JP2003209985A - 振動アクチュエータ - Google Patents
振動アクチュエータInfo
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- JP2003209985A JP2003209985A JP2002005936A JP2002005936A JP2003209985A JP 2003209985 A JP2003209985 A JP 2003209985A JP 2002005936 A JP2002005936 A JP 2002005936A JP 2002005936 A JP2002005936 A JP 2002005936A JP 2003209985 A JP2003209985 A JP 2003209985A
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- electromechanical conversion
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気機械変換素子と弾性体との間の接着層に
おける損失を減少させ、消費電流を削減し、電池寿命の
長い振動アクチュエータを提供する。 【解決手段】 電気機械変換素子１の内径ｄｉ１と弾性
体２の内径ｄｉ２との関係を、ｄｉ１＞ｄｉ２とする。
このようにすることにより、電気機械変換素子１と弾性
体２とが互いに接着されている接着幅を必要最低限の幅
とする。接着幅を狭くすることにより、接着層における
損失を少なくすることができ、振動アクチュエータの本
来の駆動特性を変化させることなく、消費電流を減少さ
せることができる。
おける損失を減少させ、消費電流を削減し、電池寿命の
長い振動アクチュエータを提供する。 【解決手段】 電気機械変換素子１の内径ｄｉ１と弾性
体２の内径ｄｉ２との関係を、ｄｉ１＞ｄｉ２とする。
このようにすることにより、電気機械変換素子１と弾性
体２とが互いに接着されている接着幅を必要最低限の幅
とする。接着幅を狭くすることにより、接着層における
損失を少なくすることができ、振動アクチュエータの本
来の駆動特性を変化させることなく、消費電流を減少さ
せることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動波を利用した
振動アクチュエータに関するものである。
振動アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、この種の振動アクチュエータ
は、低速駆動で大出力が得られることから、各産業分野
において期待されているアクチュエータである。これら
振動アクチュエータでは、電気機械変換素子と弾性体が
接着剤により貼り合わせられており、電気機械変換素子
に交流の駆動信号を与えることにより、電気機械変換素
子が励振されて振動する。そして、電気機械変換素子の
振動が弾性体に伝わることにより、弾性体の駆動面に振
動波を発生させて、この振動波により移動部材を移動さ
せ、駆動力を得ている。
は、低速駆動で大出力が得られることから、各産業分野
において期待されているアクチュエータである。これら
振動アクチュエータでは、電気機械変換素子と弾性体が
接着剤により貼り合わせられており、電気機械変換素子
に交流の駆動信号を与えることにより、電気機械変換素
子が励振されて振動する。そして、電気機械変換素子の
振動が弾性体に伝わることにより、弾性体の駆動面に振
動波を発生させて、この振動波により移動部材を移動さ
せ、駆動力を得ている。
【０００３】図１０は、従来の振動アクチュエータにお
ける弾性体と電気機械変換素子との接着面付近の挙動を
示す図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、そ
れぞれ極性が異なる直流信号が印加された瞬間の状態を
示している。分極処理を施した電気機械変換素子に直流
信号を印加すると、電気機械変換素子１に伸び及び縮み
が生じ、接着層３を介して屈曲変形が生じる。上述のよ
うに、振動アクチュエータを駆動する場合には、電気機
械変換素子１に形成された電極群に交流信号を印加する
ことにより、電気機械変換素子１を励振し、これによる
振動を利用して移動体を駆動する。
ける弾性体と電気機械変換素子との接着面付近の挙動を
示す図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、そ
れぞれ極性が異なる直流信号が印加された瞬間の状態を
示している。分極処理を施した電気機械変換素子に直流
信号を印加すると、電気機械変換素子１に伸び及び縮み
が生じ、接着層３を介して屈曲変形が生じる。上述のよ
うに、振動アクチュエータを駆動する場合には、電気機
械変換素子１に形成された電極群に交流信号を印加する
ことにより、電気機械変換素子１を励振し、これによる
振動を利用して移動体を駆動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の振動アクチュエータでは、電気機械変換素子１の屈曲
変形時に、接着層３の変形によるせん断損失が発生する
ことから、消費電流が増大するという問題があった。特
に、電池を電源とする場合には、電池寿命が短いという
問題があった。
の振動アクチュエータでは、電気機械変換素子１の屈曲
変形時に、接着層３の変形によるせん断損失が発生する
ことから、消費電流が増大するという問題があった。特
に、電池を電源とする場合には、電池寿命が短いという
問題があった。
【０００５】本発明の課題は、電気機械変換素子と弾性
体との間の接着層における損失を減少させ、消費電流を
削減し、電池寿命の長い振動アクチュエータを提供する
ことである。
体との間の接着層における損失を減少させ、消費電流を
削減し、電池寿命の長い振動アクチュエータを提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。すな
わち、請求項１の発明は、駆動信号により励振される電
気機械変換素子（１）と、前記電気機械変換素子に接着
され、前記励振により駆動面に振動波を発生する弾性体
（２）と、を備えた振動アクチュエータにおいて、前記
電気機械変換素子は、前記弾性体と対向する面の幅が第
一の所定の幅を有し、前記弾性体は、前記電気機械変換
素子と対向する面の幅が第二の所定の幅を有し、前記電
気機械変換素子と前記弾性体とが接着されている接着部
の幅は、前記第一の所定の幅と前記第二の所定の幅との
内の幅の狭い側の幅以下の幅となっていること、を特徴
とする振動アクチュエータである。
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。すな
わち、請求項１の発明は、駆動信号により励振される電
気機械変換素子（１）と、前記電気機械変換素子に接着
され、前記励振により駆動面に振動波を発生する弾性体
（２）と、を備えた振動アクチュエータにおいて、前記
電気機械変換素子は、前記弾性体と対向する面の幅が第
一の所定の幅を有し、前記弾性体は、前記電気機械変換
素子と対向する面の幅が第二の所定の幅を有し、前記電
気機械変換素子と前記弾性体とが接着されている接着部
の幅は、前記第一の所定の幅と前記第二の所定の幅との
内の幅の狭い側の幅以下の幅となっていること、を特徴
とする振動アクチュエータである。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記第一の所定の幅は、前記
電気機械変換素子（１）の強度を確保するのに必要な略
最低限の幅であり、前記第二の所定の幅は、前記弾性体
（２）の加工上必要な略最低限の幅であること、を特徴
とする振動アクチュエータである。
アクチュエータにおいて、前記第一の所定の幅は、前記
電気機械変換素子（１）の強度を確保するのに必要な略
最低限の幅であり、前記第二の所定の幅は、前記弾性体
（２）の加工上必要な略最低限の幅であること、を特徴
とする振動アクチュエータである。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の振動アクチュエータにおいて、前記接着部の幅
は、振動アクチュエータとして必要な駆動力が得られる
振動が前記電気機械変換素子から前記弾性体へ伝わるの
に必要な幅を確保し、かつ、前記電気機械変換素子と前
記弾性体との接着強度を確保した上で、略最小の幅であ
ること、を特徴とする振動アクチュエータである。
に記載の振動アクチュエータにおいて、前記接着部の幅
は、振動アクチュエータとして必要な駆動力が得られる
振動が前記電気機械変換素子から前記弾性体へ伝わるの
に必要な幅を確保し、かつ、前記電気機械変換素子と前
記弾性体との接着強度を確保した上で、略最小の幅であ
ること、を特徴とする振動アクチュエータである。
【０００９】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおい
て、前記電気機械変換素子（１）及び前記弾性体（２）
は、略円環形状をしており、前記第一の所定の幅及び前
記第二の所定の幅を変更することなく前記接着部の幅を
変更するように、前記電気機械変換素子及び／又は前記
弾性体の外径及び／又は内径が決定されていること、を
特徴とする振動アクチュエータである。
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおい
て、前記電気機械変換素子（１）及び前記弾性体（２）
は、略円環形状をしており、前記第一の所定の幅及び前
記第二の所定の幅を変更することなく前記接着部の幅を
変更するように、前記電気機械変換素子及び／又は前記
弾性体の外径及び／又は内径が決定されていること、を
特徴とする振動アクチュエータである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面等を参照しながら、本
発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明による振動アクチュエ
ータの第１実施形態を示す断面図である。本実施形態に
おける振動アクチュエータは、移動体１１，振動体２
１，振動体支持体１０１等を備え、略円環形状のいわゆ
る超音波モータである。移動体１１は、移動体母材６
と、移動体母材６に接着された摺動材４とを有してお
り、不図示の加圧機構により振動体２１に対して加圧接
触している。移動体母材６には、薄肉部６ａ，外径肉厚
部６ｂ，内径肉厚部６ｃ等が形成されている。
発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明による振動アクチュエ
ータの第１実施形態を示す断面図である。本実施形態に
おける振動アクチュエータは、移動体１１，振動体２
１，振動体支持体１０１等を備え、略円環形状のいわゆ
る超音波モータである。移動体１１は、移動体母材６
と、移動体母材６に接着された摺動材４とを有してお
り、不図示の加圧機構により振動体２１に対して加圧接
触している。移動体母材６には、薄肉部６ａ，外径肉厚
部６ｂ，内径肉厚部６ｃ等が形成されている。
【００１１】振動体２１は、電気機械変換素子１と弾性
体２とを有し、電気機械変換素子１と弾性体２とは、不
図示の接着層により互いに接着されている。弾性体２
は、中立軸付近にフランジ部５が設けられており、フラ
ンジ部５の薄肉部５ａ，厚肉部５ｂを介して外周部が振
動体支持体１０１に取り付けられている。
体２とを有し、電気機械変換素子１と弾性体２とは、不
図示の接着層により互いに接着されている。弾性体２
は、中立軸付近にフランジ部５が設けられており、フラ
ンジ部５の薄肉部５ａ，厚肉部５ｂを介して外周部が振
動体支持体１０１に取り付けられている。
【００１２】図２は、第１実施形態における電気機械変
換素子１と弾性体２との関係を示す断面図である。電気
機械変換素子１は、内径ｄｉ１であり、弾性体２と対向
する面の幅が第一の所定の幅Ａを有している。弾性体２
は、電気機械変換素子１と対向する面の幅が第二の所定
の幅Ｂを有している。本実施形態では、電気機械変換素
子１の内径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２との関係は、
ｄｉ１＞ｄｉ２としてある。このような関係とした主な
理由は、電気機械変換素子１と弾性体２とが互いに接着
されている接着幅を必要最低限の幅とするためである。
換素子１と弾性体２との関係を示す断面図である。電気
機械変換素子１は、内径ｄｉ１であり、弾性体２と対向
する面の幅が第一の所定の幅Ａを有している。弾性体２
は、電気機械変換素子１と対向する面の幅が第二の所定
の幅Ｂを有している。本実施形態では、電気機械変換素
子１の内径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２との関係は、
ｄｉ１＞ｄｉ２としてある。このような関係とした主な
理由は、電気機械変換素子１と弾性体２とが互いに接着
されている接着幅を必要最低限の幅とするためである。
【００１３】ここで、電気機械変換素子と弾性体との接
着幅について説明する。図３は、同一周波数同一電圧で
超音波アクチュエータを駆動した場合の接着幅と接着層
での損失との関係を示す図である。接着幅ｄと損失とは
比例しており、接着幅が広くなるほど、損失が大きくな
っている。したがって、損失を少なくするという点のみ
に着目すると、接着幅ｄは、できる限り狭いほうが望ま
しい。
着幅について説明する。図３は、同一周波数同一電圧で
超音波アクチュエータを駆動した場合の接着幅と接着層
での損失との関係を示す図である。接着幅ｄと損失とは
比例しており、接着幅が広くなるほど、損失が大きくな
っている。したがって、損失を少なくするという点のみ
に着目すると、接着幅ｄは、できる限り狭いほうが望ま
しい。
【００１４】図４は、同一周波数同一電圧で超音波アク
チュエータを駆動した場合の接着幅と弾性体に伝わる
（弾性体に発生する）振動の振幅との関係を示す図であ
る。この図において、弾性体の振幅が大きいほど、電気
機械変換素子の振動が弾性体により多く伝わっており、
大きな出力を得ることができるといえる。接着幅が大き
くなるにつれ、弾性体の振幅も大きくなるが、振幅増加
の割合は、徐々に少なくなり、ある値（漸近線）以上
は、大きくならない。したがって、大きな出力を得ると
いう点のみに着目すると、接着幅ｄは、ある程度の幅を
確保しておけばよいといえる。
チュエータを駆動した場合の接着幅と弾性体に伝わる
（弾性体に発生する）振動の振幅との関係を示す図であ
る。この図において、弾性体の振幅が大きいほど、電気
機械変換素子の振動が弾性体により多く伝わっており、
大きな出力を得ることができるといえる。接着幅が大き
くなるにつれ、弾性体の振幅も大きくなるが、振幅増加
の割合は、徐々に少なくなり、ある値（漸近線）以上
は、大きくならない。したがって、大きな出力を得ると
いう点のみに着目すると、接着幅ｄは、ある程度の幅を
確保しておけばよいといえる。
【００１５】図５は、接着幅と接着強度との関係を示す
図である。接着幅ｄが大きくなるにつれ、接着強度も高
くなるが、強度増加の割合は徐々に少なくなり、ある値
以上は、大きくならない。また、接着強度は、必要な強
度を確保することができれば十分であるので、むやみに
強度を高くする必要もない。
図である。接着幅ｄが大きくなるにつれ、接着強度も高
くなるが、強度増加の割合は徐々に少なくなり、ある値
以上は、大きくならない。また、接着強度は、必要な強
度を確保することができれば十分であるので、むやみに
強度を高くする必要もない。
【００１６】図３〜５に示した関係からまとめると、電
気機械変換素子と弾性体との接着幅は、振動を伝達する
ため及び接着強度を確保するために必要な下限値を確保
すれば、それ以上の幅を必要としない。逆に、接着層に
おける損失を少なくするという観点からは、できる限り
接着幅を小さくすることがよいといえる。
気機械変換素子と弾性体との接着幅は、振動を伝達する
ため及び接着強度を確保するために必要な下限値を確保
すれば、それ以上の幅を必要としない。逆に、接着層に
おける損失を少なくするという観点からは、できる限り
接着幅を小さくすることがよいといえる。
【００１７】また、接着幅を左右する要素として、電気
機械変換素子及び弾性体の加工上必要な寸法（大きさ）
及び単体での強度を確保するために必要な寸法という点
がある。電気機械変換素子では、主に強度確保の観点か
ら、必要最低限の幅が決まる。弾性体では、主に加工性
という観点から、必要最低限の幅が決まる。
機械変換素子及び弾性体の加工上必要な寸法（大きさ）
及び単体での強度を確保するために必要な寸法という点
がある。電気機械変換素子では、主に強度確保の観点か
ら、必要最低限の幅が決まる。弾性体では、主に加工性
という観点から、必要最低限の幅が決まる。
【００１８】本実施形態では、上述の要件をすべて備え
ている。すなわち、電気機械変換素子及び弾性体の単体
としての必要な幅、及び、必要最低限の接着幅を確保し
た上で、接着幅をできる限り狭くするために、電気機械
変換素子１の内径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２とは、
ｄｉ１＞ｄｉ２とし、接着層における損失を抑え、効率
よく駆動することができるようにしている。
ている。すなわち、電気機械変換素子及び弾性体の単体
としての必要な幅、及び、必要最低限の接着幅を確保し
た上で、接着幅をできる限り狭くするために、電気機械
変換素子１の内径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２とは、
ｄｉ１＞ｄｉ２とし、接着層における損失を抑え、効率
よく駆動することができるようにしている。
【００１９】図６は、本実施形態の振動アクチュエータ
の駆動周波数ｆと駆動回転数Ｎとの関係（以下、ｆ−Ｎ
特性と呼ぶ）、及び、駆動周波数ｆと消費電流Ｉとの関
係（以下、ｆ−Ｉ特性と呼ぶ）を示す図である。図６に
は、従来例として、図２においてｄｉ１＝ｄｉ２として
接着面積を減少させていない形態についても併せて示し
ている。本実施形態における振動アクチュエータは、従
来例と比較して、ｆ−Ｎ特性は変化せずに、全速度域に
おいて消費電力が減少した。
の駆動周波数ｆと駆動回転数Ｎとの関係（以下、ｆ−Ｎ
特性と呼ぶ）、及び、駆動周波数ｆと消費電流Ｉとの関
係（以下、ｆ−Ｉ特性と呼ぶ）を示す図である。図６に
は、従来例として、図２においてｄｉ１＝ｄｉ２として
接着面積を減少させていない形態についても併せて示し
ている。本実施形態における振動アクチュエータは、従
来例と比較して、ｆ−Ｎ特性は変化せずに、全速度域に
おいて消費電力が減少した。
【００２０】本実施形態によれば、電気機械変換素子と
弾性体との内径の関係を調整することにより、接着面積
を減少させたので、電気機械変換素子と弾性体との間の
接着層における損失を減少させ、消費電流を削減し、電
池寿命の長い振動アクチュエータとすることができる。
弾性体との内径の関係を調整することにより、接着面積
を減少させたので、電気機械変換素子と弾性体との間の
接着層における損失を減少させ、消費電流を削減し、電
池寿命の長い振動アクチュエータとすることができる。
【００２１】（第２実施形態）第２実施形態及び以下に
示す第３，第４実施形態は、電気機械変換素子１と弾性
体２との内径及び外径の関係が異なるのみであるので、
重複する説明を適宜省略する。図７は、第２実施形態に
おける電気機械変換素子１と弾性体２との関係を示す断
面図である。本実施形態では、電気機械変換素子１の内
径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２とは、ｄｉ１＞ｄｉ２
とし（第１実施形態と同一）、さらに、電気機械変換素
子１の外径ｄｏ１と弾性体２の外径ｄｏ２とは、ｄｏ１
＜ｄｏ２としている。このようにすることにより、電気
機械変換素子１と弾性体２との間の接着部の幅（接着面
積）を第１実施形態よりもさらに少なくすることができ
る。なお、先にも述べたが、電気機械変換素子１自体の
幅は、強度確保の観点から必要最低限の幅よりも小さく
ならないようにすることが必要である。
示す第３，第４実施形態は、電気機械変換素子１と弾性
体２との内径及び外径の関係が異なるのみであるので、
重複する説明を適宜省略する。図７は、第２実施形態に
おける電気機械変換素子１と弾性体２との関係を示す断
面図である。本実施形態では、電気機械変換素子１の内
径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２とは、ｄｉ１＞ｄｉ２
とし（第１実施形態と同一）、さらに、電気機械変換素
子１の外径ｄｏ１と弾性体２の外径ｄｏ２とは、ｄｏ１
＜ｄｏ２としている。このようにすることにより、電気
機械変換素子１と弾性体２との間の接着部の幅（接着面
積）を第１実施形態よりもさらに少なくすることができ
る。なお、先にも述べたが、電気機械変換素子１自体の
幅は、強度確保の観点から必要最低限の幅よりも小さく
ならないようにすることが必要である。
【００２２】第２実施形態における振動アクチュエータ
のｆ−Ｉ特性を、先に示した図６に併せて示している。
本実施形態では、従来例及び第１実施形態と比較して、
さらに消費電流が減少している。また、本実施形態のよ
うに、電気機械変換素子１の外径を弾性体２よりも小さ
くすることにより、組立作業中の不注意等により電気機
械変換素子１を破損してしまうことを防止することがで
きる。
のｆ−Ｉ特性を、先に示した図６に併せて示している。
本実施形態では、従来例及び第１実施形態と比較して、
さらに消費電流が減少している。また、本実施形態のよ
うに、電気機械変換素子１の外径を弾性体２よりも小さ
くすることにより、組立作業中の不注意等により電気機
械変換素子１を破損してしまうことを防止することがで
きる。
【００２３】本実施形態によれば、消費電流をさらに減
少させることができるとともに、電気機械変換素子１を
保護することができ、組立作業などの作業性を向上する
ことができる。
少させることができるとともに、電気機械変換素子１を
保護することができ、組立作業などの作業性を向上する
ことができる。
【００２４】（第３実施形態）図８は、第３実施形態に
おける電気機械変換素子１と弾性体２との関係を示す断
面図である。本実施形態では、電気機械変換素子１の内
径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２とは、ｄｉ１＞ｄｉ２
とし、さらに、電気機械変換素子１の外径ｄｏ１と弾性
体２の外径ｄｏ２とは、ｄｏ１＞ｄｏ２としている。
おける電気機械変換素子１と弾性体２との関係を示す断
面図である。本実施形態では、電気機械変換素子１の内
径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２とは、ｄｉ１＞ｄｉ２
とし、さらに、電気機械変換素子１の外径ｄｏ１と弾性
体２の外径ｄｏ２とは、ｄｏ１＞ｄｏ２としている。
【００２５】第１及び第２実施形態では、電気機械変換
素子１の幅自体を狭くすることにより、弾性体２との接
着幅を減少させるようにした形態を示した。しかし、電
気機械変換素子１の幅が、強度確保の理由などにより、
狭くすることができない場合には、第１及び第２実施形
態に示した手法を採用することができない。そこで、本
実施形態では、電気機械変換素子１と弾性体２との関係
を上記のようにすることにより、電気機械変換素子１自
体の幅を狭くすることなく、電気機械変換素子１と弾性
体２との間の接着幅を狭くするようにした。
素子１の幅自体を狭くすることにより、弾性体２との接
着幅を減少させるようにした形態を示した。しかし、電
気機械変換素子１の幅が、強度確保の理由などにより、
狭くすることができない場合には、第１及び第２実施形
態に示した手法を採用することができない。そこで、本
実施形態では、電気機械変換素子１と弾性体２との関係
を上記のようにすることにより、電気機械変換素子１自
体の幅を狭くすることなく、電気機械変換素子１と弾性
体２との間の接着幅を狭くするようにした。
【００２６】本実施形態によれば、電気機械変換素子１
の強度を確保しつつ、消費電流を減少させることができ
る。
の強度を確保しつつ、消費電流を減少させることができ
る。
【００２７】（第４実施形態）図９は、第４実施形態に
おける電気機械変換素子１と弾性体２との関係を示す断
面図である。本実施形態では、電気機械変換素子１の内
径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２とは、ｄｉ１＜ｄｉ２
とし、さらに、電気機械変換素子１の外径ｄｏ１と弾性
体２の外径ｄｏ２とは、ｄｏ１＜ｄｏ２としている。
おける電気機械変換素子１と弾性体２との関係を示す断
面図である。本実施形態では、電気機械変換素子１の内
径ｄｉ１と弾性体２の内径ｄｉ２とは、ｄｉ１＜ｄｉ２
とし、さらに、電気機械変換素子１の外径ｄｏ１と弾性
体２の外径ｄｏ２とは、ｄｏ１＜ｄｏ２としている。
【００２８】本実施形態は、第３実施形態と同様に、電
気機械変換素子１自体の幅を狭くすることなく、電気機
械変換素子１と弾性体２との間の接着幅を狭くするよう
にした形態である。第３実施形態では、電気機械変換素
子１が外径側で突出していたので、組立作業中の不注意
等により電気機械変換素子１を破損してしまうおそれが
あった。しかし、本実施形態では、電気機械変換素子１
の外径を弾性体２よりも小さくすることにより、組立作
業中の不注意等により電気機械変換素子１を破損してし
まうことを防止することができる。
気機械変換素子１自体の幅を狭くすることなく、電気機
械変換素子１と弾性体２との間の接着幅を狭くするよう
にした形態である。第３実施形態では、電気機械変換素
子１が外径側で突出していたので、組立作業中の不注意
等により電気機械変換素子１を破損してしまうおそれが
あった。しかし、本実施形態では、電気機械変換素子１
の外径を弾性体２よりも小さくすることにより、組立作
業中の不注意等により電気機械変換素子１を破損してし
まうことを防止することができる。
【００２９】本実施形態によれば、電気機械変換素子１
の強度を確保しつつ、消費電流を減少させることができ
るとともに、電気機械変換素子１を保護することがで
き、組立作業などの作業性を向上することができる。
の強度を確保しつつ、消費電流を減少させることができ
るとともに、電気機械変換素子１を保護することがで
き、組立作業などの作業性を向上することができる。
【００３０】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。例えば、各実施形
態において、電気機械変換素子の内径及び外径を変更す
ることにより、電気機械変換素子と弾性体との接着幅を
変更した形態を示したが、これに限らず、例えば、弾性
体の内径及び/又は外径を変更してもよい。なお、この
場合において、弾性体の幅は、少なくとも弾性体の加工
上必要な最低限の幅を確保することが必要である。
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。例えば、各実施形
態において、電気機械変換素子の内径及び外径を変更す
ることにより、電気機械変換素子と弾性体との接着幅を
変更した形態を示したが、これに限らず、例えば、弾性
体の内径及び/又は外径を変更してもよい。なお、この
場合において、弾性体の幅は、少なくとも弾性体の加工
上必要な最低限の幅を確保することが必要である。
【００３１】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１の
発明によれば、電気機械変換素子と弾性体とが接着され
ている接着部の幅は、第一の所定の幅と第二の所定の幅
との内の幅の狭い側の幅以下の幅となっているので、接
着部の幅を狭くすることができ、消費電流を減少するこ
とができる。
発明によれば、電気機械変換素子と弾性体とが接着され
ている接着部の幅は、第一の所定の幅と第二の所定の幅
との内の幅の狭い側の幅以下の幅となっているので、接
着部の幅を狭くすることができ、消費電流を減少するこ
とができる。
【００３２】請求項２の発明によれば、第一の所定の幅
は、電気機械変換素子の強度を確保するのに必要な略最
低限の幅であり、第二の所定の幅は、弾性体の加工上必
要な略最低限の幅であるので、製造を困難にすることが
なく、消費電流の少ない振動アクチュエータを容易に作
製することができる。
は、電気機械変換素子の強度を確保するのに必要な略最
低限の幅であり、第二の所定の幅は、弾性体の加工上必
要な略最低限の幅であるので、製造を困難にすることが
なく、消費電流の少ない振動アクチュエータを容易に作
製することができる。
【００３３】請求項３の発明によれば、接着部の幅は、
振動アクチュエータとして必要な駆動力が得られる振動
が電気機械変換素子から弾性体へ伝わるのに必要な幅を
確保し、かつ、電気機械変換素子と弾性体との接着強度
を確保した上で、略最小の幅であるので、振動アクチュ
エータの本来の駆動特性に影響を与えることなく、消費
電流を減少させることができる。
振動アクチュエータとして必要な駆動力が得られる振動
が電気機械変換素子から弾性体へ伝わるのに必要な幅を
確保し、かつ、電気機械変換素子と弾性体との接着強度
を確保した上で、略最小の幅であるので、振動アクチュ
エータの本来の駆動特性に影響を与えることなく、消費
電流を減少させることができる。
【００３４】請求項４の発明によれば、電気機械変換素
子及び弾性体は、略円環形状をしており、第一の所定の
幅及び第二の所定の幅を変更することなく接着部の幅を
変更するように、電気機械変換素子及び／又は前記弾性
体の外径及び／又は内径が決定されているので、消費電
流の少ない振動アクチュエータを容易に作製することが
できる。
子及び弾性体は、略円環形状をしており、第一の所定の
幅及び第二の所定の幅を変更することなく接着部の幅を
変更するように、電気機械変換素子及び／又は前記弾性
体の外径及び／又は内径が決定されているので、消費電
流の少ない振動アクチュエータを容易に作製することが
できる。
【図１】本発明による振動アクチュエータの第１実施形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態における電気機械変換素子１と弾
性体２との関係を示す断面図である。
性体２との関係を示す断面図である。
【図３】同一周波数同一電圧で超音波アクチュエータを
駆動した場合の接着幅と接着層での損失との関係を示す
図である。
駆動した場合の接着幅と接着層での損失との関係を示す
図である。
【図４】同一周波数同一電圧で超音波アクチュエータを
駆動した場合の接着幅と弾性体に伝わる（弾性体に発生
する）振動の振幅との関係を示す図である。
駆動した場合の接着幅と弾性体に伝わる（弾性体に発生
する）振動の振幅との関係を示す図である。
【図５】接着幅と接着強度との関係を示す図である。
【図６】本実施形態の振動アクチュエータの駆動周波数
ｆと駆動回転数Ｎとの関係、及び、駆動周波数ｆと消費
電流Ｉとの関係を示す図である。
ｆと駆動回転数Ｎとの関係、及び、駆動周波数ｆと消費
電流Ｉとの関係を示す図である。
【図７】第２実施形態における電気機械変換素子１と弾
性体２との関係を示す断面図である。
性体２との関係を示す断面図である。
【図８】第３実施形態における電気機械変換素子１と弾
性体２との関係を示す断面図である。
性体２との関係を示す断面図である。
【図９】第４実施形態における電気機械変換素子１と弾
性体２との関係を示す断面図である。
性体２との関係を示す断面図である。
【図１０】従来の振動アクチュエータにおける弾性体と
電気機械変換素子との接着面付近の挙動を示す図であ
る。
電気機械変換素子との接着面付近の挙動を示す図であ
る。
１ 電気機械変換素子
２ 弾性体
４ 摺動材
５ フランジ部
６ 移動体母材
１１ 移動体
２１ 振動体
１０１ 振動体支持体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H680 AA06 BB03 BB11 BB17 DD02
DD15 DD23 DD35 DD53 DD65
DD87 FF08
Claims (4)
- 【請求項１】 駆動信号により励振される電気機械変換
素子と、 前記電気機械変換素子に接着され、前記励振により駆動
面に振動波を発生する弾性体と、 を備えた振動アクチュエータにおいて、 前記電気機械変換素子は、前記弾性体と対向する面の幅
が第一の所定の幅を有し、 前記弾性体は、前記電気機械変換素子と対向する面の幅
が第二の所定の幅を有し、 前記電気機械変換素子と前記弾性体とが接着されている
接着部の幅は、前記第一の所定の幅と前記第二の所定の
幅との内の幅の狭い側の幅以下の幅となっていること、 を特徴とする振動アクチュエータ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記第一の所定の幅は、前記電気機械変換素子の強度を
確保するのに必要な略最低限の幅であり、 前記第二の所定の幅は、前記弾性体の加工上必要な略最
低限の幅であること、 を特徴とする振動アクチュエータ。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の振動アク
チュエータにおいて、 前記接着部の幅は、振動アクチュエータとして必要な駆
動力が得られる振動が前記電気機械変換素子から前記弾
性体へ伝わるのに必要な幅を確保し、かつ、前記電気機
械変換素子と前記弾性体との接着強度を確保した上で、
略最小の幅であること、 を特徴とする振動アクチュエータ。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載の振動アクチュエータにおいて、 前記電気機械変換素子及び前記弾性体は、略円環形状を
しており、 前記第一の所定の幅及び前記第二の所定の幅を変更する
ことなく前記接着部の幅を変更するように、前記電気機
械変換素子及び／又は前記弾性体の外径及び／又は内径
が決定されていること、 を特徴とする振動アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005936A JP2003209985A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 振動アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005936A JP2003209985A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 振動アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003209985A true JP2003209985A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27644837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002005936A Pending JP2003209985A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 振動アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003209985A (ja) |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002005936A patent/JP2003209985A/ja active Pending
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