CN1639956B - 直线致动器 - Google Patents

Abstract

直线致动器是用于直接驱动(移动)滑块的致动器。该直线致动器具有致动器单元，该致动器单元由以下部分构成：滑块；以及致动器主体，其上可移动地设有滑块用于直线移动。该致动器主体具有：基部；振动元件，用于使滑块移动；两个辊，用于可移动地支撑滑块；推压装置，用于使振动元件与滑块压接；以及通电电路，用于通过选择振动元件的各电极的通电模式，使该各电极通电。在辊的外周面分别形成有槽，并且滑块设置在各个槽内。

Description

直线致动器

技术领域

本发明涉及直线致动器。

背景技术

日本专利申请公开特开平7-184382号公报公开了一种机构，在该机构中，设置可相对于轴移动的滑块，并向振动元件(微型电机)的压电元件施加交流电压，以使振动元件振动，从而这个振动向滑块施加力，使滑块沿着轴移动。

然而，在该机构中，由于依靠从振动元件向滑块施加的推力来进行摩擦驱动，因而根据该推力，滑块和轴之间的摩擦阻力增大并产生很大损耗，并且存在以下情况：滑块由于摩擦阻力太大而不能移动。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，具有实现小型化，特别是薄型化的优点，并可使滑块顺利和可靠地移动的直线致动器。

为了达到上述目的，本发明的直线致动器具有至少一个致动器单元。该致动器单元包括：滑块；多个辊，用于可移动地支撑滑块；以及振动元件，与滑块对接，从而与滑块摩擦接触，该振动元件具有至少一个压电元件；其中，当向该至少一个压电元件施加交流电压时，振动元件振动，这个振动反复地向滑块施加力，从而使滑块直线地移动。

这样，可减小摩擦阻力，使得可以顺利和可靠地直线移动滑块。另外，通过使用振动元件来移动滑块，即，通过使用振动元件来直线驱动滑块，可使直线致动器整体实现小型化，特别是薄型化。而且，可使直线致动器的结构简化，这可降低制造成本。另外，由于不使用普通电动机，因而可完全消除电磁噪声，或者即使有电磁噪声，由于该噪声很小，也能防止该噪声对其外围设备产生影响。

在本发明的直线致动器中，优选的是，该至少一个致动器单元包括多个致动器单元。

在本发明的直线致动器中，优选的是，该多个致动器单元采用层叠结构分别设置在大致平行的多个平面内。

在本发明的直线致动器中，优选的是，该直线致动器还包括：至少一个用于可旋转地支撑致动器单元的辊的公共轴；以及至少一个用于支撑致动器单元的振动元件的公共轴。

在本发明的直线致动器中，优选的是，振动元件具有由多个振动方式组成的振动模式，该多个振动方式包括：把滑块维持在停止状态的第一方式；可使滑块移动的第二方式；使滑块正向移动的第三方式；以及使滑块反向移动的第四方式，其中，通过改变振动元件的振动模式，可从第一方式、第二方式、第三方式和第四方式中选择任一方式。

在本发明的直线致动器中，优选的是，振动元件具有由多个振动方式组成的振动模式，该多个振动方式包括：把滑块维持在停止状态的第一方式；可使滑块移动的第二方式；使滑块正向移动的第三方式；以及使滑块反向移动的第四方式，另外，振动元件具有多个分割电极，这样，当通过这些电极向所述至少一个压电元件施加交流电压时，振动元件振动，其中，通过改变向振动元件的各电极施加交流电压的模式，可从第一方式、第二方式、第三方式和第四方式中选择任一方式。

在本发明的直线致动器中，优选的是，该直线致动器还包括至少一个轴，该轴位于对应辊的中心，用于可旋转地支撑该辊，该辊具有在外周面上形成的槽，其中，滑块位于该槽内，由辊支撑，并且轴的直径比辊上支撑滑块的部位的直径小。

在本发明的直线致动器中，优选的是，滑块具有滑动部，该滑动部是棒状或板状。

在本发明的直线致动器中，优选的是，振动元件是板状，振动元件和滑块位于大致相同的平面内。

在本发明的直线致动器中，优选的是，振动元件由层叠体构成，该层叠体包括至少一个板状压电元件和至少一个由金属材料制成的加强板。

在本发明的直线致动器中，优选的是，振动元件具有臂部，该臂部从振动元件伸出以支撑振动元件，振动元件通过臂部与滑块压接，振动元件具有与滑块对接的部分，并且该臂部和对接部一体地形成在加强板上。

在本发明的直线致动器中，优选的是，该直线致动器还包括推压装置，用于推压振动元件使其与滑块接触；其中，振动元件具有臂部，该臂部从振动元件伸出以支撑振动元件，振动元件具有与滑块对接的部分，并且推压装置的至少一部分、臂部和对接部一体地形成在加强板上。

在本发明的直线致动器中，优选的是，推压装置具有调节机构，该调节机构调节将振动元件压在滑块上的力，并且该调节机构的至少一部分一体地形成在加强板上。

在本发明的直线致动器中，优选的是，振动元件具有与滑块对接的部分，该对接部在滑块的移动方向上位于所述多个辊中的两个辊之间。

在本发明的直线致动器中，优选的是，滑块具有弯曲振动的谐振频率，并且该直线致动器构成为，在滑块的弯曲振动的谐振频率和振动元件的振动频率的m倍之间基本上没有一致性(其中，m是所有自然数)，并且在滑块的弯曲振动的谐振频率的n倍和振动元件的振动频率之间基本上没有一致性(其中，n是所有自然数)。

在本发明的直线致动器中，优选的是，该直线致动器还包括移动限制装置，用于限制滑块的移动。

在本发明的直线致动器中，优选的是，移动限制装置设置在滑块上，并包括至少一个凸部，该凸部通过与辊靠接来限制滑块的移动。

附图说明

以下，参照附图对旋转/位移变换致动器的优选实施例进行说明。

图1是示出根据本发明的直线致动器的第一实施例的平面图。

图2是图1所示直线致动器的沿线A-A的剖视图。

图3是图1所示的直线致动器中的振动元件的透视图。

图4是示出图1所示的直线致动器中的振动元件的振动状态的平面图。

图5是示出图1所示的直线致动器中的振动元件的振动状态的平面图。

图6是示出图1所示的直线致动器的电路结构的方框图。

图7是根据本发明的直线致动器的第二实施例中的振动元件的透视图。

图8是示出根据本发明的直线致动器的第二实施例中的电路结构的方框图。

图9是示出根据本发明的直线致动器的第三实施例的平面图。

图10是示出根据本发明的直线致动器的第四实施例的剖视图。

图11是图10所示直线致动器的沿线B-B的剖视图。

图12是示出使用本发明的直线致动器来驱动点字(Braille)显示设备中的点字的情况的结构示例的透视图。

图13是示出根据本发明的直线致动器的第五实施例的振动元件的透视图。

图14是示出图13所示的直线致动器中的振动元件的振动状态的平面图。

图15是示出图13所示的直线致动器中的振动元件的振动状态的平面图。

图16是示出图13所示的直线致动器中的振动元件的驱动特性的图。

图17是示出根据本发明的直线致动器的第六实施例的剖视图。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明的直线致动器的优选实施例进行说明。

图1是示出根据本发明的直线致动器的第一实施例的平面图。图2是图1所示直线致动器的沿线A-A所取的剖视图。图3是图1所示的直线致动器中的振动元件的透视图。图4和图5是各自示出图1所示的直线致动器中的振动元件的振动状态的平面图。图6是示出图1所示的直线致动器的电路结构的方框图。此处，在以下使用图1的说明中，把图1中的上侧称为“上”，把下侧称为“下”，把右侧称为“右”，并把左侧称为“左”。

这些图中所示的直线致动器1是直接驱动(移动)滑块2的致动器，并包括板状致动器单元10，该致动器单元10由以下部分构成：滑块2；以及致动器主体3，滑块2设置在致动器主体3上以进行直线移动。

如图1、图2和图6所示，致动器主体3包括：板状基部(基板)4；振动元件6，其与滑块2进行摩擦接触，以使滑块2移动；两个辊51和52，其与滑块2进行滚动接触，以便可移动地支撑滑块2；推压装置7，其使振动元件6压紧滑块2；以及通电电路20，其选择振动元件6的各电极(下述)的通电模式，并向这些电极通电。

滑块2是刚体，即，具有适度刚性的可移动体(被驱动体)。滑块2的形状没有特别限定，但滑块2的滑动部优选地为例如棒状、板状等，特别是，与振动元件6的凸部66(下述)进行接触的部分(接触部)优选地是平的。

通过使滑块2的该接触部为平的，可防止在使滑块2压紧振动元件6的凸部66时厚度方向上的啮合滑脱。

在本实施例中，滑块2是横断面的形状为方形的棒状，即，滑块2形成为一个长的大致长方体，并配置成可在其长度方向(轴方向)上移动。

在滑块2上形成与辊51和52(下述)进行接触以限制滑块2的移动的两个凸部21和22(移动限制装置)。

凸部21在图1中的滑块2的下侧，并位于辊51的左侧，即左侧端部，凸部22在图1中的滑块2的下侧，并位于辊52的右侧，即右侧端部。

在此方面，该凸部的数量和位置不限于此，例如，凸部可以设置在辊51和辊52之间，并可以仅设置一个凸部。

振动元件6形成为板状，并采用与基部4平行的姿势设置在基部4的一个表面上(图2中的左侧)。另外，以下将对振动元件6进行详细说明。

辊51和52分别采用与基部4平行的姿势，由分别位于辊51、52的中心以便可在正反两个方向旋转的轴512和522支撑在基部4的一个表面上(图2中的左侧)。

槽511和521分别沿着外周形成在辊51和52的周面(外周面)。

辊51和辊52隔开规定距离，在左右方向(即，辊51在左侧，辊52在右侧)成一直线设置，并且滑块2设置在(位于)辊51的槽511内和辊52的槽521内。

在此方面，辊51的轴512的直径优选地被设定成比辊51的支撑滑块2的部分(槽511的底部)的直径小，同样，辊52的轴522的直径优选地被设定成比辊52的支撑滑块2的部分(槽521的底部)的直径小。

这样，可减少辊51和52的滚动阻力，这可使滑块2更顺利和可靠地移动。

另外，振动元件6设置在滑块2的上侧，即辊51和52的上侧，以使凸部66在滑块2的移动方向上位于辊51和辊52之间。振动元件6设置成使振动元件6的短边601与滑块2的移动方向大致平行的姿势，即，使振动元件6的长边602与滑块2的移动方向大致垂直的姿势，其中，其凸部66的尖端部从上侧与滑块2对接。

当从图1中的底侧观察振动元件6以及辊51和52时，它们全都设置成位于大致同一直线上。即，振动元件6和滑块2设置成大致平行，并位于大致同一平面上。这样，具有使直线致动器1整体实现薄型化的特别优点。

推压装置7设置成能相对于基部4围绕轴711旋转(位移)。推压装置7包括：支撑振动元件6的支撑部71；以及使支撑部71偏置到滑块2侧的偏置构件72。

支撑部71形成为大致长方形的板状，并被支撑在基部4的一个表面上(图2中的左侧)，从而能采用平行于基部4的姿势，在图1中在其左侧端部通过轴711旋转。另外，在图1中的支撑部71的右侧端部形成有与螺栓13配合的螺孔712。

偏置构件72具有弹性，并在其自然状态下为弯曲(折曲)的杆状或板状元件，使图1中其左侧形成凸起。偏置构件72处于比该自然状态更弯曲的状态，即弹性变形状态。

在图1中的偏置构件72的上侧端部设置有与螺栓12的端部对接的对接部721，并在图1中的偏置构件72的下侧端部设置有大致圆形的固定部722。在固定部722内形成有插入螺栓13的孔723。

在本实施例中，偏置构件72、对接部721、固定部722，以及振动元件6的加强板63、臂部68和凸部66(下述)形成为一体(作为一个构件)。

另外，在基部4的一个表面(图2中的左侧)上突出地设置有连接螺栓12的安装部41。在安装部41内，沿着图1中的纵向形成有螺孔411，螺栓12拧在螺孔411中。

如图1所示，振动元件6由设置成能相对于基部4旋转的支撑部71支撑。

即，振动元件6与图1中的支撑部71的右侧端部连接。在该情况下，固定部722的孔723重叠在螺孔712上，并且螺栓13通过孔723插入并拧在螺孔712中，以将螺栓13固定到其中。这样，固定部722被固定到图1中的支撑部71的右侧端部上，并且振动元件6与支撑部71连接。

另外，支撑部71和振动元件6采用使振动元件6的长度方向与支撑部71的长度方向大致垂直的姿势连接。

这样，振动元件6由支撑部71支撑在臂部68上(即，通过臂部68)。

如下所述，由于臂部68具有弹性(挠性)并较柔软，因而臂部68具有减少振动元件6的振动约束，并衰减支撑部71的振动的功能。换句话说，臂部68防止振动元件6的振动被支撑部71吸收(抑制)。因此，振动元件6可以较大振幅自由振动，进而，可以使滑块2高效地移动。即，臂部68具有使振动元件6相对支撑部71的振动变得容易的功能。

另外，支撑部71具有比臂部68更高的刚性，并实质上是刚体。在此方面，“实质上是刚体”是指以下事实，即：支撑部71具有足够高的刚性，使得在直线致动器1的使用状态下可以基本上忽略支撑部71的弹性变形。这样，即使在振动元件6振动时，也能可靠地维持振动元件6的姿势。因此，可防止振动元件6的异常振动。

另外，由于支撑部71围绕远离凸部66的作为支撑点的轴711旋转，因而即使凸部66磨损时，也能支撑振动元件6而不发生倾斜。因此，可维持直线致动器1的特性。

另外，将螺栓12拧在安装部41的螺孔411中。

通过用螺栓13将固定部722固定，图1中的偏置构件72的下侧端部与图1中的支撑部71的右侧端部连接，从而使设置在图1中的上侧端部的对接部721与螺栓12的端部对接(锁定)。此时，由于在对接部721内形成有凹部或孔(未作图示)，并且螺栓12的端部被削尖，因而可防止对接部721和螺栓12之间的啮合脱离。

如上所述，偏置构件72处于比自然状态更弯曲的弹性变形状态下。这样，偏置构件72产生返回到自然状态的力(弹力)，即回复力。

通过提供这种结构，偏置构件72对图1中的支撑部71的右侧端部施加图1中的向下力。即，偏置构件72以支撑部71在图1中顺时针旋转的方向偏置支撑部71。这样，振动元件6也在图1中的下方向偏置，并且振动元件6的凸部66与滑块2的接触部(图1中的上侧表面)压接(压紧)。即，偏置构件72在凸部66与滑块2压接的方向上(即，支撑部71在图1中顺时针旋转的方向)使支撑部71偏置。

换句话说，通过推压装置7的推力把滑块2夹(夹持)在振动元件6的凸部66以及辊51和52之间。

这样，偏置构件72的偏置力使振动元件6的凸部66与滑块2的接触部压接(即，振动元件6的凸部66与滑块2的接触部进行摩擦接触)，从而在凸部66和接触部之间获得充分的摩擦力。

此时，通过偏置构件72的偏置力而使臂部68处于稍微弯曲状态。

另外，偏置构件72的偏置力可通过操作螺栓12来进行调节。

即，当进行使螺栓12在规定方向上旋转的操作时，螺栓12在图1中向下移动，并且偏置构件72的对接部721也在图1中向下移动，从而使偏置构件72进一步弯曲(即，弯曲度增大)。这样，偏置构件72的偏置力增大。

另一方面，当进行使螺栓12反向旋转的操作时，螺栓12在图1中向上移动，并且偏置构件72的对接部721也在图1中向上移动，从而使偏置构件72的弯曲度减小。这样，偏置构件72的偏置力减小。

因此，安装部41和螺栓12形成了对使振动元件6压紧滑块2的力进行调节的调节机构。

由于该调节机构可调节偏置构件72的偏置力，即，使振动元件6压紧滑块2的力，因而例如在直线致动器1组装后，可对偏置构件72的偏置力进行精细调节，并且在由使用等引起偏置构件72的偏置力的性能和特性降低的情况下，可把偏置构件72的偏置力重新调节到合适值。

当振动元件6振动时，滑块2反复接收到来自振动元件6的摩擦力(推力)，从而在长度方向上移动(直线移动)。此时，滑块2在移动方向由辊51和52限制(引导)的同时，可顺利和可靠地移动，并且由槽511和521防止其与辊51和52脱离。

与普通电动机等相比，振动元件6是小型(薄型)元件。

在本发明中，通过使用振动元件6来移动滑块2，可使直线致动器1整体实现小型化，特别是薄型化(即，可实现图2中的左右方向的宽度的小型化)。

在直线致动器1中，通过把振动元件6的电极分割成多个段，并选择性地向该多个段中的任意段施加电压来部分地驱动压电元件，可自由选择平面内的纵向和/或弯曲振动。即，通过选择振动元件6的各电极的通电模式(通电状态)来改变振动元件6的振动模式(振动状态)，从而改变振动元件6的凸部66的振动(振动位移)方向。这样，滑块2可以向图1中的左侧和右侧(正向和反向)两个方向上移动。以下对具体示例进行说明。

如图3所示，振动元件6形成为大致长方形的板状。振动元件6由以下部分构成：4个电极61a、61b、61c和61d；板状压电元件62；加强板(振动板)63；板状压电元件64；以及4个板状电极65a、65b、65c和65d(电极65a、65b、65c和65d未在图3中示出，仅在括弧内示出其标号)，这些部分在图3中从上侧开始按照该顺序层叠。另外，上述各元件的厚度在图3中进行了夸张。

压电元件62、64形成为具有长方形形状，并且通过施加交流电压，它们在长度方向(长边方向)进行伸缩。对压电元件62、64的结构材料没有特别限定，可使用钛酸锆酸铅(PZT)、石英晶体、铌酸锂、钛酸钡、钛酸铅、偏铌酸铅、聚偏氟乙烯、铌酸锌铅、铌酸钪铅等的各种材料。

压电元件62、64分别固定到加强板63的两个表面上。

在振动元件6中，把压电元件62大致等分割(划分)成4个长方形区域，并在该分割区域内分别设置长方形电极61a、61b、61c和61d。同样，把压电元件64大致等分割(划分)成4个长方形区域，并在该分割区域内分别设置长方形电极65a、65b、65c和65d。在该情况下，电极65a、65b、65c和65d分别设置在电极61a、61b、61c和61d的下面。

将一个对角线上的电极61a和61c以及位于这些电极下面的电极65a和65c全都电连接起来。同样，将另一对角线上的电极61b和61d以及位于这些电极下面的电极65b和65d全都电连接起来(以下，“电连接”简称为“连接”)。

加强板63具有加强整个振动元件6的功能，并防止由于振动元件6的过度振动、外力等而损伤。对加强板63的结构材料没有特别限定，但是例如不锈钢、铝或铝合金、钛或钛合金以及铜或铜系合金等的多种金属材料是优选的。

加强板63优选地具有比压电元件62、64更薄(小)的厚度。这样，可使振动元件6高效地振动。

加强板63具有用作压电元件62、64的公共电极的功能。即，通过加强板63和从电极61a、61b、61c和61d中选择的预期电极向压电元件62施加交流电压，并通过加强板63和从电极65a、65b、65c和65d中选择的预期电极向压电元件64施加交流电压。

当向大致整个压电元件62、64施加交流电压时，压电元件62、64在长度方向反复进行伸缩。伴随该运动，加强板63也在长度方向反复进行伸缩。即，当向大致整个压电元件62、64施加交流电压时，振动元件6在长度方向(长边方向)以微小振幅振动(在长度方向进行振动)，从而使凸部66进行纵向振动(往复运动)。

凸部66一体地形成在图3中的加强板63的右端部。

凸部66位于图1中加强板63的下侧短边601的宽度方向(图1中的左右方向)上的中央。

另外，具有弹性(挠性)的臂部68一体地形成在图3中的加强板63的下端部。

臂部68位于图1中加强板63的左侧的长边602上长度方向(图1中的上下方向)上的大致中央，在与长度方向大致垂直的方向上突出。如上所述，固定部722等一体地形成在臂部68的端部(图1中的左侧端部)。

在凸部66与滑块2接触的状态下，当通过在加强板63和各个电极61a、61c、65a和65c之间施加交流电压，向振动元件6的位于对角线上的电极61a、61c、65a和65c通电时，如图4所示，振动元件6与电极61a、61c、65a和65c对应的部分在箭头a的方向上反复进行伸缩。因此，振动元件6的凸部66在箭头b所示的倾斜方向上位移，即进行振动(往复运动)，或者如箭头c所示，沿着大致椭圆形状位移，即进行椭圆振动(椭圆运动)。当振动元件6与电极61a、61c、65a和65c对应的部分伸长时，滑块2接收到来自凸部66的摩擦力(推力)，该反复摩擦力(推力)使滑块2移动到图4中的左侧(即反向)。

此时，将振动元件6的位于另一对角线上的未被施加电力的电极61b、61d、65b和65d用作检测振动元件6的振动的振动检测装置。

在上述相反情况下，当通过在加强板63和各个电极61b、61d、65b和65d之间施加交流电压，向振动元件6的位于另一对角线上的电极61b、61d、65b和65d通电时，如图5所示，振动元件6的与电极61b、61d、65b和65d对应的部分在箭头a方向反复进行伸缩。因此，振动元件6的凸部66在箭头b所示的倾斜方向位移，即进行振动(往复运动)，或者如箭头c所示，沿着大致椭圆形状位移，即进行椭圆振动(椭圆运动)。当振动元件6的与电极61b、61d、65b和65d对应的部分伸长时，滑块2接收到来自凸部66的摩擦力(推力)，该反复摩擦力(推力)使滑块2移动到图5中的右侧(即正向)。

此时，将振动元件6的位于对角线上的未被施加电力的电极61a、61c、65a和65c用作检测振动元件6的振动的振动检测装置。

此处，在图4和图5中，夸张地示出了振动元件6的变形，并未示出臂部68。

在此方面，通过合适地选择振动元件6的形状和尺寸以及凸部66的位置等，使得弯曲振动(图4和图5中水平方向上的振动)的谐振频率与纵向振动的频率程度大致相同，可同时进行振动元件6的纵向振动和弯曲振动，如图4和图5的箭头c所示，这可使凸部66沿着大致椭圆形状位移(即进行椭圆振动)。另外，如以往公知，通过用单独相移来驱动纵向振动和弯曲振动，可改变椭圆振动的长轴和短轴的比(长轴/短轴)。

另外，由于滑块2由振动元件6直接驱动(移动)，因而这具有使结构实现轻量化和小型化(薄型化)的特别优点。另外，可使结构非常简单，这可降低制造成本。

另外，由于振动元件6的面内振动被直接变换成滑块2的直线运动(移动)，因而该变换的能量损耗少，这使得可高效率地驱动滑块2。

另外，由于振动元件6依靠上述摩擦力(推力)来驱动滑块2，而这与象普通电动机那样依靠磁力进行驱动的情况不同，因而驱动力高。因此，可用充分的力驱动滑块2而不必使用任何变速机构(减速机构)。

施加给压电元件62、64的交流电压的频率没有特别限定，但优选的是与振动元件6的振动(纵向振动)的谐振频率程度大致相同。这样，振动元件6的振幅变大，这使得可高效地驱动滑块2。

优选的是，在该结构中，在滑块2的弯曲振动的谐振频率和振动元件6的振动频率的m倍(其中，m是所有自然数)之间实质上不一致，并且在滑块2的弯曲振动的谐振频率的n倍(其中，n是所有自然数)和振动元件6的振动频率之间实质上不一致。

这样，可更可靠地防止滑块2的弯曲谐振，这可使滑块2顺利和稳定地移动。

下面，将对通电电路20进行说明。

如图6所示，通电电路20包括：具有振荡电路81、放大电路82和移动量控制电路83的驱动电路8；以及开关9。

开关9是用于在通电的电极和用作振动检测装置的电极之间进行切换的切换装置，通过切换开关9而切换滑块2的移动方向。

开关9包括两个连动的切换部91和92。振动元件6的电极61d与切换部91的端子97连接，电极61a与切换部92的端子98连接。

另外，切换部91的端子93和切换部92的端子96都与驱动电路8的放大电路82的输出侧连接，并且从放大电路82向各个端子93和96施加交流电压。

另外，振动元件6的加强板63接地。

另外，切换部91的端子94和切换部92的端子95都与驱动电路8的振荡电路81的输入侧连接。

下面，将参照图6对直线致动器1的操作进行说明。

在电源开关接通(ON)的状态下，当给出滑块2的移动方向和移动量的指令时，根据给出的指令来操作开关9和驱动电路8的移动量控制电路83。

在所述指令表示滑块2要在图6中向上(正向)移动的情况下，如图6所示，开关9被切换成使开关9的端子93和端子97连接，并使端子95和端子98连接。这样，驱动电路8的放大电路82的输出侧与振动元件6的电极61b、61d、65b和65d导通，并且振动元件6的电极61a、61c、65a和65c与驱动电路8的振荡电路81的输入侧导通。

驱动电路8的振荡电路81和放大电路82都由移动量控制电路83控制。

从振荡电路81输出的交流电压由放大电路82放大，然后被施加在加强板63与各个电极61b、61d、65b和65d之间。这样，如上所述，振动元件6的与电极61b、61d、65b和65d对应的部分反复进行伸缩，并且振动元件6的凸部66在图5的箭头b所示的倾斜方向进行振动(往复运动)，并如箭头c所示，进行椭圆振动(椭圆运动)，这样，当振动元件6的与电极61b、61d、65b和65d对应的部分进行伸长时，滑块2接收到来自凸部66的摩擦力(推力)，该反复摩擦力(推力)使滑块2在图6中向上(正向)移动。

此时，滑块2在移动方向由辊51和52限制(引导)的同时，可顺利和可靠地移动，并且由槽511和521防止其与辊51和52脱离。

另一方面，未被施加电力的电极61a、61c、65a和65c形成检测电极，用于检测在加强板63与各个电极61a、61c、65a和65c之间感应的电压(感应电压)。

所检测的感应电压(检测电压)被输入到振荡电路81，然后振荡电路81根据该检测电压，输出具有使振动元件6的振幅变为最大，即检测电压变为最大的频率(谐振频率)的交流电压。这样，可使滑块2高效地移动。

另外，移动量控制电路83根据所指示的滑块2的移动量(目标值)，控制各电极的通电状态。

即，移动量控制电路83操作振荡电路81和放大电路82，并驱动振动元件6来移动滑块2，直到滑块2的移动量达到所指示的滑块2的移动量(目标值)。

此时，如果滑块2过度地移动到图1中的右侧，则凸部21与辊51接触，从而限制滑块2的移动，并防止滑块2与辊51脱离。

在上述相反情况下，在所述指令表示滑块2在图6中向下(反向)移动的情况下，开关9被切换成使开关9的端子94和端子97连接，并使端子96和端子98连接。这样，驱动电路8的放大电路82的输出侧与振动元件6的电极61a、61c、65a和65c导通，并且振动元件6的电极61b、61d、65b和65d与驱动电路8的振荡电路81的输入侧导通。由于其他操作与指令表示滑块2在图6中向上移动的情况的操作相同，因而省略其说明。然而，与上述情况相同，如果滑块2过度地移动到图1中的左侧，则凸部22与辊52接触，从而限制滑块2的移动，并防止滑块2与辊52脱离。

根据第一实施例的直线致动器1，除了能构成小型(薄型)直线致动器1的优点以外，还具有以下优点：由于不使用普通电动机来移动滑块2，因而完全消除了诸如来自普通电动机的电磁噪声，或者即使有电磁噪声时，该噪声也很小。因此，对周围设备没有影响。

另外，由于滑块2由辊51和52支撑，因而可减小摩擦阻力，这可使滑块2顺利和可靠地直线移动。

另外，当滑块2未被驱动时(停止状态)，即，当未向任何电极通电时，凸部66与滑块2压接，并且凸部66和滑块2之间的摩擦力可使滑块2保持在停止状态。即，防止滑块2移动，这可使滑块2保持在规定位置。

另外，由于滑块2可在正反两个方向(左右两个方向)上移动，因而适用性广。

另外，由于可使用一个振动元件6使滑块2在两个方向上移动，因而与针对各移动方向设置专用振动元件的情况相比，可减少部件数量，这具有使制造简单，并使直线致动器1整体小型化和轻量化的优点。

另外，如图2所示，在组装时，可通过从图2中的一面(图2中的左侧)把部件组装在基部4上进行组装，而没有从右侧组装的部件，藉此，具有可容易和快速进行组装的优点。

此处，在本实施例中，滑块2由两个辊51和52可移动地支撑，但在本发明中，可设置3个或以上的辊来可移动地支撑滑块2。

下面，将对本发明的直线致动器的第二实施例进行说明。

图7是根据本发明的直线致动器的第二实施例中的振动元件的透视图，图8是示出根据本发明的直线致动器的第二实施例中的电路构成的方框图。

在下述第二实施例的直线致动器1中，说明重点放在与上述第一实施例的不同点上，并省略相同事项的说明。

第二实施例的直线致动器1具有：使滑块2维持(保持)在停止状态的第一方式；允许滑块2移动(即，滑块2处于自由状态)的第二方式；使滑块2正向移动的第三方式；以及使滑块2反向移动的第四方式。直线致动器1构成为可以通过选择各电极的任何通电模式来改变振动元件6的振动模式，从而选择第一方式、第二方式、第三方式和第四方式中的任何一种。以下对该结构进行具体说明。

如图7所示，在振动元件6中，在图7中的压电元件62的上侧设置5个板状电极61a、61b、61c、61d和61e，并在图7中的压电元件64的下侧设置5个板状电极65a、65b、65c、65d和65e(电极65a、65b、65c、65d和65e未在图7中示出，而仅在括弧内示出其标号)。

即，把压电元件62分割(划分)成4个长方形区域，并在该分割区域内分别设置长方形电极61a、61b、61c和61d。同样，把压电元件64分割(划分)成4个长方形区域，并在该分割区域内分别设置长方形电极65a、65b、65c和65d。

另外，在压电元件62的中部设置长方形电极61e，同样，在压电元件64的中部设置长方形电极65e。电极61e和65e均配置成使其长度方向(长边方向)与振动元件6的长度方向(长边方向)大体一致。电极61e和65e是检测电极，用于检测在加强板63与各个电极61e和65e之间感应的电压(感应电压)，即由振动元件6的振动的纵向分量(纵向振动分量)感应的电压(感应电压)。另外，电极61e和65e在第二方式中使用。

在此方面，电极65a、65b、65c、65d和65e分别设置在电极61a、61b、61c、61d和61e的下面。

将一个对角线上的电极61a和61c以及位于这些电极下面的电极65a和65c全都电连接起来，同样，将另一对角线上的电极61b和61d以及位于这些电极下面的电极65b和65d全都电连接起来。另外，同样，将中部电极61e和位于该电极下面的电极65e电连接起来(以下简称为“连接”)。

如图8所示，第二实施例的直线致动器1的通电电路20包括：具有振荡电路81、放大电路82和移动量控制电路83的驱动电路8；开关9；以及开关16。

开关9是用于在通电的电极和用作振动检测装置的电极之间进行切换的切换装置，通过切换开关9来切换滑块2的移动方向。

开关9包括两个连动的切换部91和92。振动元件6的电极61d与切换部91的端子97连接，电极61a与切换部92的端子98连接。

另外，切换部91的端子93和切换部92的端子96都与驱动电路8的放大电路82的输出侧连接，并且从放大电路82向各个端子93和96施加交流电压。

另外，振动元件6的加强板63接地。

另外，切换部91的端子94和切换部92的端子95都与驱动电路8的振荡电路81的输入侧连接。

开关16包括两个连动的切换部161和162。

切换部161的端子163与开关9的端子94和95连接，并且端子164与振动元件6的电极61e连接。

另外，切换部161的端子167与驱动电路8的振荡电路81的输入侧连接。

另外，切换部162的端子166与开关9的端子98和振动元件6的电极61a连接，并且端子168与开关9的端子97和振动元件6的电极61d连接。

在此方面，由于驱动电路8与上述第一实施例的驱动电路相同，因而省略其说明。

下面，将对上述各方式进行说明。

在第一方式中，没有对振动元件6激励。即，未向振动元件6的任何电极通电。在该情况下，由于振动元件6的凸部66与滑块2压接，因而凸部66和滑块2之间的摩擦力可使滑块2保持在停止状态。即，防止滑块2移动，这可使滑块2保持在规定位置。

另外，在第二方式中，在与滑块2的移动方向大致垂直的方向上激励振动。即，向振动元件6的两个对角线上的电极61a、61b、61c、61d、65a、65b、65c和65d通电，并在加强板63与各个电极61a、61b、61c、61d、65a、65b、65c和65d之间施加交流电压。这样，振动元件6在长度方向上(长边方向)反复进行伸缩，即，在长度方向以微小振幅振动(进行纵向振动)。换句话说，振动元件6的凸部66在长度方向上(长边方向)进行振动(往复运动)。

当振动元件6进行收缩时，滑块2远离凸部66，这消除了滑块2和凸部66之间的摩擦力或者减小了该摩擦力，从而使滑块2处于自由状态，可以向着图8中的上侧或下侧在两个方向上自由移动。另一方面，当振动元件6进行伸长时，滑块2接收到来自凸部66的推力。然而，由于其方向是与滑块2的长度方向垂直的方向，因而滑块2在图8中的上侧或下侧两个方向上都不会移动。

因此，通过振动元件6的振动来形成自由状态，这可使滑块2朝图8中的上侧或下侧在两个方向上自由移动。

另外，在第三方式中，激励出至少包含滑块2的正向移动方向上的振动位移分量的振动。即，向振动元件6的位于一个对角线上的电极61b、61d、65b和65d通电，并在加强板63与各个电极61b、61d、65b和65d之间施加交流电压。这样，如第一实施例所述，滑块2在图8中向上(正向)移动。此时，振动元件6的位于另一对角线上的未被施加电力的电极61a、61c、65a和65c用作检测振动元件6的振动的振动检测装置。

另外，在第四方式中，激励出至少包含滑块2的反向移动方向上的振动位移分量的振动。即，向振动元件6的位于一个对角线上的电极61a、61c、65a和65c通电，并在加强板63与各个电极61a、61c、65a和65c之间施加交流电压。这样，如第一实施例所述，滑块2在图8中向下(反向)移动。此时，振动元件6的位于另一对角线上的未被施加电力的电极61b、61d、65b和65d用作检测振动元件6的振动的振动检测装置。

下面，将参照图8对直线致动器1的操作进行说明。

在电源开关接通(ON)的状态下，当给出滑块2的停止/自由的指令和滑块2的移动方向和移动量的指令时，根据该指令来操作开关9、开关16和驱动电路8的移动量控制电路83。即，根据该指令来建立上述第一方式、第二方式、第三方式和第四方式中的任何一种。

在指令表示滑块2要在图8中向上(正向)移动的(第三方式)情况下，如图8所示，开关16被切换成使开关16的端子163和端子167连接，并使端子165和端子168连接，并且开关9被切换成使开关9的端子93和端子97连接，并使端子95和端子98连接。这样，驱动电路8的放大电路82的输出侧与振动元件6的电极61b、61d、65b和65d导通，并且振动元件6的电极61a、61c、65a和65c与驱动电路8的振荡电路81的输入侧导通。

驱动电路8的振荡电路81和放大电路82都由移动量控制电路83控制。

从振荡电路81输出的交流电压由放大电路82放大，然后被施加在加强板63与各个电极61b、61d、65b和65d之间。这样，如上所述，振动元件6的与电极61b、61d、65b和65d对应的部分反复进行伸缩，并且振动元件6的凸部66在图5的箭头b所示的倾斜方向进行振动(往复运动)，并如箭头c所示，进行椭圆振动(椭圆运动)，这样，当振动元件6的与电极61b、61d、65b和65d对应的部分进行伸长时，滑块2接收到来自凸部66的摩擦力(推力)，该反复摩擦力(推力)使滑块2在图8中向上(正向)移动。

此时，未被施加电力的电极61a、61c、65a和65c形成检测电极，用于检测在加强板63与各个电极61a、61c、65a和65c之间感应的电压(感应电压)。

所检测的感应电压(检测电压)被输入到振荡电路81，然后振荡电路81根据该检测电压，输出具有使振动元件6的振幅变为最大，即检测电压变为最大的频率(谐振频率)的交流电压。这样，可使滑块2高效地移动。

另外，移动量控制电路83根据所指示的滑块2的移动量(目标值)，控制各电极的通电状态。

即，移动量控制电路83操作振荡电路81和放大电路82，并驱动振动元件6来移动滑块2，直到滑块2的移动量达到所指示的滑块2的移动量(目标值)。

在上述相反情况下，在指令表示滑块2要在图8中向下(反向)移动的(第四方式)情况下，开关16被切换成使开关16的端子163和端子167连接，并使端子165和端子168连接，并且开关9被切换成使开关9的端子94和端子97连接，并使端子96和端子98连接。这样，驱动电路8的放大电路82的输出侧与振动元件6的电极61a、61c、65a和65c导通，并且振动元件6的电极61b、61d、65b和65d与驱动电路8的振荡电路81的输入侧导通。由于其他操作与指令表示滑块2在图8中向上移动的情况的操作相同，因而省略其说明。

另外，在指令表示使滑块2保持在停止状态的(第一方式)情况下，如图8所示，开关16被切换成使开关16的端子163和端子167连接，并使端子165和端子168连接。

然后，移动量控制电路83不操作振荡电路81和放大电路82。即，不向振动元件6的任何电极施加交流电压。

凸部66与滑块2压接(对接)，并且凸部66和滑块2之间的摩擦力使滑块2保持在停止状态。即，防止滑块2移动，并使滑块2保持在规定位置。

此处，在第一方式的情况下，只要不向振动元件6的任何电极施加交流电压，开关9和16可以采用任何方式切换。

在指令表示把滑块2设定在自由状态的(第二方式)情况下，开关16被切换成使开关16的端子164和端子167连接，并使端子166和端子168连接。这样，驱动电路8的放大电路82的输出侧与振动元件6的电极61a、61b、61c、61d、65a、65b、65c和65d导通，并且振动元件6的电极61e和65e与驱动电路8的振荡电路81的输入侧导通。

从振荡电路81输出的交流电压由放大电路82放大，然后被施加在加强板63与各个电极61a、61b、61c、61d、65a、65b、65c和65d之间。这样，如上所述，振动元件6的凸部66在长度方向进行振动(往复运动)，从而使滑块2处于自由状态，可以朝图8中的上侧或下侧在两个方向上自由移动。

此时，从各个电极61e和65e中检测到加强板63与各个电极61e和65e之间感应的电压(感应电压)。所检测的感应电压(检测电压)被输入到振荡电路81，然后振荡电路81根据该检测电压，输出具有使振动元件6的纵向振动的振幅变为最大，即检测电压变为最大的频率的交流电压。这样，可使滑块2更顺利地移动。

在此方面，在第二方式的情况下，开关9可以采用任何方式切换。

本第二实施例的直线致动器1获得与上述第一实施例相同的效果。

另外，在该直线致动器1中，由于能从四种状态中选择任何状态，因而适用性广，这四种状态是：使滑块2保持在停止状态的状态，即高摩擦状态；允许滑块2移动的状态(即把滑块2设定在自由状态)，即低摩擦状态；使滑块2正向移动的状态；以及使滑块2反向移动的状态。

此处，在上述振动元件6中，对把用于驱动致动器1的电极分割成四段的情况作了说明。然而，这仅是用于选择性地激励纵向振动和弯曲振动的一个示例，并且在本发明中，振动元件6的结构和驱动方法不限于如上所述。

下面，将对本发明的直线致动器的第三实施例进行说明。

图9是示出根据本发明的直线致动器的第三实施例的平面图。在以下使用图9的说明中，把图9中的上侧称为“上”，把下侧称为“下”，把右侧称为“右”，并把左侧称为“左”。

在下述第三实施例的直线致动器1中，说明重点放在与上述第一实施例的不同点上，并省略相同事项的说明。

如图9所示，在第三实施例的直线致动器1中，振动元件6设置成使振动元件6的长边602与滑块2的移动方向(长度方向)大致平行，即，使振动元件6的短边601与滑块2的移动方向大致垂直。

这样，可使直线致动器1更加小型化(在上下方向上更小)。

另外，振动元件6的凸部(与滑块2对接的部分)66设置在加强板63的多个部位(在图示的构成中，两个部位)上。一个凸部66设置在加强板63的下侧的长边602的右侧端部，另一凸部66设置在加强板63的下侧的长边602的左侧端部。

这样，可使用振动元件6的两个隔开的凸部66交替地向滑块2施加摩擦力(推力)，从而使滑块2移动，并且与使用一个凸部66来移动滑块2的情况相比，可用强力移动滑块2。

另外，臂部68在途中弯曲(折弯)，并且在臂部68的端部(左侧端部)形成有插入螺栓13的孔681。

在臂部68的孔681的附近，用螺栓13把振动元件6固定到设置在基部4内的螺孔(未作图示)中。即，振动元件6由臂部68支撑。这样，振动元件6可自由振动，并以较大振幅进行振动。

另外，振动元件6由臂部68向下偏置，并且振动元件6的凸部66依靠该偏置力，与滑块2的接触部(上侧表面)压接(压紧)。

因此，臂部68形成使振动元件6压紧滑块2的推压装置。

本第三实施例的直线致动器1获得与上述第一实施例相同的效果。

在该情况下，本第三实施例中的直线致动器1，与上述第一实施例一样，可以设有推压装置7。

另外，与上述第二实施例一样，可以提供：使滑块2保持在停止状态的第一方式；允许滑块2移动(即，滑块2处于自由状态)的第二方式；使滑块2正向移动的第三方式；以及使滑块2反向移动的第四方式。

下面，将对本发明的直线致动器的第四实施例进行说明。

图10是示出根据本发明的直线致动器的第四实施例的剖视平面图。图11是沿着图10所示的直线致动器的线B-B所取的剖视图。在以下使用图10的说明中，把图10中的上侧称为“上”，把下侧称为“下”，把右侧称为“右”，并把左侧称为“左”。

在下述第四实施例的直线致动器1中，说明重点放在与上述第一、第二或第三实施例的不同点上，并省略相同事项的说明。

如这些附图所示，第四实施例的直线致动器1具有多个板状致动器单元10。

在该情况下，直线致动器1具有相互面对的一对平行的板状基部42、43，并且这些基部42、43由各致动器单元10共用。基部42设置在图11中的左侧端，基部43设置在图11中的右侧端。

多个致动器单元10以层叠结构位于大致平行的多个平面内。

即，在多个致动器单元10中，滑块2的移动方向(排列方向)大体一致，并且滑块2配置成在振动元件6(致动器单元10)的厚度方向上层叠。另外，各滑块2在图11中的水平方向上排成一排。

通过这样层叠各致动器单元10，可使滑块2集中(整合)。

各振动元件6被固定到穿过臂部68的孔681的公共轴141上，并由该公共轴141支撑。

在相邻的振动元件6之间、图11中的左侧端的基部42和振动元件6之间，以及在图11中的右侧端的基部43和振动元件6之间与臂部68的孔681对应的位置处分别设置有隔片144。

图11中的轴141的左侧端部通过例如压力插入而固定在基部42的孔421中。

另一方面，在图11中的轴141的右侧端部形成有与螺母143配合的螺钉142。图11中的轴141的右侧端部穿过基部43的孔431，并通过使螺母143与螺钉142配合，把基部43夹持在隔片144和螺母143之间，从而使轴141固定到基部43上。

另外，各辊52由可在正反两个方向上旋转的公共轴523支撑。

图11中的轴523的左侧端部例如通过压力插入而固定在基部42的孔422中。

另一方面，在图11中的轴523的右侧端部形成有与两个螺母525和526配合的螺栓524。图11中的轴523的右侧端部穿过基部43的孔432，并通过使螺母525和螺母526与螺栓524配合并使基部43位于两者之间，把基部43夹持在螺母525和螺母526之间，从而使轴523固定到基部43上。

同样，各辊51由可在正反两个方向上旋转的公共轴513支撑。

图11中的轴513的左侧端部例如通过压力插入而固定在基部42的孔(图11未示出)中。

另一方面，在图11中的轴513的右侧端部形成有与两个螺母(图11未示出)配合的螺栓(图11未示出)。图11中的轴513的右侧端部穿过基部43的孔(图11未示出)，并通过使两个螺母与螺栓配合并使基部43位于两者之间，把基部43夹持在两个螺母之间，从而使轴513固定到基部43上。

此处，由于各致动器单元10的结构和操作与上述第一、第二或第三实施例的结构和操作大致相同，因而省略其说明。

本第四实施例的直线致动器1获得与上述第一、第二或第三实施例相同的效果。

在该情况下，在该直线致动器1中，由于各致动器单元10在振动元件6的厚度方向上层叠，因而可使直线致动器1更加小型化。

另外，在该直线致动器1中，由于各致动器单元10形成为板状(平面状)，因而它们可容易地堆积(层叠)，使得可以容易地进行组装。

上述各实施例中的直线致动器1可在各种电子设备等内安装和使用。

例如，如图12所示，直线致动器1可用于驱动点字显示设备中的点字。

点字显示设备具有基板15，并在基板15内形成有多个孔151。各个孔151形成点字。另外，在图12中，3个孔151排成一行(直线)。

直线致动器1与上述第四实施例中一样，具有多个致动器单元10。

各致动器单元10的滑块2为棒状，并且在图12中的各滑块2的上侧端部(尖部)形成有销23，该销23形成点字的一个点。

在致动器单元10中，与上述第四实施例中一样，滑块2的移动方向大致一致，并且滑块2采用把销23插入在对应孔151内的配置，在振动元件6的厚度方向上层叠。

该直线致动器1根据要显示的点字(点字模式)来驱动和控制，并且在各致动器单元10中，当通过驱动振动元件6来使滑块2在图12中向上移动时，销23的端部231从孔151突出，在相反情况下，当滑块2在图12中向下移动时，销23的端部231缩回到孔151内。

在此方面，对本发明的直线致动器的使用没有特别限定。即，本发明除了点字驱动以外，例如，还可适用于在便携式电话(包括PHS)、便携式电视机、电视电话等中由于驱动天线的各种电子装置。

下面，将对本发明的直线致动器的第五实施例进行说明。

图13是示出根据本发明的直线致动器的第五实施例的振动元件的透视图。在以下使用图13的说明中，把图13中的上侧称为“上”，把下侧称为“下”，把右侧称为“右”，并把左侧称为“左”。

在下述第五实施例的直线致动器1中，说明重点放在与上述第一至第四实施例的不同点上，并省略相同事项的说明。

除了在第二实施例中所述的第一至第四方式以外，第五实施例的直线致动器1还具有将纵向振动和弯曲振动组合起来的第五方式和第六方式。这些方式与第一至第四方式一样可通过改变电极61a～61f、65a～65f的通电模式来自由选择。

该直线致动器1的振动元件6在图13中的压电元件62的上侧具有电极61f并在图13中的压电元件62的下侧具有电极65f，取代第二实施例的检测电极61e、65e。这些电极61f、65f具有长方形的板状形状，并具有与振动元件6在长度方向上的长度大致相同的尺寸，并且沿着振动元件6的长度方向设置在其中部。另外，电极61f和65f在振动元件6的两侧(前面和后面之间)电连接。而且，电极61f和65f与其他电极61a～61d、65a～65d一样与通电电路20侧电连接(未作图示)。

图14是示出图13所示的直线致动器中的振动元件的振动状态的平面图。

在该直线致动器1的第五方式中，向振动元件6的位于对角线上的电极61b、61d、65b和65d通电，并在各个这些电极与加强板63之间施加交流电压。然后，振动元件6的与这些电极对应的部分反复进行伸缩，从而使振动元件6整体进行弯曲振动。该弯曲振动使振动元件6的凸部66在图14中的箭头b所示的倾斜方向上进行振动(往复运动)，或者如箭头c所示，进行椭圆振动(椭圆运动)。这样，滑块2接收到来自凸部66的反复摩擦力(推力)，并移动到图14中的右侧(即正向)。

另外，在该第5方式中，也向振动元件6的中部的电极61f和65f通电。然后，所施加的交流电压使振动元件6的对应部分反复进行伸缩，从而使振动元件6整体在长度方向上以微小振幅进行纵向振动。该纵向振动使由振动元件6的凸部66施加给滑块2的推力增大，从而使滑块2依靠比第三方式更强的力移动。这样，具有使直线致动器1的驱动力增强的优点。

此处，在该第五方式中，未被施加电力的电极61a、61c、65a和65c构成用于检测振动元件6的振动的振动检测装置。当驱动直线致动器1时，这些电极检测在加强板63与各个通电电极61b、61d、61f、65b、65d和65f之间感应的电压(感应电压)，该检测电压被输入到振荡电路81。然后，振荡电路81根据该检测电压，输出具有使振动元件6的振幅变为最大，即所检测的感应电压变为最大的频率(谐振频率)的交流电压。这样，具有可使滑块2高效移动的优点。在此方面，未被施加电力的电极61a、61c、65a和65c的操作与第一实施例相同。

图15是示出图13所示的直线致动器中的振动元件的振动状态的平面图。

在该直线致动器1的第六方式中，向振动元件6的位于对角线上的电极61a、61c、65a和65c通电，并向振动元件6的中部的电极61f和65f通电。然后，振动元件6与第五方式对称(相反)振动，这使滑块2滑动到图15中的左侧(反向)。这样，具有对于滑块2的反向移动获得高驱动力的优点。在该情况下，未被施加电力的其他电极61b、61d、65b和65d构成用于检测振动元件6的振动的振动检测装置。这些操作和效果与第五方式中的电极61a、61c、65a和65c的操作和效果相同。

另外，在该直线致动器1中，臂部68在驱动时支撑纵向振动和弯曲振动两者的振动节点，该振动节点位于振动元件6的侧面。可以通过振动分析或者相关领域技术人员公知的其它方法来恰当地确定该振动节点的位置。例如，在电极61a～61d、65a～65d在振动元件6的纵向和横向上对称的情况下，振动元件6的中点附近的部分构成振动节点。如果臂部68设置在该位置，则由于可抑制从臂部68到外部的振动泄漏(振动损耗)，因而具有可有效驱动滑块2的优点。

另外，在该直线致动器1中，优选的是，加强板63、凸部66和臂部68由一个构件一体形成。这样，由于可加强这些部件的接合关系，因而可把振动元件6的振动有效地传递到滑块2，并具有可更可靠地支撑振动元件6的优点。

另外，这些变形例都可以适用于第一至第四实施例的直线致动器1。

图16是示出图13所示的直线致动器中的振动元件的驱动特性的图。

在该图所示的振动元件6的振动特性中，横轴表示振动频率(Hz)，纵轴表示阻抗(Ω)。另外，该振动频率是在驱动时振动元件6的振动频率。另外，阻抗是在无推压状态下的压电元件62、64的阻抗。

在该直线致动器1中，通过如上所述把纵向振动和弯曲振动进行组合，滑块2由振动元件6的凸部66以更大推力偏置。在此方面，在该直线致动器1中，振动元件6的各种条件被设定成使振动元件6的纵向振动的谐振频率f1和弯曲振动的谐振频率f2不同(偏移)。这样，在推压状态下，在谐振点附近，压电元件62、64的阻抗变化变小，并且阻抗变大，从而使纵向振动和弯曲振动的谐振频率不明确。这样，可在宽频带内激励经组合的纵向振动和弯曲振动，并具有可使驱动振动元件6时的投入电力稳定的优点。

在此方面，这些谐振频率f1、f2是阻抗变得极小时的振动频率(驱动频率)(参见图16)。

另外，在该直线致动器1中，按照纵向振动的谐振频率f1和弯曲振动的谐振频率f2之间的期望振动频率(驱动频率)来驱动振动元件6。

在该情况下，当振动元件6的驱动频率接近纵向振动的谐振频率f1时，由于在增大推力的方向上的振动振幅变大，因而滑块2和振动元件6的凸部66之间的摩擦力变大，这产生更大的驱动力(即，这形成大驱动力型系统)。

另外，当振动元件6的驱动频率接近弯曲振动的谐振频率f2时，振动元件6的凸部66的振动位移在滑块2的移动方向上的分量变大，这样，由振动元件6的一次振动所传送的量变大，这产生更高的驱动速度(移动速度)(即，这形成高速型系统)。

例如，以这种方式，通过偏移纵向振动的谐振频率f1和弯曲振动的谐振频率f2，并通过在f1和f2之间的频带内恰当地建立(选择)驱动频率，可获得与驱动力和驱动速度相关的任何驱动特性。

另外，在该直线致动器1中，优选的是，弯曲振动的谐振频率f2比纵向振动的谐振频率f1大频率f1的约0.5～3％，更优选的是，f2比频率f1大f1的约1～2％。

通过在上述范围内建立纵向振动的谐振频率f1和弯曲振动的谐振频率f2之间的差值，由于纵向振动和弯曲振动在推压状态下同时发生(即，它们被组合在一起)，因而同时获得摩擦力和驱动力，这可获得良好的驱动特性。

另外，不限于此，可以使纵向振动的谐振频率f1大于弯曲振动的谐振频率f2。在该情况下，优选的是，纵向振动的谐振频率f1比弯曲振动的谐振频率f2大f2的约0.5～3％，更优选的是，f1比f2大f2的约1～2％。另外，为了投入更大电力并获得大的机械输出，优选的是，在驱动频率的范围内降低阻抗。即，只要谐振频率f1、f2不同，就可以使用任何配置。

另外，在该直线致动器1中，弯曲振动的谐振频率f2时的阻抗大于纵向振动的谐振频率f1时的阻抗，并且在谐振频率f1和f2之间具有阻抗极大的频率f3。在此方面，优选的是，按照纵向振动的谐振频率f1和弯曲振动的谐振频率f2之间的期望驱动频率来驱动振动元件6，更优选的是，按照频率f3和f2之间的期望驱动频率来驱动。

这样，可在振动元件6的驱动时，按照偏移的振动相位来激励纵向振动和弯曲振动。因此，可使凸部66沿着椭圆轨道c(参见图14和图15)振动，这可从振动元件6向滑块2高效率地施加力，而不用向滑块2施加任何回复力。

如上所述，在本第五实施例中，可有效地操作直线致动器1。

下面，将对本发明的直线致动器的第六实施例进行说明。

图17是示出根据本发明的直线致动器的第六实施例的剖视平面图。在以下使用图17的说明中，把图17中的上侧称为“上”，把下侧称为“下”，把右侧称为“右”，并把左侧称为“左”。

在下述第六实施例的直线致动器1中，说明重点放在与上述第四实施例的不同点上，并省略相同事项的说明。

如图17所示，在第六实施例的直线致动器1中，在致动器单元10的振动元件6的加强板63上一体地形成有一对(2个)弹性(挠性)臂部68。

这一对臂部68设置在加强板63的长度方向上(图17中的上下方向)的大致中央，相对于加强板63在相反的方向上突出(图17中对称)，这两个方向与位于两者之间的加强板63的长度方向大致垂直。

本第六实施例的直线致动器1获得与上述第四实施例相同的效果。

另外，在该直线致动器1中，由于在振动元件6上设置有一对臂部68，因而具有高的支撑刚性，这使得即使在抗衡驱动反作用力等外力时也能实现稳定支撑。另外，由于臂部68是对称的，因而可使对右方向的驱动特性和对左方向的驱动特性的影响一致，这可获得左右方向(正反向)上的特性相同的直线致动器。

此处，在本第六实施例中，直线致动器1中的致动器单元10的数量是多个，但在本发明中，致动器单元10的数量可以是一个。

另外，上述第五实施例可以适用于本第六实施例。

在以上给出的说明中，应该注意，本发明的直线致动器是根据图示的实施例来说明的，但本发明不限于此，可用具有相同或相似功能的任何结构来替代各部分的结构。

另外，在本发明中，可以把上述任何实施例的两个或以上的结构(特征)进行恰当组合。

另外，在本发明中，振动元件的形状和结构不限于图示的结构，可使用其他结构，例如，仅具有一个压电元件的结构，不具有加强板的结构，具有宽度朝与滑块接触的部分递减的形状的结构等。

另外，在上述实施例中，在一个致动器单元10内设置一个振动元件6，但在本发明中，可以在一个致动器单元10内设置多个振动元件6。

根据本发明，由于使用振动元件来移动滑块，即，由于使用振动元件来直接驱动滑块，并且由于滑块由多个辊支撑，因而可减小摩擦阻力，这可使滑块顺利和可靠地直线移动。另外，通过使用振动元件来移动滑块，即，通过使用振动元件来直线驱动滑块，可使直线致动器整体小型化，特别是薄型化。而且，可使直线致动器的结构简化，这可降低制造成本。另外，由于不使用普通电动机，因而可完全消除电磁噪声，或者即使有电磁噪声时，由于该噪声很小，也能防止该噪声对外围设备产生影响。因此，本发明具有广泛的工业应用性。

Claims (15)

1.一种直线致动器，其具有至少一个致动器单元，所述致动器单元包括：

滑块；

多个辊，用于可移动地支撑所述滑块；以及

振动元件，其与所述滑块对接，并与所述滑块进行摩擦接触，该振动元件具有至少一个压电元件；

其中，当向所述至少一个压电元件施加交流电压时，所述振动元件振动，从而该振动反复地向所述滑块施加力，以使所述滑块直线移动，

其中，所述振动元件由层叠体构成，该层叠体包括至少一个板状压电元件和至少一个由金属材料制成的加强板，

其中，所述振动元件具有臂部，该臂部从所述振动元件突出以支撑所述振动元件，所述臂部使所述振动元件与所述滑块压接，所述振动元件具有与所述滑块对接的部分，并且所述臂部和所述对接部一体地形成在所述加强板上。

2.根据权利要求1所述的直线致动器，其中，所述至少一个致动器单元包括多个致动器单元。

3.根据权利要求2所述的直线致动器，其中，所述多个致动器单元以层叠结构分别位于大致平行的多个平面内。

4.根据权利要求2所述的直线致动器，还包括：

用于可旋转地支撑所述辊的至少一个公共轴；以及

用于支撑所述振动元件的至少一个公共轴。

5.根据权利要求1所述的直线致动器，其中，所述振动元件具有由多个振动方式组成的振动模式，该多个振动方式包括：把所述滑块维持在停止状态的第一方式；允许所述滑块移动的第二方式；使所述滑块正向移动的第三方式；以及使所述滑块反向移动的第四方式，其中，可以通过改变所述振动元件的振动模式而从所述第一方式、第二方式、第三方式和第四方式中选择任意一种方式。

6.根据权利要求1所述的直线致动器，其中，所述振动元件具有由多个振动方式组成的振动模式，该多个振动方式包括：把所述滑块维持在停止状态的第一方式；允许所述滑块移动的第二方式；使所述滑块正向移动的第三方式；以及使所述滑块反向移动的第四方式，并且，所述振动元件具有多个分割电极，从而当通过这些电极向所述至少一个压电元件施加交流电压时，所述振动元件振动，其中，可以通过改变向所述振动元件的各个电极施加交流电压的模式而从所述第一方式、第二方式、第三方式和第四方式中选择任意一种方式。

7.根据权利要求1所述的直线致动器，还包括至少一个轴，所述轴位于对应辊的中心，用于可旋转地支撑所述辊，其中，所述辊具有在外周面上形成的槽，所述滑块位于所述槽中，由所述辊支撑，并且所述轴的直径小于所述辊上支撑所述滑块的部位的直径。

8.根据权利要求1所述的直线致动器，其中，所述滑块是棒状。

9.根据权利要求8所述的直线致动器，其中，所述振动元件是板状的，所述振动元件和所述滑块位于大致相同的平面内。

10.根据权利要求1所述的直线致动器，还包括推压装置，用于使所述振动元件与所述滑块压接；

其中，所述振动元件具有臂部，该臂部从所述振动元件突出以支撑所述振动元件，所述振动元件具有与所述滑块对接的部分，并且所述推压装置的至少一部分、所述臂部和所述对接部一体地形成在所述加强板上。

11.根据权利要求10所述的直线致动器，其中，所述推压装置具有调节机构，该调节机构对使所述振动元件压紧所述滑块的力进行调节，并且该调节机构的至少一部分一体地形成在所述加强板上。

12.根据权利要求1所述的直线致动器，其中，所述振动元件具有与所述滑块对接的部分，该对接部在所述滑块的移动方向上位于所述多个辊中的两个辊之间。

13.根据权利要求1所述的直线致动器，其中，所述滑块具有弯曲振动的谐振频率，并且所述直线致动器构成为，在所述滑块的弯曲振动的谐振频率和所述振动元件的振动频率的m倍之间不一致，其中，m是所有自然数，并且在所述滑块的弯曲振动的谐振频率的n倍和所述振动元件的振动频率之间不一致，其中，n是所有自然数。

14.根据权利要求1所述的直线致动器，还包括移动限制装置，用于限制所述滑块的移动。

15.根据权利要求14所述的直线致动器，其中，所述移动限制装置设置在所述滑块上，并包括至少一个凸部，该凸部通过与所述辊对接来限制所述滑块的移动。

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