JP2009296753A - Drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は駆動装置、より詳しくは、非対称な振動によって摩擦係合部材をすべり変位させる駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device, and more particularly to a drive device that slides and displaces a friction engagement member by asymmetric vibration.
軸状の振動部材を非対称に振動させ、振動部材に摩擦係合する摩擦係合部材をすべり変位させる振動型の駆動装置が公知である。振動型の駆動装置において、駆動精度を確保するためには、振動部材を振動方向に正確に保持する必要がある。 2. Description of the Related Art A vibration type driving device is known in which an axial vibration member is vibrated asymmetrically and a friction engagement member that frictionally engages the vibration member is slidably displaced. In a vibration type driving device, in order to ensure driving accuracy, it is necessary to hold the vibration member accurately in the vibration direction.
特許文献1の駆動装置では、振動部材がフレームの壁に設けた貫通孔に挿通され、貫通孔の中で摺動するようになっている。この構成では、組み立て性などを考慮すると、貫通孔を振動部材よりある程度大きくする必要があり、振動部材を精度よく保持することができなかった。
In the driving device disclosed in
そこで、特許文献2の駆動装置では、振動部材を板ばねによって固定枠に形成した溝の内部に押圧し、振動部材を溝に沿って振動させるようにしている。しかしながら、小型の駆動装置においては、振動部材を溝に押圧する微細なばねを精度よく形成するのが困難である。
前記問題点に鑑みて、本発明は、振動部材を正確に保持できる小型化に適した駆動装置を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a drive device suitable for downsizing that can accurately hold a vibrating member.
前記課題を解決するために、本発明による駆動装置は、電圧が印加されると伸縮する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の伸縮方向に延伸し、前記電気機械変換素子に一端が固定され、前記電気機械変換素子の伸縮によって往復変位する振動部材と、前記振動部材に摩擦係合する摩擦係合部材と、前記振動部材から該振動部材の変位方向に延伸する支持部材と、前記支持部材の前記振動部材から離れた部分を保持するベース部材とを有するものとする。 In order to solve the above problems, a driving device according to the present invention includes an electromechanical conversion element that expands and contracts when a voltage is applied, and extends in the expansion and contraction direction of the electromechanical conversion element, and one end is fixed to the electromechanical conversion element. A vibration member that reciprocally displaces by expansion and contraction of the electromechanical transducer, a friction engagement member that frictionally engages the vibration member, a support member that extends from the vibration member in a displacement direction of the vibration member, and the support And a base member that holds a portion of the member away from the vibration member.
この構成によれば、振動部材を支持部材によって支持し、支持部材の弾性変形の範囲内で振動部材を振動可能とする。支持部材は振動部材に固定または一体成形されるので、振動部材を精度よく保持できる。また、この構成では、ばねのような押圧機構が必要ないので、小型化が容易である。さらに、振動部材が他の構成要素に対して摺動しないので、摩擦状態の変化による性能変化がない。 According to this configuration, the vibration member is supported by the support member, and the vibration member can be vibrated within the range of elastic deformation of the support member. Since the support member is fixed or integrally formed with the vibration member, the vibration member can be held with high accuracy. Further, in this configuration, since a pressing mechanism such as a spring is not necessary, the size can be easily reduced. Furthermore, since the vibration member does not slide with respect to other components, there is no performance change due to a change in the friction state.
また、本発明の駆動装置において、前記支持部材は、前記振動部材の前記電気機械変換素子と反対側の端部から延伸してもよい。 In the driving device of the present invention, the support member may extend from an end portion of the vibration member opposite to the electromechanical conversion element.
この構成によれば、電気機械変換素子と干渉しないので、支持部材を振動部材に固定しやすい。 According to this structure, since it does not interfere with the electromechanical transducer, it is easy to fix the support member to the vibration member.
また、本発明の駆動装置において、前記支持部材は、前記電気機械変換素子と前記振動部材との間に介設されてもよい。 In the driving device of the present invention, the support member may be interposed between the electromechanical conversion element and the vibration member.
この構成によれば、電気機械変換素子と振動部材との間挟み込むので組み立てが容易であり、確実な固定ができる。 According to this configuration, since the electromechanical conversion element and the vibration member are sandwiched, assembly is easy, and reliable fixing can be performed.
また、本発明の駆動装置において、前記支持部材は、前記振動部材の変位方向に薄い金属板であってもよい。 In the driving device of the present invention, the support member may be a thin metal plate in the displacement direction of the vibration member.
この構成によれば、剛性がある薄い金属板を振動部材の端面に固定することで、精度よく振動部材を保持し、振動部材の効果的な振動を可能にできる。 According to this configuration, by fixing the rigid thin metal plate to the end face of the vibration member, it is possible to hold the vibration member with high accuracy and enable effective vibration of the vibration member.
また、本発明の駆動装置において、前記支持部材は、前記振動部材に接着されてもよい。 In the driving device of the present invention, the support member may be bonded to the vibration member.
この構成によれば、振動部材の加工精度を損なわない。 According to this configuration, the processing accuracy of the vibration member is not impaired.
また、本発明の駆動装置において、前記支持部材は、前記振動部材の端面に接着されてもよい。 In the driving device of the present invention, the support member may be bonded to an end surface of the vibration member.
この構成によれば、支持部材の接着が容易であり、十分な接着強度と組み立て精度を確保できる。 According to this configuration, the support member can be easily bonded, and sufficient bonding strength and assembly accuracy can be ensured.
本発明は、振動部材を変位方向に直交する方向に延伸する保持部材で保持し、保持部材の弾性変形によって振動部材の変位(振動)を可能にする。このため、振動部材を保持する構造が簡単でありながら精度が高く、小型化が容易である。 In the present invention, the vibration member is held by a holding member extending in a direction orthogonal to the displacement direction, and the vibration member can be displaced (vibrated) by elastic deformation of the holding member. Therefore, the structure for holding the vibration member is simple, but the accuracy is high, and the size can be easily reduced.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の駆動装置1の構成を示す。駆動装置1は、上方に開放した細長いコの字型のベース部材2と、ベース部材2の下辺の上に固定された錘3と、錘3の上に固定された圧電素子(電気機械変換素子)4と、圧電素子4の上に直立して固定された円柱状の振動部材5と、振動部材5に摩擦力によって係合する摩擦係合部材6と、振動部材5の上端に固定され、振動部材5から両側に、振動部材の軸方向と直角方向に延伸し、先端部がベース部材2の両開放端の上にそれぞれ固定された、例えば厚さ0.1mm程度の帯状のステンレス板からなる支持部材7とを有する。これらの構成要素は、摩擦係合部材6を除いて、互いに接着剤で固定されている。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a
圧電素子4は、周期的な駆動電圧が印加されて上下方向に伸縮し、振動部材5を軸方向に往復移動(変位)させる。摩擦係合部材6は、振動部材5が緩慢に移動するときは、振動部材5と共に移動するが、振動部材5が急峻に移動するときは、慣性力によって振動部材5に対してすべり変位する。支持部材7は、振動部材5の先端の位置を定めるが、二点鎖線で示すように、上下に撓んで、振動部材5の先端の上下の変位を許す。
The
支持部材7は、振動部材5の変位方向(圧電素子4の伸縮方向)に直角な方向に対称に延伸し、両端がベース部材2に固定されている。このため、支持部材7は、両側の張力の均衡を維持するために、振動部材5の先端を保持する中央部の水平方向の位置を変化させず、振動部材5の上端を上下方向にのみ変位させ得るように弾性変形し、振動部材5の傾きを防止する。なお、支持部材7の弾性変形を可能にするため、支持部材7は、振動部材5からある程度離れた位置で、ベース部材2に保持される必要がある。
The
以上のように、駆動装置1は、振動部材5の一端が錘3および圧電素子4を介して、他端が支持部材7を介して、それぞれ、ベース部2に保持されている。このため、振動部材5が傾くことがないので、圧電素子4の伸縮による振動による摩擦係合部材6のすべり変位の再現性が高く、駆動精度が高い。また、振動部材5を接着剤で固定した板状の支持部材7で保持するので、保持構造が簡単であり、容易に小型化することができる。
As described above, in the
図2に、本発明の第2実施形態の駆動装置1aの構成を示す。以降の説明では、先に説明したものと同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
FIG. 2 shows the configuration of the
駆動装置1aにおいて、ベース部材2aは、圧電素子4および振動部材7と平行に延伸し、振動部材7と直交する2つの壁部8,9を有する。壁部8,9には、振動部材5を受け入れるV溝8a,9aが形成されている。なお、図では、簡略化のため、摩擦係合部材6を省略している。
In the
この駆動装置1aは、振動部材5をV溝8a,9aに押圧しながら、壁部9の上に盛り付けた接着剤10によって、支持部材7を固定する。これによって、振動部材5の変位方向を、V溝8a,9aに摺動するように正確に定めることができる。なお、駆動装置1aでは、錘3は固定されていない。
The
この駆動装置1aでは、支持部材7を固定する際、接着剤10の厚みを残すようにすることで、支持部材7と壁部9との間に隙間を残し、支持部材7が弾性変形する空間を確保する。もちろん、接着剤10を盛り付ける替わりに、壁部9に凸部を設けたり、スペーサを挟み込んだりしてもよい。
In the
図3に、本発明の第3実施形態の駆動装置1bの構成を示す。本実施形態においても、摩擦係合部材6は省略されている。
FIG. 3 shows the configuration of the
本実施形態の駆動装置1bは、圧電素子4と振動部材5との間に挟み込まれた支持部材11と、振動部材5の先端に接着された支持部材12とを有している。支持部材11,12は、それぞれ、振動部材5の端面から、振動部材5の変位方向に直角な1方向にのみ、互いに平行に延伸しており、先端が直角に折り曲げられてベース部材2bに貼着される。
The
本実施形態では、支持部材11,12によって、振動部材5を両端で保持するので、振動部材5の保持強度が高い。また、支持部材11,12は、片持ちであるので、弾性変形しやすく、駆動装置1bの駆動ロスを小さくできる。
In this embodiment, since the
なお、圧電素子4と振動部材5との間に支持部材11を挟み込む場合、支持部材11の厚み方向の弾性が駆動装置の駆動特性に影響を及ぼすので、支持部材11は、薄くて弾性率の低い金属製とすることが好ましい。
When the
また、本発明では、図4乃至図6に特徴部分を示す第4乃至第6実施形態のように、針金状の支持部材13を使用してもよい。また、支持部材13は、振動部材5の端面に設けた溝14に嵌合させても、振動部材5に形成した支持孔15に挿入してもよい。
Moreover, in this invention, you may use the wire-shaped
また、図7に示す本発明の第7実施形態のように、振動部材16と、支持部材17,18と、ベース部材19とを一体に成型してもよい。本実施形態では、四角柱状の振動部材16と、振動部材16の両端からそれぞれ延伸する支持部材17,18と、支持部材17,18の先端に接続されたベース部材19とを一体に樹脂成型している。支持部材17,18には、振動部材16の軸方向の変位を可能にする変形を容易にするために剛性を減じる穴17a,18aが形成されている。
Further, as in the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 7, the
もちろん、ブロック状の材料を機械加工して、振動部材、支持部材およびベース部材を一体に削り出してもよい。また、振動部材と支持部材だけ、或いは、ベース部材と支持部材だけを一体に形成してもよい。 Of course, the vibration material, the support member and the base member may be machined together by machining a block-shaped material. Further, only the vibration member and the support member, or only the base member and the support member may be integrally formed.
1…駆動装置
2…ベース部材
3…錘
4…圧電素子(電気機械変換素子)
5…振動部材
6…摩擦係合部材
7…支持部材
11…支持部材
12…支持部材
13…支持部材
16…振動部材
17…支持部材
18…支持部材
19…ベース部材
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電気機械変換素子の伸縮方向に延伸し、前記電気機械変換素子に一端が固定され、前記電気機械変換素子の伸縮によって往復変位する振動部材と、
前記振動部材に摩擦係合する摩擦係合部材と、
前記振動部材から該振動部材の変位方向に直角な方向に延伸する支持部材と、
前記支持部材の前記振動部材から離れた部分を保持するベース部材とを有することを特徴とする駆動装置。 An electromechanical transducer that expands and contracts when a voltage is applied;
A vibrating member that extends in the expansion / contraction direction of the electromechanical conversion element, has one end fixed to the electromechanical conversion element, and reciprocally displaces by expansion and contraction of the electromechanical conversion element;
A friction engagement member frictionally engaging the vibration member;
A support member extending from the vibrating member in a direction perpendicular to the direction of displacement of the vibrating member;
And a base member that holds a portion of the support member away from the vibration member.
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