JP2010161857A - Drive system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動型アクチュエータを備えた駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device including a vibration type actuator.
従来より、振動型アクチュエータを備えた駆動装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a driving device including a vibration type actuator is known.
例えば、特許文献1に開示された駆動装置は、圧電素子を用いて構成されたアクチュエータ本体を有する振動型アクチュエータを備えている。アクチュエータ本体には、駆動子が設けられており、この駆動子は、アクチュエータ本体の振動に従って周回運動することで駆動力を出力する。この振動型アクチュエータは、駆動子が被当接部材に当接した状態で、ベース部材に取り付けられている。このとき、アクチュエータ本体は、バネによって被当接部材に対して付勢されていると共に、その付勢方向にのみスライド可能に支持されている。この状態で、アクチュエータ本体を振動させることによって駆動子を周回運動させると、該駆動子と該被当接部材との間の摩擦力によって該被当接部材が駆動される。
ところが、前述のような駆動装置において、被当接部材と駆動子との間に異物が入り込むと、バネ等の付勢部材によってアクチュエータ本体を被当接部材に押圧する押圧力が、駆動子及び被当接部材の異物を噛み込んだ部分に集中して、駆動部及び被当接部材を激しく摩耗させたり、異物が駆動子又は被当接部材に固着したりする虞がある。駆動子又は被当接部材が大きく摩耗すると、該摩耗した部分では駆動子と被当接部材との間の摩擦力が小さくなり、駆動子と被当接部材との間の駆動力の伝達が良好に行えなくなる。また、異物が駆動子又は被当接部材に固着した場合には、該異物が固着した部分では、駆動子が被当接部材に適切に当接できず、このことによっても、駆動子と被当接部材との間の駆動力の伝達が良好に行えなくなる。 However, in the driving device as described above, when a foreign object enters between the abutted member and the driving element, the pressing force that presses the actuator body against the abutting member by an urging member such as a spring is generated. There is a possibility that the drive member and the contacted member will be worn violently by focusing on the portion of the contacted member where the foreign matter is bitten, or the foreign matter may adhere to the driver or the contacted member. When the driver element or the abutted member is greatly worn, the frictional force between the driver element and the abutted member is reduced in the worn portion, and the transmission of the driving force between the driver element and the abutted member is reduced. It becomes impossible to perform well. In addition, when a foreign object is fixed to the driver element or the contacted member, the driver element cannot properly contact the contacted member at the portion where the foreign object is fixed. The transmission of the driving force with the contact member cannot be performed satisfactorily.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動子と被当接部材との間に異物が入り込んでも、駆動子と被当接部材との間の駆動力の伝達を良好に行わせることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to drive between the driver and the contacted member even if a foreign object enters between the driver and the contacted member. The goal is to have a good force transmission.
本発明は、振動型アクチュエータと、該振動型アクチュエータが取り付けられるベース部材と、該振動型アクチュエータが当接する被当接部材とを備え、該振動型アクチュエータの駆動力によって該ベース部材と該被当接部材とが相対的に移動する駆動装置が対象である。そして、前記振動型アクチュエータは、圧電素子を用いて構成されて振動方向が互いに異なる複数の振動を発生させるアクチュエータ本体と、該アクチュエータ本体に設けられて該アクチュエータ本体の振動に従って複数の前記振動方向を含む面内で周回運動することによって所定の駆動方向へ駆動力を出力する駆動子と、該駆動子が前記被当接体に当接した状態で該アクチュエータ本体を前記ベース部材に対して支持する支持部材とを有し、前記支持部材は、前記駆動子が周回運動する周回面に交差する方向への剛性が前記駆動方向への剛性よりも低いものとする。 The present invention includes a vibration type actuator, a base member to which the vibration type actuator is attached, and a contacted member with which the vibration type actuator comes into contact, and the base member and the contacted member are driven by the driving force of the vibration type actuator. The drive device in which the contact member moves relatively is an object. The vibration type actuator is configured using a piezoelectric element and generates a plurality of vibrations having different vibration directions. The vibration type actuator is provided in the actuator body and has a plurality of vibration directions according to the vibration of the actuator body. A driving element that outputs a driving force in a predetermined driving direction by rotating in a plane including the driving element, and supports the actuator body with respect to the base member in a state where the driving element is in contact with the contacted body. A support member, and the support member has a rigidity in a direction intersecting with a circumferential surface on which the driver circulates is lower than a rigidity in the drive direction.
本発明によれば、前記アクチュエータ本体を支持する前記支持部材の、前記駆動子の周回面に交差する方向への剛性を、該支持部材の前記駆動方向への剛性よりも低くすることによって、前記駆動子と前記被当接部材との間に異物が入り込んだときには、前記アクチュエータ本体を該駆動子の周回面に交差する方向へ容易に傾かせて、該駆動子と被当接部材とで異物を強固に噛み込んでしまうことを防止することができる。その結果、駆動子又は被当接部材が大きく摩耗したり、異物が駆動子又は被当接部材に固着したりすることを防止して、駆動子と被当接部材との間の駆動力の伝達を良好に行うことができる。 According to the present invention, the rigidity of the support member that supports the actuator body in the direction intersecting the circumferential surface of the driver is made lower than the rigidity of the support member in the drive direction, thereby When foreign matter enters between the driver and the abutted member, the actuator body is easily tilted in a direction intersecting the circumferential surface of the driver, and the foreign matter between the driver and the abutted member. Can be prevented from being bitten firmly. As a result, it is possible to prevent the driver element or the abutted member from being greatly worn out, or to prevent foreign matter from adhering to the driver element or the abutting member, thereby reducing the driving force between the driver element and the abutting member. Good transmission can be performed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態1》
本発明の実施形態1に係る駆動装置1は、図1に示すように、ベース10と、ステージ11と、超音波アクチュエータ2と、該超音波アクチュエータ2を駆動制御する制御装置7とを備えている。例えば、この駆動装置1は、カメラ等に搭載されて、フォーカスレンズの駆動等に用いられる。
As shown in FIG. 1, the
ステージ11は、互いに平行な状態でベース10に固定されたガイド12,12に摺動可能に取り付けられている。つまり、ステージ11は、ガイド12,12が延びる方向に沿って移動可能に構成されている。このステージ11は、例えば、カメラにおけるレンズ枠等であって、図1の構成に限られるものではない。このベース10がベース部材を構成し、ステージ11が被当接部材を構成する。これらガイド12,12の延びる方向がステージ11の相対移動方向となる。このステージ11は、平面視略方形の板状部材であって、セラミックスで形成されている。尚、ステージ11の材質は、セラミックスに限られるものではなく、任意の材質を用いて形成することができる。ステージ11の側面のうち前記相対移動方向と平行な1つの側面14は、該相対移動方向に直交する断面がV字状となるように互いに交差する第1面14aと第2面14bとを有している。すなわち、側面14には、ステージ11の内方に凹陥し且つ、該相対移動方向に延びるV溝が形成されている。側面14には、後述する超音波アクチュエータ2の駆動子5,5が当接する。この側面14が被当接面を構成する。
The
前記超音波アクチュエータ2は、図2に示すように、振動を発生させるアクチュエータ本体4と、該アクチュエータ本体4の駆動力をステージ11に伝達させる駆動子5,5と、該アクチュエータ本体4を支持する支持バネ6とを備えている。この超音波アクチュエータ2が振動型アクチュエータを構成する(以下、同様)。
As shown in FIG. 2, the
前記アクチュエータ本体4は、圧電素子で構成されていて、略長方形状の互いに対向する一対の主面と、この主面と直交して該主面の長手方向に延びる、互いに対向する一対の長辺側面と、これら主面及び長辺側面の両方と直交して該主面の短手方向に延びる、互いに対向する一対の短辺側面とを有する略直方体状をしている。
The
このアクチュエータ本体4は、図3に示すように、5つの圧電体層41,41,…と4つの内部電極層42,44,43,44とを交互に積層して構成される。内部電極層42,44,43,44は、積層方向に圧電体層41を介して交互に配された、第1給電電極層42と共通電極層44と第2給電電極層43と共通電極層44とで構成される。これら第1給電電極層42、第2給電電極層43及び共通電極層44,44のそれぞれは、各圧電体層41の主面上に印刷されている。
As shown in FIG. 3, the
前記各圧電体層41は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛などのセラミック材料からなる絶縁体層であって、前記アクチュエータ本体4と同様に、一対の主面と、一対の長辺側面と、一対の短辺側面とを有する略直方体状をしている。また、各圧電体層41には、その長辺側面のうち一方の長辺側面の長手方向中央部に第1外部電極45aが、該一方の長辺側面の長手方向一端部に第2外部電極46aが、該一方の長辺側面の長手方向他端部に第3外部電極47aがそれぞれ形成されている。
Each of the
前記各共通電極層44は、圧電体層41の主面の略全面に亘って設けられた略長方形状をしている。また、各共通電極層44の一方の長辺部には、その長手方向中央部から圧電体層41の前記外部電極45aまで延びる引出電極44aが形成されている。
Each common electrode layer 44 has a substantially rectangular shape provided over substantially the entire main surface of the
前記第1給電電極層42は、図4に示すように、圧電体層41の主面をその長手方向及び短手方向にそれぞれ2等分してなる4つの領域のうち該主面の対角線方向に位置する2対の領域のうち一方の対の領域にそれぞれ形成された一対の第1電極42a,42bと、これら第1電極42a,42bを連結して導通させる導通電極42cとを有する。各第1電極42a(42b)は略矩形状の電極であり、積層方向に見て共通電極層44と重なっている。つまり、各第1電極42a(42b)は、圧電体層41を挟んで共通電極層44と対向している。また、第1電極42a,42bのうちの一方の第1電極42bには、圧電体層41の前記第3外部電極47aまで延びる引出電極42dが設けられている。
As shown in FIG. 4, the first
前記第2給電電極層43は、圧電体層41の主面の対角線方向に位置する前記2対の領域のうち他方の対の領域にそれぞれ形成された一対の第2電極43a,43bと、これら第2電極43a,43bを連結して導通させる導通電極43cとを有する。前記他方の対の領域のうち積層方向に見て前記第1電極42aの前記短手方向且つ前記第1電極42bの前記長手方向に隣接する領域に設けられる電極が第2電極43aであり、第1電極42aの該長手方向且つ第1電極42bの該短手方向に隣接する領域に設けられる電極が第2電極43bである。各第2電極43a(43b)は略矩形状の電極であり、積層方向に見て共通電極層44と重なっている。つまり、各第2電極43a(43b)は、圧電体層41を挟んで共通電極層44と対向している。また、第2電極43a,43bのうちの一方の第2電極43aには、圧電体層41の前記第2外部電極46aまで延びる引出電極43dが設けられている。
The second
これら圧電体層41,41,…と内部電極層42,44,43,44とを交互に積層することで構成されたアクチュエータ本体4においては、その一方の長辺側面の前記長手方向中央部に、各圧電体層41の第1外部電極45aが積層方向に並んで一まとまりの第1外部電極45が形成されている。この第1外部電極45には、前記共通電極層44,44に形成された引出電極44a,44aが電気的に接続されている。同様に、アクチュエータ本体4の該一方の長辺側面の前記長手方向一端部には、各圧電体層41の第2外部電極46aが積層方向に並んで一まとまりの第2外部電極46が形成されている。この第2外部電極46には、前記第2給電電極層43の引出電極43dが電気的に接続されている。また、アクチュエータ本体4の該一方の長辺側面の前記長手方向他端部には、各圧電体層41の第3外部電極47aが積層方向に並んで一まとまりの第3外部電極47が形成されている。この第3外部電極47には、前記第1給電電極層42の引出電極42dが電気的に接続されている。
In the
そして、アクチュエータ本体4の長辺側面のうち他方の長辺側面、即ち、前記外部電極45,46,47が設けられていない側の長辺側面(すなわち、後述する屈曲振動の振動方向を向く一対の面のうちの一方の面。以下、設置面ともいう)40aには、2個の駆動子5,5が設けられている。
Then, the other long side surface of the
各駆動子5は、球状に形成されている。この駆動子5は、ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、タングステンカーバイド等で形成されている。この駆動子5は、接着剤を介してアクチュエータ本体4の設置面40aに点接触状に取り付けられている。ここで、「点接触状」とは、駆動子5と設置面40aとが厳密に接触している状態に限られず、駆動子5と設置面40aとの間に接着剤を介在させて該駆動子5と設置面40aとが実質的に点接触している状態も意味する。
Each
接着剤としては、アクチュエータ本体4の材料及び駆動子5の材料よりも柔らかいことが望ましい。具体的には、合成樹脂、特にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。このような材料を用いることによりアクチュエータ本体4の後述する振動をできるだけ阻害せずに駆動子5と設置面40aとの間の固定を実現することができる。
The adhesive is preferably softer than the material of the
また、駆動子5,5が設けられた位置は、設置面40aにおいて、アクチュエータ本体4の長手方向両端部から該設置面40aの全長の30〜35%距離だけ内側に入った位置であり、即ち、アクチュエータ本体4の後述する屈曲振動の2次モードの腹の位置であって、振動が最も大きくなる位置である。
Further, the positions where the driving
このように構成されたアクチュエータ本体4は、図1に示すように、外部電極45〜47が設けられた長辺側面にフレキシブルケーブル71の一端部が接続されており、このフレキシブルケーブル71を介して前記制御装置7に接続されている。制御装置7は、ステージ11に所望の動作を行わせるべく、2相の交流電圧を所定の周波数、電圧値及び位相差でフレキシブルケーブル71を介してアクチュエータ本体4に印加する。
As shown in FIG. 1, the
詳しくは、アクチュエータ本体4は、前記第1外部電極45がグランドに接続され、前記第2外部電極46に所定周波数の交流電圧が、前記第3外部電極47に該交流電圧と位相が90°ずれた交流電圧が印加される。こうすることによって、圧電体層41の主面の対角線方向に位置する一方の対の第1電極42a,42bと、他方の対の第2電極43a,43bとに互いに位相が90°ずれた交流電圧が印加され、その長手方向への縦振動(いわゆる、伸縮振動)とその短手方向への屈曲振動(いわゆる、横振動)とが誘起される。
Specifically, the
縦振動の共振周波数及び屈曲振動の共振周波数はそれぞれ、アクチュエータ本体4、即ち、アクチュエータ本体4の材料、形状等により決定される。さらに、両共振周波数は、アクチュエータ本体4を支持する力及び支持する部分によっても影響を受ける。これらを考慮して、両共振周波数を略一致させ、その近傍の周波数の交流電圧を位相を90°ずらした状態で外部電極46,47のそれぞれに印加する。例えば、縦振動の1次モード(図5参照)の共振周波数と屈曲振動の2次モード(図6参照)の共振周波数とが一致するようにアクチュエータ本体4の形状等を設計して、該共振周波数近傍の交流電圧を前述の如く、位相を90°ずらして印加することによって、アクチュエータ本体4には、縦振動の1次モードと屈曲振動の2次モードとが調和的に誘起され、図7(a)、(b)、(c)、(d)に示す形状の変化を順番に起こす。
The resonance frequency of the longitudinal vibration and the resonance frequency of the bending vibration are respectively determined by the
その結果、アクチュエータ本体4に設けられた各駆動子5が該アクチュエータ本体4の主面と平行な平面、即ち、長手方向と短手方向とを含む平面(図7における紙面と平行な面。以下、「周回面」ともいう)P内で略楕円運動、即ち、周回運動を行う。
As a result, each
前記支持バネ6は、板バネで構成されていて、アクチュエータ本体4をベース10に対して弾性的に支持している。この支持バネ6は、例えば、SUS製の薄板で構成されている。詳しくは、支持バネ6は、アクチュエータ本体4が取り付けられる平面部61と、該平面部61から屈曲して延びる2つの取付部64,64とを有している。この支持バネ6が支持部材を構成する。
The
前記平面部61は、長方形状に形成された板状部材であって、アクチュエータ本体4の設置面40aに接合される。平面部61は、駆動子5,5に対応する位置に開口部62,62が形成されている。平面部61のこれら開口部62,62に挟まれた部分には、平面部61をアクチュエータ本体4に接合するための接合部63が形成されている。
The
接合部63は、アクチュエータ本体4の設置面40aにおける、駆動子5,5の間の部分にエポキシ系接着剤を介して接合される。
The
ここで、各開口部62は、駆動子5を平面部61に対してアクチュエータ本体4の短手方向へ投影したときの投影面積よりも大きく開口している。こうすることで、平面部61をアクチュエータ本体4に接合したときに、駆動子5,5は、開口部62,62を介して平面部61を貫通し、該平面部61と干渉することがない。
Here, each opening 62 opens larger than the projected area when the
さらに、各開口部62の、アクチュエータ本体4の厚み方向への寸法は、アクチュエータ本体4の厚みよりも大きくなっている。また、各開口部62は、アクチュエータ本体4の設置面40aよりも、アクチュエータ本体4の長手方向へ大きく開口している。つまり、開口部62,62は、アクチュエータ本体4が前述の如く縦振動及び屈曲振動を行う際に、アクチュエータ本体4の、駆動子5よりも長手方向外側の部分が、平面部61と干渉することがないように形成されている。
Further, the dimension of each opening 62 in the thickness direction of the
前記取付部64,64は、平面部61の長辺の両端部から連続的に延びて形成された薄板状の部材である。これら取付部64,64と平面部61とは、略90°の角度で屈曲している。各取付部64には、該取付部64をベース10にネジ等で取り付けるための貫通孔65が形成されている。
The mounting
このように構成された支持バネ6は、平面部61にアクチュエータ本体4が接合される。該アクチュエータ本体4が接合された支持バネ6は、駆動子5,5をステージ11の側面14に当接させた状態でベース10に取り付けられる。こうして、アクチュエータ本体4は、その長手方向(即ち、縦振動の方向)がガイド12,12と平行、即ち、ステージ11の相対移動方向と平行になるように配置される。このとき、各駆動子5は、図8に示すように、側面14においてV溝を形成する第1及び第2面14a,14bにそれぞれ当接している。詳しくは、各駆動子5の該第1面14aとの当接部T1と、第2面14bとの当接部T2とを結ぶ直線Lは、駆動子5の周回面Pと交差(具体的には、直交)すると共に、第1面14aと駆動子5との接平面(第1面14aは平面であるため、第1面14a自体が接平面となる)と第2面14bと駆動子5との接平面(第2面14bは平面であるため、第2面14b自体が接平面となる)とは交差している。
In the
また、ここで、支持バネ6の平面部61は、その厚み方向がステージ11側を向いており、アクチュエータ本体4は、支持バネ6の、主に平面部61の弾性力によってステージ11側へ付勢されている。つまり、この平面部61が付勢部を構成する。また、支持バネ6の取付部64,64は、その厚み方向が駆動子5,5の周回面Pに直交する方向(即ち、アクチュエータ本体4の厚み方向)を向いている。そのため、支持バネ6は、駆動子5,5の周回面Pに直交する方向へ弾性を有している。換言すれば、支持バネ6は、該周回面Pに直交する方向への剛性が、駆動子5,5が駆動力を出力する駆動方向(即ち、アクチュエータ本体4の長手方向)への剛性及びアクチュエータ本体4が付勢されている方向(即ち、アクチュエータ本体4の短手方向)への剛性よりも低くなっている。
Here, the thickness of the
こうして、ベース10に対して取り付けられた超音波アクチュエータ2は、アクチュエータ本体4に図7に示すような縦振動と屈曲振動とを調和的に発生させることによって、駆動子5,5を周回運動させて、ステージ11を駆動する。具体的には、アクチュエータ本体4が、縦振動と屈曲振動との合成振動を行うと、駆動子5,5は周回面P内において略楕円運動を行う。こうすることで、駆動子5,5は、ステージ11との間の摩擦力を周期的に増大及び減少させながら、ステージ11に対して摩擦力を介してアクチュエータ本体4の長手方向へ駆動力を付与している。その結果、ステージ11はガイド12,12に沿って移動する。このアクチュエータ本体4の長手方向(ガイド12,12が延びる方向と一致する)が、駆動子5,5が駆動力を出力する方向である駆動方向に相当する。
Thus, the
以下に、超音波アクチュエータ2によるステージ11の駆動を、図9を参照してさらに詳しく説明する。アクチュエータ本体4が長手方向(縦振動の振動方向)に伸張するとき、図9の左側の駆動子5(以下、左側駆動子5ともいう。)は、図9(b)に示すように、アクチュエータ本体4に給電する前の状態(図9(a)の状態であり、以下、初期状態という。)よりもステージ11との摩擦力を増大させて変位するため、この摩擦力によってステージ11を該長手方向における該左側駆動子5が変位する側、即ち、図9の左側へ移動させる。このとき、図9の右側の駆動子5(以下、右側駆動子5ともいう。)は、該長手方向において左側駆動子5とは逆向き(図9の右側)に変位するが、アクチュエータ本体4の初期状態よりもステージ11との摩擦力を減少させて、あるいは、アクチュエータ本体4から離れて変位するため、ステージ11には、該ステージ11を移動させる程の摩擦力は作用せず、該ステージ11は該右側駆動子5によっては移動させられない。
Hereinafter, the driving of the
一方、アクチュエータ本体4が長手方向に収縮するときは、右側駆動子5は、図9(c)に示すように、アクチュエータ本体4の初期状態よりもステージ11との摩擦力を増大させて変位するため、この摩擦力によってステージ11を該長手方向における該右側駆動子5が変位する側、即ち、図9の左側へ移動させる。この移動方向は、前述した、アクチュエータ本体4の伸張時における左側駆動子5によるステージ11の移動方向と同じである。一方、左側駆動子5は、該長手方向において右側駆動子5とは逆向き(図9の右側)に変位するが、アクチュエータ本体4の初期状態よりもステージ11との摩擦力を減少させて、あるいは、アクチュエータ本体4から離れて変位するため、ステージ11には、該ステージ11を移動させる程の摩擦力は作用せず、該ステージ11は該左側駆動子5によっては移動させられない。
On the other hand, when the
尚、図9においては、ステージ11の移動に影響を与えない方の駆動子5はステージ11から離れているが、必ずしも離れている必要はない。
In FIG. 9, the
こうして、一方の駆動子5と他方の駆動子5とは、位相が180°ずれた状態で交互にステージ11を所定の一方向へ移動させる。尚、前記交流電圧を位相を−90°ずらした状態で外部電極46,47に印加することによって、駆動子5,5が出力する駆動力を逆向きにすることができ、ステージ11を他方向へ移動させることができる。
Thus, one
尚、ステージ11の移動量、移動速度及び移動加速度は、第2及び第3外部電極46,47に給電する交流電圧の電圧値、周波数及び給電時間の少なくとも1つを調整する、又は第2及び第3外部電極46,47に給電する各交流電圧の位相のずれを変更する等によって調整することができる。
The moving amount, moving speed, and moving acceleration of the
このように、超音波アクチュエータ2は、駆動子5,5に縦振動の振動方向(長手方向)と屈曲振動の振動方向(短手方向)とを含む周回面P内で周回運動させて駆動子5,5とステージ11との間の摩擦力の増大と減少とを繰り返しながら、該ステージ11を駆動している。
As described above, the
また、超音波アクチュエータ2は、アクチュエータ本体4が支持バネ6の弾性力によってステージ11側へ付勢されて駆動子5,5がステージ11に押し付けられているため、ステージ11を駆動しないときには、この駆動子5,5との静止摩擦力によってステージ11の状態を保持している。つまり、ステージ11は、非駆動時においては、移動することがない。
Further, since the
ここで、ステージ11と駆動子5,5との間に異物が入り込んだときの超音波アクチュエータ2の動作について、図8,10を参照しながら説明する。
Here, the operation of the
各駆動子5は、前述の如く、図8に示すように、ステージ11の側面14においてV溝を形成する第1及び第2面14a,14bにそれぞれ当接している。ここで、駆動子5の周回面Pに直交する方向への支持バネ6の剛性が、前記駆動方向への剛性や前記付勢方向への剛性に比べて低いため、第1及び第2面14a、14bの何れかと駆動子5との間に異物が入り込んだとき、例えば、第1面14aと駆動子5との間に異物が入り込んだときには、アクチュエータ本体4は、図10に示すように、駆動子5が異物に乗り上げるように、駆動子5の周回面Pに直交する方向(即ち、アクチュエータ本体4の厚み方向)へ容易に傾く。詳しくは、アクチュエータ本体4は、駆動子5を中心として、アクチュエータ本体4の、駆動子5が設けられていない方の長辺側面側が駆動子5の周回面Pに直交する方向へ変位するように傾動する。さらに、駆動子5は周回面Pに直交する方向に並ぶ2箇所の当接部T1,T2において側面14と当接しているため、アクチュエータ本体4が駆動子5の周回面Pに直交する方向へ傾いても、駆動子5と側面14(この例では、第2面14b)の当接状態は維持される。その結果、ステージ11を駆動することができ、駆動子5は第1面14aとの間に入り込んだ異物に乗り上げるだけでなく、該異物を乗り越えることができる。
As described above, each
したがって、本実施形態によれば、駆動子5とステージ11の側面14との間に異物が入り込んだとしても、駆動子5を異物に乗り上げさせつつ、駆動子5と側面14との当接状態を維持させることができるため、アクチュエータ本体4に作用する押圧力を駆動子5及び側面14の異物が入り込んだ部分に集中させることなく、駆動子5からステージ11へ駆動力を良好に伝達することができる。その結果、駆動子5でステージ11を駆動しながら、駆動子5に異物を乗り越えさせることができる。
Therefore, according to the present embodiment, even if a foreign object enters between the
ここで、支持バネ6の、周回面Pに直交する方向への剛性を、前記駆動方向への剛性や前記付勢方向への剛性に比べて低くすることによって、駆動子5からステージ11へ駆動力を出力する際の反力を支持バネ6でしっかりと受け止めて駆動力をステージ11へ適切に出力し且つ、アクチュエータ本体4をステージ11に対して適切に付勢しつつ、アクチュエータ本体4を駆動子5の周回面Pに直交する方向へ容易に傾かせることができる。
Here, the rigidity of the
《変形例1》
続いて、前記実施形態1の変形例1について説明する。変形例1に係る超音波アクチュエータ202は、支持バネ206の構造が前記実施形態1と異なる。そこで、前記実施形態1と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
<<
Subsequently,
図11は、変形例1に係る超音波アクチュエータ202の斜視図を示す。
FIG. 11 is a perspective view of the
支持バネ206は、前記支持バネ6と同様に、板バネで構成されている。支持バネ206は、アクチュエータ本体4が取り付けられる平面部261と、該平面部261から屈曲して延びる4つの取付部264,264,…とを有している。
The
前記平面部261は、前記支持バネ6の平面部61と同様の構成である。すなわち、平面部261は、長方形状に形成された板状部材であって、アクチュエータ本体4の設置面40aに接合される。平面部261は、駆動子5,5に対応する位置に開口部262,262が形成されている。平面部261のこれら開口部262,262に挟まれた部分には、平面部261をアクチュエータ本体4に接合するための接合部263が形成されている。
The
前記取付部264,264,…は、平面部261の長辺の両端部から連続的に延びて形成された薄板状の部材である。詳しくは、平面部261の対向する長辺のそれぞれにおいて、2つの取付部264,264が該長辺の両端部から連続的に延びている。これら取付部264,264,…と平面部261とは、略90°の角度で屈曲している。各取付部264には、該取付部264をベース10にネジ等で取り付けるための貫通孔(図示省略)が形成されている。
The mounting
このように構成された支持バネ206は、平面部261にアクチュエータ本体4が接合され、該アクチュエータ本体4の駆動子5,5がステージ11の側面14に当接するようにしてベース10に取り付けられている。詳しくは、支持バネ206は、平面部261の一方の長辺から延びる取付部264,264と、平面部261の他方の長辺から延びる取付部264,264とで、ベース10を挟み込むようにして該ベース10に取り付けられている。
The
その結果、アクチュエータ本体4は、支持バネ206の弾性力によってステージ11側へ付勢されている。実施形態1に係る前記支持バネ6は、平面部61の一方の長辺が自由端になっているのに対し、この支持バネ206は、平面部261の両方の長辺に取付部264,264,…が設けられているため、該支持バネ6に比べて、アクチュエータ本体4の付勢方向(即ち、アクチュエータ本体4の短手方向)への剛性が高くなっている。ただし、支持バネ206は、片持ち状態でアクチュエータ本体4を支持すると共に、薄板状の取付部264,264,…の厚み方向が駆動子5,5の周回面Pに直交する方向(即ち、アクチュエータ本体4の厚み方向)を向いているため、支持バネ206の駆動子5,5の周回面Pに直交する方向への剛性は、前記駆動方向(即ち、アクチュエータ本体4の長手方向)への剛性及び前記付勢方向(即ち、アクチュエータ本体4の短手方向)への剛性よりも低くなっている。
As a result, the
つまり、本変形例1に係る支持バネ206によってアクチュエータ本体4を支持する構成であっても、駆動子5とステージ11の側面14との間に異物が入り込んだときに、アクチュエータ本体4を駆動子5の周回面Pに直交する方向へ容易に傾かせて、駆動子5を異物に乗り上げさせることができる。
That is, even if the actuator
《変形例2》
続いて、前記実施形態の変形例2について説明する。変形例2に係る超音波アクチュエータ302は、支持バネ306のベース10への取付構造が前記変形例1と異なる。そこで、前記変形例1と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
<<
Subsequently,
図12は、変形例2に係る超音波アクチュエータ302の斜視図を示す。
FIG. 12 is a perspective view of the
支持バネ306は、前記支持バネ206と同様に、板バネで構成されている。支持バネ306は、アクチュエータ本体4が取り付けられる平面部361と、該平面部361から屈曲して延びる4つの取付部364,364,…とを有している。
The
前記平面部361は、前記支持バネ206の平面部261と同様の構成である。すなわち、平面部361は、長方形状に形成された板状部材であって、アクチュエータ本体4の設置面40aに接合される。平面部361は、駆動子5,5に対応する位置に開口部362,362が形成されている。平面部361のこれら開口部362,362に挟まれた部分には、平面部361をアクチュエータ本体4に接合するための接合部363が形成されている。
The
前記取付部364,364,…は、平面部361の長辺の両端部から連続的に延びて形成された薄板状の部材である。詳しくは、平面部361の対向する長辺のそれぞれにおいて、3つの取付部364,364が該長辺の両端部から連続的に延びている。これら取付部364,364,…と平面部361とは、略90°の角度で屈曲している。そして、各取付部364の先端部(平面部361に接続された端部と反対側の端部)は、外側(アクチュエータ本体4の厚み方向において相対向する取付部364とは反対側)に向かって略90°の角度で屈曲している。そして、取付部364をベース10にネジ等で取り付けるための貫通孔(図示省略)は、この屈曲した先端部に形成されている。
The mounting
このように構成された支持バネ306は、平面部361にアクチュエータ本体4が接合され、該アクチュエータ本体4の駆動子5,5がステージ11の側面14に当接するようにしてベース10に取り付けられている。詳しくは、支持バネ306は、平面部361と略平行なベース10の取付面に対して、取付部364,364,…を介して取り付けられる。
The
このように、本変形例2に係る支持バネ306を用いることによって、前記実施形態や変形例1とは異なるベース10の取付面に対してアクチュエータ本体4を取り付けることができる。
As described above, by using the
また、支持バネ306の剛性については、変形例1に係る支持バネ206と同様である。そのため、実施形態1や変形例1と同様に、駆動子5とステージ11の側面14との間に異物が入り込んだときに、アクチュエータ本体4を駆動子5の周回面Pに直交する方向へ容易に傾かせて、駆動子5を異物に乗り上げさせることができる。
Further, the rigidity of the
《変形例3》
続いて、前記実施形態の変形例3について説明する。変形例3に係る駆動装置401は、超音波アクチュエータとステージとの当接構造が前記実施形態1と異なる。そこで、前記実施形態1と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
<< Modification 3 >>
Subsequently, Modification 3 of the embodiment will be described. The
図13に、駆動装置401の、ステージ411の相対移動方向に直交する概略断面図を示す。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the
変形例3に係るステージ411は、その側面のうち前記相対移動方向と平行な1つの側面414が、該相対移動方向に直交する平面との交線が山型となるように互いに交差する第1面414aと第2面414bとを有している。すなわち、側面414は、ステージ411の外方に突出した形状をしている。
The
超音波アクチュエータ402は、4つの駆動子5,5(図13では、周回面Pに直交する方向に並ぶ2つのみ図示)を備えている。これら4つの駆動子5,5は、アクチュエータ本体4の設置面40aにおける2箇所のアクチュエータ本体4の屈曲振動の2次モードの腹の位置に2つずつ設けられている。詳しくは、各位置に設けられた2つの駆動子5,5は、駆動子5の周回面Pに直交する方向(即ち、アクチュエータ本体4の厚み方向)に並んでいる。
The
このように構成された超音波アクチュエータ402は、アクチュエータ本体4の厚み方向に並ぶ2つの駆動子5,5の一方の駆動子5が、ステージ411の第1面414aに当接し、他方の駆動子5が、ステージ411の第2面414bに当接した状態でベース10に支持されている。
In the
つまり、変形例3においても、超音波アクチュエータ402の駆動子5,5とステージ411とは、駆動子5の周回面Pに交差する方向において2箇所で当接しており(すなわち、一方の駆動子5とステージ411の第1面414aとの当接部T1と、他方の駆動子5とステージ411の第2面414bとの当接部T2とを結ぶ直線Lは、駆動子5の周回面Pに直交している。)、それぞれの当接部における接平面(即ち、第1面414aと第2面414b)とは互いに交差している。そのため、駆動子5,5と第1又は第2面414a,414bとの間に異物が入り込んで、超音波アクチュエータ402が支持バネ6の弾性によって駆動子5の周回面Pに直交する方向に傾動したときであっても、第1及び第2面414a,414bの何れかには駆動子5が当接しており、駆動子5とステージ411の側面414との当接状態を維持することができる。その結果、駆動子5でステージ411を駆動しながら、駆動子5に異物を乗り越えさせることができる。
That is, also in the third modification, the
尚、側面414の形状をこれに限られるものではなく、第1面414aと第2面414bとで形成される稜部が面取り又はR面取りされていてもよい。または、側面414は、第1面414a及び第2面414b以外の面を含んでいてもよく、第1面414aと第2面414bとの間に別の1つ又は複数の面を介在させてもよい。
Note that the shape of the
さらに、側面414は、図14に示すように、相対移動方向に直交する平面との交線が曲線となるような曲面であってもよい。かかる構成であっても、超音波アクチュエータ402の駆動子5,5とステージ411とは、駆動子5の周回面Pに交差する方向において2箇所で当接しており、それぞれの当接部における接平面とは互いに交差している。
Furthermore, as shown in FIG. 14, the
《発明の実施形態2》
続いて、本発明の実施形態2に係る駆動装置501について説明する。実施形態2に係る駆動装置501は、ステージ511の支持構造が実施形態1と異なる。そこで、実施形態1と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
<<
Next, the driving
図15は、駆動装置501の分解斜視図を示し、図16は、駆動装置501の断面図を示す。
FIG. 15 is an exploded perspective view of the
駆動装置501は、ステージ511と、2つの第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bと、該超音波アクチュエータ2A,2Bを駆動制御する制御装置(図示省略)とを備えている。
The
ステージ511は、前記実施形態1のステージ11と異なり、ガイド12,12で支持されておらず、2つの超音波アクチュエータ2A,2Bで支持されている。ステージ511の側面のうちステージ511の相対移動方向と平行な1対の第1及び第2側面14,15のそれぞれには、該相対移動方向に延びるV溝が形成されている。すなわち、第1側面14は、該相対移動方向に直交する断面がV字状となるように互いに交差する第1面14aと第2面14bとを有し、第2側面15は、該相対移動方向に直交する断面がV字状となるように互いに交差する第1面15aと第2面15bとを有している。
Unlike the
第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bは、前記実施形態1の超音波アクチュエータ2と同様の構成をしている。ただし、第2超音波アクチュエータ2Bは、アクチュエータ本体4が支持バネ6の平面部61に対して取付部64,64の延びる方向とは反対側の面に取り付けられ、駆動子5,5が平面部61の開口部62,62から取付部64,64の延びる方向へ突出している。尚、第1超音波アクチュエータ2Aは、超音波アクチュエータ2と同様に、アクチュエータ本体4が支持バネ6の平面部61に対して取付部64,64の延びる側の面に取り付けられ、駆動子5,5が平面部61の開口部62,62から取付部64,64が延びる方向とは反対側へ突出している。
The first and second
そして、第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bは、互いの駆動子5,5と駆動子5,5を相対向させた状態で、それぞれの支持バネ6,6がベース10に取り付けられている。このとき、第1超音波アクチュエータ2Aの取付部64,64と第2超音波アクチュエータ2Bの取付部64,64とは、重ねられて、固定用ビスによってベース10に共締めされている。
In the first and second
そして、このように配設された第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bによってステージ511が支持されている。詳しくは、第1超音波アクチュエータ2Aの駆動子5,5がステージ511の第1側面14に当接する一方、第2超音波アクチュエータ2Bの駆動子5,5がステージ511の第2側面15に当接している。このとき、第1超音波アクチュエータ2Aの各駆動子5は、第1側面14の第1面14a及び第2面14bの両方に当接している。また、第2超音波アクチュエータ2Bの各駆動子5は、第2側面15の第1面15a及び第2面15bの両方に当接している。
The
この状態で、第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bを同じ方向に同じ大きさの駆動力を出力させるように動作させることによって、ステージ511をアクチュエータ本体4の長手方向に沿って駆動することができる。
In this state, the
ここで、ステージ511を、その相対移動方向と直交する方向に沿って両側から、第1超音波アクチュエータ2Aの駆動子5,5と第2超音波アクチュエータ2Bの駆動子5,5とで挟持し、各駆動子5がステージ511の側面14(又は側面15)に対して、該相対移動方向及び挟持する方向を含む平面に対して直交する方向において2箇所の当接部T1,T2で当接するように構成することによって、ステージ511を、該挟持する方向並びに、該相対移動方向及び該挟持する方向を含む平面に対して直交する方向への変位を規制した状態で、相対移動方向に移動可能に支持することができる。こうすることで、ステージ511を、実施形態1におけるガイド12,12を設けることなく、第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bで移動可能に支持することができる。
Here, the
そして、本実施形態2においても、第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bのそれぞれは支持バネ6を介してベース10から片持ち状態で支持されると共に、各支持バネ6の取付部64はその厚み方向が駆動子5の周回面Pに直交する方向を向いているため、第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bは駆動子5の周回面Pに直交する方向へ容易に傾動することができる。そのため、第1超音波アクチュエータ2Aの駆動子5と第1側面14との間、又は第2超音波アクチュエータ2Bの駆動子5と第2側面15との間に異物が入り込んだとしても、アクチュエータ本体4を駆動子5の周回面Pに直交する方向へ傾動させて駆動子5を異物に乗り上げさせることができる。そして、第1超音波アクチュエータ2Aの各駆動子5は、側面14に対して、駆動子5の周回面Pに直交する方向において2箇所(詳しくは、第1面14aと第2面14b)で当接していると共に、該2箇所の当接部における接平面は互いに交差しているため、アクチュエータ本体4が駆動子5の周回面Pに直交する方向へ傾いて駆動子5が異物に乗り上げたとしても、該2箇所の当接部のうちの一方においては駆動子5と側面14との当接状態を維持することができ、ステージ511を駆動することができる。そのため、駆動子5が異物に乗り上げた場合であってもステージ511を駆動して、駆動子5に異物を乗り越えさせることができる。同様に、第2超音波アクチュエータ2Bの各駆動子5は、側面15に対して、駆動子5の周回面Pに直交する方向において2箇所(詳しくは、第1面15aと第2面15b)で当接していると共に、該2箇所の当接部における接平面は互いに交差しているため、アクチュエータ本体4が駆動子5の周回面Pに直交する方向へ傾いて駆動子5が異物に乗り上げたとしても、該2箇所の当接部のうちの一方においては駆動子5と側面15との当接状態を維持することができ、ステージ511を駆動することができる。そのため、駆動子5が異物に乗り上げた場合であってもステージ511を駆動して、駆動子5に異物を乗り越えさせることができる。
Also in the second embodiment, each of the first and second
したがって、本実施形態2によれば、駆動子5とステージ511の第1及び/又は第2側面14,15との間に異物が入り込んだとしても、駆動子5を異物に乗り上げさせつつ、駆動子5,5と第1及び第2側面14,15との当接状態を維持させることができるため、アクチュエータ本体4に作用する押圧力を駆動子5,5並びに第1及び第2側面14,15の異物が入り込んだ部分に集中させることなく、駆動子5からステージ511へ駆動力を良好に伝達することができる。その結果、駆動子5でステージ511を駆動しながら、駆動子5に異物を乗り越えさせることができる。
Therefore, according to the second embodiment, even if foreign matter enters between the
ここで、支持バネ6の、駆動子5の周回面Pに直交する方向への剛性を、駆動子5の駆動方向の剛性やアクチュエータ本体4への付勢方向の剛性に比べて低くすることによって、駆動子5からステージ511へ駆動力を出力する際の反力を支持バネ6でしっかりと受け止めて駆動力をステージ511へ適切に出力し且つ、アクチュエータ本体4をステージ511に対して適切に付勢しつつ、アクチュエータ本体4を駆動子5の周回面Pに直交する方向へ容易に傾かせることができる。
Here, the rigidity of the
さらに、ステージ511をガイド12,12を設けることなく構成することができるため、該ステージ511の構成を簡略化することができる。
Furthermore, since the
尚、第1及び第2超音波アクチュエータ2A,2Bの支持構造は前記の構造に限られるものではない。例えば、第1超音波アクチュエータ2Aの支持バネ6と第2超音波アクチュエータ2Bの支持バネ6とをベース10に対して共締めする必要はなく、第2超音波アクチュエータ2Bの支持バネ6の取付部64,64を、第1超音波アクチュエータ2Aの支持バネ6の取付部64,64とは反対側に延びるように構成し、ベース10に対して別々に取り付けるようにしてもよい。
The support structure for the first and second
《変形例》
次に、実施形態2に係る駆動装置の変形例について説明する。変形例2に係る駆動装置601は、ステージ511の支持構造が前記実施形態2と異なる。そこで、前記実施形態2と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
<Modification>
Next, a modification of the drive device according to the second embodiment will be described. The
図17は、駆動装置601の断面図を示す。
FIG. 17 shows a cross-sectional view of the
変形例に係る駆動装置601は、ステージ511と、超音波アクチュエータ2と、該ステージ511を案内するガイド部材8と、該超音波アクチュエータ2を駆動制御する制御装置(図示省略)とを備えている。
A driving
超音波アクチュエータ2は、実施形態1に係る超音波アクチュエータ2と同様の構成をしている。
The
ガイド部材8は、支持バネ81と、2つの転動体82とを有している。
The guide member 8 has a
支持バネ81は、前記支持バネ6と同様に、板バネであって、例えば、SUS製の薄板で構成されている。詳しくは、支持バネ81は、平面部83と、該平面部83から屈曲して延びる2つの取付部84とを有している。平面部83は、長方形状に形成された板状部材であって、転動体82を回転自在に支持している。2つの取付部84は、平面部83の長辺の両端部から連続的に延びて形成された薄板状の部材である。これら取付部84と平面部83とは、略90°の角度で屈曲している。各取付部84には、該取付部84をベース10にネジ等で取り付けるための貫通孔85が形成されている。
The
転動体82は、金属製の球状の部材で構成されている。2つの転動体82は、支持バネ81の平面部83の長手方向に並んで配置されている。
The rolling
前記超音波アクチュエータ2の駆動子5と、ガイド部材8の転動体82とが相対向する状態で、支持バネ6と支持バネ81とがベース10に取り付けられている。そして、このように配設された超音波アクチュエータ2及びガイド部材8によってステージ511が支持されている。詳しくは、超音波アクチュエータ2の駆動子5がステージ511の第1側面14に当接する一方、ガイド部材8の転動体82がステージ511の第2側面15に当接している。このとき、超音波アクチュエータ2の各駆動子5は、第1側面14の第1面14a及び第2面14bの両方に当接している。また、ガイド部材8の各転動体82は、第2側面15の第1面15a及び第2面15bの両方に当接している。
The
この状態で、超音波アクチュエータ2を動作させることによって、ステージ511をアクチュエータ本体4の長手方向に沿って駆動することができる。
In this state, the
ここで、ステージ511を、その相対移動方向と直交する方向に沿って両側から、超音波アクチュエータ2の駆動子5とガイド部材8の転動体82とで挟持し、駆動子5がステージ511の側面14に対して、該相対移動方向及び挟持する方向を含む平面に対して直交する方向において2箇所の当接部T1,T2で当接すると共に、転動体82がステージ511の側面15に対して、該相対移動方向及び挟持する方向を含む平面に対して直交する方向において2箇所の当接部T1,T2で当接するように構成することによって、ステージ511を、該挟持する方向並びに、該相対移動方向及び該挟持する方向を含む平面に対して直交する方向への変位を規制した状態で、相対移動方向に移動可能に支持することができる。こうすることで、ステージ511を、実施形態1におけるガイド12,12を設けることなく、超音波アクチュエータ2及びガイド部材8で移動可能に支持することができる。
Here, the
尚、転動体82は、球状である必要はなく、円柱状のころであってもよい。転動体82をころで構成する場合には、ステージ511の第2側面15に対して駆動子5の周回面Pと直交する方向において複数の当接部で当接するためには、該駆動子5の周回面と直交する方向に並んだ2以上のころを設ける必要がある。つまり、第2側面15の第1面15aに当接するころと第2側面15の第2面15bに当接するころとを駆動子5の周回面と直交する方向に並べて設ける必要がある。
In addition, the rolling
尚、前記実施形態1の変形例を実施形態2に採用してもよい。 Note that a modification of the first embodiment may be adopted in the second embodiment.
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
The present invention may be configured as follows with respect to the embodiment.
支持バネの構成は、前記実施形態に限られるものではない。アクチュエータ本体4を支持し且つ、駆動子5の周回面に交差する方向への剛性が駆動子5の駆動方向への剛性よりも低い構成であれば、任意の構成を採用することができる。また、支持バネとアクチュエータ本体4との取付構造も、前記実施形態に限られるものではない。例えば、支持バネを、アクチュエータ本体4の設置面40a以外の面に接合してもよい。また、アクチュエータ本体4をケースに収容して、該ケースに支持バネを接合する構成であってもよい。
The configuration of the support spring is not limited to the above embodiment. Any configuration can be adopted as long as it has a configuration that supports the
また、前記実施形態では、アクチュエータ本体4の支持部材を板バネからなる支持バネで構成しているが、これに限られるものではない。例えば、ゴム等の材料であって、駆動子5の周回面に交差する方向への剛性が駆動子5の駆動方向への剛性よりも低い弾性異方性を有する材料で支持部材を構成してもよい。また、少なくとも駆動子5の周回面に交差する方向への弾性を有する部材と、それ以外の方向への変位を規制する機構とを組み合わせて支持部材を構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the support member of the actuator
さらに、前記実施形態では、駆動子5(実施形態2の変形例においては、さらに、転動体82)とステージの側面とが、駆動子5の周回面Pに直交する方向に並ぶ2箇所の当接部において当接しているが、これに限られるものではない。すなわち、2箇所の当接部を結ぶ直線Lが周回面Pと交差していればよく、必ずしも直交している必要はない。例えば、実施形態1の変形例3において、アクチュエータ本体4の設置面40aにおいて屈曲振動の腹の各位置に設けられた2つの駆動子5,5は、アクチュエータ本体4の長手方向にずれて設けられ、一方の駆動子5とステージ411の第1面414aとの当接部T1と他方の駆動子5とステージ411の第2側面414bとの当接部T2とを結ぶ直線Lが、駆動子5の周回面Pの法線に対して傾斜するように構成されていてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the driver element 5 (in addition to the rolling
また、前記実施形態では、アクチュエータ本体4において、外部電極45〜47を1つの長辺側面に形成して、フレキシブルケーブル71によって該外部電極45〜47に給電しているが、これに限られるものではない。圧電体層に電圧を印加できる構成であれば、任意の構成を採用することができる。
Moreover, in the said embodiment, in the actuator
さらに、駆動子5の形状、個数、材質等は前記実施形態に制限されるものではなく、任意の形状、個数、材質等の駆動子を採用することができる。
Furthermore, the shape, number, material, and the like of the
また、超音波アクチュエータ2を、アクチュエータ本体4に長手方向への縦振動の1次モードと屈曲振動の2次モードとを調和的に発生させるように構成したが、これに限られるものではない。これ以外の振動又はモードを発生させるものであってもよく、アクチュエータ本体4を振動させて駆動子5とステージ11との間の摩擦力を介して駆動力を出力する振動型アクチュエータであれば任意の構成を採用することができる。
Further, although the
さらにまた、アクチュエータ本体4は圧電体層を積層して構成されているが、金属などの基板に圧電素子を貼り付けた構成や、金属などで共振器を形成し、圧電素子を挟み込んだ構成であってもよい。この場合、圧電素子を含んで構成された共振器がアクチュエータ本体を構成する。
Furthermore, the
また、前記実施形態では、2つの駆動子5,5がアクチュエータ本体4の長辺側面に設けられているが、これに限られるものではない。例えば、1つの駆動子5をアクチュエータ本体4の短辺側面に設けてもよい。この場合、アクチュエータ本体4は、その短手方向がステージの相対移動方向と一致する姿勢で、駆動子5がステージに当接するように配設される。かかる超音波アクチュエータは、アクチュエータ本体4の短手方向にステージ11を駆動する。
Moreover, in the said embodiment, although the two
さらに、前記実施形態では、超音波アクチュエータ2をベース10に固定すると共に、駆動子5,5を移動可能なステージ11に当接させて、該超音波アクチュエータ2を作動させることで該ステージ11を駆動させているが、図18に示すように、超音波アクチュエータ2をステージ711に固定する構成としてもよい。詳しくは、駆動装置701は、互いに平行な状態で基台(図示省略)に固定されたガイド12,12と、該ガイド12,12に摺動自在に取り付けられたステージ711と、超音波アクチュエータ2とを備えている。該ガイド12,12のうちの一方のガイド12には、該ガイド12に固定された被当接部材713が設けられている。被当接部材713の側面のうちステージ711の相対移動方向と平行な1つの側面714は、該相対移動方向に直交する断面がV字状となるように互いに交差する第1面714aと第2面714bとを有している。すなわち、側面714には、被当接部材713の内方に凹陥し且つ、該相対移動方向に延びるV溝が形成されている。一方、ステージ711には、アクチュエータ取付部711aが設けられている。そして、アクチュエータ本体4は、駆動子5,5が該被当接部材713の側面714に当接する状態で、該ステージ711のアクチュエータ取付部711aに支持バネ6を介して取り付けられている。このとき、各駆動子5は、側面714の第1面714aと第2面714bとに当接している。この状態で、超音波アクチュエータ2を作動させると、駆動子5,5は被当接部材713に対して駆動力を出力するが、該被当接部材713は固定されているため、超音波アクチュエータ2自体が被当接部材713に対して相対的にガイド12,12の長手方向に振動する。その結果、アクチュエータ取付部711aを介してアクチュエータ本体4と連結されたステージ711がガイド12,12の長手方向に駆動される。ステージ711がベース部材を構成する。
Further, in the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、超音波アクチュエータの駆動力が出力されるステージ11は平板状であるが、これに限られるものではなく、被当接部材の構成としては任意の構成を採用することができる。例えば、図19に示すように、被当接部材は所定の軸X回りに回動可能な円板体811であり、超音波アクチュエータの駆動子5,5が該円板体811の側周面814に当接するように構成された駆動装置801を採用してもよい。かかる構成の場合、超音波アクチュエータを駆動すると、駆動子5,5の概略楕円運動によって、該円板体811が所定の軸X回りに回動させられる。つまり、軸X回りの周方向が、円板体811の相対移動方向となる。この円板体811が被当接部材を構成し、側周面814が被当接面を構成する。
Moreover, in the said embodiment, although the
ここで、円板体811の側周面814には、該相対移動方向に直交する断面がV字状となるように互いに交差する第1面814aと第2面814bとを有している。すなわち、側周面814には、円板体811の内方に凹陥し且つ、該円板体811の周方向に延びるV溝が形成されている。そして、各駆動子5は、側周面814の第1面814aと第2面814bとに当接している。
Here, the side
また、図20に示すように、被当接部材は所定の軸X回りに回動可能な円板体911であり、超音波アクチュエータ2の駆動子5,5が該円板体911の平面部914に当接するように構成された駆動装置901を採用してもよい。かかる構成の場合、超音波アクチュエータ2を駆動すると、駆動子5,5の概略楕円運動によって、該円板体911が駆動子5,5と当接部における接線方向に駆動され、結果として該円板体911が所定の軸X回りに回動させられる。軸X回りの周方向が、円板体911の相対移動方向となる。この円板体20が被当接部材を構成し、平面部914が被当接面を構成する。
As shown in FIG. 20, the abutted member is a
ここで、円板体911の平面部914には、図示を省略するが、該相対移動方向に直交する断面がV字状となるように互いに交差する第1面と第2面とを有している。すなわち、平面部914には、円板体911の内方に凹陥し且つ、該円板体911の周方向に延びるV溝が形成されている。そして、各駆動子5は、平面部914の第1面と第2面とに当接している。
Here, although not illustrated, the
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、振動型アクチュエータを備えた駆動装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a drive device including a vibration type actuator.
1,401,501,601,701,801,901 駆動装置
10 ベース(ベース部材)
11,411,511,611 ステージ(被当接部材)
14,414,614 側面(被当接面)
14a,414a,614a,714a,814a 第1面
14b,414b,614b,714b,814b 第2面
2,202,302,402 超音波アクチュエータ
2A 第1超音波アクチュエータ
2B 第2超音波アクチュエータ
4 アクチュエータ本体
5 駆動子
6,206,306 支持バネ(支持部材)
61,261,361 平面部(付勢部)
64,264,364 取付部
711 ステージ(ベース部材)
713 被当接部材
811,911 円板体(被当接部材)
814 側周面(被当接面)
914 平面部(被当接面)
P 周回面
11,411,511,611 Stage (contact member)
14,414,614 side surface (contacted surface)
14a, 414a, 614a, 714a, 814a
61, 261, 361 Flat surface (biasing portion)
64, 264, 364
713
814 Side peripheral surface (contacted surface)
914 Flat surface (contacted surface)
P Circumference surface
Claims (8)
前記振動型アクチュエータは、圧電素子を用いて構成されて振動方向が互いに異なる複数の振動を発生させるアクチュエータ本体と、該アクチュエータ本体に設けられて該アクチュエータ本体の振動に従って複数の前記振動方向を含む面内で周回運動することによって所定の駆動方向へ駆動力を出力する駆動子と、該駆動子が前記被当接体に当接した状態で該アクチュエータ本体を前記ベース部材に対して支持する支持部材とを有し、
前記支持部材は、前記駆動子が周回運動する周回面に交差する方向への剛性が前記駆動方向への剛性よりも低い駆動装置。 A vibration-type actuator; a base member to which the vibration-type actuator is attached; and a contacted member to which the vibration-type actuator comes into contact. The base member and the contacted member are driven by the driving force of the vibration-type actuator. A relatively moving drive device,
The vibration type actuator is configured by using a piezoelectric element to generate a plurality of vibrations having different vibration directions, and a surface provided on the actuator body and including the plurality of vibration directions according to the vibration of the actuator body. And a support member that supports the actuator body with respect to the base member in a state where the drive element is in contact with the contacted body. And
The support member is a drive device in which rigidity in a direction intersecting with a rotating surface on which the driver rotates is lower than rigidity in the drive direction.
前記被当接部材には、該駆動子が当接する被当接面が形成されており、
前記駆動子と前記被当接面とは、少なくとも2箇所の当接部において当接し、
前記2箇所の当接部を結ぶ直線は、前記周回面と交差しており、
前記2箇所の当接部における接平面は、互いに交差している駆動装置。 The drive device according to claim 1,
The contacted member is formed with a contacted surface with which the driving element contacts,
The driver and the abutted surface abut at at least two abutting portions,
A straight line connecting the two contact portions intersects the circumferential surface,
The drive device in which the tangent planes at the two contact portions intersect each other.
前記被当接面は、前記被当接部材の内方に凹陥している駆動装置。 The drive device according to claim 2, wherein
The drive device in which the contact surface is recessed inward of the contact member.
前記被当接面は、前記ベース部材及び前記被当接部材の相対移動方向に延びる凹溝を形成するように互いに交差する第1面及び第2面を含んでおり、
前記2箇所の当接部は、前記駆動子と前記第1面との当接部及び該駆動子と前記第2面との当接部である駆動装置。 The drive device according to claim 3, wherein
The contact surface includes a first surface and a second surface that intersect with each other so as to form a groove extending in a relative movement direction of the base member and the contact member,
The two contact portions are a drive device that is a contact portion between the driver element and the first surface and a contact portion between the driver element and the second surface.
前記被当接面は、前記被当接部材の外方に膨出しており、
前記駆動子は、前記周回面に交差する方向に並んで少なくとも2つ設けられており、
前記2箇所の当接部は、一方の前記駆動子と前記被当接面との当接部及び他方の前記駆動子と前記被当接面との当接部である駆動装置。 The drive device according to claim 2, wherein
The contacted surface bulges outward of the contacted member;
At least two of the driver elements are provided side by side in a direction intersecting the circumferential surface,
The two contact portions are a driving device that is a contact portion between one of the driver elements and the contacted surface and a contact portion between the other driver element and the contacted surface.
前記被当接面は、前記ベース部材及び前記被当接部材の相対移動方向に直交する平面との交線が山型となるように互いに交差する第1面及び第2面を含んでおり、
前記2箇所の当接部は、一方の前記駆動子と前記第1面との当接部及び他方の前記駆動子と前記第2面との当接部である駆動装置。 The drive device according to claim 5, wherein
The abutted surface includes a first surface and a second surface intersecting each other so that an intersection line with a plane perpendicular to the relative movement direction of the base member and the abutted member has a mountain shape.
The two contact portions are drive devices that are a contact portion between one of the driver elements and the first surface and a contact portion between the other driver element and the second surface.
前記支持部材は、厚み方向が前記周回面に交差する方向を向く板バネを含む駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 6,
The support member includes a leaf spring in which a thickness direction faces a direction intersecting the circumferential surface.
前記支持部材は、前記アクチュエータ本体が接合されて該アクチュエータ本体を前記被当接部材側に付勢する板状の付勢部と、該付勢部に対して屈曲して延びて前記ベース部材に取り付けられる板状の取付部とを有する板バネであって、
前記付勢部は、厚み方向が前記アクチュエータ本体を付勢する方向を向き、
前記取付部は、厚み方向が前記周回面に交差する方向を向く駆動装置。 The drive device according to claim 7, wherein
The support member includes a plate-like urging portion that is joined to the actuator main body and urges the actuator main body toward the contacted member side, and bends and extends with respect to the urging portion to the base member. A leaf spring having a plate-like attachment portion to be attached,
The biasing portion is directed in a direction in which a thickness direction biases the actuator body,
The mounting portion is a drive device in which a thickness direction faces a direction intersecting the circumferential surface.
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