JP2004153999A - Piezoelectric actuator - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the piezoelectric actuator so as to obtain accurate drive control, by attaining stabilization of frictional force between a stationary fixed member and a moving body. <P>SOLUTION: In the piezoelectric actuator provided with a piezoelectric element 2, a moving body 3 driven by this piezoelectric element 2, and a stationary fixed member 4 friction engaged with this moving body 3, the moving body 3 is constituted in a cylindrical shape covering the piezoelectric element 2, this cylindrical outer surface is constituted so as to be fitted to the stationary fixed member 4, friction force between the fixed member 4 and the cylindrical outer surface shape of the moving body 3 is stabilized so as to attain stabilization of operatioin. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は、圧電素子の変形動作を利用して被駆動部を駆動する圧電アクチュエータに関する。   The present invention relates to a piezoelectric actuator that drives a driven part using a deformation operation of a piezoelectric element.

一般に、圧電アクチュエータは、圧電素子と、静止した固定部材と摺動する移動体とからなり、移動体を被駆動部に連結する構造になっている。例えば特開平6−315282号公報において示されるものは移動体をレンズ部に設けた光学素子に連結してあり、移動体には固定部材に対して所定の摩擦力をもって摺動可能に保持される梁状の脚部が設けられている。   In general, a piezoelectric actuator includes a piezoelectric element, a stationary body and a movable body that slides, and has a structure in which the movable body is connected to a driven part. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-315282, a moving body is connected to an optical element provided on a lens portion, and the moving body is slidably held with a predetermined frictional force against a fixed member. A beam-like leg is provided.

このような従来の圧電アクチュエータを作る際、製造上の誤差から脚部の先端が固定部材に対して摺接するときの摩擦力が必ずしも一定の値にならず、製品ごとにバラツキが発生する。そして、製品ごとに固定部材と移動体との摩擦力の違いにより駆動時、固定部材の設けられた先端部本体に対する移動体の移動量にも差が生じ、このために正確な駆動制御ができにくくなるという問題が生じていた。   When manufacturing such a conventional piezoelectric actuator, the frictional force when the tip of the leg portion slides on the fixed member does not always have a constant value due to a manufacturing error, and variation occurs for each product. In addition, the difference in the frictional force between the fixed member and the moving body for each product causes a difference in the amount of movement of the moving body with respect to the distal end body provided with the fixed member during driving, thereby enabling accurate drive control. The problem that it became difficult had arisen.

本発明は前記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、静止固定部材と移動体との摩擦力の安定化を図り、正確な駆動制御ができるように圧電アクチュエータを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator which stabilizes a frictional force between a stationary fixing member and a moving body and enables accurate drive control. It is in.

本発明は、圧電素子と、この圧電素子の端部に固定された移動体と、前記移動体と摩擦係合する静止固定部材と、前記圧電素子に急激な変形を起こし、前記圧電素子により前記移動体に衝撃を与えて、前記移動体と前記静止固定部材との摩擦係合に打ち勝って前記移動体を前記静止固定部材に対して移動させる駆動手段とを備えた圧電アクチュエータにおいて、前記移動体は、前記圧電素子を覆う円筒形状に構成され、この円筒外面が前記静止固定部材と嵌合するように構成されたものであり、前記固定部材と、前記移動体の円筒外面形状との摩擦力を安定化させ、動作の安定化を図るようにした。   The present invention provides a piezoelectric element, a moving body fixed to an end of the piezoelectric element, a stationary fixing member that frictionally engages with the moving body, and abruptly deforms the piezoelectric element. A piezoelectric actuator comprising: a driving unit configured to apply a shock to the moving body and overcome the frictional engagement between the moving body and the stationary fixed member to move the moving body with respect to the stationary fixed member. Is configured to have a cylindrical shape covering the piezoelectric element, and the cylindrical outer surface is configured to fit with the stationary fixing member. The frictional force between the fixing member and the cylindrical outer surface shape of the moving body is To stabilize the operation.

本発明によれば、移動体を円筒形状とすることにより、前記アクチュエータの芯がずれることなく、静止部材と移動体との摩擦力の安定化が図られ、正確な駆動制御ができる。   According to the present invention, since the movable body has a cylindrical shape, the frictional force between the stationary member and the movable body can be stabilized without the center of the actuator being displaced, and accurate drive control can be performed.

<第1の実施形態>
図1を参照して、本発明の第1の実施形態を説明する。図1(a)は圧電アクチュエータの縦断面図であり、図1(b)は圧電アクチュエータの組立前の各部材を並べた斜視図である。
<First embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a vertical cross-sectional view of the piezoelectric actuator, and FIG. 1B is a perspective view in which members before the assembly of the piezoelectric actuator are arranged.

(構成)
この実施形態に係る圧電アクチュエータ1は圧電素子2と、この圧電素子2の一端部に接着固定された移動体3と、この移動体3と摺動可能に摩擦係合する静止した固定部材4とから構成される。
(Constitution)
The piezoelectric actuator 1 according to this embodiment includes a piezoelectric element 2, a moving body 3 adhesively fixed to one end of the piezoelectric element 2, and a stationary fixed member 4 slidably engaged with the moving body 3. Consists of

圧電素子2は複数の圧電体と電極を積層してなる積層型圧電素子である。そして、圧電素子2はその電極に駆動電圧を印加することにより圧電体にその積層長手方向への機械的な伸縮変形を行わせて移動体3に瞬間的な衝撃を与える衝撃力発生部を構成している。前記圧電素子2の電極にはリード線5が半田付けして接続されている。そして、後述するようにリード線5を通じて前記圧電素子2に電圧を印加することによりその圧電素子2に急激な変形を起こし、前記圧電素子により前記移動体3に衝撃を与えて前記移動体3と前記固定部材4との間の摩擦係合に打ち勝って前記移動体3を前記固定部材4に対して移動させる駆動手段を構成している。前記リード線5は駆動手段の制御装置(図示せず)に接続されている。   The piezoelectric element 2 is a laminated piezoelectric element formed by laminating a plurality of piezoelectric bodies and electrodes. The piezoelectric element 2 constitutes an impact force generating section that applies a driving voltage to its electrode to cause the piezoelectric body to mechanically expand and contract in the longitudinal direction of the lamination to give an instantaneous impact to the moving body 3. are doing. Lead wires 5 are connected to the electrodes of the piezoelectric element 2 by soldering. Then, as described later, when a voltage is applied to the piezoelectric element 2 through the lead wire 5, the piezoelectric element 2 is rapidly deformed, and the piezoelectric element applies an impact to the moving body 3, thereby causing the moving body 3 to impact with the moving body 3. Drive means for moving the movable body 3 with respect to the fixed member 4 by overcoming frictional engagement with the fixed member 4 is provided. The lead wire 5 is connected to a control device (not shown) of the driving means.

前記移動体3は帯状の板ばね7と円板環状の芯出し部材8を備えてなる。板ばね7は帯状の板ばね材を中央で2つ折りに曲成してその折曲げ中間部を取付け部9としてなり、その折曲げ両端片部はそれぞれ前記固定部材4の内表面に圧接する片持ち梁からなる脚部10を形成している。各脚部10は外側に広がる向きにばね弾性で付勢されている。各脚部10の先端部は固定部材4の内表面に押し当たり摩擦係合する摺動部11を形成している。   The moving body 3 is provided with a band-shaped leaf spring 7 and an annular centering member 8. The leaf spring 7 is formed by bending a band-shaped leaf spring material into two in the center, and the folded middle portion is used as a mounting portion 9, and the bent both end pieces are pressed against the inner surface of the fixing member 4 respectively. A leg 10 made of a beam is formed. Each leg 10 is biased by spring elasticity so as to expand outward. The distal end of each leg 10 presses against the inner surface of the fixing member 4 to form a sliding portion 11 that frictionally engages.

各脚部10の基端部の両者には前記芯出し部材8が嵌め込まれている。芯出し部材8には各脚部10の基端部分の両方を嵌め込む矩形状の嵌合孔12が形成されている。芯出し部材8の外径は、筒状の固定部材4の内表面に軽く接触する程度に緩く嵌合して摺動可能なものである。前記芯出し部材8の前記固定部材4に対する摺動抵抗は、前記移動体3の摺動部11と前記固定部材4との摩擦力に比べ、十分小さい値に設定されている。芯出し部材8の嵌合孔12は固定部材4の内孔中心と同軸に形成されている。芯出し部材8はその移動時に固定部材4の内面に摺接することにより前記圧電アクチュエータ1の芯倒れを制限する芯出し機構を構成している。   The centering member 8 is fitted into both of the base ends of the legs 10. The centering member 8 is formed with a rectangular fitting hole 12 into which both the base end portions of the legs 10 are fitted. The outer diameter of the centering member 8 is loosely fitted and slidable to such a degree as to lightly contact the inner surface of the cylindrical fixing member 4. The sliding resistance of the centering member 8 with respect to the fixed member 4 is set to a value sufficiently smaller than the frictional force between the sliding portion 11 of the moving body 3 and the fixed member 4. The fitting hole 12 of the centering member 8 is formed coaxially with the center of the inner hole of the fixing member 4. The centering member 8 constitutes a centering mechanism for limiting the centering of the piezoelectric actuator 1 by slidingly contacting the inner surface of the fixed member 4 during its movement.

また、前記芯出し部材8は後述するように脚部10に被嵌する位置を変えることにより前記移動体3と固定部材4との間の摩擦力を調整する摩擦力調整手段を構成する摩擦力調整部材を兼ねるものである。   Further, the centering member 8 constitutes a frictional force adjusting means for adjusting a frictional force between the moving body 3 and the fixed member 4 by changing a position where the centering member 8 is fitted to the leg 10 as described later. It also serves as an adjusting member.

芯出し部材8の嵌合孔12に嵌め込む各脚部10の基端部分はそれに芯出し部材8を組み付ける前での対向幅が、基端側の幅より先端側の幅が大きくなるように形成されていて、この領域により摩擦力調整部13を形成している。そして、図1(b)で示すように、摩擦力調整部13の最基端位置の幅Aと最先端位置のBの寸法関係はA<Bとなるように構成されている。   The base width of each leg 10 fitted into the fitting hole 12 of the centering member 8 is such that the facing width before the centering member 8 is assembled to the base 10 is larger at the distal end side than at the base side. The frictional force adjusting portion 13 is formed by this region. As shown in FIG. 1B, the dimensional relationship between the width A at the most proximal position of the frictional force adjusting unit 13 and the width B at the most extreme position is such that A <B.

すなわち、各脚部9はこの摩擦力調整部13の領域においては直線的な勾配をなし、その摩擦力調整部13の最先端位置からさらに互いに反対外側へ屈曲して延び、その最先端で前記摺動部11を形成している。各脚部9の摺動部11における摺動面はこれに摺動する筒状の固定部材4の内面における摺動面とほぼ同形状に構成されている。   That is, each leg 9 has a linear gradient in the area of the frictional force adjusting portion 13, and further bends and extends outward from the most distal end position of the frictional force adjusting portion 13 at the most distal end. A sliding portion 11 is formed. The sliding surface of the sliding portion 11 of each leg 9 is formed to have substantially the same shape as the sliding surface of the inner surface of the cylindrical fixing member 4 sliding on the sliding portion 11.

前記圧電素子2の、前記移動体3の各脚部10側に位置するそれぞれの側面には絶縁部材16が設けられている。絶縁部材16は電気的絶縁性のあるセラミックスやプラスチック等の材料が良い。プラスチックとしてはポリイミドやテトラフロロエチレン等のシート状に形成したものが良い。電気的絶縁性のあるコーティング材でコーティングにより形成するものでも構わない。また、本実施形態では前記圧電素子2の、前記移動体3の固定部側とは反対側の他端には特になにも設けていないが、慣性体と呼ばれる重りを設けても構わない。   An insulating member 16 is provided on each side surface of the piezoelectric element 2 located on each leg 10 side of the moving body 3. The insulating member 16 is preferably made of an electrically insulating material such as ceramics or plastic. As the plastic, those formed in a sheet shape such as polyimide or tetrafluoroethylene are preferable. It may be formed by coating with an electrically insulating coating material. In the present embodiment, nothing is provided on the other end of the piezoelectric element 2 on the side opposite to the fixed portion side of the moving body 3, but a weight called an inertial body may be provided.

前記移動体3の板ばね7における取付け部9はその内側に圧電素子2の一端部を被嵌する状態で固定しており、また、取付け部9の外側部分には被駆動体の連結アーム部17に形成した連結孔18に差し込んだ状態で嵌合して弾性的に結合することにより取着固定されている。このために取付けや取外しが簡単である。   A mounting portion 9 of the leaf spring 7 of the moving body 3 is fixed to one end of the piezoelectric element 2 so as to be fitted therein, and a connecting arm portion of a driven body is mounted on an outer portion of the mounting portion 9. It is fitted and fixed by being fitted and elastically coupled in a state of being inserted into a connection hole 18 formed in 17. For this reason, installation and removal are easy.

このように前記被駆動体の連結アーム部17と前記圧電アクチュエータ1との結合は脚構造をしている板ばね7における取付け部9を連結アーム部17に形成した連結孔18に差し込んだ状態で弾性的に嵌合するものであるが、その弾性的結合力は前記圧電アクチュエータ1の発生力より大きく設定してある。   As described above, the connection between the connection arm 17 of the driven body and the piezoelectric actuator 1 is performed in a state where the mounting portion 9 of the leaf spring 7 having a leg structure is inserted into the connection hole 18 formed in the connection arm 17. Although they are elastically fitted, the elastic coupling force is set to be larger than the force generated by the piezoelectric actuator 1.

もちろん、被駆動体の連結アーム部17と圧電アクチュエータ1を、例えば接着等の他の固定手段で連結しても良い。   Of course, the connection arm 17 of the driven body and the piezoelectric actuator 1 may be connected by other fixing means such as adhesion.

圧電アクチュエータ1で駆動する被駆動体としては、例えば光学機器のレンズやミラー等である。また、微小動作の必要なXYステージ等でも構わない。光学機器のレンズとは、例えば顕微鏡や、カメラ、内視鏡等の、ズームレンズ、フォーカスレンズ等がある。   The driven body driven by the piezoelectric actuator 1 is, for example, a lens or a mirror of an optical device. Further, an XY stage or the like that requires a minute operation may be used. Examples of the lens of the optical device include a zoom lens, a focus lens, and the like such as a microscope, a camera, and an endoscope.

(作用)
前記圧電アクチュエータ1の動作を説明する。前記移動体3が前記固定部材4内に挿入されており、前記移動体3の脚部10における摺動部11が前記固定部材4の内面に当り突っ張っているためにその各脚部10が弾性的にたわみ、前記固定部材4の内面と脚部10における摺動部11との間には静止摩擦力が発生した状態にある。
(Action)
The operation of the piezoelectric actuator 1 will be described. Since the moving body 3 is inserted into the fixed member 4 and the sliding portion 11 of the leg 10 of the moving body 3 hits against the inner surface of the fixed member 4 and each leg 10 is elastic. As a result, a static friction force is generated between the inner surface of the fixing member 4 and the sliding portion 11 of the leg 10.

前記芯出し部材8は前記固定部材4内に摺動可能に嵌め込まれており、前記移動体3と一体的に移動し、その移動時に固定部材4の内面に摺接することにより前記圧電アクチュエータ1の振れを防止する。   The centering member 8 is slidably fitted into the fixed member 4, moves integrally with the moving body 3, and slides on the inner surface of the fixed member 4 at the time of the movement, whereby the piezoelectric actuator 1 Prevent run-out.

次に、摩擦力の調整方法について説明する。前記芯出し部材8はその嵌合孔12が前記移動体3の脚部10における摩擦力調整部13に嵌合するところまで位置させると共に、前記芯出し部材8を前記摩擦力調整部13の基端側(図1(b)のA側)に寄せて固定すれば、前記移動体3の脚部10の開きが大きくなり、前記脚部10のたわみも大きくなる。固定部材4の内表面に当接する摺動部11の摩擦力が大きくなる。   Next, a method of adjusting the frictional force will be described. The centering member 8 is positioned so that the fitting hole 12 is fitted to the frictional force adjusting portion 13 of the leg 10 of the moving body 3, and the centering member 8 is positioned at the base of the frictional force adjusting portion 13. If it is fixed to the end side (the A side in FIG. 1B), the opening of the leg 10 of the moving body 3 is increased, and the deflection of the leg 10 is also increased. The frictional force of the sliding portion 11 that contacts the inner surface of the fixed member 4 increases.

逆に、前記芯出し部材8を前記移動体3の摩擦力調整部13の先端側(図1(b)のB側に寄せて固定すれば、前記脚部10の開きは小さくなり、脚部10のたわみも小さくなるため、固定部材4の内表面に当接する摺動部11の摩擦力は小さくなる。このようにして前記移動体3に設けた芯出し部材8で脚部10のたわみを制限して固定部材4の内表面に当接する摺動部11の摩擦力を調整する。   Conversely, if the centering member 8 is moved toward and fixed to the distal end side (the side B in FIG. 1B) of the frictional force adjusting portion 13 of the moving body 3, the opening of the leg 10 becomes small, 10 also reduces the frictional force of the sliding portion 11 that comes into contact with the inner surface of the fixed member 4. In this manner, the deflection of the leg 10 is reduced by the centering member 8 provided on the moving body 3. The frictional force of the sliding portion 11 that comes into contact with the inner surface of the fixed member 4 is adjusted with restriction.

次に、前記圧電アクチュエータ1の動作について説明する。まず、リード線5を通じて駆動手段の制御装置から、前記圧電素子2に、急速に伸長する波形の電圧を印加すると、その際に圧電素子2には慣性力が生じ、前記移動体3に衝撃力が大きく加わる。この慣性力が前記移動体3の摺動部11で生じている静止摩擦力より大きいため、移動体3は前記固定部材4に対し、図1(a)の左方向へ僅かに移動する。ついで、ゆっくりと前記圧電素子2を縮めると、このときに発生する慣性力は前記静止摩擦力より小さいために前記移動体3はその場に止まる。   Next, the operation of the piezoelectric actuator 1 will be described. First, when a voltage having a waveform that rapidly expands is applied to the piezoelectric element 2 from the control device of the driving means through the lead wire 5, an inertial force is generated in the piezoelectric element 2, and an impact force is applied to the moving body 3. Greatly increases. Since this inertial force is larger than the static friction force generated in the sliding portion 11 of the moving body 3, the moving body 3 slightly moves to the left in FIG. Then, when the piezoelectric element 2 is slowly contracted, the moving body 3 stops at that position because the inertial force generated at this time is smaller than the static friction force.

このステップを繰り返し行うことにより、前記圧電アクチュエータ1の移動体3は圧電素子2と共に移動する。ここでの駆動電圧の実際の駆動周波数は数十kHzと高いため、前記圧電アクチュエータ1はトータル的に滑らかに動作することができる。前記圧電アクチュエータ1を反対方向に動かすためには上で述べた慣性力の発生する方向を逆にするような波形の電圧を印加すれば良い。   By repeatedly performing this step, the moving body 3 of the piezoelectric actuator 1 moves together with the piezoelectric element 2. Since the actual driving frequency of the driving voltage here is as high as several tens of kHz, the piezoelectric actuator 1 can operate smoothly in total. In order to move the piezoelectric actuator 1 in the opposite direction, a voltage having a waveform that reverses the direction in which the above-described inertial force is generated may be applied.

前記圧電素子2の移動体3と反対の端部に慣性体(図示せず)を設ければその慣性体により慣性力が増加し、駆動力が高まる。   If an inertia body (not shown) is provided at the end of the piezoelectric element 2 opposite to the moving body 3, the inertia increases the inertia force and the driving force.

(効果)
前記芯出し部材8の設置位置を選ぶことによって固定部材4に対する移動体3の摩擦力が容易に調整可能である。このため、個々の圧電アクチュエータ1によって摩擦力がばらつくことがなく、性能を安定させることができ、正確な駆動制御ができる圧電アクチュエータを提供することができる。また、移動体3と固定部材4との摩擦力の調整が容易であり、再調整も簡単に行うことができる。
(effect)
By selecting the installation position of the centering member 8, the frictional force of the moving body 3 on the fixed member 4 can be easily adjusted. For this reason, it is possible to provide a piezoelectric actuator that can stabilize performance without causing variation in frictional force between the individual piezoelectric actuators 1 and that can perform accurate drive control. Further, the frictional force between the moving body 3 and the fixed member 4 can be easily adjusted, and readjustment can be easily performed.

また、前記芯出し部材8が、前記圧電アクチュエータ1の芯が倒れるのを防ぐため、前記圧電アクチュエータ1の移動体3が途中で固定部材4等に噛み付いてしまったりすること無く、動作が安定した信頼性のある圧電アクチュエータ1を提供することができる。   In addition, since the centering member 8 prevents the center of the piezoelectric actuator 1 from falling down, the operation of the piezoelectric actuator 1 is stabilized without the moving body 3 of the piezoelectric actuator 1 getting stuck on the fixed member 4 or the like. A reliable piezoelectric actuator 1 can be provided.

この実施形態では前記芯出し部材8による摩擦力調整機構と芯出し機構を兼ねているので、部品点数が少なくなり、その組立も容易であり、圧電アクチュエータ1の製造コストの低減化を図ることができる。   In this embodiment, since the frictional force adjusting mechanism and the centering mechanism by the centering member 8 are also used, the number of parts is reduced, the assembly is easy, and the manufacturing cost of the piezoelectric actuator 1 can be reduced. it can.

また、前記圧電アクチュエータ1の取付け部9を前記被駆動体の連結アーム部17に形成した連結孔18に押し込むだけで、弾性的に結合できるため、それらの連結や組立が容易である。   Further, since the attachment portion 9 of the piezoelectric actuator 1 can be elastically connected only by being pushed into the connection hole 18 formed in the connection arm portion 17 of the driven body, the connection and assembly thereof are easy.

前記移動体3の摩擦力調整部13と前記圧電素子2との間に前記絶縁部材16を設けてあるために、移動体3が圧電素子2の部分と直接に接触することが無く、電気的に安全である。   Since the insulating member 16 is provided between the frictional force adjusting portion 13 of the moving body 3 and the piezoelectric element 2, the moving body 3 does not directly contact the portion of the piezoelectric element 2 and the Be safe.

前記移動体3の摩擦力調整部13が、前記絶縁部材16を介して前記圧電素子2を抑えるため、前記圧電素子2が衝撃によって壊れにくくなり、圧電アクチュエータ1の耐久性が向上する。
なお、別部材の慣性体を設けた場合には圧電素子2の急速な変形の際生じる慣性力が増すため、駆動力が高まる。
Since the frictional force adjusting unit 13 of the moving body 3 suppresses the piezoelectric element 2 via the insulating member 16, the piezoelectric element 2 is less likely to be broken by an impact, and the durability of the piezoelectric actuator 1 is improved.
In the case where another inertia member is provided, the inertia force generated when the piezoelectric element 2 is rapidly deformed increases, and the driving force increases.

<第2の実施形態>
図2を参照して、本発明の第2の実施形態を説明する。図2は圧電アクチュエータの縦断面図である。
<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the piezoelectric actuator.

(構成)
この実施形態に係る圧電アクチュエータ20は、圧電素子21と、この圧電素子21の一端部に設けた移動体22と、前記移動体22と摺動可能に摩擦係合する筒状の固定部材23と、前記移動体22と前記圧電素子21を弾性的に結合する結合部材24とから構成されている。前記移動体22には出力軸(図示せず)が取り付けられ、この出力軸は被駆動体(図示せず)に固定されるようになっている。前記被駆動体としては例えば光学機器のレンズやミラー等であるが、微小動作の必要なXYステージ等でも構わない。光学機器のレンズとは例えば顕微鏡やカメラ、内視鏡等の、ズームレンズ、フォーカスレンズ、または照明用のレンズ等である。
(Constitution)
The piezoelectric actuator 20 according to this embodiment includes a piezoelectric element 21, a moving body 22 provided at one end of the piezoelectric element 21, and a cylindrical fixing member 23 slidably and frictionally engaged with the moving body 22. , And a connecting member 24 for elastically connecting the moving body 22 and the piezoelectric element 21. An output shaft (not shown) is attached to the moving body 22, and the output shaft is fixed to a driven body (not shown). The driven body is, for example, a lens or a mirror of an optical device, but may be an XY stage or the like that requires a minute operation. The lens of the optical device is, for example, a zoom lens, a focus lens, a lens for illumination, or the like, such as a microscope, a camera, or an endoscope.

前記圧電素子21は積層型圧電素子であり、その電極にはリード線25が接続されている。前記リード線25は駆動手段の制御装置(図示せず)に接続されている。   The piezoelectric element 21 is a laminated piezoelectric element, and a lead wire 25 is connected to its electrode. The lead wire 25 is connected to a control device (not shown) of the driving means.

また、前記移動体22と前記リード線25の間に、弾性部材からなる結合部材(図示せず)を設けてその両者を弾性的に結合するようにしてもよい。   Further, a connecting member (not shown) made of an elastic member may be provided between the moving body 22 and the lead wire 25 to elastically connect the both.

前記移動体22は前記圧電素子21の一端に接着固定される圧電素子固定部26と、この圧電素子固定部26から片持ち梁の形状に伸びる少なくとも2つの脚部27と、この脚部27の延出先端にそれぞれ設けられた摺動部28とで構成されている。前記脚部27は前記圧電素子固定部26に対して片持ち梁の形状となっており、その先端には前記摺動部28が形成される。そして、前記摺動部28は前記固定部材23の内面と滑らかに摺動できるような形状に形成されている。   The moving body 22 includes a piezoelectric element fixing portion 26 adhered and fixed to one end of the piezoelectric element 21, at least two legs 27 extending from the piezoelectric element fixing portion 26 in a cantilever shape, And a sliding portion 28 provided at each of the extending ends. The leg portion 27 has a cantilever shape with respect to the piezoelectric element fixing portion 26, and the sliding portion 28 is formed at the tip thereof. The sliding portion 28 is formed in a shape that can smoothly slide on the inner surface of the fixed member 23.

前記固定部材23は前記移動体22と滑らかに摺動できるようにその内面が滑らかに形成されている。また、固定部材23の外形は特にどのような形状をしていても構わず、前記被駆動体(図示せず)を駆動する際に、組み付け易い形になっていれば良い。   The inner surface of the fixing member 23 is formed smoothly so that it can slide on the moving body 22 smoothly. In addition, the outer shape of the fixing member 23 may be any shape, and any shape may be used as long as it is easy to assemble when driving the driven body (not shown).

前記結合部材24は前記移動体22の脚部27と前記圧電素子21との間に介在して設けられている。この結合部材24の材料としては弾性体が良い。例えば、シリコン系の接着剤やゴム等が良い。前記結合部材24は空気より熱伝導率が良いように構成されている。また、前記結合部材24は電気的絶縁材で構成してあるとよい。   The coupling member 24 is provided between the leg 27 of the moving body 22 and the piezoelectric element 21. As a material of the coupling member 24, an elastic body is preferable. For example, a silicone adhesive or rubber is preferable. The coupling member 24 is configured to have better thermal conductivity than air. Further, the coupling member 24 is preferably made of an electrically insulating material.

前記結合部材24の弾性力は前記圧電素子21の発生力と比較して十分に小さくなるように設定されている。また、前記結合部材24は図2に示すように、前記脚部27の全体と結合しても良いが、その一部だけでも良い。特に一部であるならば、前記脚部27の摺動部28側が良い。また、前記結合部材24は前記移動体22に固定し、前記圧電素子21には弾性的に接触するようにしても良い。   The elastic force of the coupling member 24 is set to be sufficiently smaller than the force generated by the piezoelectric element 21. The connecting member 24 may be connected to the entire leg 27 as shown in FIG. 2, or may be a part thereof. In particular, if it is a part, it is preferable that the leg 27 is on the sliding portion 28 side. Further, the coupling member 24 may be fixed to the moving body 22 so as to elastically contact the piezoelectric element 21.

本実施形態においても前記圧電素子21の他端には何も設けていないが、慣性体と呼ばれる重りを設けても良いものである。   Although nothing is provided at the other end of the piezoelectric element 21 in this embodiment, a weight called an inertial body may be provided.

(作用)
前記圧電素子21は前記移動体22に設けた前記結合部材24によって弾性的に結合されて押さえ付けられており、前記圧電素子21をカバーして保護する状態にある。前記圧電アクチュエータ20の動作については第1の実施形態で説明した内容と同じなので省略する。前記圧電素子21に慣性体を設けた場合にはその動作時の慣性力が増加し、駆動力を高める。
(Action)
The piezoelectric element 21 is elastically coupled and pressed by the coupling member 24 provided on the moving body 22, and is in a state of covering and protecting the piezoelectric element 21. The operation of the piezoelectric actuator 20 is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. When an inertial body is provided in the piezoelectric element 21, the inertial force at the time of its operation increases, and the driving force increases.

(効果)
前記圧電素子21は前記結合部材24によって弾性的に押さえ付けられているために前記圧電アクチュエータ20に衝撃が加わった際に折れ無くなり、耐衝撃性が向上し、前記圧電アクチュエータ20の品質が向上する。
(effect)
Since the piezoelectric element 21 is elastically pressed by the coupling member 24, the piezoelectric element 20 does not break when an impact is applied to the piezoelectric actuator 20, so that the shock resistance is improved and the quality of the piezoelectric actuator 20 is improved. .

前記結合部材24に熱伝導率の良いものを用いているため、圧電素子で生じる熱が速く放熱され、熱によって圧電アクチュエータ20の性能が劣化することがなくなり、品質を保持する。   Since a material having good thermal conductivity is used for the coupling member 24, the heat generated in the piezoelectric element is quickly dissipated, and the performance of the piezoelectric actuator 20 is not deteriorated by the heat, thereby maintaining the quality.

前記結合部材24に電気的絶縁材を用いているので、圧電素子21と脚部27とが電気的に接触することなく安全性を高める。   Since an electrically insulating material is used for the coupling member 24, the piezoelectric element 21 and the leg 27 do not come into electrical contact with each other, thereby enhancing safety.

<第3の実施形態>
図3及び図4を参照して、本発明の第3の実施形態を説明する。図3は圧電アクチュエータの縦断面図、図4は図3中A−A線に沿う断面図である。
(構成)
この実施形態に係る圧電アクチュエータ30は圧電素子31と、この圧電素子31の一端部に固定した移動体32と、前記圧電素子31の他端を固定する静止基体としての基台33と、前記移動体32と摺動可能に摩擦係合する係止部材34とから構成される。
<Third embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the piezoelectric actuator, and FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG.
(Constitution)
The piezoelectric actuator 30 according to this embodiment includes a piezoelectric element 31, a moving body 32 fixed to one end of the piezoelectric element 31, a base 33 as a stationary base for fixing the other end of the piezoelectric element 31, It comprises a locking member 34 slidably frictionally engaged with the body 32.

前記圧電素子31は積層型圧電素子であり、その電極にはリード線35が半田付けされている。リード線35は圧電アクチュエータ用制御装置(図示せず)に接続してある。図4で示すように、前記圧電素子31はその長手方向の4箇所の稜線部に面取りを施してある。   The piezoelectric element 31 is a laminated piezoelectric element, and a lead wire 35 is soldered to its electrode. The lead wire 35 is connected to a piezoelectric actuator control device (not shown). As shown in FIG. 4, the piezoelectric element 31 is chamfered at four ridges in the longitudinal direction.

前記移動体32は前記圧電素子31を覆う様に設けてある。前記移動体32は前記係止部材34と摺動する摺動部36と、前記圧電素子31を固定する圧電素子固定部材37で構成されている。前記圧電素子固定部材37は電気的絶縁材、例えばセラミックスや、プラスチック等で構成する。また、前記移動体32と、前記圧電素子31との間には結合部材38が設けられている。この結合部材38は弾性体が良く、例えばシリコン系の接着剤等が良い。この結合部材38は空気より熱伝導率が良いものが良い。また、前記結合部材38は電気的絶縁材でもある。   The moving body 32 is provided so as to cover the piezoelectric element 31. The moving body 32 includes a sliding portion 36 that slides on the locking member 34 and a piezoelectric element fixing member 37 for fixing the piezoelectric element 31. The piezoelectric element fixing member 37 is made of an electrically insulating material, for example, ceramics, plastic, or the like. Further, a coupling member 38 is provided between the moving body 32 and the piezoelectric element 31. The coupling member 38 is preferably made of an elastic material, for example, a silicone adhesive. The coupling member 38 preferably has better thermal conductivity than air. Further, the coupling member 38 is also an electrical insulating material.

前記基台(静止基体)33は前記圧電素子31の一端を固定する圧電素子固定部39と、前記移動体32を摺動可能に支持する支持部40とを備えて構成されている。前記移動体32とこれを支持する支持部40との間の摺動抵抗は前記係止部材34と前記移動体32との間の摩擦力に比べて遙かに小くなるように構成されている。   The base (stationary base) 33 includes a piezoelectric element fixing section 39 for fixing one end of the piezoelectric element 31 and a supporting section 40 for slidably supporting the moving body 32. The sliding resistance between the moving body 32 and the supporting portion 40 supporting the moving body 32 is configured to be much smaller than the frictional force between the locking member 34 and the moving body 32. I have.

一方、係止部材34には前記移動体32を挿通ガイドするガイド孔41が設けられていて、前記移動体32はガイド孔41の内周面に摺動部36を摺接させて移動する。係止部材34には前記移動体32に押し付けられる付勢手段としてばね、例えば板ばね42が設けられている。前記移動体32は板ばね42、及びその板ばね42によって前記係止部材34のガイド孔41の内周面に押し付けられて摩擦抵抗を生じる。摩擦抵抗は板ばね42の締結の程度で調整できる。   On the other hand, the locking member 34 is provided with a guide hole 41 for guiding the moving body 32 through the moving body 32, and the moving body 32 moves by sliding the sliding portion 36 on the inner peripheral surface of the guide hole 41. The locking member 34 is provided with a spring, for example, a leaf spring 42, as urging means pressed against the moving body 32. The moving body 32 is pressed against the leaf spring 42 and the inner peripheral surface of the guide hole 41 of the locking member 34 by the leaf spring 42 to generate frictional resistance. The frictional resistance can be adjusted by the degree of fastening of the leaf spring 42.

前記係止部材34はカメラや顕微鏡や内視鏡等の用いられる光学部品、例えばレンズやミラー等が取り付けられたり、XY微動ステージ等が取り付けられている。例えばレンズであれば、フォーカスレンズ、ズームレンズ等が良い。   The locking member 34 is provided with an optical component such as a camera, a microscope, or an endoscope, such as a lens or a mirror, or an XY fine movement stage. For example, as a lens, a focus lens, a zoom lens, and the like are preferable.

(作用)
リード線35を通じて圧電アクチュエータ用制御装置から前記圧電素子31に急速に伸長させる電圧を印加すると、圧電素子31は一端が基台33に固定された状態で他端側に急速に伸長する。その際に発生する慣性力が、前記係止部材34と前記移動体32との間の摩擦力に打ち勝つと、前記移動体32が係止部材34を残して移動する。次に、反対に圧電素子31がゆっくりと縮む電圧を印加すると、その際に発生する慣性力は前記係止部材34と前記移動体32との間の摩擦力に打ち勝つことが無く、前記移動体32は係止部材34に対し移動せずに縮む。これらを繰り返すことによって、圧電アクチュエータ30を駆動する。
(Action)
When a voltage for rapidly expanding the piezoelectric element 31 is applied from the piezoelectric actuator control device to the piezoelectric element 31 through the lead wire 35, the piezoelectric element 31 rapidly expands to the other end while one end is fixed to the base 33. When the inertial force generated at this time overcomes the frictional force between the locking member 34 and the moving body 32, the moving body 32 moves while leaving the locking member 34. Next, when the piezoelectric element 31 applies a voltage that contracts slowly, the inertial force generated at that time does not overcome the frictional force between the locking member 34 and the moving body 32, and the moving body 32 shrinks without moving relative to the locking member 34. By repeating these operations, the piezoelectric actuator 30 is driven.

(効果)
前記結合部材38が前記圧電素子31を弾性的に支えると共に、この結合部材38が前記移動体32と前記圧電素子31の間を満たしているために、圧電素子31に加わる衝撃が、前記結合部材38でやわらぎ、耐衝撃性が向上する。
前記結合部材38には熱伝導率の高いものを使用しているため、前記圧電素子31の発熱を速やかに放熱でき、前記圧電素子31の性能を劣化させることがない。
(effect)
Since the coupling member 38 elastically supports the piezoelectric element 31 and the coupling member 38 fills the space between the moving body 32 and the piezoelectric element 31, an impact applied to the piezoelectric element 31 It is soft at 38, and the impact resistance is improved.
Since a material having high thermal conductivity is used for the coupling member 38, heat generated by the piezoelectric element 31 can be quickly radiated, and the performance of the piezoelectric element 31 does not deteriorate.

また、電気的絶縁材で形成された圧電素子固定部材37と結合部材38が、前記移動体32と前記係止部材34と前記基台33から前記圧電素子31を電気的に絶縁する。また、前記圧電素子31が電気的絶縁材の結合部材38で覆われているため、前記圧電素子31と前記移動体32との電気的絶縁性が向上する。   Further, a piezoelectric element fixing member 37 and a coupling member 38 formed of an electrically insulating material electrically insulate the piezoelectric element 31 from the moving body 32, the locking member 34, and the base 33. Further, since the piezoelectric element 31 is covered with the electrically insulating connecting member 38, the electrical insulation between the piezoelectric element 31 and the moving body 32 is improved.

さらに、前記圧電素子31の稜線部には面取りを施してあるため、前記移動体32の断面形状領域に対する前記圧電素子31の断面積の割合を大きくできるため、前記圧電素子31の発生駆動力を大きくでき、前記圧電アクチュエータ30の性能を向上させることができる。   Furthermore, since the ridge portion of the piezoelectric element 31 is chamfered, the ratio of the cross-sectional area of the piezoelectric element 31 to the cross-sectional shape area of the moving body 32 can be increased, so that the driving force generated by the piezoelectric element 31 is reduced. Therefore, the performance of the piezoelectric actuator 30 can be improved.

<第4の実施形態>
図5を参照して、本発明の第4の実施形態を説明する。図5は圧電アクチュエータの縦断面図である。
<Fourth embodiment>
The fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the piezoelectric actuator.

(構成)
この実施形態に係る圧電アクチュエータ45は圧電素子46と、前記圧電素子46の一端部に、一端を連結して設けた結合部材47と、前記結合部材47の他端に設けた移動体48と、前記圧電素子46の他端を接着等で固定的に支持する静止基体としての基台49と、前記移動体48と摺動可能に摩擦係合した係止部材50とから構成される。
(Constitution)
The piezoelectric actuator 45 according to this embodiment includes a piezoelectric element 46, a coupling member 47 having one end connected to one end of the piezoelectric element 46, and a moving body 48 provided at the other end of the coupling member 47. The piezoelectric element 46 includes a base 49 as a stationary base for fixedly supporting the other end of the piezoelectric element 46 with an adhesive or the like, and a locking member 50 slidably and frictionally engaged with the moving body 48.

前記圧電素子46は圧電(電歪)素子であるが、本実施形態では積層型圧電素子を用いている。前記圧電素子46にはリード線が固定されているが、本実施形態ではその図示を省略している。   The piezoelectric element 46 is a piezoelectric (electrostrictive) element. In this embodiment, a laminated piezoelectric element is used. Although a lead wire is fixed to the piezoelectric element 46, it is not shown in the present embodiment.

前記移動体48は前記基台49の支持部51に貫通されて摺動可能に支持されている。移動体48と支持部51との間の摺動抵抗は前記係止部材50と前記移動体48の摩擦力よりはるかに小さく設定してある。その摺接部分には摺動抵抗を低減するために表面処理や摺動材が用いられている。   The moving body 48 is slidably supported by being penetrated by the supporting portion 51 of the base 49. The sliding resistance between the moving body 48 and the support 51 is set to be much smaller than the frictional force between the locking member 50 and the moving body 48. A surface treatment or a sliding material is used for the sliding contact portion to reduce sliding resistance.

前記係止部材50には前記移動体48を貫通する嵌合孔52が設けられており、前記移動体48はその嵌合孔52に摺動するように嵌め込まれている。また、前記実施形態での板ばねのような付勢手段を設け、係止部材50に移動体48を押し付けるようにしてもよい。   The engagement member 52 is provided with a fitting hole 52 that penetrates the moving body 48, and the moving body 48 is fitted into the fitting hole 52 so as to slide. Further, an urging means such as a leaf spring in the above-described embodiment may be provided to press the moving body 48 against the locking member 50.

前記係止部材50には図示しないが、内視鏡や顕微鏡、カメラ等に使われるレンズ、ミラー、固体撮像素子等の光学素子が固定されているが、特に限らず、例えば、XYステージを固定したり、位置決め装置として使用することもできる。   Although not shown, the locking member 50 is fixed with an optical element such as a lens, a mirror, and a solid-state imaging device used for an endoscope, a microscope, a camera, and the like, but is not particularly limited. For example, an XY stage is fixed. Or it can be used as a positioning device.

前記結合部材47は弾性変形を用いた変位拡大機構を組み込んで構成されている。この場合の変位拡大機構としては図示しないが、例えばてこの原理を用いて圧電素子46の振動、すなわち変位量を拡大するものである。てこの原理を用いることで、力点、支点、作用点の関係を任意に設定することによって、その変位拡大率を任意に設定できるようになる。また、変位拡大機構の弾性変形する部位は、例えば支点部であったり、てこ自身でもよい。具体的には、てこを板ばねで構成し、または、てこと、支点を一体に作り、支点部が弾性変形することで、てこが移動するように構成してもよい。   The coupling member 47 is configured by incorporating a displacement enlarging mechanism using elastic deformation. Although not shown, the displacement enlarging mechanism in this case enlarges the vibration of the piezoelectric element 46, that is, the amount of displacement, using the leverage principle. By using the principle of leverage, it is possible to arbitrarily set the relationship between the point of force, the fulcrum, and the point of action, thereby setting the displacement magnification rate arbitrarily. The portion of the displacement enlarging mechanism that is elastically deformed may be, for example, a fulcrum or the lever itself. Specifically, the lever may be configured by a leaf spring, or the lever and the fulcrum may be integrally formed, and the fulcrum portion may be elastically deformed to move the lever.

(作用)
この第4の実施形態の圧電アクチュエータ45の動作は第3の実施形態と同じなので、その説明は省略する。前記変位拡大機構が前記移動体48の移動量を増す。
(Action)
The operation of the piezoelectric actuator 45 according to the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment, and a description thereof will be omitted. The displacement enlarging mechanism increases the moving amount of the moving body 48.

(効果)
前記圧電素子46と前記移動体48が弾性変形を用いた変位拡大機構で結合しているために、圧電素子46の一回の伸縮で、大きな変位が得られ、前記係止部材50の移動量を大きくとることができる。
(effect)
Since the piezoelectric element 46 and the moving body 48 are coupled by a displacement enlarging mechanism using elastic deformation, a large displacement can be obtained by a single expansion and contraction of the piezoelectric element 46, and Can be increased.

<第5の実施形態>
図6を参照して、本発明の第5の実施形態を説明する。図6は圧電アクチュエータの縦断面図である。
<Fifth embodiment>
The fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the piezoelectric actuator.

(構成)
この実施形態に係る圧電アクチュエータ54は、圧電素子55と、この圧電素子55の一端部に設けた移動体56と、前記移動体56と摺動可能に摩擦係合する静止部材としての固定部材57と、前記移動体56と前記固定部材57との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生機構58とを設けて構成されている。
(Constitution)
The piezoelectric actuator 54 according to this embodiment includes a piezoelectric element 55, a moving body 56 provided at one end of the piezoelectric element 55, and a fixed member 57 as a stationary member slidably and frictionally engaged with the moving body 56. And a frictional force generating mechanism 58 for generating a frictional force between the moving body 56 and the fixed member 57.

前記圧電素子55は圧電(電歪)素子であり、本実施形態では積層型圧電素子が用いられている。前記圧電素子55にはその電極に駆動信号を伝送するリード線59が半田付けされている。前記リード線59は図示しない圧電アクチュエータ駆動用制御装置に接続されている。   The piezoelectric element 55 is a piezoelectric (electrostrictive) element, and in this embodiment, a laminated piezoelectric element is used. A lead wire 59 for transmitting a drive signal to its electrode is soldered to the piezoelectric element 55. The lead wire 59 is connected to a piezoelectric actuator driving control device (not shown).

前記移動体56は圧電素子55の一端に取着された圧電素子固定部材61と、この圧電素子固定部材61に取着され、前記固定部材57の内面と摺動する摺動部材62と、圧電素子固定部材61の他端に取着された結合部材63から構成されている。摺動部材62は、円筒形状をしており、前記圧電素子55を覆うように構成されている。そして、移動体56はその摺動部材62の一端に圧電素子固定部材61を取着し、摺動部材62の他端に結合部材63を取着して、内部を気密にした構造としてある。前記静止部材用固定部材57に摺接する摺動部材62の外表面は大変滑らかに構成してある。前記圧電素子固定部材61は電気的絶縁体で形成してある。電気的絶縁材としては例えば硬度のあるセラミックスや、硬度のあるプラスチック等が良い。また、金属材料、例えばアルミニウム等に絶縁皮膜を施して用いても構わない。   The moving body 56 includes a piezoelectric element fixing member 61 attached to one end of a piezoelectric element 55, a sliding member 62 attached to the piezoelectric element fixing member 61 and sliding on an inner surface of the fixing member 57, It comprises a coupling member 63 attached to the other end of the element fixing member 61. The sliding member 62 has a cylindrical shape and is configured to cover the piezoelectric element 55. The moving body 56 has a structure in which a piezoelectric element fixing member 61 is attached to one end of the sliding member 62 and a coupling member 63 is attached to the other end of the sliding member 62 to make the inside airtight. The outer surface of the sliding member 62 that slides on the stationary member fixing member 57 is very smooth. The piezoelectric element fixing member 61 is formed of an electrical insulator. As the electric insulating material, for example, a hard ceramic or a hard plastic is preferable. Further, an insulating film may be applied to a metal material, for example, aluminum or the like before use.

前記結合部材63は、前記リード線59と弾性的に結合させるものであり、このためには摺動部材62の一端開口部に取着される後部蓋64であっても構わないし、前記後部蓋64とリード線59を弾性的に結合する接着剤65等でも良く、少なくとも弾性率が低い(柔らかい)方を結合部材63とすれば良いものである。前記接着剤としてはシリコン系のものや、ヤング率の小さいエポキシ系の接着剤等が良い。   The coupling member 63 is for elastically coupling to the lead wire 59. For this purpose, the coupling member 63 may be a rear lid 64 attached to one end opening of the sliding member 62, or may be the rear lid 64. An adhesive 65 or the like that elastically connects the lead 64 and the lead wire 59 may be used, and at least one having a lower elastic modulus (softer) may be used as the connecting member 63. As the adhesive, a silicone adhesive or an epoxy adhesive having a small Young's modulus is preferable.

前記移動体56にはシャフト66が設けてあり、このシャフト66を介して前記圧電アクチュエータ54の出力を取り出せるようになっている。前記シャフト66には例えば被駆動体の光学系素子(図示せず)が固定される。光学素子としては例えば、内視鏡や顕微鏡、カメラ等に用いられるレンズ、ミラー、固体撮像素子等がある。   The moving body 56 is provided with a shaft 66 through which the output of the piezoelectric actuator 54 can be taken out. For example, an optical element (not shown) of a driven body is fixed to the shaft 66. As the optical element, for example, there are a lens, a mirror, a solid-state imaging element, and the like used for an endoscope, a microscope, a camera, and the like.

前記固定部材57の内面は、前記移動体56と摺動可能に摩擦係合できるように、内面が円筒状であり、その摺接表面は大変滑らかに構成してある。固定部材57の外形は前記圧電アクチュエータ54を組み込む際に必要な形状にすればよい。   The inner surface of the fixing member 57 is cylindrical in shape so that it can slidably and frictionally engage with the moving body 56, and the sliding contact surface is very smooth. The outer shape of the fixing member 57 may be a shape required when the piezoelectric actuator 54 is incorporated.

前記固定部材57には前記摩擦力発生機構58が取り付けられている。この摩擦力発生機構58としては付勢部材、例えば板ばね67が設けられている。板ばね67はその一端が固定部材57に、ねじ68により、ねじ止め固定されている。この固定方法はねじ止め以外の、例えば融着や接着剤等を用いたものでも良い。前記固定部材57には前記板ばね67の他端部が入り込むスリットまたは孔69が形成されていて、この孔69を通じて前記移動体56の摺動部材62の外表面に圧接して摩擦係合するようになっている。前記スリットまたは孔69と板ばね67は、前記移動体56と前記固定部材57との嵌合長が最小になった時にでも、摩擦力を発生できる様に設けられている。
また、摩擦力発生機構58は例えば板ばね67の付勢力を調節することにより摩擦力を調整できるようになっている。
The frictional force generating mechanism 58 is attached to the fixing member 57. As the frictional force generating mechanism 58, an urging member, for example, a leaf spring 67 is provided. One end of the leaf spring 67 is screwed and fixed to the fixing member 57 by a screw 68. This fixing method may be a method other than screwing, for example, using fusion or an adhesive. The fixing member 57 is formed with a slit or hole 69 into which the other end of the leaf spring 67 enters, and through this hole 69, comes into pressure contact with the outer surface of the sliding member 62 of the moving body 56 to frictionally engage. It has become. The slit or hole 69 and the leaf spring 67 are provided so that a frictional force can be generated even when the fitting length between the moving body 56 and the fixing member 57 is minimized.
Further, the frictional force generating mechanism 58 can adjust the frictional force by adjusting the biasing force of the leaf spring 67, for example.

(作用)
前記構成に基づき、作用を説明する。まず、摩擦力を発生させる摩擦力発生機構58について説明する。前記板ばね67の自由先端部が前記移動体56の摺動部材62の外表面に押し当り、移動体56の摺動部材62を固定部材57に押し付けて両者の間の摩擦力を得ると同時に、摺動部材62と板ばね67との間の摩擦力を得る。この摩擦力を調整して組み立てすることができる。
(Action)
The operation will be described based on the above configuration. First, the frictional force generating mechanism 58 that generates a frictional force will be described. The free end of the leaf spring 67 presses against the outer surface of the sliding member 62 of the moving body 56, and presses the sliding member 62 of the moving body 56 against the fixed member 57 to obtain a frictional force therebetween. The frictional force between the sliding member 62 and the leaf spring 67 is obtained. The assembly can be performed by adjusting the frictional force.

次に、前記圧電アクチュエータ54の動作について説明する。前記圧電素子55にその圧電素子55が急速に伸びる駆動電圧を印加すると、その際に移動体56に生じる慣性力が、前記移動体56と前記固定部材57側との間の摩擦力より大きいと、前記移動体56は前記シャフト66側に向けて微小移動する。その後、前記圧電素子55をゆっくりと縮め、その際、生じる慣性力が前記摩擦力より小さくするように駆動電圧を印加すれば、前記移動体56はその場に留まり移動しない。このサイクルを繰り返すことによって、前記圧電アクチュエータ54を図6の左の方向へ間欠的に移動させることができる。前記圧電アクチュエータ54を逆向きに駆動する場合には前記圧電素子55を急速に縮め、ゆっくり伸ばすというサイクルを繰り返せば良い。前記結合部材63は前記リード線59を弾性的に支持する。   Next, the operation of the piezoelectric actuator 54 will be described. When a driving voltage at which the piezoelectric element 55 rapidly extends is applied to the piezoelectric element 55, if an inertial force generated in the moving body 56 at that time is larger than a frictional force between the moving body 56 and the fixed member 57 side. The moving body 56 moves minutely toward the shaft 66 side. Thereafter, if the piezoelectric element 55 is slowly contracted and a driving voltage is applied so that the generated inertial force is smaller than the frictional force, the moving body 56 stays in place and does not move. By repeating this cycle, the piezoelectric actuator 54 can be intermittently moved in the left direction in FIG. When the piezoelectric actuator 54 is driven in the reverse direction, a cycle of rapidly contracting the piezoelectric element 55 and extending it slowly may be repeated. The coupling member 63 elastically supports the lead wire 59.

(効果)
前記板ばね67によって摩擦力を得ているため、板ばね67のばね弾性力を調整することにより、容易に摩擦力を任意の値に調整できる。つまり、静止部材としての固定部材57と移動体56との間の摩擦力の調整が容易な圧電アクチュエータ54を提供できる。
(effect)
Since the frictional force is obtained by the leaf spring 67, the frictional force can be easily adjusted to an arbitrary value by adjusting the spring elastic force of the leaf spring 67. That is, it is possible to provide the piezoelectric actuator 54 in which the frictional force between the stationary member 57 as the stationary member and the moving body 56 can be easily adjusted.

前記移動体56が円筒状をしており、これが前記固定部材57と嵌合しているため、前記圧電アクチュエータ54の芯がずれることがなく、精密な駆動が可能である。   Since the moving body 56 has a cylindrical shape and is fitted with the fixing member 57, the center of the piezoelectric actuator 54 does not shift, and precise driving is possible.

前記固定部材57と前記移動体56の摺動面は滑らかに磨かれているため、耐摩耗性が向上し、前記圧電アクチュエータ54の品質が向上する。   Since the sliding surfaces of the fixed member 57 and the moving body 56 are polished smoothly, the wear resistance is improved, and the quality of the piezoelectric actuator 54 is improved.

前記シャフト66が最大に伸びても前記移動体56と前記固定部材57が嵌合し摩擦係合できるように、前記板ばね67等の位置を定めているため、無駄なスペースが無く、安定した摩擦力が提供でき、しかも前記圧電アクチュエータ54の性能が安定する。   Since the position of the leaf spring 67 and the like is determined so that the moving body 56 and the fixed member 57 can be fitted and frictionally engaged even if the shaft 66 extends to the maximum, there is no wasted space and stable. The frictional force can be provided, and the performance of the piezoelectric actuator 54 is stabilized.

前記圧電素子55が前記移動体56に覆われているため、前記圧電素子55に異物が付着し、圧電素子55を劣化、または破壊させたりすることが無く、信頼性がある。また、圧電素子55を気密的に密封する構造となっているため、圧電素子55を劣化させる湿気やガス等の侵入を防止し、湿気やガス等に対する耐性が向上する。さらに、圧電素子55自身に防湿コート等を施す必要が無く、コストダウンが達成できる。   Since the piezoelectric element 55 is covered with the moving body 56, foreign matter does not adhere to the piezoelectric element 55, and the piezoelectric element 55 is not degraded or destroyed, which is reliable. In addition, since the piezoelectric element 55 is hermetically sealed, it is possible to prevent moisture, gas, and the like that deteriorate the piezoelectric element 55 from entering, and to improve resistance to moisture, gas, and the like. Further, there is no need to apply a moisture-proof coating or the like to the piezoelectric element 55 itself, and thus cost reduction can be achieved.

前記圧電素子固定部材61を前記電気的絶縁体で構成しているため、前記圧電素子55が電気的に絶縁され、電気的な安全性が高まる。前記圧電素子55を、前記電気的絶縁体で覆っているため、前記リード線59の取り付け高さの制限が緩和される等、設計製作が容易で、かつコストダウンが達成できる。   Since the piezoelectric element fixing member 61 is made of the electrical insulator, the piezoelectric element 55 is electrically insulated, and the electrical safety is improved. Since the piezoelectric element 55 is covered with the electrical insulator, design and manufacture can be facilitated and cost reduction can be achieved, for example, the restriction on the mounting height of the lead wire 59 is relaxed.

前記リード線59を前記結合部材63で支持しているため、前記圧電アクチュエータ54の進退移動に伴う、前記リード線59の伸縮時の応力集中が分散でき、前記圧電アクチュエータ54の繰り返し駆動に対する耐久性が向上する。   Since the lead wire 59 is supported by the coupling member 63, stress concentration at the time of expansion and contraction of the lead wire 59 due to advance and retreat of the piezoelectric actuator 54 can be dispersed, and durability against repeated driving of the piezoelectric actuator 54 can be improved. Is improved.

<第6の実施形態>
図7及び図8を参照して、本発明の第6の実施形態を説明する。図7は圧電アクチュエータの縦断面図であり、図8は圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図である。
<Sixth embodiment>
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the piezoelectric actuator, and FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of the piezoelectric actuator.

(構成)
この実施形態に係る圧電アクチュエータ70は、圧電素子71と、前記圧電素子71の一端部に設けられた移動体72と、前記移動体72と摺動可能に摩擦係合する静止部材としての固定部材73と、前記移動体72と前記固定部材73との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生機構74から構成される。
(Constitution)
The piezoelectric actuator 70 according to this embodiment includes a piezoelectric element 71, a moving body 72 provided at one end of the piezoelectric element 71, and a fixed member as a stationary member slidably and frictionally engaged with the moving body 72. 73, and a frictional force generating mechanism 74 for generating a frictional force between the moving body 72 and the fixed member 73.

前記圧電素子71は圧電(電歪)素子であり、本実施形態では積層型圧電素子を用いている。前記圧電素子71の、移動体固定側に近い方の端部にはリード線75が半田付けされている。リード線75の接続手段としては半田付けには限らず、導電性の接着剤を用いて固定しても構わない。前記リード線75は圧電アクチュエータ用制御装置(図示せず)に接続してある。   The piezoelectric element 71 is a piezoelectric (electrostrictive) element, and in this embodiment, a laminated piezoelectric element is used. A lead wire 75 is soldered to the end of the piezoelectric element 71 closer to the moving body fixed side. The means for connecting the lead wires 75 is not limited to soldering, but may be fixed using a conductive adhesive. The lead wire 75 is connected to a piezoelectric actuator control device (not shown).

前記移動体72は前記圧電素子71を覆う様に設けられており、その密封させた移動体72の内部に圧電素子71が設置されるようになっている。前記移動体72は静止部材としての固定部材73のガイド孔76に摺動自在に設置される。前記移動体72は円筒状の摺動部材77と、この摺動部材77の前端に接着固定された前部蓋78と、摺動部材77の後端に接着固定された圧電素子固定部材79とから構成されている。前記摺動部材77の表面は前記固定部材73のガイド孔76にスムーズに摺動できる様に大変滑らかにしてある。   The moving body 72 is provided so as to cover the piezoelectric element 71, and the piezoelectric element 71 is installed inside the sealed moving body 72. The moving body 72 is slidably installed in a guide hole 76 of a fixed member 73 as a stationary member. The moving body 72 includes a cylindrical sliding member 77, a front cover 78 adhesively fixed to a front end of the sliding member 77, and a piezoelectric element fixing member 79 adhesively fixed to a rear end of the sliding member 77. It is composed of The surface of the sliding member 77 is made very smooth so that it can slide smoothly into the guide hole 76 of the fixing member 73.

前記摺動部材77の前部蓋78には前記シャフト80が突設されている。前記前部蓋78及びシャフト80の材質はアルミニウムやプラスチック等軽い材質のものが良い。前記シャフト80には、前記第5の実施形態で述べた様な光学素子(図示せず)や微動テーブル(図示せず)等が連結されている。   The shaft 80 protrudes from a front cover 78 of the sliding member 77. The material of the front cover 78 and the shaft 80 is preferably a light material such as aluminum or plastic. The optical element (not shown) and the fine movement table (not shown) as described in the fifth embodiment are connected to the shaft 80.

前記摺動部材77の他端に取着された前記圧電素子固定部材79には前記リード線75を通す孔81が設けられている。前記リード線75と前記孔81とは結合部材82を介して弾性的に固定されている。前記結合部材82としてはシリコンやゴムの充填剤や接着剤等の弾性体でも良い。また、ヤング率の低い、エポキシ系の接着剤でも構わない。   The piezoelectric element fixing member 79 attached to the other end of the sliding member 77 has a hole 81 through which the lead wire 75 passes. The lead wire 75 and the hole 81 are elastically fixed via a connecting member 82. The coupling member 82 may be an elastic body such as a silicone or rubber filler or an adhesive. An epoxy adhesive having a low Young's modulus may be used.

前記圧電素子固定部材79は電気的絶縁体で構成してある。例えば、プラスチックや、セラミック等や、表面を絶縁処理した金属などが良い。   The piezoelectric element fixing member 79 is made of an electrical insulator. For example, plastic, ceramic, or the like, or metal whose surface is insulated is preferable.

前記摺動部材77の内面と前記圧電素子71の外周との間にはチューブ状の電気的絶縁体84が設けられている。本実施形態では電気的絶縁体84にポリイミド製のチューブを用いている。このチューブ状の電気的絶縁体84は前記移動体72に接着固定しなくても構わない。   A tubular electrical insulator 84 is provided between the inner surface of the sliding member 77 and the outer periphery of the piezoelectric element 71. In the present embodiment, a tube made of polyimide is used for the electrical insulator 84. The tubular electrical insulator 84 does not have to be fixedly adhered to the moving body 72.

前記固定部材73のガイド孔76の内面は前記移動体72の摺動部材77がスムーズに摺動できるように構成されており、その摺動用内面は大変滑らかにしてある。前記固定部材73の外形は、前記圧電アクチュエータ70を前記第5の実施形態で述べた様なカメラや顕微鏡、内視鏡に組み込む際に適する任意の形にすれば良い。   The inner surface of the guide hole 76 of the fixing member 73 is configured so that the sliding member 77 of the moving body 72 can slide smoothly, and the inner surface for sliding is very smooth. The external shape of the fixing member 73 may be any shape suitable for incorporating the piezoelectric actuator 70 into a camera, a microscope, or an endoscope as described in the fifth embodiment.

さらに、前記固定部材73の壁部には前記摩擦力発生機構74が設けられている。この摩擦力発生機構74は、移動体72の摺動部材77の外周面に押し付けられる押付け部材85と、この押付け部材85を押付け方向に付勢するばね86と、このばね86の付勢力を調整する調整ねじ87で構成される。調整ねじ87は固定部材73の壁部にねじ込まれており、調整ねじ87のねじ込み量に応じて固定部材73と移動体72との間の摩擦力を調整する摩擦力調整手段を構成している。前記押付け部材85の先端は前記摺動部材77の外周面とスムーズに摺動できるように滑らかに構成された摺動面88となっている。   Further, the frictional force generating mechanism 74 is provided on a wall of the fixing member 73. The frictional force generating mechanism 74 adjusts a pressing member 85 pressed against the outer peripheral surface of the sliding member 77 of the moving body 72, a spring 86 for pressing the pressing member 85 in a pressing direction, and a pressing force of the spring 86. The adjusting screw 87 is provided. The adjusting screw 87 is screwed into the wall of the fixing member 73, and constitutes a frictional force adjusting means for adjusting the frictional force between the fixing member 73 and the moving body 72 according to the amount of screwing of the adjusting screw 87. . The distal end of the pressing member 85 is a sliding surface 88 that is smoothly formed so as to slide smoothly on the outer peripheral surface of the sliding member 77.

なお、付勢用ばね86は弾性体であれば良く、例えば図8に示すようにそのばね86の代わりにゴム部材89を用いても良い。図8はこの場合の摩擦力発生機構の部分のみを示す。   The biasing spring 86 may be an elastic body, and for example, a rubber member 89 may be used instead of the spring 86 as shown in FIG. FIG. 8 shows only the frictional force generating mechanism in this case.

(作用)
前記構成に基づき、作用を説明する。まず、摩擦力発生機構74による摩擦力の発生方法について説明する。前記調整ねじ87を回して、前記固定部材73に調整ねじ87をねじ込むことによって前記ばね86を圧迫すると、その押し付け力が前記押付け部材85に働き、前記移動体72の摺動部材77の外周面に押し付ける。これにより垂直抗力が生じ、移動体72との間に摩擦力を発生させる。また、調整ねじ87のねじ込み量を選択することにより摩擦力を変え、所定の摩擦力に調整する。
(Action)
The operation will be described based on the above configuration. First, a method of generating a frictional force by the frictional force generating mechanism 74 will be described. When the adjusting screw 87 is turned and the adjusting screw 87 is screwed into the fixing member 73 to press the spring 86, the pressing force acts on the pressing member 85 and the outer peripheral surface of the sliding member 77 of the moving body 72. Press As a result, a vertical drag is generated, and a frictional force is generated between the moving body 72 and the moving body 72. Further, by selecting the screwing amount of the adjusting screw 87, the frictional force is changed and adjusted to a predetermined frictional force.

前記圧電アクチュエータ70の駆動作用については前述した第5の実施形態の場合と同じなので省略する。ただし、前記圧電素子71の固定位置が異なるために前述した第5の実施形態とは図7上での進む向きが反対になる。   The driving operation of the piezoelectric actuator 70 is the same as that of the above-described fifth embodiment, and a description thereof will be omitted. However, since the fixing position of the piezoelectric element 71 is different, the traveling direction in FIG. 7 is opposite to that in the above-described fifth embodiment.

(効果)
調整ねじ87のねじ込み量を選択することによって、前記移動体72と前記固定部材73との摩擦力を容易に調整でき、一定の値にすることができるので、圧電アクチュエータ70の性能が安定する。つまり摩擦力の調整が容易な圧電アクチュエータを提供できる。
(effect)
By selecting the screwing amount of the adjusting screw 87, the frictional force between the moving body 72 and the fixed member 73 can be easily adjusted to a constant value, so that the performance of the piezoelectric actuator 70 is stabilized. That is, it is possible to provide a piezoelectric actuator that can easily adjust the frictional force.

前記圧電素子71が前記移動体72に覆われ、移動体72の内部に密封されているため、湿度によって前記圧電素子71の性能が劣化したり、液体やガス等の外界の影響を受けずに安定した性能を維持できる。   Since the piezoelectric element 71 is covered with the moving body 72 and sealed inside the moving body 72, the performance of the piezoelectric element 71 is not deteriorated by humidity, and the piezoelectric element 71 is not affected by an external environment such as liquid or gas. Stable performance can be maintained.

前記リード線75は前記圧電素子固定部材79に近い方で半田付けされているため、前記圧電素子71と前記圧電素子固定部材79との接着のばらつきによって、前記圧電素子71が傾いて接着されても、前記リード線75の半田付け部が、前記移動体72の摺動部材77と接触する可能性が減り、電気的安全性が向上する。   Since the lead wire 75 is soldered near the piezoelectric element fixing member 79, the piezoelectric element 71 is inclined and adhered due to variation in adhesion between the piezoelectric element 71 and the piezoelectric element fixing member 79. Also, the possibility that the soldered portion of the lead wire 75 comes into contact with the sliding member 77 of the moving body 72 is reduced, and the electrical safety is improved.

前記リード線75が前記結合部材82を介して前記圧電素子固定部材79に弾性的に固定してあるため、前記圧電アクチュエータ70の進退の際に、前記リード線75の固定部に応力が集中することがなく、前記リード線75の伸縮力に対する耐性を向上することができる。   Since the lead wire 75 is elastically fixed to the piezoelectric element fixing member 79 via the coupling member 82, stress concentrates on the fixing portion of the lead wire 75 when the piezoelectric actuator 70 advances and retreats. Therefore, the resistance of the lead wire 75 to the stretching force can be improved.

前記圧電素子71と前記移動体72との間にチューブ状の電気的絶縁体84を設けてあるので、前記圧電素子71の電極高さの公差や、前記リード線75の半田付け部の高さ等のバラツキがあっても、前記移動体72に電極や、前記リード線75が接触することが無くなる。この結果、前記圧電素子71の寸法公差や、前記リード線75の取付け高さの制限が緩和できるため、前記圧電アクチュエータ70を安く作ることができる。また、電気的な安全性が向上する。   Since the tubular electrical insulator 84 is provided between the piezoelectric element 71 and the moving body 72, the tolerance of the electrode height of the piezoelectric element 71 and the height of the soldering portion of the lead wire 75 are set. Even if there is such a variation, the electrodes and the lead wires 75 do not contact the moving body 72. As a result, the dimensional tolerance of the piezoelectric element 71 and the restriction on the mounting height of the lead wire 75 can be relaxed, so that the piezoelectric actuator 70 can be manufactured at low cost. Further, electrical safety is improved.

<第7の実施形態>
図9を参照して、本発明の第7の実施形態を説明する。図9は圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図である。
<Seventh embodiment>
The seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the frictional force generating mechanism of the piezoelectric actuator.

(構成)
この第7の実施形態は前述した第6の実施形態における摩擦力発生機構を変形した例である。変形した摩擦力発生機構74についてのみを述べ、他の部分の説明は前述した第6の実施形態と同じであるので省略する。
(Constitution)
The seventh embodiment is an example in which the frictional force generating mechanism in the above-described sixth embodiment is modified. Only the deformed frictional force generating mechanism 74 will be described, and the other parts will not be described because they are the same as in the above-described sixth embodiment.

この摩擦力発生機構74は移動体72の摺動部材77の外周面に押し付けられる押付け部材85と、この押付け部材85を前記押付け方向へ付勢するバルーン92で構成される。これらの部材は固定部材73の壁部に形成した孔部93内に配設される。前記押付け部材85の当接表面は前記摺動部材77とスムーズに摺動できるように滑らかに構成されている。   The frictional force generating mechanism 74 includes a pressing member 85 pressed against the outer peripheral surface of the sliding member 77 of the moving body 72, and a balloon 92 for urging the pressing member 85 in the pressing direction. These members are disposed in a hole 93 formed in the wall of the fixing member 73. The contact surface of the pressing member 85 is configured to be smoothly slidable with the sliding member 77.

前記バルーン92には液体や気体の注入口94が設けられていて、この注入口94に例えばシリンジ等を差し込んでバルーン92の内部に液体や気体を充填し、バルーン92を膨らませることができるようになっている。前記固定部材73には前記バルーン92の注入口94に液体や気体を注入する際に注入器具を差し込むために使用する注入用穴95が設けられている。   The balloon 92 is provided with an inlet 94 for liquid or gas, and a syringe or the like is inserted into the inlet 94 to fill the inside of the balloon 92 with liquid or gas so that the balloon 92 can be inflated. It has become. The fixing member 73 is provided with an injection hole 95 used for inserting an injection device when injecting a liquid or gas into the injection port 94 of the balloon 92.

(作用)
摩擦力発生機構74の作用について説明すると、前記バルーン92に液体や気体を注入することにより、バルーン92が膨らみ、前記押付け部材85を移動体72の摺動部材77側へ押し込む。その結果、前記押付け部材85が前記移動体72の摺動部材77に押し当り、その摺動部材77を前記固定部材73のガイド孔76の内面に押し付ける。そして、これらの押し付け力が垂直抗力となり摩擦力を発生させるのである。
(Action)
The operation of the frictional force generating mechanism 74 will be described. By injecting a liquid or a gas into the balloon 92, the balloon 92 expands, and the pressing member 85 is pushed toward the sliding member 77 of the moving body 72. As a result, the pressing member 85 presses against the sliding member 77 of the moving body 72 and presses the sliding member 77 against the inner surface of the guide hole 76 of the fixed member 73. Then, these pressing forces become normal drag and generate frictional force.

圧電アクチュエータ70の駆動作用は前述した第6の実施形態と同じなので、その説明を省略する。   The driving operation of the piezoelectric actuator 70 is the same as that of the above-described sixth embodiment, and the description thereof is omitted.

(効果)
本実施形態では摩擦力発生機構74における付勢手段にバルーン92を用い、バルーン92の中の気体や液体の圧力を簡単に変えることができ、容易に摩擦力を調整することができる。つまり、摩擦力調整機構を構成する。
(effect)
In this embodiment, the balloon 92 is used as the urging means in the frictional force generating mechanism 74, and the pressure of gas or liquid in the balloon 92 can be easily changed, and the frictional force can be easily adjusted. That is, a frictional force adjusting mechanism is configured.

摩擦力発生機構74以外の効果に付いては前述した第6実施形態と同じなので省略する。   The effects other than the frictional force generating mechanism 74 are the same as in the above-described sixth embodiment, and will not be described.

<第8の実施形態>
図10を参照して、本発明の第8の実施形態を説明する。図10は圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図である。
<Eighth embodiment>
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the frictional force generating mechanism of the piezoelectric actuator.

(構成)
本実施形態も前述した第6の実施形態の変形例であり、第6の実施形態と異なる点は摩擦力発生機構74の構成のみである。他の構成に付いては説明を省略する。
(Constitution)
This embodiment is also a modification of the above-described sixth embodiment, and differs from the sixth embodiment only in the configuration of the frictional force generating mechanism 74. The description of the other components is omitted.

前記摩擦力発生機構74は、前記固定部材73の壁部に形成された孔部93内に、押付け部材85と、第2の圧電素子96と、固定板97とより構成されており、第2の圧電素子96は押付け部材85と固定板97の間に介在している。前記第2の圧電素子96の先端部には前記押付け部材85が接着固定されていても良いし、弾性的に接触していても良い。また、前記第2の圧電素子96の他端と前記固定板97も接着固定されていても良いし、弾性的に接触していても構わない。   The frictional force generating mechanism 74 includes a pressing member 85, a second piezoelectric element 96, and a fixing plate 97 in a hole 93 formed in a wall of the fixing member 73. The piezoelectric element 96 is interposed between the pressing member 85 and the fixing plate 97. The pressing member 85 may be adhesively fixed to the tip of the second piezoelectric element 96, or may be in elastic contact with the pressing member 85. Further, the other end of the second piezoelectric element 96 and the fixing plate 97 may be bonded and fixed, or may be in elastic contact with each other.

前記固定板97は前記固定部材73に接着固定されている。固定板97は第2の圧電素子96を受け止める保持部材であり、この保持部材としては固定板97の代わりにねじ部材を用いて、前記固定部材73にねじ込んで固定しても構わない。また、ねじ込みにて押付け部材85と第2の圧電素子96に予圧を掛けるようにしても良い。   The fixing plate 97 is adhesively fixed to the fixing member 73. The fixing plate 97 is a holding member that receives the second piezoelectric element 96. As the holding member, a screw member may be used instead of the fixing plate 97, and the fixing member 97 may be screwed into the fixing member 73 and fixed. Further, a preload may be applied to the pressing member 85 and the second piezoelectric element 96 by screwing.

前記第2の圧電素子96にはリード線98が半田付けされており、前記リード線98は前記固定板97の孔部99を通して、前記固定部材97の外へ導かれている。   A lead wire 98 is soldered to the second piezoelectric element 96, and the lead wire 98 is guided to the outside of the fixing member 97 through a hole 99 of the fixing plate 97.

(作用)
前記摩擦力発生機構74のみについての作用を説明し、他の作用は前述した第6の実施形態と同じなので省略する。
(Action)
The operation of only the frictional force generating mechanism 74 will be described, and other operations will not be described because they are the same as in the sixth embodiment.

前記第2の圧電素子96に電圧を印加すると、その第2の圧電素子96が伸び、前記押付け部材85を押す。押圧力は印加する電圧によって異なる。これによって、前記移動体72の摺動部材77が前記固定部材73に押し付けられる。そして、前記移動体72と前記固定部材73が摩擦係合する。   When a voltage is applied to the second piezoelectric element 96, the second piezoelectric element 96 expands and presses the pressing member 85. The pressing force differs depending on the applied voltage. Thereby, the sliding member 77 of the moving body 72 is pressed against the fixed member 73. Then, the moving body 72 and the fixed member 73 are frictionally engaged.

(効果)
前記第2の圧電素子96に印加する電圧によって、前記押付け部材85の押し付け力が容易に変更できるため、摩擦力の調整が容易になる。摩擦力が電気的に制御できるため、圧電アクチュエータ70の複雑な制御が可能になる。つまり、摩擦力調整機構を構成する。
(effect)
Since the pressing force of the pressing member 85 can be easily changed by the voltage applied to the second piezoelectric element 96, the adjustment of the frictional force becomes easy. Since the frictional force can be electrically controlled, complicated control of the piezoelectric actuator 70 is possible. That is, a frictional force adjusting mechanism is configured.

前記固定板97の代わりにねじを用いた場合には前記押付け部材85を前記第2の圧電素子96に電圧を印加する前に押し付けて予圧を与えておけるので、前記圧電素子96に電圧を印加すると所望する摩擦力に更に調整しやすくなる。   When a screw is used instead of the fixing plate 97, the pressing member 85 can be pressed before applying a voltage to the second piezoelectric element 96 to apply a preload, so that a voltage is applied to the piezoelectric element 96. Then, it becomes easier to adjust to the desired frictional force.

その他の効果は前述した第6の実施形態と同じであるので、その説明については省略する。   Other effects are the same as those of the above-described sixth embodiment, and a description thereof will not be repeated.

<第9の実施形態>
図11を参照して、本発明の第9の実施形態を説明する。図11は圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図である。
<Ninth embodiment>
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the frictional force generating mechanism of the piezoelectric actuator.

(構成)
本実施形態は前述した第8の実施形態に示した摩擦力発生機構74の変形例である。他の構成については説明を省略する。本実施形態の摩擦力発生機構74は前述した摩擦力発生機構74の第2の圧電素子96をケモメカ101に代えたものである。ケモメカ101は圧電素子と略同様に機能する。
(Constitution)
This embodiment is a modification of the frictional force generating mechanism 74 shown in the eighth embodiment. The description of the other components is omitted. In the frictional force generating mechanism 74 of the present embodiment, the second piezoelectric element 96 of the above-described frictional force generating mechanism 74 is replaced with a chemo mechanism 101. Chemomechanism 101 functions in substantially the same way as a piezoelectric element.

(作用)
前記ケモメカ101に電圧を印加すると、そのケモメカ101が伸び、前記押付け部材85を押し付け、この押付け部材85を介して前記移動体72の摺動部材77を前記固定部材73に押し付ける。これにより、前記移動体72と前記固定部材73が摩擦係合する。その他の作用は前述した第8の実施形態と同じであるので説明を省略する。
(Action)
When a voltage is applied to the chemo mechanism 101, the chemo mechanism 101 extends, presses the pressing member 85, and presses the sliding member 77 of the moving body 72 to the fixed member 73 via the pressing member 85. Thereby, the moving body 72 and the fixed member 73 are frictionally engaged. The other operations are the same as those of the above-described eighth embodiment, and the description is omitted.

(効果)
本実施形態の効果は第8実施形態と同じであるので説明を省略する。
(effect)
The effects of the present embodiment are the same as those of the eighth embodiment, and a description thereof will be omitted.

<第10の実施形態>
図12を参照して、本発明の第10の実施形態を説明する。図12は圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図である。
<Tenth embodiment>
The tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the frictional force generating mechanism of the piezoelectric actuator.

(構成)
本実施形態も前述した第8の実施形態の変形例であり、第8の実施形態と異なる点は摩擦力発生機構74の構成のみである。このため、他の構成については説明を省略する。
(Constitution)
This embodiment is also a modification of the above-described eighth embodiment, and differs from the eighth embodiment only in the configuration of the frictional force generating mechanism 74. Therefore, the description of the other components is omitted.

本実施形態での摩擦力発生機構74は固定部材73の壁部に形成した孔部93内に、前記同様の押付け部材85と、コイル102と、前記押付け部材85を押込み付勢するための超磁歪素子103と、この超磁歪素子103の後端を受け止める固定具104とを設置して構成されている。超磁歪素子103はコイル102の巻き芯内に同軸的に配置されている。超磁歪素子103は磁界をかけると、延びる性質をもつ素子であり、圧電素子と機能的に似た性質を有する。   The frictional force generating mechanism 74 according to the present embodiment includes a pressing member 85, a coil 102, and an ultra-pressurizing member for pressing and pressing the pressing member 85 into a hole 93 formed in the wall of the fixing member 73. The magnetostrictive element 103 is provided with a fixture 104 for receiving a rear end of the giant magnetostrictive element 103. The giant magnetostrictive element 103 is coaxially arranged in the winding core of the coil 102. The giant magnetostrictive element 103 is an element having a property of extending when a magnetic field is applied, and has a property functionally similar to that of a piezoelectric element.

前記押付け部材85は前記超磁歪素子103の先端に弾性的に固定してあり、前記超磁歪素子103の他端には前記固定具104が固定してある。前記固定具104は前記固定部材73に接着固定されている。前記超磁歪素子103の周囲に設けられた前記コイル102は前記固定部材73の孔部93の内壁に接着固定されている。前記コイル102にはリード線105が接続されている。リード線105は固定具104を貫通して外部へ導出している。   The pressing member 85 is elastically fixed to the tip of the giant magnetostrictive element 103, and the fixture 104 is fixed to the other end of the giant magnetostrictive element 103. The fixing tool 104 is adhesively fixed to the fixing member 73. The coil 102 provided around the giant magnetostrictive element 103 is bonded and fixed to the inner wall of the hole 93 of the fixing member 73. A lead wire 105 is connected to the coil 102. The lead wire 105 passes through the fixture 104 and is led out.

コイル102に電圧を印加する前に、前記超磁歪素子103と前記押付け部材85とを前記移動体72の摺動部77に前記固定具104を用いて押し付けることにより、前記超磁歪素子103に予圧を与えるようにしても良い。   Before applying a voltage to the coil 102, the giant magnetostrictive element 103 and the pressing member 85 are pressed against the sliding portion 77 of the moving body 72 using the fixing tool 104, so that a preload is applied to the giant magnetostrictive element 103. May be given.

(作用)
前記摩擦力発生機構74の作用について説明する。前記コイル102に電圧を印加すると、磁界が生じる。すると、前記超磁歪素子103が伸び、その際、超磁歪素子103に固定されている押付け部材85が押される。そして、押付け部材85が前記移動体72を前記固定部材73に押し付け、前記移動体72と前記固定部材73が摩擦係合する。前記圧電アクチュエータ70の動作については前述した第8の実施形態に同じであるので説明を省略する。
(Action)
The operation of the frictional force generating mechanism 74 will be described. When a voltage is applied to the coil 102, a magnetic field is generated. Then, the giant magnetostrictive element 103 extends, and at this time, the pressing member 85 fixed to the giant magnetostrictive element 103 is pressed. Then, the pressing member 85 presses the moving body 72 against the fixed member 73, and the moving body 72 and the fixed member 73 are frictionally engaged. The operation of the piezoelectric actuator 70 is the same as that of the above-described eighth embodiment, and a description thereof will be omitted.

(効果)
前記コイル102に印加する電圧の値によって、前記移動体72と前記固定部材73が摩擦係合する摩擦力の大きさを容易に調整できる。
(effect)
The magnitude of the frictional force with which the moving body 72 and the fixed member 73 are frictionally engaged can be easily adjusted by the value of the voltage applied to the coil 102.

前記超磁歪素子103に予圧を与えておいた場合には、前記摩擦係合によって生じる摩擦力がある幅をもって調整できるため、目的の摩擦力に調整しやすい。 前記圧電アクチュエータ70の他の効果は前述した第8の実施形態に同じなので省略する。   When a preload is applied to the giant magnetostrictive element 103, the frictional force generated by the frictional engagement can be adjusted with a certain width, so that it is easy to adjust to the target frictional force. The other effects of the piezoelectric actuator 70 are the same as those of the above-described eighth embodiment, and will not be described.

<第11の実施形態>
図13を参照して、本発明の第11の実施形態を説明する。図13は圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図である。
<Eleventh embodiment>
An eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the frictional force generating mechanism of the piezoelectric actuator.

(構成)
本実施形態も前述した第8の実施形態の変形例であり、第8の実施形態と異なる点は摩擦力発生機構74の構成のみである。このため、他の構成については説明を省略する。
(Constitution)
This embodiment is also a modification of the above-described eighth embodiment, and differs from the eighth embodiment only in the configuration of the frictional force generating mechanism 74. Therefore, the description of the other components is omitted.

本実施形態での摩擦力発生機構74は固定部材73の壁部に形成した孔部93内に、前記同様の押付け部材85と、ソレノイド108と、固定具109を配置して構成されている。前記ソレノイド108はコイル110と軸(プランジャー)111で構成されている。コイル110は固定具109に接着固定され、軸111は押付け部材85に接着固定されている。前記軸111は磁性を帯びているように磁石等の磁性体で形成されている。前記固定具109は圧電アクチュエータ70の固定部材73に接着固定されている。前記コイル110は前記固定部材109の孔部93の内壁に接着固定されている。前記コイル110にはリード線112が接続されている。リード線112は固定具109を貫通して外部へ導出している。   The frictional force generating mechanism 74 in this embodiment is configured by disposing a pressing member 85, a solenoid 108, and a fixing tool 109 similar to the above in a hole 93 formed in a wall of the fixing member 73. The solenoid 108 includes a coil 110 and a shaft (plunger) 111. The coil 110 is adhesively fixed to the fixture 109, and the shaft 111 is adhesively fixed to the pressing member 85. The shaft 111 is formed of a magnetic material such as a magnet so as to have magnetism. The fixing tool 109 is bonded and fixed to the fixing member 73 of the piezoelectric actuator 70. The coil 110 is adhesively fixed to the inner wall of the hole 93 of the fixing member 109. A lead wire 112 is connected to the coil 110. The lead wire 112 passes through the fixture 109 and is led out.

(作用)
前記摩擦力発生機構74の作用について説明すると、前記コイル110に電圧を印加すると、前記コイル110内に生じる磁界に反発して、前記軸111が前記コイル110内から押し出されるように付勢される。すると、前記軸111に固定された押付け部材85が前記移動体72の摺動部材77を前記固定部材73に押し付けるので、前記移動体72と前記固定部材73は摺動可能に摩擦係合する。前記コイル110に印加する電圧を変えることによって前記押付け部材85を押し付ける力が変わる。つまり、摩擦力を調整する摩擦力調整機構を構成している。この圧電アクチュエータ70の動作は前述した第8の実施形態と同じであるので説明を省略する。
(Action)
The function of the frictional force generating mechanism 74 will be described. When a voltage is applied to the coil 110, the shaft 111 is urged to be pushed out of the coil 110 by repelling a magnetic field generated in the coil 110. . Then, the pressing member 85 fixed to the shaft 111 presses the sliding member 77 of the moving body 72 against the fixed member 73, so that the moving body 72 and the fixed member 73 are slidably frictionally engaged. By changing the voltage applied to the coil 110, the force pressing the pressing member 85 changes. That is, it constitutes a frictional force adjusting mechanism for adjusting the frictional force. The operation of the piezoelectric actuator 70 is the same as that of the above-described eighth embodiment, and the description is omitted.

(効果)
前記圧電アクチュエータ70の他の効果は前述した第8の実施形態に同じなので省略する。
(effect)
The other effects of the piezoelectric actuator 70 are the same as those of the above-described eighth embodiment, and will not be described.

摩擦力発生機構74にソレノイド108を用いているため、前記コイル110に印加する電圧を変えることによって前記押し付け部材85を押し付ける力を調整し、摩擦力を容易に所望の値にすることができる。   Since the solenoid 108 is used for the frictional force generating mechanism 74, the force for pressing the pressing member 85 can be adjusted by changing the voltage applied to the coil 110, and the frictional force can be easily set to a desired value.

<第12の実施形態>
図14を参照して、本発明の第12の実施形態を説明する。図14(a)は圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図であり、図14(b)は図14(a)中A−A線に沿う断面図である。
<Twelfth embodiment>
A twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14A is a vertical cross-sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of the piezoelectric actuator, and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

(構成)
本実施形態の圧電アクチュエータは、圧電素子113と、この圧電素子113の一端部に固定された移動体114と、この移動体114と摺動可能に摩擦係合する静止部材としての固定部材115とを備えて構成されている。
前記圧電素子113は積層型圧電素子を用いているが、他の電歪素子でもかまわない。
(Constitution)
The piezoelectric actuator according to the present embodiment includes a piezoelectric element 113, a moving body 114 fixed to one end of the piezoelectric element 113, a fixed member 115 as a stationary member slidably frictionally engaged with the moving body 114. It is configured with.
As the piezoelectric element 113, a laminated piezoelectric element is used, but another electrostrictive element may be used.

前記圧電素子113にはリード線116が半田付けして接続されている。図14(b)で示すように、前記圧電素子113はその長手方向の4つの稜線部をそれぞれ面取りしてある。   A lead wire 116 is connected to the piezoelectric element 113 by soldering. As shown in FIG. 14B, the piezoelectric element 113 is chamfered at four ridges in the longitudinal direction.

前記移動体114は圧電素子固定部材117と、これに一端を接着で接続固定した筒状の摺動部材118と、この摺動部材118の他端に接着で取着された後部蓋119とで構成されている。また、前記圧電素子固定部材117には前記圧電素子113の一端が接着固定されている。前記圧電素子113は前記移動体114の内部に密閉的に配設され、かつ移動体114によって囲まれている。前記後部蓋119には前記リード線116を通す孔119aが設けられ、前記リード線116はその孔119a内で接着固定されている。前記孔119aは接着剤で充填されて閉塞されている。   The moving body 114 includes a piezoelectric element fixing member 117, a cylindrical sliding member 118 having one end connected and fixed to the piezoelectric element fixing member 117, and a rear lid 119 attached to the other end of the sliding member 118 by bonding. It is configured. One end of the piezoelectric element 113 is bonded and fixed to the piezoelectric element fixing member 117. The piezoelectric element 113 is hermetically disposed inside the moving body 114 and is surrounded by the moving body 114. The rear lid 119 is provided with a hole 119a through which the lead wire 116 passes, and the lead wire 116 is bonded and fixed in the hole 119a. The hole 119a is filled with an adhesive and closed.

図14(a)で示すように前記移動体114と前記圧電素子113との間には結合部材120が設けられている。結合部材120は前記移動体114の筒状の摺動部材118における内面に取り付けられ、前記移動体114と前記圧電素子113との間に介在してその両者を弾性的に結合している。本実施形態では特に前記圧電素子113の前記リード線接続端部となる自由端部と移動体114との間に前記結合部材120が介在するように設けられている。   As shown in FIG. 14A, a coupling member 120 is provided between the moving body 114 and the piezoelectric element 113. The coupling member 120 is attached to the inner surface of the cylindrical sliding member 118 of the moving body 114, and is interposed between the moving body 114 and the piezoelectric element 113 to elastically couple them. In the present embodiment, in particular, the coupling member 120 is provided between the movable body 114 and the free end of the piezoelectric element 113 serving as the lead wire connection end.

前記摺動部材118の外表面は前記固定部材115と摺動できるよう滑らかに構成してある。前記固定部材115の摺動面も滑らかに構成してある。   The outer surface of the sliding member 118 is formed so as to be slidable with the fixing member 115. The sliding surface of the fixing member 115 is also configured smoothly.

前記固定部材115には摩擦力発生機構121が設けてある。前記摩擦力発生機構121は前記固定部材115の端部に設けた少なくとも1つのスリット122と、前記スリット122のある端部に設けたねじ部123と、このねじ部123に結合するナット124で構成する。前記ねじ部123はテーパ状のねじ部として形成されている。この構成はナット124の締め付け量に応じてその摩擦力が調整できる摩擦力調整機構を兼ねる。   The fixing member 115 is provided with a frictional force generating mechanism 121. The frictional force generating mechanism 121 includes at least one slit 122 provided at an end of the fixing member 115, a screw portion 123 provided at an end having the slit 122, and a nut 124 coupled to the screw portion 123. I do. The screw portion 123 is formed as a tapered screw portion. This configuration also serves as a frictional force adjusting mechanism that can adjust the frictional force according to the amount of tightening of the nut 124.

(作用)
前記摩擦力発生機構121について説明する。前記ねじ部123に前記ナット124を締め込んでいくと、前記ねじ部123にスリット122を設けてあり、さらに前記ねじ部123がテーパ状であることから、前記固定部材115の内径が小さくなり、前記移動体114を締め付ける。そして、前記固定部材115と、前記移動体114が摺動可能に摩擦係合することになる。この摩擦力はナット124の締込み量に応じて変わるため、その摩擦力を適宜調節可能である。
(Action)
The frictional force generating mechanism 121 will be described. When the nut 124 is tightened into the screw portion 123, a slit 122 is provided in the screw portion 123, and since the screw portion 123 is tapered, the inner diameter of the fixing member 115 becomes smaller, The moving body 114 is tightened. Then, the fixed member 115 and the moving body 114 are slidably frictionally engaged with each other. Since this frictional force changes according to the amount of tightening of the nut 124, the frictional force can be appropriately adjusted.

前記結合部材120は前記移動体114に保持されて前記圧電素子113の一部を弾性的に支える。   The coupling member 120 is held by the moving body 114 and elastically supports a part of the piezoelectric element 113.

この圧電アクチュエータの他の動作は前述した第8の実施形態に説明した通りなので説明を省略する。   Other operations of this piezoelectric actuator are the same as those described in the above-described eighth embodiment, and thus description thereof is omitted.

(効果)
前記摩擦力発生機構121はナット124の締め付けの程度によって摩擦力を容易に調整ができ、前記圧電アクチュエータの性能を安定させることができる。前記結合部材120を設けて、前記圧電素子113を弾性的に支えているので、前記圧電素子113の発生力をロスすること無く、また衝撃に対し強い構造となり、圧電アクチュエータの衝撃耐性が向上する。
(effect)
The frictional force generating mechanism 121 can easily adjust the frictional force according to the degree of tightening of the nut 124, and can stabilize the performance of the piezoelectric actuator. Since the coupling member 120 is provided to elastically support the piezoelectric element 113, the piezoelectric element 113 does not lose its generated force and has a structure that is strong against impact, and the impact resistance of the piezoelectric actuator is improved. .

さらに、前記圧電素子113の稜線部を面取りしてあるため、前記移動体114断面に占める前記圧電素子113の断面積の割合が大きくとれるので、前記圧電素子113の発生力を大きくでき、前記圧電アクチュエータの性能を向上させることができる。   Furthermore, since the ridge of the piezoelectric element 113 is chamfered, the ratio of the cross-sectional area of the piezoelectric element 113 to the cross section of the moving body 114 can be increased, so that the force generated by the piezoelectric element 113 can be increased, The performance of the actuator can be improved.

前記圧電アクチュエータの他の効果については前述した第9の実施形態に説明した通りであるので説明を省略する。   The other effects of the piezoelectric actuator are the same as those described in the ninth embodiment, and a description thereof will be omitted.

<第13の実施形態>
図15乃至図20を参照して、本発明の第13の実施形態を説明する。
<Thirteenth embodiment>
A thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(構成)
本実施形態は図15で示すように内視鏡201の挿入部202における先端構成部203の内部に組み込まれた観察光学系の焦点調整機構204の駆動手段に前述したような圧電アクチュエータを利用したものである。
(Constitution)
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, the above-described piezoelectric actuator is used as a driving unit of the focus adjustment mechanism 204 of the observation optical system incorporated in the distal end portion 203 of the insertion section 202 of the endoscope 201. Things.

内視鏡201の観察光学系には先端構成部203の先端面に観察窓部205が配設されている。先端構成部203の内部空間には観察光学系が装着されているとともに、この装着位置の側方部位には前記焦点調整機構204が設置されている。   In the observation optical system of the endoscope 201, an observation window 205 is provided on the distal end surface of the distal end component 203. An observation optical system is mounted in the internal space of the distal end configuration portion 203, and the focus adjustment mechanism 204 is installed at a side portion of the mounting position.

観察光学系には、観察窓部205に対向配置された前部側固定レンズ206と、この前部側固定レンズ206に対して離間して対向配置された後部側固定レンズ208と、固定レンズ206と後部側固定レンズ208との間に配置され、観察光学系の光軸方向に沿って移動自在な焦点調整レンズ209とが設けられている。これらの各レンズ206,208,209によって観察光学系の対物レンズ群が構成される。   The observation optical system includes a front fixed lens 206 facing the observation window 205, a rear fixed lens 208 spaced apart from the front fixed lens 206, and a fixed lens 206. A focus adjustment lens 209 is provided between the lens unit and the rear-side fixed lens 208 and is movable along the optical axis direction of the observation optical system. These lenses 206, 208, and 209 constitute an objective lens group of the observation optical system.

前後の固定レンズ206,208を保持する鏡筒207には焦点調整レンズ209のレンズ枠210が観察光学系の光軸方向に沿って移動自在に支持されている。このレンズ枠210の下面にはラックギア211が設けられており、このラックギア211は後述する圧電アクチュエータによって回転されるピニオンギア212と噛合している。   A lens frame 210 of a focus adjusting lens 209 is supported on a lens barrel 207 holding the front and rear fixed lenses 206 and 208 so as to be movable along the optical axis direction of the observation optical system. A rack gear 211 is provided on the lower surface of the lens frame 210, and the rack gear 211 meshes with a pinion gear 212 rotated by a piezoelectric actuator described later.

また、先端構成部203内には後述するような圧電アクチュエータを備えたアクチュエータユニット213が装着されている。このアクチュエータユニット213には前記ピニオンギア212に噛合するラックギア214が設けられている。ピニオンギア212は前記レンズ枠210のラックギア211と噛み合っており、そして、焦点調整レンズ209のレンズ枠210を観察光学系の光軸方向に移動させるようになっている。   Further, an actuator unit 213 having a piezoelectric actuator as described later is mounted in the distal end portion 203. The actuator unit 213 is provided with a rack gear 214 that meshes with the pinion gear 212. The pinion gear 212 meshes with the rack gear 211 of the lens frame 210, and moves the lens frame 210 of the focus adjustment lens 209 in the optical axis direction of the observation optical system.

後部側固定レンズ208の後方にはその観察光学系の対物レンズ群によって結像された観察像を電気信号に変換する例えばCCD等の固体撮像素子215が配設されている。   Behind the rear fixed lens 208, a solid-state image sensor 215 such as a CCD for converting an observation image formed by the objective lens group of the observation optical system into an electric signal is provided.

前記アクチュエータユニット213は図16に示すように構成されている。すなわち、先端構成部203の部材に取着固定された静止部材としての円筒状の円管216と、この円管216内に摺動自在に設けられた移動体217と、この移動体217に一端が固定され、電圧をかけることで伸縮動作をし、この伸縮動作によって前記移動体217に衝撃力を与える衝撃力発生部としての圧電素子(電歪素子)218とを備えて構成されている。   The actuator unit 213 is configured as shown in FIG. That is, a cylindrical circular pipe 216 as a stationary member fixedly attached to the member of the distal end component 203, a moving body 217 slidably provided in the circular pipe 216, and one end of the moving body 217. And a piezoelectric element (electrostrictive element) 218 as an impact force generating section for applying an impact to the moving body 217 by applying an electric voltage.

ここで、前記圧電素子(電歪素子)218は例えばチタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸塩、磁器等のセラミックスに電極を形成し、この電極に直流電流を加えることにより、機械的な伸び変形を生じるものである。そして、圧電素子218は逆電圧効果により電界強度に比例した歪みが生じる素子であり、また、電歪素子は駆動電圧を印加した際に電界強度の2乗に比例した歪みが生じる素子であるが、いずれも圧電素子と称する。   Here, for the piezoelectric element (electrostrictive element) 218, for example, an electrode is formed on ceramics such as barium titanate, zirconate titanate, and porcelain, and mechanical expansion deformation is performed by applying a direct current to the electrode. Is what happens. The piezoelectric element 218 is an element in which a distortion proportional to the electric field intensity is generated due to a reverse voltage effect, and the electrostrictive element is an element in which a distortion proportional to the square of the electric field intensity is generated when a driving voltage is applied. , Both are called piezoelectric elements.

前記移動体217には圧電素子218の一端を固定する圧電素子固定部材221と、この圧電素子固定部材221に一端が固定され、前記圧電素子218を覆う円管部222と、この円管部222の他端に取着された蓋部223とを備えて構成されている。圧電素子218にはリード線224が接続されており、リード線224は蓋部223の中央を気密的に貫通して外に導出している。移動体217は圧電素子218を気密的に内包している。   The moving body 217 has a piezoelectric element fixing member 221 for fixing one end of a piezoelectric element 218, a circular tube part 222 having one end fixed to the piezoelectric element fixing member 221 and covering the piezoelectric element 218, and a circular tube part 222. And a lid part 223 attached to the other end of the head. A lead wire 224 is connected to the piezoelectric element 218, and the lead wire 224 passes through the center of the lid 223 in an airtight manner and is led out. The moving body 217 hermetically contains the piezoelectric element 218.

前記円管216には板ばね225の一端部が、ねじ226で取り付けられており、板ばね225の自由端部はその円管216に形成した開口部227を通して、移動体217の円管部222の外周に押し当てられている。この押当て荷重はそれに応じた強さの、円管216と板ばね225との間の摩擦力を生む。また、この押当て荷重はねじ226の締め加減で調整可能となっており、摩擦力調整機構を構成している。   One end of a leaf spring 225 is attached to the circular tube 216 with a screw 226, and the free end of the leaf spring 225 passes through an opening 227 formed in the circular tube 216 and the circular tube portion 222 of the moving body 217. It is pressed against the outer circumference. This pressing load generates a frictional force between the circular tube 216 and the leaf spring 225 having a strength corresponding thereto. Further, the pressing load can be adjusted by adjusting the tightening and tightening of the screw 226, and constitutes a frictional force adjusting mechanism.

移動体217における圧電素子固定部材221にはシャフト228が突設され、シャフト228には前記ピニオンギア212が噛み合うラックギア214が形成されている。つまり、観察光学系のレンズ枠210と移動体217との動力の伝達がギア系を介して行われる。このため、従来のように連結部材で結合するものに比べて、移動体217とレンズ枠210との距離に比例して発生するモーメントが作用せず、したがって、それぞれの移動の際に、こじれが発生しにくい。   A shaft 228 protrudes from the piezoelectric element fixing member 221 of the movable body 217, and a rack gear 214 that meshes with the pinion gear 212 is formed on the shaft 228. That is, power transmission between the lens frame 210 of the observation optical system and the moving body 217 is performed via the gear system. For this reason, compared with the conventional coupling using a connecting member, a moment generated in proportion to the distance between the moving body 217 and the lens frame 210 does not act, and therefore, at the time of each movement, twisting occurs. Less likely to occur.

圧電素子218に接続された前記リード線224は内視鏡201の挿入部202、及び図17に示す操作部231、ユニバーサルコード232内にわたり配設され、外部の制御部233に接続されるようになっている。ここで、圧電素子218に取り付けられるリード線224は図18に示すように次の2点で圧電素子218に固定されている。すなわち、その1点は圧電素子218の電極部分218aにハンダ付けされ、他の1点は圧電素子218のダミー部分218bに接着剤により固定されている。圧電素子218には縦積層、横積層、単層のものがある。   The lead wire 224 connected to the piezoelectric element 218 is disposed over the insertion section 202 of the endoscope 201, the operation section 231 shown in FIG. 17, and the universal cord 232, and is connected to the external control section 233. Has become. Here, the lead wire 224 attached to the piezoelectric element 218 is fixed to the piezoelectric element 218 at the following two points as shown in FIG. That is, one point is soldered to the electrode portion 218a of the piezoelectric element 218, and the other point is fixed to the dummy part 218b of the piezoelectric element 218 by an adhesive. The piezoelectric element 218 includes a vertically stacked, a horizontally stacked and a single layer.

また、円管216の内表面及び円管部222の外表面には耐摩耗性を向上させるための表面処理、例えばシュウ酸アルマイトとチタンコートが施されている。さらに、圧電素子218の表面には耐熱湿度性、耐薬品性を上げるためのパリレンコートが施されている。   The inner surface of the circular tube 216 and the outer surface of the circular tube portion 222 are subjected to a surface treatment for improving abrasion resistance, for example, alumite oxalate and titanium coating. Further, the surface of the piezoelectric element 218 is provided with a parylene coat for improving heat and humidity resistance and chemical resistance.

また、制御部233は例えば図19(A)に示す圧電素子218の第1の駆動波形、および図19(B)に示す圧電素子218の第2の駆動波形の各駆動波形をもつ各電圧を発生して、必要に応じて前記圧電素子218に印加する電圧印加手段が設けられている。ここで、第1の駆動波形には1パルスの所定の設定時間T内に、設定電圧から0電位まで印加電圧を徐々に低下させるa領域と、0電位から所定の設定電圧まで急激に上昇させるb領域とが設けられている。さらに、第2の駆動波形には1パルスの所定の設定時間T内に、0電位から所定の設定電圧まで印加電圧を徐々に上昇させるc領域と、設定電圧から0電位まで急激に低下させるd領域とが設けられている。   In addition, the control unit 233 outputs, for example, each voltage having each drive waveform of the first drive waveform of the piezoelectric element 218 shown in FIG. 19A and the second drive waveform of the piezoelectric element 218 shown in FIG. A voltage applying means for generating and applying the voltage to the piezoelectric element 218 as necessary is provided. Here, the first drive waveform includes a region a where the applied voltage is gradually reduced from the set voltage to the 0 potential within a predetermined set time T of one pulse, and a sharp increase from the 0 potential to the predetermined set voltage. b region is provided. Further, the second drive waveform includes a region c in which the applied voltage is gradually increased from 0 potential to a predetermined set voltage within a predetermined set time T of one pulse, and d in which the applied voltage is rapidly decreased from the set voltage to 0 potential. Region is provided.

(作用)
次に、前記構成の作用について説明する。まず、図19(A)の第1の駆動波形によって駆動されるアクチュエータユニット213の動作を図20(A)を参照して説明する。なお、アクチュエータユニット213は停止時には円管部222が板ばね225によって円管216の内面に圧接され、適当な摩擦力で摩擦係合された状態で保持される。
(Action)
Next, the operation of the above configuration will be described. First, the operation of the actuator unit 213 driven by the first drive waveform in FIG. 19A will be described with reference to FIG. When the actuator unit 213 is stopped, the circular tube portion 222 is pressed against the inner surface of the circular tube 216 by the leaf spring 225 and held in a state of being frictionally engaged with an appropriate frictional force.

そして、アクチュエータユニット213の圧電素子218に第1の駆動波形をもつ電圧が印加されると、この第1の駆動波形のa領域では圧電素子218はゆっくり縮み、b領域では急激に伸びるサイクルをくり返す。すなわち、第1の駆動波形のa領域で圧電素子218がゆっくり縮む場合には移動体217は図20(A)のaに示すように板ばね225および円管216の内面との接触面の摩擦力で静止したままの状態で保持される。   When a voltage having a first drive waveform is applied to the piezoelectric element 218 of the actuator unit 213, the piezoelectric element 218 contracts slowly in the region a of the first drive waveform and rapidly expands in the region b. return. In other words, when the piezoelectric element 218 contracts slowly in the region a of the first drive waveform, the moving body 217 causes the friction of the contact surface with the leaf spring 225 and the inner surface of the circular tube 216 as shown in FIG. It is held stationary by force.

さらに、第1の駆動波形のb領域で圧電素子218が急激に伸びる場合にはこの圧電素子218の急激な伸び動作によって移動体217を図20(A)中で左方向に押圧する衝撃力が発生する。そのため、移動体217はこの圧電素子218からの衝撃力によって圧電素子218の自重と移動体217の質量とにより決まる重心を不動点として図20(A)のbに示すように図中左方向に移動する。   Further, when the piezoelectric element 218 expands abruptly in the region b of the first drive waveform, the impact force pressing the moving body 217 leftward in FIG. appear. Therefore, the moving body 217 has a center of gravity determined by the own weight of the piezoelectric element 218 and the mass of the moving body 217 due to the impact force from the piezoelectric element 218 as a fixed point and moves leftward in the drawing as shown in FIG. Moving.

また、図19(B)の第2の駆動波形によってアクチュエータユニット213が駆動される場合には、アクチュエータユニット213は図20(B)に示すように動作する。   When the actuator unit 213 is driven by the second drive waveform in FIG. 19B, the actuator unit 213 operates as shown in FIG.

ここで、アクチュエータユニット213の圧電素子218に第2の駆動波形をもつ電圧が印加されると、この第2の駆動波形のc領域では圧電素子218はゆっくり伸び、d領域では急激に縮むサイクルをくり返す。すなわち、第2の駆動波形のc領域で圧電素子218はゆっくり伸びる場合には移動体217は図20(B)のcに示すように板ばね225および円管216の内面との接触面の摩擦力で静止したままの状態で保持される。   Here, when a voltage having the second drive waveform is applied to the piezoelectric element 218 of the actuator unit 213, the piezoelectric element 218 expands slowly in the region c of the second drive waveform, and abruptly contracts in the region d. Repeat. In other words, when the piezoelectric element 218 is slowly extended in the region c of the second drive waveform, the moving body 217 has friction between the leaf spring 225 and the inner surface of the circular tube 216 as shown in FIG. It is held stationary by force.

さらに、第2の駆動波形のd領域で圧電素子218が急激に縮む場合には、この圧電素子218の急激な収縮動作によって移動体217を図20(B)中で右方向に引っ張る衝撃力が発生する。そのため、移動体217はこの圧電素子218からの衝撃力によって圧電素子218の自重と移動体217の質量とにより決まる重心を不動点として図20(B)のdに示すように図中右方向に移動する。   Further, when the piezoelectric element 218 contracts rapidly in the d region of the second drive waveform, the impact force pulling the moving body 217 rightward in FIG. 20B by the sudden contraction of the piezoelectric element 218. appear. Therefore, the moving body 217 has the center of gravity determined by the own weight of the piezoelectric element 218 and the mass of the moving body 217 due to the impact force from the piezoelectric element 218 as a fixed point, and moves rightward in the drawing as shown in FIG. Moving.

したがって、アクチュエータユニット213の動作時には圧電素子218に第1の駆動波形が印加される場合には、移動体217が図1中で左方向に前進し、圧電素子218に第2の駆動波形が印加される場合には移動体217が同図中で左方向に後退する。その結果、この移動体217の動作に連動して焦点調整レンズ209のレンズ粋210も前後動するので、焦点調整レンズ209の位置を前後方向に移動させ、観察光学系の対物レンズ群の焦点位置を調整することができる。   Therefore, when the first driving waveform is applied to the piezoelectric element 218 during the operation of the actuator unit 213, the moving body 217 moves forward in the left direction in FIG. 1 and the second driving waveform is applied to the piezoelectric element 218. In this case, the moving body 217 retreats leftward in FIG. As a result, the lens 210 of the focus adjustment lens 209 also moves back and forth in conjunction with the operation of the moving body 217, so that the position of the focus adjustment lens 209 is moved in the front and rear direction, and the focal position of the objective lens group of the observation optical system Can be adjusted.

そこで、前記構成のものにあってはレンズ枠210のラックギア211にピニオンギア212を介して連結された移動体217と、この移動体217に固定され、電圧をかけることで伸縮動作をし、この伸縮動作によって移動体217に衝撃力を与える圧電素子218と板ばね225および円管216とのみによってアクチュエータユニット213を構成したので、慣性体を省略することができる。そのため、一般的な圧電アクチュエータに比べて構成部品数を減らし、組み立てのコストを低減することができるとともに、アクチュエータユニット213の全体を小形化することができる。   Therefore, in the above-described configuration, the moving body 217 connected to the rack gear 211 of the lens frame 210 via the pinion gear 212, and is fixed to the moving body 217, and expands and contracts by applying a voltage. Since the actuator unit 213 is composed of only the piezoelectric element 218 that applies an impact force to the moving body 217 by the expansion and contraction operation, the plate spring 225, and the circular tube 216, the inertial body can be omitted. Therefore, the number of components can be reduced as compared with a general piezoelectric actuator, the cost of assembly can be reduced, and the entire actuator unit 213 can be downsized.

さらに、前記構成のアクチュエータユニット213を特に、内視鏡201の観察光学系の焦点調整機構204のアクチュエータとして利用したので、内視鏡201の挿入部202の先端構成部203によって形成される硬性部の長さを抑えることができ、内視鏡201の挿入部202を挿人する際の患者の負担を軽減することができる。   Furthermore, since the actuator unit 213 having the above configuration is used as an actuator of the focus adjustment mechanism 204 of the observation optical system of the endoscope 201, the rigid portion formed by the distal end configuration portion 203 of the insertion portion 202 of the endoscope 201 is used. Can be reduced, and the burden on the patient when inserting the insertion section 202 of the endoscope 201 can be reduced.

<第14の実施形態>
図21を参照して、本発明の第14の実施形態を説明する。図21は内視鏡の観察光学系における焦点調整機構の圧電アクチュエータの縦断面図である。
<Fourteenth embodiment>
A fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a longitudinal sectional view of the piezoelectric actuator of the focus adjusting mechanism in the observation optical system of the endoscope.

(構成)
本実施形態は前述した第13の実施形態におけるアクチュエータユニットの変形例である。このアクチュエータユニット213は静止部材としての円管216と移動体217との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生手段が、前記板ばね225に代えて、磁性流体241を用いたものである。すなわち、円管216の内面部の一部に溝242を設け、移動体217の円管部222と溝242との間の空間に磁性流体241を封入したものである。ここでの移動体217の円管部222は磁性体で出来ており、磁性流体241はその磁力により溝242に引き付けられているために流れ出すことはない。また、磁性流体241は円管部222に対して移動体217が移動する際、その磁性流体241と円管部222との間に摩擦力を発生させる。また、摩擦力の調整はその接触状態を変えることにより変えることができる。例えば、磁性流体241の量を増減させることによりその摩擦力も増減する。また、溝242の磁力を変えることによっても摩擦力を変えることができる。つまり、これは摩擦力調整機構を構成する。
(Constitution)
This embodiment is a modification of the actuator unit according to the thirteenth embodiment. In this actuator unit 213, a frictional force generating means for generating a frictional force between a circular tube 216 as a stationary member and a moving body 217 uses a magnetic fluid 241 instead of the leaf spring 225. That is, the groove 242 is provided in a part of the inner surface of the circular tube 216, and the magnetic fluid 241 is sealed in the space between the circular tube portion 222 and the groove 242 of the moving body 217. Here, the circular tube portion 222 of the moving body 217 is made of a magnetic material, and the magnetic fluid 241 does not flow out because it is attracted to the groove 242 by its magnetic force. Further, the magnetic fluid 241 generates a frictional force between the magnetic fluid 241 and the circular tube portion 222 when the moving body 217 moves with respect to the circular tube portion 222. Further, the adjustment of the frictional force can be changed by changing the contact state. For example, increasing or decreasing the amount of the magnetic fluid 241 also increases or decreases the frictional force. Also, the frictional force can be changed by changing the magnetic force of the groove 242. That is, this constitutes a frictional force adjusting mechanism.

<第15の実施形態>
図22を参照して、本発明の第15の実施形態を説明する。図22(a)は内視鏡の観察光学系における焦点調整機構とそのアクチュエータの部分の縦断面図であり、図22(b)はその一部の正面図である。
<Fifteenth embodiment>
A fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 22A is a longitudinal sectional view of a focus adjusting mechanism and an actuator thereof in an observation optical system of an endoscope, and FIG. 22B is a front view of a part thereof.

(構成)
本実施形態も前述した第13の実施形態の変形例である。すなわち、アクチュエータユニット213における移動体217と焦点調整機構のレンズ枠210との結合にギア手段に代わってリンク251を用いるようにしたものである。レンズ枠210にはピン252が設けられ、移動体217のシャフト228にはピン253が設けられている。リンク251は先端構成部における固定部材に取り付けたピン255に対して回転可能に支持されており、止め輪256でピン255の軸方向にリンク251が外れないようになっている。リンク251はその両端にU字の切欠き部257,258が形成されており、その切欠き部257,258のそれぞれにピン252,253が嵌まって係合している。
(Constitution)
This embodiment is also a modification of the above-described thirteenth embodiment. That is, the link 251 is used instead of the gear means for coupling the moving body 217 in the actuator unit 213 and the lens frame 210 of the focus adjustment mechanism. A pin 252 is provided on the lens frame 210, and a pin 253 is provided on the shaft 228 of the moving body 217. The link 251 is rotatably supported by a pin 255 attached to a fixed member in the distal end component, and the retaining ring 256 prevents the link 251 from coming off in the axial direction of the pin 255. The link 251 has U-shaped notches 257, 258 formed at both ends thereof, and the pins 252, 253 are fitted into and engaged with the notches 257, 258, respectively.

(作用)
アクチュエータユニット213が作動すると、その移動体217が移動し、リンク251を介してレンズ枠210を移動させる。レンズ枠210と移動体217との動力の伝達がリンク251を介して行われているので、レンズ枠210と移動体217との距離に比例して発生するモーメントが作用せず、したがって、それぞれの移動の際にこじれが発生しにくい。
(Action)
When the actuator unit 213 operates, the moving body 217 moves and moves the lens frame 210 via the link 251. Since the transmission of power between the lens frame 210 and the moving body 217 is performed via the link 251, a moment generated in proportion to the distance between the lens frame 210 and the moving body 217 does not act. Less likely to be twisted when moving.

<第16の実施形態>
図23を参照して、本発明の第16の実施形態を説明する。図23は観察光学系における焦点調整機構とそのアクチュエータの部分の縦断面図である。
本実施形態も前述した第13の実施形態の変形例であり、これは内視鏡の先端構成部203における固定部材260の孔261に移動体217のシャフト228を軸方向へ移動可能に嵌挿してなり、静止部材としての固定部材260に直接板ばね262を取着し、その板ばね262とシャフト228の間で摩擦力を発生させるようになっている。
<Sixteenth embodiment>
A sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a longitudinal sectional view of a focus adjusting mechanism and its actuator in the observation optical system.
This embodiment is also a modification of the above-described thirteenth embodiment, in which the shaft 228 of the moving body 217 is movably fitted in the hole 261 of the fixing member 260 in the distal end portion 203 of the endoscope. The leaf spring 262 is directly attached to the fixed member 260 as a stationary member, and a frictional force is generated between the leaf spring 262 and the shaft 228.

板ばね262は内視鏡先端構成部の固定部材260に一端が固定ねじ263で固定され、他端が調節ねじ264により固定部材260に押し込み自在に取着されている。そして、板ばね262の中央部分が移動体217のシャフト228に押し当るように接触している。移動体217は板ばね262および円管216の内面との間に摩擦力を発生する。また、調節ねじ264の締め具合によりシャフト228に対する押当て荷重が調整し、摩擦力を調整する機構を構成するようになっている。   One end of the leaf spring 262 is fixed to a fixing member 260 of the endoscope distal end portion by a fixing screw 263, and the other end is attached to the fixing member 260 by an adjusting screw 264 so as to be able to be pushed into the fixing member 260. The central part of the leaf spring 262 is in contact with the shaft 228 of the moving body 217 so as to press it. The moving body 217 generates a frictional force between the leaf spring 262 and the inner surface of the circular tube 216. Further, the pressing load on the shaft 228 is adjusted by the degree of tightening of the adjusting screw 264, and a mechanism for adjusting the frictional force is configured.

<第17の実施形態>
図24及び図25を参照して、本発明の第17の実施形態を説明する。図24はアクチュエータの部分の縦断面図、図25(a)は円管の内面と移動体の脚の先端部とが接触した状態の縦断面図、図25(a)は同じく円管の内面と移動体の脚の先端部とが接触した状態の正面図である。
<Seventeenth embodiment>
A seventeenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 24 is a longitudinal sectional view of an actuator part, FIG. 25 (a) is a longitudinal sectional view showing a state where the inner surface of the circular tube and the tip of the leg of the moving body are in contact with each other, and FIG. FIG. 4 is a front view of a state in which the tip of the leg of the moving body is in contact with the moving body.

本実施形態も前述した第13の実施形態の変形例である。このアクチュエータユニット213における移動体217はシャフト271、摩擦力調整ナット272、板ばね273から構成される。板ばね273は2つの脚274を有し、各脚274の先端部275が前記円管216の内面に接触している。円管216の内面と脚274の先端部275との間には板ばね273により押当て荷重が作用している。   This embodiment is also a modification of the above-described thirteenth embodiment. The moving body 217 in the actuator unit 213 includes a shaft 271, a frictional force adjusting nut 272, and a leaf spring 273. The leaf spring 273 has two legs 274, and the tip 275 of each leg 274 is in contact with the inner surface of the circular tube 216. A pressing load is applied between the inner surface of the circular tube 216 and the tip 275 of the leg 274 by the leaf spring 273.

調整ナット272はシャフト271の基部に形成した雄ねじ部276にねじ込まれて固定されており、調整ナット272を回転させることにより、板ばね273の固定部に締め付け力を作用させる摩擦力発生機構を構成する。また、板ばね273の脚274の開き角度を変えることにより前記押当て荷重を調整する機構を兼ねる構成である。   The adjusting nut 272 is screwed and fixed to a male screw portion 276 formed at the base of the shaft 271. By rotating the adjusting nut 272, a frictional force generating mechanism for applying a tightening force to the fixing portion of the leaf spring 273 is configured. I do. Further, the configuration also serves as a mechanism for adjusting the pressing load by changing the opening angle of the leg 274 of the leaf spring 273.

図25は円管216の内面と脚274の先端部275の接触した状態を示している。図25で示すように、脚274の先端部275は円管216の軸に対する平行断面および垂直断面のいずれの断面においてもRを有する。平行断面のRは円管216の内面のrより小さい。したがって、先端部は円管216に対して点接触している。したがって、移動体217の軸中心が円管216の軸中心に対して若千のずれを生じたとしても、点接触のため接触面積は変化しにくく、その結果、摩擦力も変化しにくい。   FIG. 25 shows a state in which the inner surface of the circular tube 216 is in contact with the tip 275 of the leg 274. As shown in FIG. 25, the distal end 275 of the leg 274 has an R in any of a cross section parallel to and perpendicular to the axis of the circular tube 216. R of the parallel section is smaller than r of the inner surface of the circular tube 216. Therefore, the tip portion is in point contact with the circular tube 216. Therefore, even if the axial center of the moving body 217 is slightly displaced from the axial center of the circular tube 216, the contact area is hardly changed due to the point contact, and as a result, the frictional force is hardly changed.

[付記]
1.移動体と、この移動体に固定された圧電振動子と、前記移動体と摩擦係合する静止固定部材と、前記圧電振動子に急激な変形を起こし、前記圧電振動子により前記移動体に衝撃を与えて、前記移動体と前記静止固定部材との摩擦係合に打ち勝って前記移動体を前記静止固定部材に対して移動させる駆動手段とを有し、さらに前記移動体と静止固定部材との摩擦力を調整する摩擦力調整手段を設けたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
[Appendix]
1. A moving body, a piezoelectric vibrator fixed to the moving body, a stationary fixing member frictionally engaged with the moving body, abrupt deformation of the piezoelectric vibrator, and an impact on the moving body by the piezoelectric vibrator; Driving means for moving the movable body with respect to the stationary fixed member by overcoming frictional engagement between the movable body and the stationary fixed member. A piezoelectric actuator comprising a frictional force adjusting means for adjusting a frictional force.

1−1.前記移動体は少なくとも2つの脚を有し、前記摩擦力調整手段はその脚のたわみを制限する調整部材を前記移動体に設けたことを特徴とする付記項1に記載の圧電アクチュエータ。
1−2.前記調整部材が、前記圧電アクチュエータの姿勢を保つ芯出し機構を兼ねていることを特徴とする付記項1−2に記載の圧電アクチュエータ。
1-1. 2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the moving body has at least two legs, and the frictional force adjusting means includes an adjusting member for limiting deflection of the legs.
1-2. 3. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the adjustment member also serves as a centering mechanism for maintaining a posture of the piezoelectric actuator.

1−3.前記脚と前記圧電素子の間に電気的絶縁材を設けたことを特徴とする付記項1−1に記載の圧電アクチュエータ。
1−4.前記絶縁体が、セラミックで構成してあることを特徴とする付記項1−3に記載の圧電アクチュエータ。
1−5.前記絶縁体が、ポリイミド、テトラフロロエチレン等のプラスチックで構成してあることを特徴とする付記項1−3に記載の圧電アクチュエータ。
1-3. The piezoelectric actuator according to additional item 1-1, wherein an electrical insulating material is provided between the leg and the piezoelectric element.
1-4. The piezoelectric actuator according to Additional Items 1-3, wherein the insulator is made of ceramic.
1-5. 3. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the insulator is made of a plastic such as polyimide or tetrafluoroethylene.

1−6.前記圧電素子の一端に移動体を設け、圧電素子の他端に慣性体を設けたことを特徴とする付記項1に記載の圧電アクチュエータ。   1-6. 2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein a moving body is provided at one end of the piezoelectric element, and an inertial body is provided at the other end of the piezoelectric element.

1−7.前記摩擦力調整手段が、移動体の移動周面に接触する板ばねや移動体の脚に連設された板ばね等の弾性部材と、この弾性部材板を締め付けて前記摩擦力を調整するねじやナット等の調整部材とからなることを特徴とする付記項1に記載の圧電アクチュエータ。   1-7. An elastic member such as a leaf spring contacting the moving peripheral surface of the moving body or a leaf spring connected to a leg of the moving body; and a screw for adjusting the frictional force by tightening the elastic member plate. 2. The piezoelectric actuator according to claim 1, comprising an adjusting member such as a nut or a nut.

2.圧電素子と、この圧電素子の端部に固定された移動体と、この移動体と摺動可能に摩擦係合する固定部材とを有する圧電アクチュエータで、前記移動体と前記圧電素子とを弾性的に結合する結合手段を設けたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
これによれば、衝撃力に対し圧電素子が移動体から折れ外れることを防ぐことができる。
2−1.前記結合手段の弾性力が、前記圧電素子の発生力に対し十分小さいことを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2−2.前記結合手段が、シリコン系接着剤で有ることを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2−3.前記結合手段が、電気的絶縁材であることを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2−4.前記結合手段が、前記移動体に固定され、前記圧電素子には弾性的に接触していることを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2. A piezoelectric actuator having a piezoelectric element, a moving body fixed to an end of the piezoelectric element, and a fixed member slidably and frictionally engaged with the moving body, wherein the moving body and the piezoelectric element are elastically connected. A piezoelectric actuator provided with coupling means for coupling to the piezoelectric actuator.
According to this, it is possible to prevent the piezoelectric element from breaking off from the moving body due to the impact force.
2-1. 3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the elastic force of the coupling means is sufficiently smaller than the force generated by the piezoelectric element.
2-2. 3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the coupling means is a silicon-based adhesive.
2-3. 3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the coupling means is an electrically insulating material.
2-4. 3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the coupling unit is fixed to the moving body and elastically contacts the piezoelectric element.

2−5.前記結合手段の位置を、前記移動体と前記圧電素子の固定部と反対側の前記移動体及びまたは前記圧電素子に設けたことを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2−6.前記移動体が少なくとも2つの脚を有し、前記結合部材が、前記脚と前記圧電素子との間に設けられていることを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2−7.前記移動体が円筒形状に構成され、前記移動体の円筒内面と前記圧電素子との間に結合部材を設けたことを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2−8.前記結合部材が空気より熱伝導性の良い弾性体であることを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2−9.前記圧電素子の一端に前記移動体を設け、他端に慣性体を設けたことを特徴とする付記項2に記載の圧電アクチュエータ。
2-5. 3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein a position of the coupling means is provided on the moving body and / or the piezoelectric element on a side opposite to a fixed portion of the moving body and the piezoelectric element.
2-6. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the movable body has at least two legs, and the coupling member is provided between the legs and the piezoelectric element.
2-7. 3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the movable body is configured in a cylindrical shape, and a coupling member is provided between an inner surface of the movable body and the piezoelectric element.
2-8. 3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the coupling member is an elastic body having better heat conductivity than air.
2-9. 3. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein the moving body is provided at one end of the piezoelectric element, and an inertial body is provided at the other end.

3.圧電素子と、この圧電素子の端部に設けられた結合手段と、この結合手段に固定された移動体と、前記圧電素子の他端に固定された静止部材と、前記移動体と摺動可能に摩擦係合する固定部材からなる圧電アクチュエータで、前記結合手段が、弾性変形を用いた変位拡大機構であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
これによれば、衝撃力に対し圧電素子が移動体から折れ外れることを防ぐことができる。
3. A piezoelectric element, coupling means provided at an end of the piezoelectric element, a moving body fixed to the coupling means, a stationary member fixed to the other end of the piezoelectric element, and slidable with the moving body. A piezoelectric actuator comprising a fixed member that frictionally engages with the piezoelectric actuator, wherein the coupling means is a displacement magnifying mechanism using elastic deformation.
According to this, it is possible to prevent the piezoelectric element from breaking off from the moving body due to the impact force.

4.圧電素子と、この圧電素子の一端部に設けられた移動体と、前記圧電素子の他端部と固定的に連結された静止基体と、前記移動体と摺動可能に摩擦係合する係止部材からなる圧電アクチュエータで、前記圧電素子と、前記移動体とを弾性的に結合する結合手段を設けたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
これによれば、衝撃力に対し圧電素子が移動体から折れ外れることを防ぐことができる。
4−1.前記結合手段が、シリコン系接着剤で有ることを特徴とする付記項4に記載の圧電アクチュエータ。
4−2.前記結合手段が、前記移動体に固定され、前記圧電素子には接触していることを特徴とする付記項4に記載の圧電アクチュエータ。
4−3.前記移動体が円筒形状をしており、前記円筒内面と前記圧電素子との間に結合手段を設けたことを特徴とする付記項4に記載の圧電アクチュエータ。
4. A piezoelectric element, a moving body provided at one end of the piezoelectric element, a stationary body fixedly connected to the other end of the piezoelectric element, and a latch slidably frictionally engaged with the moving body. A piezoelectric actuator comprising a member, wherein coupling means for elastically coupling the piezoelectric element and the moving body is provided.
According to this, it is possible to prevent the piezoelectric element from breaking off from the moving body due to the impact force.
4-1. The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the coupling means is a silicon-based adhesive.
4-2. The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the coupling unit is fixed to the moving body and is in contact with the piezoelectric element.
4-3. The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the moving body has a cylindrical shape, and coupling means is provided between the inner surface of the cylinder and the piezoelectric element.

4−4.前記結合手段を、前記移動体と前記圧電素子の固定部と、反対側の前記移動体及びまたは圧電素子端部に設けたことを特徴とする付記項4に記載の圧電アクチュエータ。
4−5.前記結合部材が空気より熱伝導性の良い弾性体であることを特徴とする付記項4に記載の圧電アクチュエータ。
4-4. The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the coupling means is provided on a fixed portion of the moving body and the piezoelectric element and on an end of the moving body and / or the piezoelectric element on the opposite side.
4-5. The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the coupling member is an elastic body having better heat conductivity than air.

5.圧電素子と、この圧電素子の端部に固定された移動体と、この移動体と摺動可能に摩擦係合する固定部材からなり、前記移動体を前記圧電素子を覆う円筒形状にし、前記固定部材に前記円筒外面と嵌合する孔を設けたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
これによれば、移動体と固定部材の摩擦係合の状態を安定化させることができる。
5−1.前記移動体を前記圧電素子の全面を覆う様に設けたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−2.前記移動体により前記圧電素子が、密閉されていることを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−3.前記圧電アクチュエータで、前記移動体と前記固定部材を摺動可能に摩擦係合させる摩擦力発生手段を前記固定部材に設けたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5. A piezoelectric element, a moving body fixed to an end of the piezoelectric element, and a fixing member slidably and frictionally engaged with the moving body, wherein the moving body has a cylindrical shape covering the piezoelectric element, and A piezoelectric actuator, wherein a member is provided with a hole that fits with the outer surface of the cylinder.
According to this, the state of the frictional engagement between the moving body and the fixed member can be stabilized.
5-1. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the moving body is provided so as to cover the entire surface of the piezoelectric element.
5-2. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the piezoelectric element is sealed by the moving body.
5-3. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein a frictional force generating means for slidably engaging the movable body and the fixed member is provided on the fixed member.

5−4.前記摩擦力発生手段が、摩擦力を可変できる様に構成したことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−5.前記摩擦力発生手段の調整を、ねじを用いて調整することを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−6.前記摩擦力発生手段の調整を、電気的に調整することを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−7.前記摩擦力発生手段に弾性体を用いたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−8.前記弾性体が、ばねであることを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5-4. 6. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the frictional force generating means is configured to be capable of changing a frictional force.
5-5. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the adjustment of the frictional force generating means is adjusted using a screw.
5-6. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the adjustment of the frictional force generating means is electrically adjusted.
5-7. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein an elastic body is used for the frictional force generating means.
5-8. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the elastic body is a spring.

5−9.前記ばねが、コイルばねであることを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−10.前記ばねが、板ばねであることを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−11.前記摩擦力発生手段及びまたは調整手段に、圧電素子の発生力を用いたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−12.前記摩擦力発生手段及びまたは調整手段に、超磁歪素子の発生力を用いたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−13.前記摩擦力発生手段及びまたは調整手段に、ケモメカの発生力を用いたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−14.前記摩擦力発生手段及びまたは調整手段に、電磁石の発生力を用いたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−15.前記電磁石の発生力に、ソレノイド機構を用いたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5-9. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the spring is a coil spring.
5-10. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the spring is a leaf spring.
5-11. 6. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the frictional force generating means and / or the adjusting means use a generating force of a piezoelectric element.
5-12. 6. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein a generating force of a giant magnetostrictive element is used for the frictional force generating means and / or the adjusting means.
5-13. 6. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein a chemo-mechanical force is used for the frictional force generating means and / or the adjusting means.
5-14. 6. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein a force generated by an electromagnet is used for the frictional force generating means and / or the adjusting means.
5-15. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein a solenoid mechanism is used for the force generated by the electromagnet.

5−16.前記電磁石の発生力に、前記電磁石の吸引力を用いたことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−17.前記圧電素子に結線させるリード線が、前記圧電素子と前記移動体の固定部側から、前記移動体の外側へ引き出されることを特徴とする圧電アクチュエータ。
5−18.前記リード線が、前記圧電素子の振動状態を把握する、及び/又は前記圧電素子を駆動するためのものであることを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−19.前記圧電素子の長手方向の稜線部に面取りを施したことを特徴とする付記項5に記載の圧電アクチュエータ。
5−20.前記圧電素子の長手方向に垂直な断面の形状が8角形以上の多角形で構成されることを特徴とする付記項5−19に記載の圧電アクチュエータ。
5-16. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the attraction force of the electromagnet is used as the force generated by the electromagnet.
5-17. A piezoelectric actuator, wherein a lead wire to be connected to the piezoelectric element is drawn out of the moving body from a fixed portion side of the piezoelectric element and the moving body.
5-18. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein the lead wire is for grasping a vibration state of the piezoelectric element and / or for driving the piezoelectric element.
5-19. The piezoelectric actuator according to claim 5, wherein a chamfer is applied to a ridge portion in a longitudinal direction of the piezoelectric element.
5-20. 20. The piezoelectric actuator according to additional item 5-19, wherein a shape of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the piezoelectric element is a polygon having an octagon or more.

6.圧電素子と、この圧電素子の端部に設けた移動体と、前記移動体と摺動可能に摩擦係合する固定部材からなる圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータが駆動する被駆動体からなり、前記圧電アクチュエータの移動体の弾性を用いて、前記被駆動体と前記移動体を弾性的に結合したことを特徴とする圧電アクチュエータ。
これによれば、衝撃力に対し圧電素子が移動体から折れ外れることを防ぐことができる。
6. A piezoelectric element, a moving body provided at an end of the piezoelectric element, a piezoelectric actuator including a fixed member slidably and frictionally engaged with the moving body, and a driven body driven by the piezoelectric actuator; A piezoelectric actuator, wherein the driven body and the moving body are elastically connected using elasticity of the moving body of the piezoelectric actuator.
According to this, it is possible to prevent the piezoelectric element from breaking off from the moving body due to the impact force.

7.内視鏡の光学系を駆動する圧電アクチュエータにおいて、
移動体と、この移動体に固定された圧電振動子と、前記移動体と摩擦係合する固定部材と、前記圧電振動子に急激な変位を起こし、前記圧電振動子により前記移動体に衝撃を与えて、前記移動体と前記固定部材との摩擦係合に打ち勝って、前記移動部材を前記固定部材に対して移動させる駆動手段とを設け、移動体と固定部材との摩擦力を調整手段を有することを特徴とする圧電アクチュエータ。 これによれば、内視鏡の光学系の駆動にあたって、アクチュエータの力によるモーメントが光学系およびアクチュエータの動作に影響を発生させない。
7−1.内視鏡の光学系と前記圧電アクチュエータがリンクで結合されることを特徴とする付記項7に記載の圧電アクチュエータ。
7−2.内視鏡の光学系と前記アクチュエータがギアで結合されることを特徴とする付記項7に記載の圧電アクチュエータ。
7. In a piezoelectric actuator that drives an optical system of an endoscope,
A moving body, a piezoelectric vibrator fixed to the moving body, a fixed member frictionally engaged with the moving body, causing a sudden displacement of the piezoelectric vibrator, and causing an impact on the moving body by the piezoelectric vibrator. Driving means for moving the moving member with respect to the fixed member by overcoming frictional engagement between the moving body and the fixed member, and adjusting a frictional force between the moving body and the fixed member. A piezoelectric actuator, comprising: According to this, when driving the optical system of the endoscope, the moment due to the force of the actuator does not affect the operation of the optical system and the actuator.
7-1. 8. The piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the optical system of the endoscope and the piezoelectric actuator are connected by a link.
7-2. 8. The piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the optical system of the endoscope and the actuator are connected by a gear.

8.圧電素子と該圧電素子の端部に固定された移動体と、該移動体と摺動可能に摩擦係合する固定部材とを有する圧電アクチュエータにおいて、前記移動体と前記圧電素子を絶縁したことを特徴とする圧電アクチュエータ。
8−1.前記移動体を、前記固定部材と摺動する摺動部材と、前記圧電素子を固定する圧電素子固定部で構成し、前記圧電素子固定部を絶縁剤で構成したことを特徴とする付記項8に記載の圧電アクチュエータ。
8. In a piezoelectric actuator having a piezoelectric element, a moving body fixed to an end of the piezoelectric element, and a fixed member slidably frictionally engaged with the moving body, it is preferable that the moving body and the piezoelectric element are insulated. Characteristic piezoelectric actuator.
8-1. Item 8. The moving body comprises a sliding member that slides on the fixing member, and a piezoelectric element fixing portion for fixing the piezoelectric element, and the piezoelectric element fixing portion is formed of an insulating material. 3. The piezoelectric actuator according to claim 1.

(a)は第1の実施形態に係る圧電アクチュエータの縦断面図、 (b)はその圧電アクチュエータの組立前の各部材を並べた斜視図。2A is a longitudinal sectional view of the piezoelectric actuator according to the first embodiment, and FIG. 2B is a perspective view in which members before assembly of the piezoelectric actuator are arranged. 第2の実施形態に係る圧電アクチュエータの縦断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a piezoelectric actuator according to a second embodiment. 第3の実施形態に係る圧電アクチュエータの縦断面図。FIG. 9 is a vertical sectional view of a piezoelectric actuator according to a third embodiment. 図3中A−A線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the AA line in FIG. 第4の実施形態に係る圧電アクチュエータの縦断面図。FIG. 14 is a vertical sectional view of a piezoelectric actuator according to a fourth embodiment. 第5の実施形態に係る圧電アクチュエータの縦断面図。FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a piezoelectric actuator according to a fifth embodiment. 第6の実施形態に係る圧電アクチュエータの縦断面図。FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a piezoelectric actuator according to a sixth embodiment. 同じく第6の実施形態に係る圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図。FIG. 17 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of a piezoelectric actuator according to a sixth embodiment. 第7の実施形態に係る圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図。FIG. 14 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of a piezoelectric actuator according to a seventh embodiment. 第8の実施形態に係る圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図。FIG. 16 is a vertical cross-sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of a piezoelectric actuator according to an eighth embodiment. 第9の実施形態に係る圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図。FIG. 14 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of a piezoelectric actuator according to a ninth embodiment. 第10の実施形態に係る圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図。FIG. 16 is a vertical cross-sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of a piezoelectric actuator according to a tenth embodiment. 第11の実施形態に係る圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図。FIG. 14 is a vertical cross-sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of a piezoelectric actuator according to an eleventh embodiment. 第12の実施形態に係る圧電アクチュエータの摩擦力発生機構付近の縦断面図。FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a frictional force generating mechanism of a piezoelectric actuator according to a twelfth embodiment. 第13の実施形態に係る圧電アクチュエータを適用した焦点調整機構を含む内視鏡先端部の断面図。FIG. 21 is a cross-sectional view of an endoscope distal end portion including a focus adjustment mechanism to which a piezoelectric actuator according to a thirteenth embodiment is applied. 第13の実施形態に係る圧電アクチュエータの断面図。FIG. 21 is a sectional view of a piezoelectric actuator according to a thirteenth embodiment. 第13の実施形態に係る内視鏡の操作部の側面図。The side view of the operation part of the endoscope concerning a 13th embodiment. 第13の実施形態に係る圧電アクチュエータにおける圧電素子のリード線接続部の斜視図。The perspective view of the lead wire connection part of the piezoelectric element in the piezoelectric actuator concerning a 13th embodiment. 第13の実施形態に係る圧電アクチュエータを駆動する駆動波形を示す説明図。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a drive waveform for driving the piezoelectric actuator according to the thirteenth embodiment. 第13の実施形態に係る圧電アクチュエータの動作の説明図。FIG. 22 is an explanatory diagram of the operation of the piezoelectric actuator according to the thirteenth embodiment. 第14の実施形態に係る圧電アクチュエータの縦断面図。The longitudinal section of the piezoelectric actuator concerning a 14th embodiment. (a)は第15の実施形態に係る圧電アクチュエータを組み込んだ内視鏡の観察光学系における焦点調整機構の部分の縦断面図、(b)はその一部の正面図。(A) is a longitudinal section of a focus adjustment mechanism in an observation optical system of an endoscope incorporating a piezoelectric actuator according to a fifteenth embodiment, and (b) is a front view of a part thereof. 第16の実施形態に係る圧電アクチュエータを組み込んだ内視鏡の観察光学系における焦点調整機構の部分の縦断面図。FIG. 39 is a longitudinal sectional view of a focus adjusting mechanism in an observation optical system of an endoscope incorporating a piezoelectric actuator according to a sixteenth embodiment. 第17の実施形態に係る圧電アクチュエータの部分の縦断面図。The longitudinal section of the portion of the piezoelectric actuator concerning a 17th embodiment. (a)は第17の実施形態に係る圧電アクチュエータの円管の内面と移動体の脚の先端部とが接触した状態の縦断面図、(b)は同じくその円管の内面と移動体の脚の先端部とが接触した状態の正面図。(A) is a longitudinal sectional view showing a state in which the inner surface of the circular tube of the piezoelectric actuator according to the seventeenth embodiment and the tip of the leg of the moving body are in contact with each other, and (b) is the same as the inner surface of the circular tube and the moving body. The front view in the state where the tip part of the leg was in contact.

符号の説明Explanation of reference numerals

1…圧電アクチュエータ、2…圧電素子、3…移動体、4…固定部材
7…帯状の板ばね、8…芯出し部材、9…取付け部、10…脚部
11…摺動部、12…嵌合孔、13…摩擦力調整部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric actuator, 2 ... Piezoelectric element, 3 ... Moving body, 4 ... Fixed member 7 ... Strip-shaped leaf spring, 8 ... Centering member, 9 ... Mounting part, 10 ... Leg part 11 ... Sliding part, 12 ... Fitting Hole 13; frictional force adjusting section.

Claims (3)

圧電素子と、この圧電素子の端部に固定された移動体と、前記移動体と摩擦係合する静止固定部材と、前記圧電素子に急激な変形を起こし、前記圧電素子により前記移動体に衝撃を与えて、前記移動体と前記静止固定部材との摩擦係合に打ち勝って前記移動体を前記静止固定部材に対して移動させる駆動手段とを備えた圧電アクチュエータにおいて、前記移動体は、前記圧電素子を覆う円筒形状に構成され、この円筒外面が前記静止固定部材と嵌合するように構成されたことを特徴とする圧電アクチュエータ。 A piezoelectric element, a moving body fixed to an end of the piezoelectric element, a stationary fixing member frictionally engaged with the moving body, and a sudden deformation of the piezoelectric element, which causes the piezoelectric element to impact on the moving body. And driving means for moving the moving body with respect to the stationary fixed member by overcoming frictional engagement between the moving body and the stationary fixed member, wherein the moving body includes the piezoelectric element. A piezoelectric actuator having a cylindrical shape that covers an element, wherein the cylindrical outer surface is configured to fit with the stationary fixing member. 前記移動体は、前記圧電素子の全面を覆うように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。 The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the movable body is configured to cover the entire surface of the piezoelectric element. 前記静止固定部材に、前記移動体と前記静止固定部材との摩擦力を可変可能な摩擦力発生手段を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電アクチュエータ。 3. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the stationary fixing member is provided with frictional force generating means capable of changing a frictional force between the moving body and the stationary fixing member.
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