(57)【要約】可動本体に運動を伝達するための装置が：端部を有する第１のバーと、第１及び第２のアームが周りを回転する軸を有するジョイントで接続された第１及び第２のアームを各々が具えた連結式アームであって、第１及び第２のアームがそれぞれ等しい長さであり、各連結式アームの第２のアームが、第１のアーム及びバーが周りを回転する軸を有するジョイントでバーの異なる端部に接続された連結式アームと、第１のアームが周りを回転する軸を有するジョイントで各連結式アームの第１のアームに取り付けられた架台と、第２のバーが周りを回転する軸を有するジョイントで各連結式アームに結合された第２のバーと、第１のバーに制御可能に結合され、バーの長さ方向に沿ったいずれかの方向に選択的に力を加える圧電モータとを具えており、ジョイントが、全ての軸が略平行で軸周りのすべての回転に対して第１及び第２のアームがそれぞれ平行となるように、構成されている。【選択図】図１Ｅ
2009532013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動本体に運動を伝達するための装置であって、
端部を有する第１のバーと、
第１及び第２のアームが周りを回転する軸を有するジョイントで接続された前記第１及び第２のアームを各々が具えた２つの連結式アームであって、前記第１のアームが等しい長さであり、前記第２のアームが等しい長さであり、各連結式アームの前記第２のアームが、前記第２のアーム及び前記バーが周りを回転する軸を有するジョイントで前記バーの異なる端部に接続された連結式アームと、
前記第１のアームが周りを回転する軸を有するジョイントで各連結式アームの前記第１のアームに取り付けられた架台と、
第２のバーが周りを回転する軸を有するジョイントで各連結式アームに結合された第２のバーと、
前記第１のバーに制御可能に結合され、前記バーの長さ方向に沿ったいずれかの方向に選択的に力を加える圧電モータとを具えており、
前記ジョイントが、全ての前記軸が略平行で前記軸周りのすべての回転に対して前記第１のアームが平行で前記第２のアームが平行となるように、構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
各連結式アームの前記第１及び第２のアームが、実質的に同じ長さを有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
可動本体に運動を伝達するための装置であって、
ガイドレールと、
前記ガイドレールにモータを結合するための結合面を有する圧電モータと、
前記ガイドレールの第１の側に接触する少なくとも１のベアリングと、前記ガイドレールの第１の側とは反対の第２の側に前記モータ結合面を押すように前記モータを付勢する少なくとも１の弾性部材と、前記可動本体にハウジングを結合する結合部と、を具えるハウジングと、
を具えており、
前記ガイドレールに力を加えて前記ガイドレールに沿ったいずれかの方向に前記ハウジングを選択的に移動させることにより、前記本体を移動させるよう前記圧電モータを制御可能であることを特徴とする装置。
【請求項４】
前記ハウジングが、前記モータを保持する前記ハウジングに取り付けられたモータフレームを具えており、前記ガイドレールに近づき及び前記ガイドレールから離れるよう自由に移動することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１の弾性部材が前記ガイドレールに向けて前記フレームを付勢することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ハウジングが、前記モータフレームが上に置かれるモータフレーム支持部を具えており、前記ガイドレールに近づき及び前記ガイドレールから離れるよう自由に摺動することを特徴とする請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１の弾性部材が前記モータ支持部に向けて前記フレームを付勢することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１の弾性部材が２つの弾性部材を具えており、一方が前記モータフレームのそれぞれの側にありバーによって結合されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記弾性部材が平らな部材であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記弾性部材が略平行であることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記モータフレームが、前記モータフレームに前記弾性部材を保持する留め具を有していることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記弾性部材が、前記結合面が前記ガイドレールの第１の側とは反対の第２の側に接触するように前記ハウジングに前記モータフレームを結合させ前記ガイドレールと略垂直な方向に前記少なくとも１のベアリングに向けて前記モータフレームを弾性的に引っ張る１組の弾性部材を具えていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項１３】
前記弾性部材のみが前記ハウジングに前記フレームを結合させることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
可動本体に運動を伝達するための装置であって、
アームが周りを回転可能なシャフトに結合された第１の端部を有するアームと、
前記アームの第２の端部に取り付けられ、面の接線方向に加える力が前記アームを回転させ易くするトルクを発生させるように面を有するプレートと、
前記第１及び第２の端部間に取り付けられ、前記プレート面に前記モータを結合させるための結合面を有する圧電モータと、
前記プレート面に前記モータ結合面を付勢する弾性部材と、
前記第２の端部の回転運動が前記可動本体の直線運動を発生させるように前記可動本体に前記アームの第２の端部を結合させる結合部と、
を具えることを特徴とする装置。
【請求項１５】
前記プレート面が、その回転軸が前記シャフトの軸と略一致する円筒面を具えており、前記モータが前記円筒面に結合されていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記結合部が、第１の部分が前記アームに対して回転するジョイント軸であって前記シャフト軸に平行なジョイント軸を有するジョイントによって前記アームの第２の端部に結合された第１の部分と、
前記直線運動及び前記シャフト軸に対して垂直な方向に伸長及び収縮する１対の弾性部材によって前記可動本体に結合された第２の部分と、具えていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記結合部が、前記アームの第２の端部に固定され前記シャフト軸の半径方向に沿って延在するパネルと、
前記シャフトに平行な軸周りに回転可能なように前記可動本体に取り付けられ、前記パネルが中に滑入する溝部を有する挟持部と、を具えていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記シャフトに前記アームを結合する軸受を具えており、
前記軸受が前記アームに取り付けられた複数の平らなベーン（ｖａｎｅ）を具えており、それぞれが、前記シャフト軸から半径方向に離れるよう延びており、前記シャフト軸に平行であって前記シャフトの面を押す真っ直ぐな端部を有していることを特徴とする請求項１４から１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
ハウジングにシャフトを結合して軸周りに前記シャフト及びハウジングを相対回転させ得る軸受であって、
前記軸受が、複数の平らなベーン（ｖａｎｅ）であって、それぞれが共通の軸の半径方向に沿って延びているベーンと、
前記共通の軸と一致する軸及び各ベーンの第１の端部に接触する面を有するシャフトと、
各ベーンの第２の端部と接触するハウジングと、を具えており、
前記ベーンの面が前記ベーンのそれぞれの放射方向から逸れるよう回転し及び／又は前記ベーンの面が平らでなくなり前記シャフト及びハウジングが相対回転し得るよう前記ベーンの面が曲がることを特徴とする軸受。
【請求項２０】
前記ベーンが前記ハウジングに結合されており、前記シャフトが前記第１の端部間に挿入され挿入した後で前記第１の端部間から取り外し可能であることを特徴とする請求項１９に記載の軸受。
【請求項２１】
前記ベーンが前記シャフトに結合されており、前記シャフト及びベーンが前記ハウジングの中に挿入されその後で取り外し可能であることを特徴とする請求項１９に記載の軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電モータから可動本体に運動エネルギを伝達するための伝達システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの用途が、比較的小さくて多くの場合精巧な、正確且つ迅速に機械的、光学・機械的及び／又は電子機械的システムの運動を制御し部品を位置決めするための装置を要している。例えば、携帯電話に組み込まれたカメラで使用する光学システムは、多くの場合、正確に移動且つレンズ及び／又は光学システムの他の部品の位置を制御して様々な焦点合わせ及びズーム機能を提供するための送りシステムを要する。携帯電話がより小さくなりカメラが利用可能な空間が小さくなると、レンズ及び／又は部品の位置を制御するための送りシステムの大きさに関する制約、及び送りシステムが果たす精度及び速さが、一般により厳しくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
様々な圧電モータが、精度良く制御された大きさの運動エネルギを機械式システムに与えるよう制御可能であるため、多くの場合このような送りシステムでの使用に適している。例えば、Ｚｕｍｅｒｉｓらによる米国特許番号第５，６１６，９８０号、及び「Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｏｔｏｒ」題されるＰＣＴ公開番号ＷＯ  ００／７４１５３号は、精度良く制御された量の運動エネルギを伝達して対象物を移動且つ位置決め可能な圧電モータを記載している。引用された特許及びＰＣＴ公開に記載された圧電モータは、大きな平行な面及び細くて短いエッジ面及び細くて長いエッジ面を有する比較的薄い長方形の圧電振動子を具えている。任意に、振動子の短いエッジの表面領域又は振動子の短いエッジの「摩擦ナブ（ｎｕｂ）」の表面は、可動本体の接触面に押される面を結合するモータとして機能する。ＷＯ  ００／７４１５３に記載された圧電モータに関する、振動子の表面又は振動子の層の表面の電極は、本体との接触面を介して可動本体に運動エネルギを伝達するモータの摩擦ナブの振動を励起するよう電気が流れる。「Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｏｔｏｒｓ  ａｎｄ  Ｍｏｔｏｒ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ」と題されるＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬＯＯ／００６９８は、様々な圧電モータ及びこのようなモータを結合して可動本体を回転させるための方法を記載している。「Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｏｔｏｒ」と題されるＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ０３／００６０３は、圧電モータ及び圧電モータを作動させて比較的高い精度で対象物を位置決めさせるための方法を記載している。上記の文献の全ての開示は、参照することにより本書に組み込まれている。
【０００４】
このような文献に記載されている圧電モータ及びこれらと同じような圧電モータは、一般に、適切な伝達装置及び圧電モータを移動するのを要する対象物に結合するための装置を備えた圧電モータを提供できる場合、対象物を迅速且つ精度良く移動及び位置決めする作業に適している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある実施例の態様が、「動作」棒が以下で「複振り子」と称する２つの略同一の連結アームに吊られた「連結式複振り子」伝達システムの提供に関する。動作棒がその長さ方向に対して垂直な動き無しにその長さ方向に平行に容易に移動し得るよう複振り子が結合されている。上記の米国特許第５，６１６，９８０号に記載されたモータと任意に同じ圧電モータが動作棒に結合されている。圧電モータに発生した振動が動作棒に力を加えて、この棒の長さ方向に平行ないずれかの方向に沿って選択的にこの棒を移動させる。動作棒は可動本体に結合されており、可動本体を移動させて位置決めする。
【０００６】
本発明の実施例の態様が、駆動レール及びレールに沿って自由に移動するよう構成された圧電モータハウジングを具える「レールライダー」伝達システムの提供に関する。ハウジングの中に取り付けられた圧電モータは、ハウジングと任意に一体の部品である弾性部品又はハウジングに取り付けられた弾性部品の動作によって駆動レールに結合される。圧電モータで発生する振動は駆動レールに力を加えてモータを移動させ、これにより駆動レールに沿ったいずれかの方向に沿って選択的にハウジングを移動させる。ハウジングは可動本体に結合されており、可動本体を移動且つ位置決めする。
【０００７】
本発明のある実施例の態様が、振り子の第１の端部に位置する軸周りに回転可能な「振り子」と称されるアームを具える「振り子」伝達システムの提供に関する。この軸に面する任意に環状の円筒形接触面を有する結合プレートが、振り子の第２の端部に取り付けられている。円筒形接触面は、振り子の回転軸と略同一の曲率中心を任意に有している。圧電モータが円筒形接触面に任意に結合されており、回転軸周りに時計方向又は反時計方向に振り子を選択的に回転させる。結合プレートは可動本体に任意に結合されて、可動本体を動かして位置決めする。本発明の実施例では、結合プレートの回転運動の傾向を抑えて可動本体に非直線運動を発生させる弾性懸架システムによって結合プレートが可動本体に取り付けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の非限定的な実施例を添付の図面を参照して以下に説明する。本段落以降に記載される図面において、１以上の図面に現れる同一の構造、要素又はパーツは、一般に、それが現れる全ての図面において同じ符号付けがなされている。部品の寸法及び図示する態様は便宜且つ表現の明りょうのために選択され、必ずしも等尺で示されていない。
【０００９】
図１Ａ及び１Ｂは、本発明の実施例に係る連結式複振り子伝達システム２０の斜視図及び側面図をそれぞれ概略的に示す。図１Ａに示す複振り子２０のパーツは、便宜のため及び図示の明りょうのために図１Ｂには図示していない。
【００１０】
伝達システム２０は、端部２４を有する動作棒２２を具えており、端部のそれぞれが任意に同一の「複振り子」３０に吊されている。各複振り子３０は、図１Ａの点線３６で示す軸周りにアームが自由に相対回転し得るようジョイント３４で連結された第１の振り子アーム３１と第２の振り子アーム３２を具えており、また対応する円の中心が図１Ｂで符号３６で示されている。第１の振り子アーム３１は、２つの平行な左右対称の支柱４１を任意に具えており、ジョイント３４は、第２の振り子アーム３２に支柱を結合させる各支柱４１の端部にジョイント３５を任意に具えている。
【００１１】
各支柱４１は、支柱さらには第１の振り子アーム３１が図１Ａで点線４４で示す軸周りに自由に回転するように、任意に「Ｕ」形状の振り子台４２に結合されており、また対応する円の中心が図１Ｂで符号４４で示されている。各振り子台４２は、適切な伝達ハウジング又はフレーム４６に固定されており、又はこれと一体の部品となっている。各第２の振り子アーム３２は、ヒンジジョイントとして例示するように、ジョイント４８によって動作棒２２の端部２４に連結されており、これにより第２の振り子アームが点線５０で示す軸周りに自由に回転可能となる。軸５０間の距離は、好適には、軸３６間の距離と等しい。
【００１２】
少なくとも１の連結棒５２が、複振り子３０を連結している。任意に、連結棒が、連結棒が軸３６周りに自由に回転するように、ジョイント３４で各複振り子に連結されており、軸３６間の距離は軸４４間の距離と等しい。図示する実施例では、軸３６及び／又は軸４４周りにアームが全て相対回転するように、連結棒５２が第１の振り子アーム３１を互いに平行に拘束し、第２の振り子アーム３２を互いに平行に拘束する。このため、これらの軸周りの回転では、連結式複振り子の動作棒２２のぶら下がりが、連結棒５２に対して平行に動作棒２２を拘束する。特に、実質的に同じ長さを有する第１及び第２の振り子アームでは、連結式複振り子の伝達装置２０により、動作棒２２が、軸３６を含む面に対して垂直な方向へのわずかな動きとともに、全体として双頭の矢印５６で示す方向に自由に移動可能である。実質的に等しい長さの第１及び第２のアーム３１及び３２では、同じ複振り子３０のアームが共通の軸３６に対して逆方向に同じ角度回転する場合、動作棒が矢印５６に平行な方向にのみ移動し、軸３６を通る面に対して垂直な方向には実質的に動かない。Ｕ形の振り子台４２により、動作棒２２が軸を通り過ぎて双頭の矢印で示す方向に移動可能となる。
【００１３】
少なくとも１の圧電モータ６０が、動作棒２２にモータを結合することによって、伝達システム２０に結合されており、モータ６０は双頭の矢印５６で示す方向に選択的に棒を移動させるよう制御可能である。圧電モータ６０は任意に、上記で引用されている米国特許第５，６１６，９８０号又はＰＣＴ公開番号ＷＯ  ００／７４１５３号に記載されているタイプ、又はその改良型である。例として、説明の都合上、図１Ａの圧電モータ６０及び他の図面に示す圧電モータは、米国特許第５，６１６，９８０号に示す圧電モータと同じタイプである。当技術分野で既知の他の圧電モータを、図示するタイプに代えてもよい。
【００１４】
圧電モータ６０は、２つの比較的大きな対向面６２（その一方のみを図１Ａに示す）を有する薄い矩形の圧電振動子６１を任意に具えている。対向面６２の一方が、対称的な格子パターンで対向面に配置された４つのクォードラント電極６３を任意に具えている。任意に、単一の大きな電極（図示せず）が他方の対向面６２に設けられている。圧電モータ６０は、振動子６１の小さい端面６７に摩擦ナブ（ｎｕｂ）６６を任意に具えており、摩擦ナブ６６は、好適には、この端面の中央に設けられている。摩擦ナブ６６は、アルミナ、ステンレス鋼といった耐摩耗性材料又はＰＥＥＫ（ポリエチルエチルケトン）といった耐摩耗耐衝撃性プラスチックで任意に形成される。
【００１５】
圧電モータ６０は、棒にモータを付勢することによって動作棒２２に結合されており、これにより、摩擦ナブ６６が棒を押し付ける。当技術分野で既知の様々な装置及び方法を使用して、動作棒２２に圧電モータ６０を弾性的に付勢してもよい。例として図１Ａでは、伝達フレーム４６に固定された「馬蹄形の」フレーム７０に取り付けられ、摩擦ナブ２２が棒を弾性的に押し付けるように動作棒２２に向けてモータを付勢する弾性部材７２を有する圧電モータ６０を概略的に示す。
【００１６】
圧電モータ６０は、動作棒２２に力を加えて双頭の矢印５６によって示すいずれかの方向に動作棒を選択的に移動させる摩擦ナブ６６の動きを発生させるよう制御される。当技術分野で既知の様々な方法を使用して、圧電モータ６０を起動させ摩擦ナブ６６の適切な運動を発生させる。任意に、ＡＣ電圧によってモータの電極に電力を供給して摩擦ナブ６６に楕円振動を発生させるか、又は単極電圧で脈動させて上記の米国特許第第５，６１６，９８０号に記載されているような摩擦ナブの脈動動作を発生させる。比較的小さな精度良く制御される変位のために、圧電モータ６０は、上記のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ０３／００６０３号に記載されているようにＤＣモードで任意に作動する。
【００１７】
圧電モータ６０及び複振り子伝達システム２０は、可動部材に連結棒２２を結合することによって、双頭の矢印５６で示す方向に可動部材の運動及び位置を制御するよう結合されている。本発明のいくつかの実施例では、動作棒２２が、軸３６を含む面に垂直な方向に可動部材に対する動作棒２２の動きを減衰させ易い弾性コネクタを用いて可動部材に結合されている。任意に、弾性コネクタは、図１Ｃに概略的に示す弾性コネクタ４３０と同じである。弾性コネクタ４３０は、任意に２つの板バネ４３４によってベースブロック４３２に結合された「Ｔ形」フィン４３１を任意に具えている。ベースブロック４３２は、可動本体にコネクタ４３０を結合するよう任意に使用される。当技術分野で既知の様々な装置及び方法を使用して、可動本体にベースブロック４３２を結合してもよい。任意に、ベースブロックはネジ穴４３８を有して形成されており、穴に整合する適切なネジを有するボルト又はビスを用いてベースブロック及び可動本体を結合する。
【００１８】
板バネ４３４により、矢印５６で示す方向への棒の動きのために、可動部材に動作棒２２が比較的固く結合され、可動部材にこれらの方向の動きを正確に伝達する。一方、板バネは、軸３６を含む面に対して垂直な方向への動作棒及び可動部材の相対運動のために比較的弾性を有しており、このような相対運動を可能とする一方で、このような動きを減衰し易くする。一般に、第１及び第２の振り子アーム３１及び３２の圧縮及び伸長によって発生する力は、動作棒２２に摩擦ナブ６６を押し付ける弾性部材７２によって発生する板バネ４３４にかかる荷重を抑えることに留意されたい。弾性コネクタ４３０は、動作棒２２と可動部材との間に比較的小さい摩擦結合を与える。
【００１９】
当然ながら他の方法及び装置を使用して、可動部材に動作棒２２の動きを結合してもよい。例えば、図１Ｄに示すように、フィン及びレールコネクタ４５０を用いて動作棒２２を可動部材に結合してもよい。フィン及びレールコネクタ４５０は、Ｕ形の振り子台４２に任意に結合されたレール４５２と、動作棒２２に剛結合されレールが通る穴４５６を有して形成された結合フィン４５４とを具えている。レール４５２は動作棒２２に対して平行である。フィン４５４はレール４５２に沿って軸３６及び矢印５６を含む面を「乗る」。フィン４５４は、部材に動作棒を結合する可動部材に結合されている。
【００２０】
上記の実施例では、周囲の部品がヒンジ回転によって結合されるシャフトを各々が有するヒンジジョイントして様々なジョイントを概略的に示すことに留意されたい。本発明に係るある実施例では、少なくとも１のジョイントが、部品が互いの周りを回転できるよう曲がる比較的薄い「首」によって部品が結合された曲がりジョイントである。
【００２１】
図１Ｅは、フレーム３０２と２つの連結式複振り子３０４とを具える連結式複振り子伝達装置３００を概略的に示しており、連結式複振り子伝達装置３００では、例として、全てのジョイントが曲がりジョイント３０６であり、それぞれが２つの部品を弾性材料で形成された比較的薄い舌部３０８に結合している。各複振り子３０４は、図１Ａの複振り子３０に対応しており、図１Ａの第１のアーム３１及びその支柱４１に対応した２つの支柱３１１を具える第１のアーム３１０と、図１Ａの第１のアーム３２に対応した第２のアーム３１２とを具えている。第１のアーム３１０は、このアームに対応する支柱３１１に結合される少なくとも１の結合棒３１４によって結合されており、第２の振り子アーム３１２は動作棒３１８に結合されている。
【００２２】
任意に、連結式複振り子３０４のいくつかの部品が、射出成形による適切なプラスチック又は複数のプラスチックによって形成されている。本発明に係るある実施例では、連結式複振り子のアームの実質的に全ての又は全ての部品が、射出成形によって形成されている。ある実施例では、複振り子のアーム及び曲がりジョイント３０６といった柔軟性を要する機構が、ポリプリピレンといった柔軟性があり比較的軟らかくて安価なプラスチックから射出成形される。モータ６０の摩擦ナブ６６に接触する動作棒３１８といった剛性及び耐衝撃性を要する他の部品は、ＰＥＥＫといった固くて耐衝撃性の高い適切なプラスチックで任意に形成される。任意に、衝撃及び摩擦に晒される一部の部品のみを、部品の残りの部分を形成する軟らかいプラスチックの上に固いプラスチックをオーバーモールド（ｏｖｅｒ−ｍｏｌｄｉｎｇ）することによって、耐衝撃性の高いプラスチックで形成する。例えば、図１Ｅでは、例えばポリプロピレンといった比較的軟らかいプラスチックで形成されると考えられる動作棒３１８が、圧電モータの摩擦ナブ６６が動作棒に接触する領域３２１がＰＥＥＫといった耐衝撃プラスチックでオーバーモールドされている。この図では、オーバーモールドされたプラスチックを陰影で示す。
【００２３】
図２Ａは、本発明の実施例に係る、レールライダー伝達システム８０を部分的に切り欠いた斜視図を概略的に示す。説明と密接な関係があり且つ図２Ａの斜視図に通常見られないレールライダー伝達システム８０の態様をゴースト・ラインで図２Ａに示す。
【００２４】
レールライダー伝達システム８０は、駆動レール８１及び駆動レールに沿って自由に移動させるよう構成された動作ハウジング９０を具えている。任意に、駆動レール８１に沿って動作ハウジング９０の自由な動きを与えるために、動作ハウジングが、駆動レールに接触する適切な低摩擦接触ベアリング又はローラベアリングといった少なくとも１のベアリングを具えている。任意に、少なくとも１のベアリングが、駆動レールに沿って自由に回転する回転する２つの溝付きベアリングホイール９１を具えている。駆動レール８１は、動作ハウジング９０を任意に収容する適切なフレーム又は伝達ハウジング８２に固定取付されている。
【００２５】
本発明に係る実施例では、動作ハウジング９０が、図１Ａに示す圧電モータと任意に同じような圧電モータ６０を取り付けたモータフレーム１００を具えている。圧電モータ６０は、当技術分野で既知の様々な方法を用いてモータフレーム１００に取り付けられており、フレームに比較的堅く保持される。任意に、モータフレーム１００が端部に沿った結節点で圧電モータ６０の端部に接触する取り付けナブ１０１を具えている。任意に、圧電モータ６０のバックエッジ６４がモータフレーム１００のバックバー１０２に対してぴったりと隣接している。モータフレーム１００は、動作ハウジング１００の中の「モータシェルフ」１０６の上に載っており、モータシェルフに沿って自由に摺動する。
【００２６】
本発明に係る実施例では、モータフレーム１００がバネ留め具１０８を具えており、ハウジング９０がハウジングにおいて向かい合ったアイレット釘１１６を有して任意に形成されている。図２Ａの斜視図に１つのアイレット釘１１６のみを示す。留め具棒１１２及びアイレット１１４を有して形成されたバネ１１０は、図２Ａの斜視図にその一方のみを示しており、留め具棒がバネ留め具１０８に保持されるようにアイレット釘１１６及び留め具棒の上にアイレットを掛けることによって、動作ハウジング９０に取り付けられている。バネ１１０は、バネ留め具１０８からアイレットペグ１１６への方向と略平行な方向に沿ってモータフレーム１００に弾性力を加える。力の成分は駆動レール８１に対して垂直であり、モータフレームを弾性的に押すことにより、駆動レール８１に圧電モータ６０の摩擦ナブ６６を押し、溝付きのベアリングホイール９１に駆動レールを押す。これにより、動作ハウジング９０が駆動レールに固く結合される。力の成分は、駆動レール８１に対して略平行であり、モータシェルフ１０６にモータフレーム１００を弾性的に押す。
【００２７】
ハウジング９０及びモータフレーム１００をバネ１１０と協働するよう構成して示す一方で、バネ１１０とは異なる形式の弾性部材又は複数の部材を本発明の実施及びそれに従って構成されたハウジング及びモータフレームで使用してもよいことに留意されたい。バネ１１０の代わりに、例えば、１対のコイルバネを使用してもよい。ハウジング９０及びフレーム１００をアイレット釘１１６の代わりに「固定穴」を具えて任意に形成してもよく、「固定穴」がコイルバネの端部を受容してハウジング及びフレームにバネを固定する。
【００２８】
圧電モータ６０は、駆動レール８１に力を加えて駆動レールに沿ったいずれかの方向にモータ及び動作ハウジング９０を選択的に移動させる摩擦ナブ６６の動きを発生するよう、任意に振動を発生するよう制御可能である。バネ１１０がモータフレーム１００に加える力の成分は、モータを制御して駆動レール８１に沿った動きの方向を反転させる際の緩み（ｂａｃｋｌａｓｈ）を減らす。動作ハウジング９０は、結合歯９３で任意に形成されており、動作ハウジングの動きを可動本体に結合させる。
【００２９】
図２Ａに示す本発明に係る実施例の態様では、バネ１１０がガイドレール８１にモータフレーム１００を「引き出す」か又は「引っ張り」、ガイドレールに圧電モータ６０を結合させる。当然ながら他の方法及び装置を使用して、ガイドレールにモータを結合してもよい。例えば、本発明に係る実施例では、弾性部材を使用してガイドレール８１にモータフレーム１００と同じようなモータフレームを引くのではなくむしろ押す。このような実施例では、モータフレームを具えるモータハウジングが、部材が力を与えてモータを押すための適切な逆転防止装置を具えて構成される。本発明のある実施例では、圧電モータはモータフレームの中に保持されず、動作ハウジングに直接取り付けられている。モータを保持するハウジングに対して圧電モータを付勢するための当技術分野で既知の様々な方法のいずれかを使用し、動作ハウジングにモータを弾性的に付勢してガイドレールにモータを結合させてもよい。例えば、参照することにより本書に盛り込まれているＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ２００５／００１０５５に示す方法を使用して、ガイドレールにモータを付勢してもよい。
【００３０】
本発明に係る実施例では、動作ハウジングが、ハウジングと任意に一体形成された弾性部材を具えており、図２Ａに示すのと同じようなレールライダー伝達装置の駆動レールに、動作ハウジングの中に取り付けられた圧電モータを押す。図２Ｂは、ハウジングに一体形成され駆動レールにハウジング及びハウジングの中の圧電モータを結合するよう機能する「アコーディオン式のバネ」１２２を任意に具える動作ハウジング１２０を概略的に示す。
【００３１】
ハウジング１２０は、図１Ａ及び２Ａに示す圧電モータ６０と任意に同じような圧電モータを受容するためのモータの空洞１３３が形成された圧電モータフレーム１３０を具えている。ハウジング１２０は、駆動レールを受容するための駆動レール穴１２６を有して形成された上部駆動レールパネル１２４、及び整合駆動レール穴１２６を具えて形成された任意に対称的な下部駆動レールパネル１２５を任意に具えている。上部及び下部パネル１２４及び１２５は、アコーディオン式のバネ１２２によって圧電モータフレーム１３０に任意に結合されている。任意に、モータフレームが上部及び下部モータフレームパネル１３１及び１３２を有しており、各々が、ハウジングの空洞１３３の中に挿入された圧電モータの端部にモータの端部に沿った結節点で接触するモータ取り付けナブ１３４を有して形成されている。下部パネル１３１のモータ取り付けナブ１３４のみを図２Ｂの斜視図に示す。側壁１３５が任意に上部及び下部モータフレームパネル１３１及び１３２を結合しており、側壁の「後ろの組」が任意に、モータ固定ピンを受容するための穴１３６を有して形成される。モータは、モータ挿入開口１３７から空洞１３３の中に任意に挿入され、穴１３６の中に挿入された固定ピンによって所定の位置に任意に固定されて、モータを一旦挿入すると空洞の外にモータが押し出されるのを防止する。
【００３２】
ハウジング１２０は、２つの前側サイドパネル１２８を任意に有しており、それぞれがベアリング又はホイールの軸を受容するための軸溝１２９を任意に具えて形成されている。一方のサイドパネル１２８に形成された軸溝１２９は、他方のサイドパネル１２８の軸溝と任意に対称的である。一方の軸溝のみを、サイドパネル１２８に関する斜視図に示す。駆動レール穴１２６は、穴に挿入された駆動レールが穴の壁によって固く保持されないが駆動レールが軸溝１２９に近付いて及び軸溝１２９から離れるよう自由に変位できるような形状となっている。
【００３３】
動作ハウジング１２０に圧電モータを取り付け、さらに動作ハウジングに駆動レールを取り付けるために、駆動レールを駆動レール穴１２６の中に挿入し、任意に、駆動レールに沿って接触して回転するベアリングホイールをハウジングに取り付ける。ベアリングホイールは、１組の溝１２９の中にベアリングホイール軸を押すか又は摺動させることによってハウジング１２０に取り付けられる。そして、摩擦ナブが駆動レールと接触するように、モータ空洞１３３の中に圧電モータを挿入する。そして、固定ピンを穴１３６の中に挿入して所定の位置にモータを固定する。穴の中に固定ピンを挿入するために、アコーディオン式のバネ１２２が十分に伸びて固定ピンが挿入した圧電モータの本体に接触せずに通り抜けることができるように、アコーディオン式のバネ１２２に力を加えなければならない。
【００３４】
図２Ｃは、動作ハウジング１２０に取り付けられた駆動レール８１、軸溝１２９に取り付けられた溝付きベアリングホイール９１、及びモータフレーム１３０の中に挿入された圧電モータ６０を概略的に示す。固定ピン１３８は所定の位置に圧電モータ６０固定しアコーディオン式のバネがわずかに伸びて駆動レール８１にモータを弾性的に押す。
【００３５】
本発明の実施例によれば、側壁１３５がわずかに凸状に形成されている。側壁１３５の凸部は表現の便宜のために誇張されており、図２Ｂ及び図２Ｃの線ＡＡによって示す面に沿ったモータフレーム１３０の断面を示す図２Ｄに概略的に示す。側壁１３５が「間引かれた」結合部１３９で上部及び下部パネル１３２及び１３１に結合されている。凸部及び間引かれた結合部１３９は、モータ空洞１３３の中に圧電モータを挿入し易くするよう設けられている。
【００３６】
挿入の際に、側壁に力を加えて内側に側壁を強く押し、上部及び下部ハウジングパネル１３２及び１３１の間の距離を大きくする。間引かれた結合部１３９は、側壁を強く押した場合に側壁及び上部及び下部パネル１３２及び１３１が相対移動し易くする。距離が大きくなることで、下部パネル１３１のモータ取り付けナブ１３４（図２Ｂ）と上部パネル１３２の対応する取り付けナブとの間の距離が増加して、モータをモータの空洞１３３の中に比較的簡単に押し込み易くなる。所定の位置にモータが位置した後に、側壁１３５を押し込む力を解放し、側壁がその元の凸状形態に緩和され、モータ取り付けナブ間の距離が、モータ取り付けナブがモータの端部をしっかりと押すまで減少する。
【００３７】
図３Ａは、本発明の実施例に係る振り子伝達装置２００を概略的に示す。
【００３８】
振り子伝達装置２００は、ハウジングの後壁２０３に取り付けられたシャフト２０６周りに自由に回転する以下「振り子」と称するアーム２０４を具えて取り付けられた伝達ハウジング２０２を任意に具えている。振り子２０４は、シャフト２０６無しで支持パネル２１０によって端部が結合された２つの任意に対称的な平らなパネル２０８及び２０９を任意に具えている。図３Ｂは、パネル２０９によって隠された伝達装置２００の形態を表すよう平らなパネル２０９を取り外した振り子伝達装置２００を概略的に示す。シャフト２０６に面する任意に円筒形の接触面２１４（図３Ｂ）を有する結合プレート２１２が支持パネル２１０に取り付けられている。任意に、円筒形の接触面２１４がシャフト２０６の軸と略一致する曲率中心を有する環状の円筒面である。
【００３９】
図１Ａに示す圧電モータ６０と任意に同じである圧電モータ６０は、圧電モータ６０がパネル２０８及び２０９間に設けられるように、伝達ハウジング２０２に取り付けられている。モータ６０は、伝達ハウジング２０２の壁２０３に取り付けられた２つのウイング２２２を有する「Ｕ」形のモータフレーム２２０の中に任意に保持されている。任意に、モータフレーム２２０の中に取り付けられた弾性部材２２４が、摩擦ナブ６６が接触面２１４に弾性的に接触するように、圧電モータ６０を付勢する。当技術分野で既知の様々な方法のうちのいずれかを使用して、モータフレーム２２０に圧電モータ６０を取り付けて、摩擦ナブ６６が接触面２１４に接触するように、モータを弾性的に付勢する。圧電モータ６０を制御して摩擦ナブ６６の動きを生じさせ、接触面２１４に力を加えてシャフト２０６周りに時計方向又は反時計方向に振り子２０４を選択的に回転させる。
【００４０】
支持パネル２１０が、振り子の運動及び位置を圧電モータ６０が制御して振り子の回転運動により可動本体に直線運動を伝達できるよう可動本体に振り子２０４の運動を結合するためのコネクタに結合されている。任意に、コネクタが、２つの板バネ２３４によってベースブロック２３２に結合されたロッカー（ｒｏｃｋｅｒ）２３１を具える「ロッカーコネクタ」２３０である。ロッカー２３１を貫通するピン２３６及び支持パネル２１０のキール（ｋｅｅｌ）２１１は、ロッカーコネクタ２３０に支持パネルを結合する。ベースブロック２３２を使用して可動本体にロッカーコネクタ２３０を結合する。当技術分野で既知の様々な装置及び方法のうちのいずれかを使用して、可動本体にベースブロック２３２を結合してもよい。任意に、可動本体にベースブロックを固く結合する。例として、図３Ａ及び図３Ｂで、穴に整合するネジ山を有する適切なボルト又はビスを使用してベースブロック及び可動本体を結合するためのネジ穴２３８を有するベースブロック２３２を示す。
【００４１】
ロッカーコネクタ２３０は、シャフト２０６の周りの振り子の回転運動により、本体を回転させ直線運動を乱す可能性のある過度の力を発生せずに可動本体を直線移動させ得るよう機能する。例えば、ベースブロック２３２が、圧電モータ６０が双頭の矢印２４０で示す方向に直線軌道に沿って左右に移動するよう選択的に制御する本体に固く結合されていると仮定する。モータは時計方向に振り子２０４を回転させて左方に本体を移動させ、反時計方向に回転させて右方に本体を移動させる。振り子２０４が時計方向に回転する場合、それは左方に本体を移動させるだけでなく、シャフト２０６を中心とする孤に沿って本体を移動させ易い。このような傾向を抑えるために、振り子が全く回転していない場合（すなわち、時計方向又は反時計方向に回転しないで６時の位置にある）ロッカー２３１は反時計方向に回転し板バネ２３４がその形状に対して相対的に伸びる。同様に、モータが振り子２０４を反時計方向に回転させると、ロッカー２３１が時計方向に回転して板バネ２３４がその６時の形状に対して伸びる。
【００４２】
可動本体に振り子２０４の回転運動を結合して本体に直線運動を与えるための図３Ａ及び図３Ｂに示すのとは異なる方法及び装置を本発明の実施に使用してもよい。例えば、図３Ｃは、可動本体に振り子を結合するための「ｔｏｎｇｕｅ  ｉｎ  ｓｌｏｔ」コネクタ２５０に結合された振り子２０４を概略的に示す。ｔｏｎｇｕｅ  ｉｎ  ｓｌｏｔコネクタ２５０は、支持パネル２１０に固く結合された舌部２５２を具えている。舌部は、溝摘み２５５に形成された溝２５４の中を摺動するよう入り込んでいる。溝摘み２５５は、溝摘みがピンの周りを回転できるように、任意にピン２５８によってベースブロック２５６に結合される。ベースブロック２５６は、振り子２０４の回転運動が可動部材の直線運動を発生させるように、可動本体に任意に固く結合されている。
【００４３】
本発明のある実施例では、シャフトの軸の周りを部材が回転するようにシャフトに取り付けられた部材が、以下で「ベーン（ｖａｎｅ）」軸受と称する独創的な軸受を具えてシャフトに取り付けられている。図４Ａは、振り子が周りを回転するシャフト２０６に図３Ａに示す振り子２０４を取り付けるよう使用する本発明の実施例に係るベーン軸受３６０を概略的に示す。軸受３６０の詳細を図４Ｂ−４Ｅに示す。
【００４４】
図４Ｂは、本発明の実施例に係る、ベーン軸受３６０及びベーン軸受を取り付けたシャフト２０６の斜視図を概略的に示す。ベーン軸受３６０は、複数の平面のベーン３７０を具えており、それぞれが共通の軸３６２に平行で共通の軸３６２から等距離に位置する真っ直ぐな「接触」端３７２を有している。それぞれのベーン３７０の面は、軸３６２の半径方向に沿って置かれており、任意に、隣接する２枚のベーン３７０の面間の軸に対するアジマス角は等しい。ベーンは任意に円筒形のハウジング３６４に取り付けられている。シャフト２０６の半径は、シャフトがベーンの形状又は方向を実質的に乱さずに端部間に「ぴったりと」嵌合するように、シャフトがベーン３７０の接触端部３７２の間に空間に押し込められるような大きさである。一般に、シャフトの半径は、各接触端部３７２の軸３６２からの距離に実施的に等しい。軸受３６０は、シャフトの軸が軸３６２と一致するようにシャフトの軸を揃えて、シャフトがベーン３７０の接触端部３７２に接触して接触端部３７２間に固定されるように軸受の中にシャフトを押し込むことによって、シャフト２０６に取り付けられる。滑らかな表面を有するシャフト２０６を図４Ｂに示す一方で、本発明のある実施例では、軸受３６０を取り付ける図示するシャフト３８０といったシャフトが、シャフト軸に対して平行な溝３８２を形成した面を有している。シャフト３８０を軸受の中に押し込むと、ベーン３７０の接触端部３７２が溝の中に入り込む。
【００４５】
本発明の実施例によれば、ベーン３７０が、ベーン３７０の接触端部３７２がシャフトの面に対して摺動せずに、実質的に限られたダイナミックレンジの回転角でシャフト２０６又は３８０に対して軸受３６０を回転させ得る弾性材料で形成されている。実際には、ダイナミックレンジの回転の中での相対的な角変位のために、ベーン３７０の面がそれらの各放射方向から逸れるよう回転し及び／又はベーンが平面でなくなるように曲がる。図４Ｃ−４Ｅは、軸受３６０及びシャフト２０６を正面から概略的に示しており、それぞれ軸受をシャフトが相対回転しないもの、時計回り、反時計回りに相対回転するもののベーン３７０の曲げ及び向き及び形態を示す。矢印３９０は、図４Ｄ及び４Ｅにおけるシャフト２０６に対する軸受３６０の回転方向を示す。
【００４６】
接触端部３７２がダイナミックレンジの回転範囲内で回転するシャフトの面に対してほとんど又は実質的に滑らずにシャフト２０６を保持するため、軸受３６０は比較的低摩擦の軸受であることに留意されたい。任意に、軸受３６０が射出成型に適したプラスチックで形成されている。任意に、軸受又は軸受の部品が軸受をシャフトに結合させる部材で一体形成されている。
【００４７】
ベーンハウジング３６４に取り付けられたベーン３７０及びベーン端部３７２の間の空間の中に挿入されたシャフト２０６を有するベーン軸受３６０を示す一方で、本発明に係るベーン軸受は他の形態を有し得る。例えば、本発明に係るベーン軸受は、ハウジングではなくシャフトに取り付けられたベーンを有し得る。シャフト及びベーンはハウジングに形成された空洞に整合する寸法を有しており、ハウジングの空洞の中にシャフト及びそのベーンを中に押し込むことによってシャフトがハウジングに取り付けられている。
【００４８】
本出願の詳細な説明及び特許請求の範囲では、「具える」、「含む」及び「有する」といった各動詞、及びその派生語を使用して、動詞の目的語又は複数の目的語が、動詞の目的語又は複数の目的語の部材、部品、要素又はパーツの必ずしも完全なリストではないことを示す。
【００４９】
一例として与えられた実施例を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。説明した実施例は様々な態様を具えており、その全てを本発明の全ての実施例で要するものではない。本発明のいくつかの実施例は、態様のうちのいくつかのみ又は態様の可能な組み合わせを使用する。上記の発明の実施例の変更及び様々な態様の組み合わせを具える本発明の実施例の変更を当業者は思い当たるであろう。本発明の範囲は上記の特許請求の範囲のみによって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施例に係る連結式複振り子伝達システムの斜視図及び正面図をそれぞれ概略的に示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施例に係る連結式複振り子伝達システムの斜視図及び正面図をそれぞれ概略的に示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施例に係る、運動及び位置を図１Ａ及び図１Ｂに示す伝達装置を使用して制御する可動本体に複振り子伝達装置を結合するための方法及び装置を概略的に示す。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の実施例に係る、可動本体に複振り子伝達装置を結合するための別の方法及び装置を概略的に示す。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明の実施例に係る、別の連結式複振り子伝達システムを概略的に示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施例に係るレールライダー伝達システムを概略的に示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施例に係る、光学系のレンズを移動及び位置決めするよう結合された図２Ａに示すレールライダーシステムを示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施例に係る、レールライダー伝達システムの駆動レールに圧電モータを結合するためのハウジングの一体部品である弾性部品を具える圧電モータハウジングを概略的に示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の実施例に係る、レールライダー伝達システムの駆動レールに圧電モータを結合するためのハウジングの一体部品である弾性部品を具える別の圧電モータハウジングを概略的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施例に係る振り子伝達システムを概略的に示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施例に係る振り子伝達システムを概略的に示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施例に係る図３Ａ及び３Ｂに示す振り子伝達システムの振動を概略的に示す。
【図４】図４Ａ−４Ｅは、本発明の実施例に係る、伝達装置の振り子が軸受を用いてシャフトに取り付けられている図３Ａ及び３Ｂに示すのと同じ振り子伝達システムを表し概略的に示す。
【図１Ａ】
2009532013.tif 000003
【図１Ｂ】
2009532013.tif 000004
【図１Ｃ】
2009532013.tif 000005
【図１Ｄ】
2009532013.tif 000006
【図１Ｅ】
2009532013.tif 000007
【図２Ａ】
2009532013.tif 000008
【図２Ｂ】
2009532013.tif 000009
【図２Ｃ】
2009532013.tif 000010
【図２Ｄ】
2009532013.tif 000011
【図３Ａ】
2009532013.tif 000012
【図３Ｂ】
2009532013.tif 000013
【図３Ｃ】
2009532013.tif 000014
【図４Ａ】
2009532013.tif 000015
【図４Ｂ】
2009532013.tif 000016
【図４Ｃ】
2009532013.tif 000017
【図４Ｄ】
2009532013.tif 000018
【図４Ｅ】
2009532013.tif 000019
【国際調査報告】
2009532013.tif 000020
2009532013.tif 000021
2009532013.tif 000022
2009532013.tif 000023
2009532013.tif 000024