(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース本体（１０）と、
前記ベース本体（１０）に配置される作動体（２０）と、
少なくとも１つの駆動装置（４１）を有する駆動機構（４０）であって、前記駆動装置（４１）は前記作動体（２０）の駆動部に連結されており、前記連結により前記駆動機構（４０）がオンすると前記作動体（２０）の前記駆動部を互いに反対向きの２方向のうちの一方に移動させるものである、前記駆動機構（４０）と、
前記作動体（２０）と前記ベース本体（１０）とを互いに連結し、前記作動体（２０）の前記駆動部の移動とは反対に作用する復元力を前記作動体（２０）と前記ベース本体（１０）との間に付与する戻し機構（８０）と、
前記戻し機構（８０）によって付与される前記復元力を低減または除去する磁気的補償装置（９０）と、を備えるサーボモータ（１）。
【請求項２】
前記戻し機構（８０）は、前記作動体（２０）が回転可能に前記ベース本体（１０）に取り付けられるように構成されている、請求項１に記載のサーボモータ（１）。
【請求項３】
前記戻し機構（８０）は、２つの戻し装置（８１、８２）から形成され、
前記作動体（２０）の周方向（Ｌ２３）に見て、前記駆動装置（４１）の互いに反対側にある両側にそれぞれ１つの戻し装置（８１、８２）が配置される、請求項１または２に記載のサーボモータ（１）。
【請求項４】
前記戻し装置（８１、８２）は、２つの側方ばね部材（１８１、１８２）と当該２つの側方ばね部材（１８１、１８２）の間に延在する中央支持部（１８３）とを含む脚ばね機構（１８０）として設計され、前記中央支持部（１８３）は、前記側方ばね部材（１８１、１８２）及び前記中央支持部（１８３）が始まる第１端部に帯状の取付基部（１８４）を備え、前記中央支持部（１８３）の第２端部は前記ベース本体（１０）に接続され、前記２つの側方ばね部材（１８１、１８２）は、前記作動体（２０）の周方向に見て前記中央支持部（１８３）の側方に位置する前記作動体（２０）の連結装置に取り付けられる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサーボモータ（１）。
【請求項５】
少なくとも１つの駆動装置（４１）は、作動電極を有し、圧電材料または電歪材料で作られたアクチュエータ本体（４５）から形成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のサーボモータ（１）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの駆動装置（４１）がウォーク駆動装置によって形成される、請求項５に記載のサーボモータ（１）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの駆動装置（４１）が超音波駆動装置によって形成される、請求項５に記載のサーボモータ（１）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの駆動装置（４１）にはリニアガイドが配置され、前記リニアガイドによって、前記作動体（２０）の、対応する駆動部に配置された連結部材（３５）が直線的に案内される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のサーボモータ（１）。
【請求項９】
前記磁気的補償装置（９０）が少なくとも１つの永久磁石を備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のサーボモータ（１）。
【請求項１０】
前記駆動機構（４０）は３つの駆動装置（４１）を備え、
前記駆動装置（４１）の各々は、２つの戻し装置（８１、８２）の間に配置され、
前記駆動装置（４１）の一方の側で前記作動体（２０）と前記ベース本体（１０）とが周方向（Ｌ２３）に対して遠ざかる方向に移動する場合に前記遠ざかる方向の移動をリセットさせるような力を戻し装置（８１、８２）が付与するように、前記戻し装置（８１、８２）の各々が前記作動体（２０）と前記ベース本体（１０）とを連結する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のサーボモータ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ばね復元力を磁気的に補償する測定センサが特許文献１により知られている。特許文献２、３には、ベース本体に回転可能に取り付けられた作動体と、ベース本体上で作動体を移動させる駆動装置と、作動体とベース本体とを連結し、作動体の作動動作とは反対に作用する復元力を作動体とベース本体との間に付与する戻し機構とを有するサーボモータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第３６２５６３６号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１２２２３３９８号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０１０９１９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、調整動作の実行中に良好な動的挙動を有するアクチュエータ部品の正確な調整動作を実現することができるサーボモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。さらなる実施形態は、独立請求項に従属する従属請求項に記載される。本発明によればサーボモータが提供され、当該サーボモータは、ベース本体と、前記ベース本体に配置された作動体と、少なくとも１つの駆動装置を有する駆動機構であって、前記駆動装置は前記作動体の駆動部に連結され、前記駆動機構がオンすると前記連結により前記作動体の前記駆動部を互いに反対向きの２方向のうちの一方に移動させるものである前記駆動機構と、前記作動体を前記ベース本体上で回動可能に案内し、前記作動体の前記駆動部の前記移動を前記作動体の回転移動に変換する回転ガイドと、前記作動体と前記ベース本体とを互いに連結し、前記作動体の作動移動とは反対に作用する復元力を前記作動体と前記ベース本体との間に付与する戻し機構と、前記戻し機構によって付与される前記復元力を低減または除去する磁気的補償装置とを備える。
【０００６】
本発明において、特定のサーボモータでは、回転ガイドを戻し機構によって形成することができる。戻し機構が同時に回転ガイドとしても機能して機能的一体化が実現される結果、サーボモータの構成部品数を減らすことができ、よりコンパクトなサーボモータを実現できる。
【０００７】
サーボモータの一実施形態では、戻し機構は２つの戻し機構から形成され、作動体の周方向に見て、駆動装置の互いに反対側にある両側にそれぞれ１つの戻し装置が配置される。
【０００８】
サーボモータの一実施形態では、戻し機構は、２つの側方ばね部材と当該２つの側方ばね部材の間に延在する中央支持部とを含む脚ばね機構として設計され、前記中央支持部は、前記側方ばね部材及び前記中央支持部が始まる第１端部に帯状の取付基部を備え、前記中央支持部の第２端部は前記ベース本体に接続され、前記２つの側方ばね部材は、前記作動体の周方向に見て前記中央支持部の側方に位置する前記作動体の連結装置に取り付けられる
サーボモータの一実施形態では、少なくとも１つの駆動装置は、作動電極を有し、圧電材料または電歪材料で作られたアクチュエータ本体から形成される。
【０００９】
サーボモータのこの実施形態では、少なくとも１つの駆動装置をウォーク駆動装置によって形成することができる。ウォーク駆動装置の結果、被駆動要素を駆動する駆動装置の複数の駆動要素の小さな通常は微視的な歩行運動から全体として被駆動要素としての作動体の連続的で巨視的な動きが得られ、複数の駆動要素が被駆動要素に交互に反復的に係合する。
【００１０】
あるいは、サーボモータのこの実施形態では、少なくとも１つの駆動装置が超音波駆動装置によって形成されてもよい。
サーボモータの一実施形態では、少なくとも１つの駆動部にはリニアガイドが配置され、このリニアガイドによって、駆動部に配置された対応する駆動部が前記駆動部を直線的に移動する。
【００１１】
サーボモータの一実施形態では、磁気的補償装置が少なくとも１つの永久磁石を備える。永久磁石の使用は、比較的容易であり、安価に実施できる。
サーボモータの一実施形態では、駆動機構は３つの駆動装置を備え、駆動装置の作動方向に対して斜めに見て両側に戻し装置が配置され、駆動装置の一方の側で作動体とベース本体とが周方向に対して遠ざかる方向に移動する場合に前記遠ざかる方向の移動をリセットさせるような力を戻し装置が付与するように、戻し装置の各々が作動体とベース本体とを連結する。
【００１２】
サーボモータのこの実施形態では、３つの駆動装置はサーボモータの円周上に均等に分散配置することができる。
用語「沿う」は、特に、輪郭線または表面の拡張に関連するかまたはアクスルまたはシャフトなどの機械的構成要素の方向に関連することがある上述した方向情報についての文脈において、ある輪郭線に対する接線、または方向または長手方向の範囲、例えば機械的構成要素の中心軸線に従う表面に対する接線がそれぞれの方向指示が関連する基準方向または基準軸から最大４５度の角度で好ましくは３０度以下の角度で局部的にずれていることを意味する。
【００１３】
用語「斜め」は、特に、輪郭線または表面の拡張に関連するかまたはアクスルまたはシャフトなどの機械的構成要素の方向に関連することがある上述した方向情報についての文脈において、ある輪郭線に対する接線、または方向または長手方向の範囲、例えば機械的構成要素の中心軸線に従う表面に対する接線がそれぞれの方向指示が関連する基準方向または基準軸から最小４５度の角度で好ましくは少なくとも３０度の角度で局部的にずれていることを意味する。
【００１４】
用語「距離」は、２つの表面の間の特に最短距離を意味すると理解される。
表面の「連続的な経路」とは、表面が基準方向に沿って基準方向を横断する際の全幅にわたって角を持たないこと、例えば、微分可能な経路を有することを意味する。
【００１５】
ある特徴部の別の特徴部上への「投影」は、ここでは特にＺ方向の投影を意味する。
表面に係る方向表記は、例えばある表面が所与の方向を指す旨の表現は、当該表面の少なくとも一部分の法線ベクトルが指定した方向を向いていることを意味する。
【００１６】
構造部材の特にガイド経路の「長手方向」は、それぞれの最小断面積の重心の接続線として生じる。構造部材特にガイド経路は、直線状にまたは少なくとも部分的に湾曲して延びることができるので、長手方向は、一般に、局所的な長手方向と理解されるべきである。
【００１７】
添付の図面を参照して本発明の実施形態について以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ニュートラル駆動状態にある本発明の一実施形態に従うサーボモータの斜視図。
【図２】本発明の一実施形態に従う図１のサーボモータについて、図１の破線Ｌ２−Ｌ２で示した平面における平面図。
【図３】図１の実施形態のサーボモータの上面図。
【図４】図１の実施形態のサーボモータについて図２のＤ４部分の模式的拡大図である。
【図５】図１の実施形態のサーボモータについて図２のＤ４部分を図１に示す視線方向から見たときの拡大斜視図。
【図６】図１の実施形態のサーボモータについて図４の線Ｌ６−Ｌ６によって示される部分の斜視図。
【図７】図２〜図７の実施形態のサーボモータについて戻し機構として使用される脚ばね機構の斜視図である。
【図８】戻し装置の力と戻し装置に関連付けられた磁気的補償装置の力との相互作用を説明するための図。
【図９】図１の実施形態のサーボモータの代替例としての一実施形態を図２の表現で示す平面図。
【図１０】本発明によるサーボモータのさらなる実施形態を図２の表現で示す平面図。
【図１１】本発明によるサーボモータのさらなる実施形態を図２の表現で示す平面図。
【図１２】本発明によるサーボモータのさらなる実施形態を図２の表現で示す平面図。
【図１３】図１２のＤ１３部分の拡大図。
【図１４】本発明によるサーボモータの別の実施形態を図２の表現で示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に従うサーボモータ１は、ベース本体１０と、回動点Ｍを中心に回転可能であり、サーボモータ１の中心Ｍの周りで回転する作動体２０とを備える。ベース本体１０は、図１の実施形態のように円板として実現することができる。ベース本体１０は、作動体２０に対面する第１面１０ａと、第１面１０ａの反対側の第２面１０ｂとを備える。サーボモータ１には、座標軸ｘ、ｙ、ｚを有する座標系が割り当てられ、ここで、ｚ軸はベース本体１０の第１面１０ａに対して垂直である。回動点Ｍは、当該回動点Ｍから延びる径方向を画定する。
【００２０】
作動体２０は、略板状に設計され得る主部材２１を備えるか主部材２１から構成され得る。作動体２０または主部材２１は、上面２１ａと、ベース本体１０に対面して配置される下部２１ｂとを備える。主部材２１は、ベース本体１０の第１面１０ａに沿って延びる下部２１ｂを有する領域に対して定義されてもよい。作動体２０は、ベース本体１０上にまたはベース本体１０の方向に作動体２０を投影することによって画定される周縁部２３を有する。周縁部２３は、局所位置において周方向Ｌ２３を画定し、周方向Ｌ２３は、図２の平面図において、周縁部２３の各点における接線である時計回り方向または反時計回り方向となる。サーボモータ１は、図２の平面図における周方向Ｌ２３に対し、作動体２０を時計回り方向にまたは反時計回り方向にまたは時計回り方向と反時計回り方向の両方向に移動できるように構成することができる。
【００２１】
ベース本体１０と作動体２０との間には、少なくとも１つの駆動装置を備える駆動機構４０が配置される。駆動機構４０または前記少なくとも１つの駆動装置は、特にベース本体１０に対して配置されるかベース本体１０に固定されることができ、特にベース本体１０の第１面１０ａに配置または固定されることができる。前記少なくとも１つの駆動装置４１は、作動体２０の対応する駆動部に連結されるかまたは作動体２０の駆動部に配置された作動体２０の連結装置に連結される。図１のサーボモータ１の実施形態では、駆動部は、回動点Ｍから始まる径方向に関して、作動体２０のまたは主部材２１の外側部分である。ここで「外側部分」という用語は、好ましくは、ここでは、中心Ｍから見て作動体２０の径方向外側半分に位置する部分を指す。
【００２２】
ここで説明するサーボモータ１の実施形態では、作動体２０は、少なくとも１つの外側部分を含む板状主部材２１から形成されてよい。特に、図２３にも示すように、作動体２０の外側部分は、作動体２０の縁部分であってよく、または周縁部２３によって囲まれる作動体２０の主部材２１の縁部分であってよい。図１の実施形態のサーボモータ１は、作動体２０の周囲に配置される３つの連結装置３１、３２、３３を備える。連結装置３１、３２、３３の各々は梁形状の連結部材３５を有し、当該連結部材３５は、例えば２つの取付支柱３６ａ、３６ｂの形態の取付装置３６を介して、作動体２０の主部材２１に接続される。
【００２３】
したがって、図１の実施形態のサーボモータ１は、３つの駆動装置４１、４２、４３を備える駆動機構４０を備え、これらの駆動装置は、ベース本体１０の円周にわたって周方向Ｌ２３に沿って分散され、長手方向Ｌ４５に延びる。駆動装置４１、４２、４３の各々は、対応する連結装置３１、３２、３３と機械的に協働して連結装置３１、３２、３３を移動させ、作動体２０をベース本体１０に対して２つの移動方向Ｌ２３の少なくとも一方に移動させる。一般に、少なくとも１つの駆動装置は一つの連結装置３１、３２、３３と機械的に相互作用する。少なくとも１つの駆動装置４１は、特にその駆動装置４１の少なくとも１つの駆動部材の各々は、移動コマンドにより駆動装置４１がオンしたときに長手方向Ｌ４５に移動し、駆動装置４１または駆動装置４１の少なくとも１つの駆動部材が、対応する駆動装置４１または駆動装置４１の少なくとも１つの駆動部材と相互作用する駆動部を、対応する駆動装置４１の互いに反対向きの２つの長手方向Ｌ４５の一方に移動させる。駆動部は、駆動装置４１にまたは駆動装置４１の少なくとも１つの駆動部材に対向する作動体２０の下部２１ｂであってよい。この意味において、作動体２０は、１つの駆動装置４１に関連付けられた連結部材３５を有する連結装置を備えてよく、各連結部材３５は、対応する駆動装置４１にまたは駆動装置４１の少なくとも１つの駆動部材に対面する駆動部を備えてよい。
【００２４】
図１の実施形態のサーボモータ１では、各連結部材３５の駆動部には参照符号３５ａが付されており、当該駆動部は、対応する駆動装置４１の駆動面５５に対向しているか、駆動面５５に当接しているか、または、対応する駆動装置４１の駆動によって駆動面５５に当接するようになる。
【００２５】
連結部材３５が作動体２０の一部であると、それぞれの駆動装置４１がオンすることによって、その駆動部がひいては作動体２０の対応する外側部分または縁部２６、２７、２８が移動コマンドに対応して２つの反対向きの周方向Ｌ２３のうちの一方に移動する。この場合、少なくとも１つの駆動装置４１は、２つの反対向きの方向Ｌ４５、Ｌ２３の一方または他方への作動体２０の対応する外側部分２６、２７、２８の移動を選択的に引き起こすように構成できる。
【００２６】
作動体２０の各駆動装置４１及び対応する連結装置３１、３２、３３は、駆動装置４１が対応する連結装置３１に対して相互作用できるように、径方向において一方が他方に重なって配置され得る。一般に、駆動装置４１と連結装置３１との相互作用は、両噛合表面部分の相互係合かまたは両表面部分の当接によって実現されてよい。特に、駆動部材は、位置決めコマンドによって駆動装置４１のベース部材に対し長手方向Ｌ４５に移動可能な連結部材３５に対面する駆動装置４１の一部分とすることができる。また、駆動装置４１は、アクチュエートコマンドにより駆動装置４１が変形するようにそれ自体で移動可能とすることができ、調整コマンドに基づいてオンされると、連結部材３５を長手方向Ｌ４５にひいては周方向Ｌ２３に沿って移動させる。
【００２７】
図１の実施形態では、作動体２０は、周縁部２３に沿って周縁部２３の周りに分布して配置された３つの径方向外側部分２６、２７、２８を備える。作動体２０上において、周方向Ｌ２３に見て外側部分２６、２７、２８の各２つの間に、中間部分Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３をそれぞれ設置することができる。図１の実施形態では、第１中間部分Ｚ１が外側部分２６、２７の間に設置され、第２中間部分Ｚ２が外側部分２７、２８の間に設置され、第３中間部分Ｚ３が外側部分２８、２６の間に設置される。図１実施形態のサーボモータ１では、第１中間部分Ｚ１と第２中間部分Ｚ２との間に第１駆動装置４１が配置され、第２中間部分Ｚ２と第３中間部分Ｚ３との間に第２駆動装置４２が配置され、第３中間部分Ｚ３と第１中間部分Ｚ１との間に第３駆動装置４３が配置される。
【００２８】
駆動機構４０の少なくとも１つの駆動装置は、異なる様式の設計で実施することができる。ある実施形態では駆動装置４１、４２、４３の各々を、作動電極を備える少なくとも１つのアクチュエータ本体４５から形成することができる。この少なくとも１つのアクチュエータ本体４５は、アクチュエータベース本体と、アクチュエータベース本体の上にまたは中に配置された作動電極とを有してよい。各アクチュエータ本体４５は、ベース本体１０から連結部材３５に向かって延在しており、各アクチュエータ本体４５の第１端部または下端部は、ベース本体１０に接続されるか取り付けられ、各アクチュエータ本体４５の第２端部は、連結部材３５のガイド面に配置される。アクチュエータ本体４５は、連結部材３５の伸長、収縮、湾曲によって作動体２０を回転させるための移動コマンドまたは位置決めコマンドにより起動して作動するように設計される。特に、アクチュエータ本体またはアクチュエータベース本体は、移動コマンドまたは調整コマンドに応答して作動体２０を反対向きの２つの周方向Ｌ２３の一方に移動させるためのアクチュエータ本体４５の変形を達成するために、圧電材料または電歪材料から形成されるかまたは圧電材料または電歪材料からなることができる。アクチュエータ本体４５に変形を行わせるために、アクチュエータ本体４５は、移動コマンドまたは調整コマンドにより図示していない電気的作動装置によって電気的に作動される。
【００２９】
図１に示す駆動装置４１、４２、４３の実施形態によれば、アクチュエータ本体４５は、当該アクチュエータ本体４５の長手方向Ｌ４５に亘って分散配置された４つのアクチュエータ柱５１、５２、５３、５４から形成され、各アクチュエータ柱はベース本体１０に固定された第１端部５１ａ、５２ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａを備える。第１端部５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの反対側には第２端部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂが連結部材３５の駆動部３５ａに形成され、連結部材３５の駆動部３５ａとして設計され、アクチュエータ本体４５及びアクチュエータ柱５１、５２、５３、５４に対面する。この例では、４つのアクチュエータ柱５１、５２、５３、５４は、特に、長手方向Ｌ４５にわたって均等に分散配置され得る。また、４つのアクチュエータ柱５１、５２、５３、５４は、長手方向Ｌ４５を横切る対称軸に対して、ペア対称性をもって配置されてもよい。あるいは、駆動コンポーネント５０は、それぞれの長手方向Ｌ４５にわたって分散配置されるとともに長手方向Ｌ４５を横切る対称軸に関して互いに対称的に配置され得る２つのアクチュエータ柱から形成されてよい。
【００３０】
アクチュエータ本体４５は長手方向Ｌ４５にわたって分散配置される４つ未満のアクチュエータ柱を備えてよく、例えば、１つのアクチュエータ柱のみで形成されてもよい。
サーボモータ１はガイド装置３７を有してよく、ガイド装置３７によって連結部材３５の移動がＺ方向にすなわち作動体２０に向かう方向に制限される。図７に示す実施形態では、ガイド装置３７は、連結部材３５をその長手方向Ｌ４５に案内するリニアガイドとして設計される。図７に示す実施形態では、サーボモータ１は、ベース本体１０に固定されたフレーム装置３９内に形成された追加のリニアガイド装置３８を任意に備えることができる。
【００３１】
少なくとも１つの駆動装置４１、４２、４３は他の方式で具体化することもできる。例えば、少なくとも１つの駆動装置４１、４２、４３は、作動体２０の下部２１ｂの外側部分かまたは連結部材３５の面３５ａに当接し、コマンドによって要求された、周方向Ｌ２３への縁部２６、２７、２８の移動を実施するために適切な制御によって駆動される、ベース本体４５上に配置された少なくとも１つの摩擦ホイールを含むベース本体によって具体化されてよい。この実施形態では、少なくとも１つの摩擦ホイールの配向をもって、少なくとも１つの駆動装置４１をリニア駆動装置として設計することができる。
【００３２】
本発明によれば、サーボモータ１は、作動体２０とベース本体１０とを連結し、それらの間にリセット力を付与する戻し機構８０を備え、当該リセット力の付与は、駆動機構４０によって生成された周方向Ｌ２３に沿う調整移動とは反対に作用し、従って作動体２０とベース本体１０との間の相対移動とは反対に作用する。戻し機構８０は、少なくとも１対のばね装置として具体化することができる。図２〜図７の実施形態のサーボモータ１では、戻し装置８１、８２は、アクチュエータ本体４５の長手方向Ｌ４５に対して傾斜して配置され、アクチュエータ本体４５の両側にしたがって作動方向に対して傾斜して配置される。各戻し装置８１、８２は、作動体２０とベース本体１０とを連結するものであり、作動体２０とベース本体１０とが遠ざかる方向に移動する場合には、周方向Ｌ２３においてアクチュエータ装置４１の側方に位置する戻し装置８１、８２は、その移動を戻そうとする力を付与する。戻し機構８０によって回転ガイド５０が形成されるとともに作動体２０が回動点Ｍの周りで回転可能にベース本体１０に取り付けられるように、少なくとも１対のばね装置は配置及び構成されてよい。
【００３３】
図２〜図７の実施形態のサーボモータ１では、駆動機構４０は、３つの駆動装置４１、４２、４３を備える。さらに、この実施形態では、アクチュエータ装置４１、４２、４３の作動方向に対して斜めに見たときに、戻し装置８１、８２は互いに反対側に配置される。この場合、アクチュエータ装置４１、４２、４３の一側で作動体２０とベース本体１０が周方向Ｌ２３に対して遠ざかる方向に移動するときに、当該遠ざかる方向の移動をリセットさせようとする力をその一側に配置される戻し装置８１、８２が付与するように、各戻し装置８１、８２は作動体２０とベース本体１０とを連結する。
【００３４】
図２〜図７の実施形態のサーボモータ１によれば、各戻し装置８１、８２は脚ばね機構１８０として具体化され、当該脚ばね機構１８０は、２つの側方ばね部材１８１、１８２と、帯状の取付基部１８４を有する板状の中央支持部１８３とを備える。板状の中央支持部１８３は２つの側方ばね部材１８１、１８２の間に配置され、板状の中央支持部１８３は、当該中央支持部１８３の第１端部１８３ａを形成するとともに側方ばね部材１８１、１８２から伸びる帯状の取付基部１８４を含んでよい。中央支持部１８３の第１端部１８３ａの反対側の第２端部１８３ｂは、作動体２０に固定されるかまたは作動体２０に取り付けられた取付具１２１に固定される。側方ばね部材１８１、１８２は、それらの長手方向Ｌ１８１、Ｌ１８２が中央支持部１８３の長手方向Ｌ１８３に対して０度以上の角度をもって延在するように取付基部１８４から延在してよく、その結果、中央支持部１８３と各側方ばね部材１８１、１８２との距離が第１端部１８３ａから第２端部１８３ｂに向かうほど増加し、ばねの総移動可能量が増加する。この角度は、好ましくは０度から４５度の間である。各側方ばね部材１８１、１８２の断面は、長手方向Ｌ１８１、Ｌ１８２における中央部１８１ｃ、１８２ｃの方が端部１８１ｄ、１８１ｄ、１８３ｄ、１８３ｅ側よりも大きくされてよい。側方ばね部材１８１、１８２は第１端部１８１ａ、１８２ａをそれぞれ備え、当該第１端部１８１ａ、１８２ａによってばね部材１８１、１８２が固定ベース１８に固定される。長手方向Ｌ１８１、Ｌ１８２において第１端部１８１ａ、１８２ａの反対側にそれぞれ位置する側方ばね部材１８１、１８２の第２端部１８１ｂ、１８２ｂは、作動体２０の受取装置１２７、１２８に形成された締結ストリップ１８７、１８８に接続される。
【００３５】
脚ばね機構１８０は、その疲労強度及び信頼性を高めるためにワンピース品で製造されてよい。
本発明によれば、サーボモータ１は、戻し機構８０によって付与されるリセット力を補償する、例えばリセット力を完全に除去するかまたは低減する、磁気的補償装置９０を備える。
【００３６】
図２〜図７の実施形態のサーボモータ１では、それぞれ２つの磁気的吸引磁性部材９１、９２及び９３、９４を備える磁気的補償装置９０が、長手方向Ｌ４５に対して斜めに見て、互いに反対にある両側に配置される。２つの磁性部材９１、９２及び９３、９４のうち、第１磁性部材９１、９３はベース本体１０に固定され、第２磁性部材９１、９３は作動体２０に固定される。２対の磁性部材のうちの各対を構成する磁性部材は、連結部材３５の移動中に関連する戻し機構８０によって生成され付与されるリセット力が完全に相殺されるかまたは明らかに減少するように、互いに磁気的に引き合う。２つの磁気的吸引磁性部材９１、９２及び９３、９４のうち、一方の磁性部材を永久磁石とし、他方の磁性部材を磁性体で構成してもよい。各磁性部材対の両磁性部材は、互いに磁気的に引き合うように配置されるのであれば、永久磁石であってもよい。
【００３７】
図８は、戻し機構の力と当該戻し機構に関連付けられる磁気的補償装置の力との相互作用の表現を示す。「戻し機構の変位によるリセット力」によって指される力曲線は、戻し機構によって生成されるリセット力を示す。「磁力」によって指される力曲線は、磁石補償装置により生成される補償力を示す。「結果としての力」は両方の力を加算した結果である。
【００３８】
戻し装置８１、８２に関連付けられた磁性部材９１、９２、９３、９４を含む磁気的補償装置９０と各戻し装置８１、８２とについての補償の例を図９に示す。この補償効果によって、サーボモータ１の全体的な機能を達成するために少なくとも１つの駆動装置４１、４２、４３によって必要とされる駆動エネルギーが顕著に低減される。
【００３９】
戻し機構８０は、作動体２０の径方向内側部分に配置することもできる。戻し機構８０は、一般に、単一の戻し機構であってよい。単一の戻し機構は作動体２０をセンタリングできないので、作動体２０は回動点Ｍを形成する回転ベアリングによってベース本体１０に取り付けられてよい。この場合、複数の戻し装置を作動体２０の周囲に分散配置させてよく、特に、作動体２０の周囲に均等に分散配置させてよい。その結果、戻し機構８０によって回転ガイド５０が形成され得る。
【００４０】
図１０の実施形態は、本発明による図１のサーボモータの実施形態の代替例であるサーボモータ２００を示す。この場合、戻し機構８０は作動体２０の径方向内側部分２３０上に配置される。図９の実施形態では、３つの戻し装置２８１、２８２、２８３が作動体２０の周囲に均等に分散配置されて回転ガイド５０を形成する。戻し装置２８１、２８２、２８３のうちの各２つの間に、作動体２０の径方向内側端部２３１、２３２、２３３がそれぞれ配置される。戻し装置２８１、２８２、２８３は、ベース本体１０の当接部２１１、２１２、２１３と、当接部２２１、２２２、２２３との間にそれぞれ配置され、駆動機構４０が作動体２０を各駆動装置４１、４２、４３の長手方向２４５における初期状態から調整状態へとベース本体１０に対して移動させたときに、各当接部間を初期距離にリセットする。
【００４１】
図１１の実施形態のサーボモータ３００では、戻し機構８０は、作動体２０の径方向内側部分２３０上に配置される。戻し機構８０は、作動体２０の周囲に均等に分散配置されて回転ガイド５０を形成する３対の戻し装置３８１、３８２により形成される。戻し装置３８１、３８２の各対は、一方がベース本体１０の当接部２１１または２１２または２１３に配置され、他方が作動体２０の少なくとも１つの当接部に配置される。一対の戻し装置を構成する戻し装置３８１、３８２は、２つの互いに反対の方向Ｌ４５でリセットが起こるように、ベース本体の当接部２１１、２１２、２１３の互いに反対側にある両側に位置する作動体２０の当接部２２１、２２２にそれぞれ締結される。
【００４２】
図１１の本発明による実施形態のサーボモータ４００では、３つの駆動装置４４１、４４２、４４３を有する駆動機構４０と、戻し機構８０と、磁気的補償装置９０とが作動体２０の径方向内側部分４３０に配置される。この場合、駆動装置４４１は作動体２０の径方向内側部分４３１に、駆動装置４４２は作動体２０の径方向内側部分４３２に、駆動装置４４３は作動体２０の径方向内側部分４３３に配置される。駆動装置４４１、４４２、４４３は、図２の実施形態の駆動装置と同様に設計され、各駆動装置は、縦方向Ｌ４５に分散配置されるとともに作動体２０の連結部材３５と相互作用する４つのアクチュエータ柱４５１、４５２、４５３、４５４で構成される。
【００４３】
戻し機構８０は、円周２３にわたって分散配置された３対の戻し装置４８１、４４８から形成され、戻し機構８０によって回転ガイド５０が形成される。各戻し装置４８１、４８２は、図７の脚ばね機構として設計される。さらに、この実施形態では、各アクチュエータ装置４４１、４４２、４４３の作動方向に対して斜めに見たときに、戻し装置４８１、４８２が互いに反対側に配置される。各戻し装置８１、８２は、周方向Ｌ２３に関して、対応するアクチュエータ装置４４１、４４２、４３４の一方の側にある作動体２０及びベース本体１０が、４４３が遠ざかる方向に移動すると、そこに配置された戻し装置４８１、４８２が当該遠ざかる移動をリセットさせようとする力を付与するように、作動体２０とベース本体１０とを連結する。長手方向Ｌ４５に対して斜めに見たときに、アクチュエータ装置４４１、４４２、４４３の互いに反対側には、各々が２つの磁気的吸引磁性部材４９１、４９２及び４９３、４９４を備える磁気的補償装置９０が配置される。各２つの磁性部材４９１、４９２及び４９３、４９４のうち、第１磁性部材４９１、４９３はベース本体１０に固定され、各第２磁性部材４９１、４９３は作動体２０に固定される。
【００４４】
この装置の動作は、図２によるサーボモータ１の動作に類似している。
図１２、１３には、本発明による実施形態のサーボモータ５００が示されているが、戻し装置５８１、５８２の種類の点で図２の実施形態とは異なっており、当該戻し装置５８１、５８２はいずれも純粋な脚ばねとして設計される。各戻し装置５８１、５８２は、ベース本体１０のまたは作動体２０の、当接面１５ａ、３０ｂ、１５ｂ、３０ａの間に配置される。この場合、当接面１５ａ、１５ｂはベース本体１０に属し、当接面３０ａ、３０ｂは作動体２０に属する。
【００４５】
図１４の本発明による実施形態のサーボモータ６００は、戻し装置６８１、６８２の設計の点で図２の実施形態とは異なっており、当該戻し装置６８１、６８２はいずれも純粋な螺旋ばねとして設計される。各戻し装置６８１、６８２は、ベース本体１０のまたは作動体２０の、当接面１５ａ、３０ｂ、１５ｂ、３０ａの間に配置される。作動体２０は回転ベアリング６０１によってベース本体１０上に取り付けられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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