め の露光装置 に お い て ウ ェハ の位置制御を行 う 場合の よ う に 、 サ ブ ミ ク ロ ン オー ダの精密な位置制御が必要な場合 に使用可能 で あ る 。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 複数の ァ ク チ ユ エ一タ手段 と 、 該複数の ァ ク チ ュ エータ手段の変位を互い に異な る 角度で結合出力す る変位結合出力手段 と を具備し、 前記複数の ァ ク チ ュ ェータ手段を それぞれ互に同期関係 に あ る 交流信号に て駆動する こ と を特徵 と する 駆動装置。
2 . 前記変位結合出力手段は複数の ァ ク チ ユエータ 手段の変位を互に異な る角度で合成する変位合成機構 と 、 該変位合成機構に よ る違勣出力端に設け ら れた非 接触型動力伝達手段と を有す る請求の範囲第 1 項に記 載の駆動装置。
3 . 前記変位合成機構に よ る運動出力端は所定の曲 線 に沿つ て駆動さ れる請求の範囲第 2 項に記載の駆動
4 .— 前記非接触型動力伝達手段は駆動用の磁極を有 す る 請求の範園第 2 項 ま た は第 3 項 に記載の駆動装
5 . 前記磁極ほ磁気ヘ ッ ド によ り 形成さ れ る請求の 範囲第 4 項に記載の駆動装置。
6 . 前記駆動用の磁気へ ッ ド ほ磁性材料 と 非磁性才才 料 と を交互に積層す る こ と に よ り 多層ギ ャ ッ ブ構造に 形成 し て あ る請求の範鼠第 5 項に記載の駆動装置。
7 . 前記変位合成機構ほ前記複数の ァ ク チ ュ ェ一タ 8/04492
31 の変位を互い に直角方向 に合成す る 請求の範囲第 2 項 ま た は第 3 項 に記載の駆動装置。
8 - 前記 ァ ク チ ユ エ一タ は積層型圧電 ァ ク チ ユ エ一 タ で あ る 請求の範囲第 2 項か ら第 7 項のいずれか 1 項 に記載の駆動装置。
9 . 前記積層型圧電ァ ク チ ユ エ一タ に は ほ ぼ予め定 め ら れ た方向 に のみそ の運動を許容す る補強板 ま た は 補強線が設け ら れて い る請求の範囲第 8 項 に記載の駆 動装置。
1 0 . 前記変位合成機構 に よ る 運動出力端は所定の閉 曲線 に 沿 つ て駆動さ れ前記非接触型動力伝達手段 に対 向 し て配置さ れ る 被駆動体を該運動出力端の運動 に 関 連 し て 非接触 で駆動す る請求の範囲第 2 項 に 記載の駆
1 1 · 前記非接触型動力伝達手段は駆動用の磁極を有 す る 請求の範囲第 1 0項 に記載の駆動装置。
1 2 . 前記 ァ ク チ ユ エ一タ は積層型圧電 ァ ク チ ユ エ 一 タ で あ る 請求の範囲第 1 G項 ま た は第 1 1項 に 記載の駆動 装置。
1 3 . 前記変位合成機構は前記複数の ァ ク チ ユ エータ の変位を互い に 直角方向 に合成す る 請求の範囲第 1 0項 ま た は第 1 1項 に記載の駆動装置。
1 4 . 前記磁極は前記変位合成機構の運動出力端 に 取 り 付け ら れ た磁気へ ッ ド の ギ ヤ ッ ブ の両端 に形成さ れ る 請求の範囲第 1 1項に記載の駆動装置。
1 5 . 前記被駆動体は導電性材料か ら な る請求の範囲 - 第 1 4項に記載の駆動装置。
1 6 前記被駆動体ほ前記磁気へ ツ ド の ギ ャ ッ プ と 対 向す る側に複数の磁極を備え てい る請求の範囲第 1 4項 に記載の-駆動装置。
1 7 . 前記磁気へ ッ ド ほ厚さ g の非磁性材料 と 厚さ d の磁性材料と を層状に繰返し配置レ て 2 以上のギ ャ V プを設け た第 1 の多層ギ ャ ッ ブ構造体を含み、 前記可 動体の磁極は厚さ D の磁性材料 と 厚さ G の非磁性材料 を層状に繰返 し配置 し て 2 以上のギ ャ ッ ブを設けた 第 2 の多層ギ ャ ッ プ構造体に よ り 形成さ れ る請求の範 圓第 1 6項に記載の駆動装置。
1 8 . 前記磁気へ ッ ド ほ前記第 1 の多層ギヤ ッ ブ構造 体を舍む磁気回路中 に永久磁石を備え る請求の範囲第 1 7項に記載の.駆動装置。 _
1 9 . 前記第 1 お よ び第 2 の 多層ギヤ ッ ブ構造体に お け る寸法闋係が d ≥ Gかつ ≤ D であ る請求の範囲第 1 7項に.記載の駆動装置。
2 0 . 前記非接触動力伝達手段 と 前記被駆動体ほ それ ぞれ複数のギ ヤ ッ ブを有す る 2 個の磁気へ ッ ド を具備 し、 こ れ ら の磁気へ 、ソ ド ほギャ V ブが互い に対向す る よ う 配置さ れてい る請求の範囲第 1 0項に記載の駆動装 2 1 . 前記各磁気へ ッ ド は 同一ギ ャ ッ プ構造 を有す る 請求 の範囲第 2 Q項 に 記載の駆動装置。
2 2 . 前記磁気へ ッ ド は 非磁性材料 と 磁性材料 と を層 状 に 繰返 し 配置 し て 形成 し た 複数 の ギ ヤ ッ プ を含 む 多 層ギ ヤ ッ ブ構造体 お よ び該多層 ギ ヤ ッ ブ構造体 を含 む 磁気回路中 に 永久磁石 を備 え る 請求 の範囲第 2 Q項 に 記 載の駆動装置。
2 3 . 前記変位合成機構の磁極 は該磁極 と 対向す る 前 記被駆動体の面 に 垂直、 か つ該被駆動体の移動方向 に 平行 な面内 で微小円運動す る 請求 の範囲第 1 1項 に 記載 の駆動装置。
2 4 . 前記複数の ァ ク チ ユ エ一 タ の 少 な く と も 1 つ は 被駆動体側 に 配置 さ れ か つ 少 な く と も 他 の 1 っ ほ該被 駆動体側 に 配置 さ れ た ァ ク チ ユ エー タ の運動方向 と は 異 な る 方向 に 運動す る よ う 駆動体側 に 配置 さ れ、 前記 変位結合出力手段 は前記被駆動体側 お よ び駆動体側 に 配置 さ れ た ァ ク チ ユ エー タ の変位 を非接触 で結合 し そ の結合度 を可変 に す る こ と に よ っ て被駆動体 に 各 ァ ク チ ユ エ 一 タ の変位 に 関連 し た 運動 を 生 じ さ せ る 非接触 動力伝達機構 を有す る 請求 の範囲第 1 項 に 記載の駆動
2 5 . 前記駆動体側 ま た は被駆動体側 に 配置 し た ァ ク チ ュ エー タ の運動方向が被駆動体 ま た は駆動体の運動 方向 に ほ ぼ一致す る と き 前記非接触動力伝達機構の結 ^ 4
4492 PCT/JP87/00576 合が最大 と な る よ う 前記各ァク チ ユ エ 一タ を駆動す る 請求の範囲第 2 4項に記載の駆動装置。
2 6 . 前記複数の ァ ク チ ユエータ の運動方向は互い に 直交す る請求の範囲第 2 4項に記載の駆勣装置。
2 7 . 前記 ァ ク チ ユ エ 一タ の少な く と も 1 つ ほ積層型 圧電ァ グ チ ユ エ 一タ であ る請求の範囲第 2 4項に記載の 駆動装置。
2 8 . 前記積層型圧電ァ ク チ ユ エ一タ に ほ ほぼ予め定 め ら れた方向に のみそ の運動を許容す る補強板ま た は 補強線が設け ら れてい る 請求の範囲第 2 7項に記載の駆
2 9 - 前記 ァ ク チ ユ エ一タ の少な ぐと も 1 つ ほ磁歪型 ァ ク チ ユ エ 一タ であ る 請求の範囲第 2 4項に記載の駆動
3 0 . 前記非接触動力伝達機構は磁極を有 し磁気的 に 各ァ ク チュ エータ の変位を結合す る磁気的動力伝達機 構であ る請求の範囲第 2. 4項に fS載の駆動装置。
3 1 . 前記磁気的動力伝達機構は少な く と も 1 つの磁 気へ ッ ド を有 し かつ前記磁極ほ該 5茲気へ ッ ド のギ ッ ブの両端に形成さ れる も の で あ る請求の範囲第 3 0項に 記載の駆動装置。
3 2 , 前記磁気的動力伝達機構はそ れぞれ複数のギ ヤ ッ ブ を有する 2 個の磁気へ ッ ド を具備 し、 こ れ ら の磁 気へ V ド ほギ ヤ ッ ブが互い に対向す る よ う配置さ れて い る 請求の範囲第 3 1項 に記載の駆動装置。
3 3 . 前記各磁気へ ッ ド は同一ギ ャ ッ プ構造を有す る 請求の範囲第 3 2項 に記載の駆動装置。
3 4 . 前記磁気へ ッ ド は非磁性ネオ料 と 磁性材料 と を層 状 に繰返 し配置 し て形成 し た複数の ギ ヤ ッ ブを含む多 層ギ ヤ ッ ブ構造体お よ び該多層ギ ヤ ッ ブ構造体を含む 磁気回路中 に 永久磁石 を備 え る 請求の範囲第 3 1項 に記 載の駆動装置。
3 5 . 前記磁気的動力伝達機構は磁気へ ッ ド の ギ ヤ ッ ブ に対向す る側 に複数の磁極を備え て い る請求の範囲 第 3 1項 に記載の駆動装置。
3 6 . 前記磁気ヘ ッ ド は厚さ S の非磁性材料 と 厚さ d の磁性材料 と を層状 に繰返 し配置 し て 2 以上の ギ ヤ ッ ブ を設 け た第 1 の多層ギ ャ ッ プ構造体を含み、 前記可 動体の磁極は厚 さ D の磁性材料 と 厚さ G の非磁性材料 と を層状 に繰返 し配置 し て 2 以上の ギ ヤ ッ ブ を設 け た 第 2 の 多層 ギ ヤ ッ ブ構造体 に よ り 形成 さ れ る 請求の範 囲第 3 5項 に 記載の駆動装置。
3 7 . 前記第 1 お よ び第 2 の多層ギ ャ ッ プ構造体 に お け る 寸法関係が d ≥ G かつ g ≤ D で あ る 請求の範囲第 3 6項 に 記載の駆動装置。
3 8 . 移動方向 に 沿 っ て所定間隔で配置さ れ た複数の 磁極を有す る可動子 と 、 該可動子 に対向 し て所定間隔 で配置さ れ可動子側部分 に 可動子駆動用の磁気へ ッ ド を有す る複数の駆動装置を備え た固定子 と を具備 し、 各駆動装置を多相交流電源に て駆動 し て前記磁気へ ッ ド をほぼ可動子の移動方向に沿っ て振動させ る こ と に よ り 該可動子に曲線ま た は直線的運動を生じ ぎせ る モ —タ 装置で あ っ て、 前記駆動装置が各々 互い に同期闋 係 に あ る交流信号に て駆動さ れる複数の ァ ク チ ユ エ一 タ と 該複数の ァ ク チ ユ エ一夕 の変位を互い に異な る角 度で合成し前記磁気へ ッ ド の運動 と し て出力す る変位 合成機構 と を有す-る こ と を特徵 と す るモ一タ装置。
3 9 . 前記磁気ヘ ッ ド は厚さ の非磁性材料 と 厚さ d の磁性材料 と を層状に繰返 し配置 し て 2 以上のギ ヤ ッ ブ を設け た第 1 の多層ギ ャ ッ プ構造体を含み、 前記磁 極ほ厚さ D の磁性材料 と 厚さ G の非磁性材料 と を層状 に繰返 し配置して 2 以上のギ ヤ ッ ブを設けた第 2 の多 層 ギ ヤ ッ ブ構造体に よ り 形成さ れる請求の範隱第 3 8項 に記載の モ 一タ装置。
4 0 . 前記磁気へ ッ ド は前記第 1 の多層ギ ッ ブ構造 体を舍む磁気回路中 に永久磁石を備え る 請求の範囲第 3 9項に記載のモータ装置。
4 1 . 前記第 1 およ ぴ第 2 の多層ギ ャ ブ構造体 に お け る寸法関係が d ≥ Gかつ s ≤ D で ある請求の範囲第 3 9項に記載の モータ装置。
4 2 . 前記圧電 ァク チ ユ エ一タ ほ積層型圧電 ァ ク チ ュ エ ータ で あ る請求の範囲第 3 8項か ら第 4 1項のいずれか 1 項 に 記載の モー タ 装置。
4 3 . 前記積層型圧電 ァ ク チ ユ エ 一タ に は ほ ぼ予め定 め ら れ た方向 に の みそ の運動を許容す る 補強板 ま た は 補強線が設け ら れて い る請求の範囲第 4 2項 に記載の モ ー タ 装置。
4 4 . 前記可動子側の磁極お よ び固定子側の磁気へ ッ ド は共 に そ れぞれ複数のギ ヤ ッ ブ を有す る 磁気へ ッ ド を具備 し 、 こ れ ら の磁気へ ッ ド はギ ャ ッ プが互い に対 向す る よ う'配置さ れ て い る 請求の範囲第 3 8項 に記載の モ ータ 装置。
4 5 . 前記各磁気へ ッ ド は同一ギ ャ ッ プ構造を有す る 請求の範囲第 4 4項 に記載の モ ー タ 装置。
4 6 . 前記磁気へ ッ ド は非磁性材料 と 磁性材料 と を層 状 に繰返 し配置 し て形成 し た複数の ギ ヤ ッ ブを含む多 層ギ ヤ ッ ブ構造体お よ び該多層ギ ヤ ッ ブ構造体を含む 磁気回路中 に 永久磁石を備 え る 請求の範囲第 4 4 .に 記 載の モ ータ 装置。
4 7 . 固定子 と 、 可動子 と 、 少な く と も 1 つ の駆動装 置 と を有 し 、 該駆動装置の各 々 ほ、 複数の ァ ク チ ユ エ —タ と 、 磁極を有 し、 前記複数の ァ ク チ ユ エ一タ の変 位を互い に異 な る 角度で合成 し て該磁極の運動 と し て - 出力す る 変位合成機構 と を具備 し 、 前記各 ァ ク チ ユ エ ータ を互い に 同期関係 に あ る 交流信号 に て駆動 し前記 磁極 を 所望の 閉 曲線 に 沿 っ て 運動 さ せ る こ と に よ つ て、 前記磁極に対向 し て配置さ れる可動子を該磁極の 運動 に 関違 レて非接蝕で駆動す る こ と を特徴 と す る モ ータ装置。 .
48 - 前記交流信号ほ多相交流信号で あ る請求の範囲 第 47項に記載の モータ 装置。
49. 前記 ァク チ ユ エ一タ は積層型圧電 ァ ク チ ユ エ一 タ であ る請求の範囲第 47項に記載のモータ装置。
5 G . 前記変位合成機構ほ前記複数の ァ ク チ ユエータ の変位を互い に直角方向に.合成する請求の範囲第 47項 に記載の モータ装置。
51 - 前記磁極は前記変位合成機構の運動出力端 に取 り 付け ら れた磁気へ ッ ド のギ ャ ッ プの両端に形成さ れ る 請求の範囲第 47—項に記載のモータ装置。
52. 前記可動子は前記磁極に対向す る導電性材料部 を有す る請求の範画第 51項に記截のモータ装置。
5a . 前記可動子は前記磁気へ ッ ド のギ ツ ブ と対向 す る側に複数の磁極を備えてい る請求の範囲第 51項に 記載の モータ 装置。
54. 前記磁気へ ッ ド ほ厚さ S の非磁性ネオ料 と 厚さ d ― の磁性材料 と を層状に籙返 し配置し て 2 以上のギ ャ ッ プを設けた第 1 の多層ギ ャ ッ プ構造体を含み、 前記可 動子の磁極ほ厚 さ D の磁性材料 と厚さ の非磁性村料 と を層状に籙返 し配置 して 2 以上のギ ャ ッ プを設け た 第 2 の多層ギャ ッ プ構造体に よ り 形成さ れ る請求の範 囲第 5 3項 に記載の モータ 装置。
5 5 . 前記磁気へ ッ ド は前記第 1 の多層ギ ヤ ッ ブ構造 体を含む磁気回路中 に永久磁石を備え る 請求の範囲第 5 4項に 記載の モ ー タ 装置。
5 6 . 前記第 1 お よ び第 2 の多層ギ ャ ッ プ構造体 に お け る 寸法関係が d ≥ G かつ g ≤ D で あ る 請求の範囲第 5 4項 に 記載の モータ 装置。
5 7 . 前記積層型圧電 ァ ク チ ユ エ 一タ に は ほ ぼ予め定 め ら れ た方向 に の みそ の運動を許容す る補強板 ま た は 補強線が設 け ら れて い る 請求の範囲第 4 3項 に記載の モ ー タ 装置。
5 8 . 前記可動子側の磁極お よ び駆動装置側の磁極は 共 に そ れぞれ複数のギ ャ ッ プを有す る 磁気へ ッ ド に よ り 構成さ れ、 こ れ ら の磁気へ ッ ド はギ ャ ッ プ が互い に 対向す る よ う 配置 さ れ て い る 請求の範匪第 5 3項 に 記載 の モ ー タ 装置。
5 9 . 前記各磁気ヘ ッ ド は同一 ギ ャ ッ プ構造を有す る 請求の範囲第 5 8項 に記載の モー タ 装置。
6 0 . 前記磁気へ ッ ド は非磁性材料 と 磁性材料 と を層 状 に繰返 し配置 し て形成 し た複数の ギ ヤ ッ ブ を含む多 層ギ ヤ ツ ブ構造体お よ び該多層ギ ヤ ブ構造体を含む 磁気回路中 に永久磁石を備え る 請求の範囲第 5 8項 に記 載の モー タ 装置。
6 1 . 前記変位合成機構の磁極は該磁極 と 対向す る 前 記可動子の面に垂直、 かつ該可動子の移 ffir方向 に平行 な面内で微小円運勖す る請求の範囲第 4 7項に記載の モ
—タ装置。 _
6 2 . 固定子 と 、 可動子 と 、 複数の駆動装置 と を具備 し、 該駆動装置ほ各々 、 固定子側お よび可動子側に そ れぞれの運動方向が互い に異な る よ う に分散配置さ れ 互い に同期関係に あ る交流信号に て駆動さ れる複数の ァ ク チ ユ エ 一タ と こ れ ら の固定子側に配置さ れた ァ ク チ ユ エ一タ ど可動子側に配置さ れた ァ ク チ ユ エータ に 各々 取付け られ互い に非接触状態で対向す る磁極 と を 有し、 それ に よ り 一方の磁極を他方の磁極の運動 に関 違さ せ て駆 ¾す る こ と に よ り 可動子の駆動を行 う こ と を特徴 どす る モータ装置。
5 3 . 固定子ま た は可動子に配置し た ァ ク チ ユエータ の運動方向が可 ir子 ま たは固定子の違動方向に ほぼ一 致す る と き固定子ま た は可動子の該ァ ク チ ユ エータ に 装着 し た磁極 と 可 ¾子 ま たは固定子に装着 し た磁極 と の結合が最大 と な る よ う に、 各駆動装置の ァ ク チ ユ エ
—タ を多相交流で駆 ¾する請求の範囲第 S 2項に記載の モータ 装置。 ： .
& 4 . 前記複数の ァク チ ユ エータ の運動方向は互い に 直交す る請求の.範囲第 6 2項に記載の モータ装置。
. 6 5 . 前記ァク チ ユ エ一タ の少な く と も 1 つ は積層型 圧電ァ ク チ ユエータ であ る請求の範囲第 6 2項に記載の モータ 装置。
66. 前記積層型圧電 ァ ク チ ユ エ一タ に は ほ ぼ予め定 め ら れ た方向 に の みそ の運動を許容す る 補強板 ま た は 補強線が設け ら れて い る 請求の範囲第 65項 に 記載の モ ータ 装置。
67. 前記 ァ ク チ ユ エー タ の少な く と も 1 つ は磁歪型 ァ ク チ ユ エー タ で あ る 請求の範囲第 S2項に 記載の モー タ 装置。
68. 前記非接触動力伝達機構は磁極を有 し磁気的 に 各 ァ ク チ ユ エ ー タ の変位を結合す る 磁気的動力伝達機 構で あ る 請求の範囲第 62項 に 記載の モー タ装置。
69. 前記磁気的動力伝達機構は少 な く と も 1 つ の磁 気へ ッ ド を有 し かつ前記磁極 は該磁気へ ッ ド のギ ヤ 、ソ ブの両端 に形成 さ れ る も の で あ る 請求の範囲第 68項に 記載の モ ー タ 装置。
70. 前記磁気的動力伝達機構は そ れ ぞ れ複数の ギ ヤ ッ プ を有す る 2 個の磁気ヘ ッ ド を具備 し、 こ れ ら の磁 気へ ッ ド はギ ヤ ッ ブが互い に対向す る よ う 配置さ れ て い る 請求の範囲第 69項 に記載の モー タ 装置。
71. 前記各磁気へ ツ ド は同一ギ ャ ッ プ構造を有す る 請求の範囲第 7Q項 に記載の モ ー タ 装置。
72. 前記磁気へ ッ ド は非磁性材料 と 磁性材料 と を層 状 に繰返 し配置 し て形成 し た複数の ギ ッ ブ を含む多 層ギ ヤ ッ ブ構造体お よ び該多層ギ ヤ ッ ブ構造体 を含む 磁気回路中 にフ 久磁石を備え る請求の範囲第 6 9項に記 載のモー タ装置。
7 3 . 前記磁気的動力伝達機構ほ磁気へ ツ ド のギ ヤ ッ ブ に対向す る側に複数の磁極を翁えてい る請求の範囲 第 & 9項に記載の モー タ装置。
7 4 . 前記磁気ヘ ッ ド ほ厚さ s の非磁性材料と 厚さ d の磁性材料 と を層 に繰返 し配置 し て 2 以上の ギ ッ ブ を設けた第 1 の多層ギ ャ ッ ブ構造体を含み、 前記可 動体の磁極は厚さ D の磁性材料 と 厚さ G の非磁性材料 と を層状に籙返 し配置 し て 2 以上のギ ッ プを設け た 第 2 の多層ギ ヤ ッ ブ構造体に よ り 形成される請求の範 囲第 7 3項に記載の モ ータ装置。
7 5 . 前記磁気ヘ ッ ド ほ前記第 1 の多層ギ ャ ッ プ構造 体を舍む磁気回路中 に永久磁石を備え る請求の範囲第 7 4項に記載のモータ装置。
7 6 . 前記第 1 お よ び第 2 の多層ギ V ブ構造体に お ける寸法関係が d ≥ G かつ s ≤ D で ある請求の範囲第 7 4項に記載の-モータ装置。
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