JP2012222884A - Ultrasonic actuator - Google Patents

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Hiroyuki Takizawa
宏行 瀧澤
Tetsuyuki Sakamoto
哲幸 坂本
Yasuaki Kasai
靖明 葛西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact ultrasonic linear actuator that has a strong generative force, high operating efficiency, and high design flexibility, and allows stable drive.SOLUTION: An ultrasonic linear actuator includes a drive section, a movable body, a transmission section, and a control section. The drive section has: a first piezoelectric body that is polarized in a thickness direction thereof; a second piezoelectric body that is arranged so as to face the first piezoelectric body and is polarized in a thickness direction thereof; and a first elastic body and a second elastic body that hold the first piezoelectric body and the second piezoelectric body therebetween. The drive section expands and contracts in a holding direction of the first elastic body and the second elastic body. The movable body is arranged movably relative to the drive section. The transmission section is coupled to the driving section, and is configured so as to have an adjustable gripping force on the movable body. The control section synchronizes the expansion and contraction of the drive section with the gripping force adjustment of the transmission section. The transmission section has a through hole through which the movable body is inserted. The transmission section is configured in such a manner that an axis of the drive section in a direction of a drive center approximately coincides with a central axis of the movable body in a moving direction thereof.

Description

本発明は、超音波アクチュエータに関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic actuator.

従来の超音波アクチュエータとして、特許文献1に記載の超音波モータがある。この超音波モータにおいては、2つのランジュバン振動子を互いに直交するように配置した駆動子を、ロータの外周面に押圧し、振動子の駆動によってロータに回転力を発生させている。   As a conventional ultrasonic actuator, there is an ultrasonic motor described in Patent Document 1. In this ultrasonic motor, a driving element in which two Langevin vibrators are arranged so as to be orthogonal to each other is pressed against the outer peripheral surface of the rotor, and a rotational force is generated in the rotor by driving the vibrator.

特開2000−152671号公報JP 2000-152671 A

しかしながら、上述の超音波モータでは、所望の振動を得るには、2つのランジュバン振動子の角度、位置、振幅、周波数等をそろえる調整が必要である。また、2つのランジュバン振動子を互いに直交するように配置するため、駆動子全体の体積が大きくなるという欠点がある。   However, in the above-described ultrasonic motor, adjustment to align the angles, positions, amplitudes, frequencies, etc. of the two Langevin transducers is necessary to obtain the desired vibration. Further, since the two Langevin vibrators are arranged so as to be orthogonal to each other, there is a drawback that the volume of the entire driver is increased.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型でありながら強い発生力を有し、動作効率の良く、安定した駆動ができ、かつ設計の自由度が多いリニア型の超音波アクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and is a linear ultrasonic actuator that is small in size, has a strong generation force, has high operation efficiency, can be driven stably, and has a high degree of design freedom. The purpose is to provide.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る超音波アクチュエータは、厚み方向に分極された第1圧電体、前記第1圧電体と対向するように配置され、厚み方向に分極された第2圧電体、及び、前記第1圧電体と前記第2圧電体を挟持する第1弾性体と第2弾性体を有し、前記第1弾性体と前記第2弾性体による挟持方向に伸縮する駆動部と、
前記駆動部に対して移動可能に配置された移動体と、
前記駆動部に結合され、前記移動体に対する把持力を調整可能に構成された伝達部と、
前記駆動部の伸縮と前記伝達部の把持力調整を連動させる制御部と、
を備え、
前記伝達部は、前記移動体を挿通するための貫通孔を有し、
前記駆動部の駆動中心方向軸と、前記移動体の移動方向中心軸とが略一致するように構成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an ultrasonic actuator according to the present invention is arranged so as to face a first piezoelectric body polarized in the thickness direction, the first piezoelectric body, and in the thickness direction. A polarized second piezoelectric body, and a first elastic body and a second elastic body that sandwich the first piezoelectric body and the second piezoelectric body, and sandwiched between the first elastic body and the second elastic body A drive that expands and contracts in the direction;
A movable body arranged to be movable with respect to the drive unit;
A transmission unit coupled to the drive unit and configured to be capable of adjusting a gripping force on the movable body;
A control unit that interlocks expansion and contraction of the drive unit and grip force adjustment of the transmission unit;
With
The transmission unit has a through hole for inserting the moving body,
The drive center direction axis of the drive unit and the movement direction center axis of the movable body are configured to substantially coincide with each other.

本発明は、小型でありながら強い発生力を有し、動作効率の良く、安定した駆動ができ、かつ設計の自由度が多いリニア型の超音波アクチュエータを提供することができるという効果を奏する。   The present invention is advantageous in that it is possible to provide a linear ultrasonic actuator that is compact but has a strong generating force, has high operating efficiency, can be driven stably, and has a high degree of design freedom.

第1実施形態に係る超音波アクチュエータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the ultrasonic actuator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る超音波アクチュエータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic actuator which concerns on 1st Embodiment. (a)は第1実施形態に係る超音波アクチュエータの構成を示す側面図である。(b)は、その断面構成図である。(A) is a side view showing the configuration of the ultrasonic actuator according to the first embodiment. (B) is the cross-sectional block diagram. 第1実施形態に係る超音波アクチュエータの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the ultrasonic actuator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態における制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part in 1st Embodiment. 第1実施形態における支持部を2枚の支持板で固定した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which fixed the support part in 1st Embodiment with two support plates. 第1実施形態における支持部と2枚の支持板との関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the relationship between the support part in 1st Embodiment, and two support plates. 第1実施形態における駆動部の伸縮と伝達部による移動体の把持力の変化を側面から経時的に示す図である。It is a figure which shows the change of the holding force of the moving body by the expansion-contraction of a drive part and a transmission part in 1st Embodiment from a side surface. 第1実施形態における駆動部の伸縮と伝達部による移動体の把持力の変化を正面から経時的に示す図である。It is a figure which shows the change of the holding force of the moving body by the expansion-contraction of a drive part and a transmission part in 1st Embodiment with time. 第1実施形態の第1変形例に係る超音波アクチュエータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the ultrasonic actuator which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第1変形例に係る超音波アクチュエータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic actuator which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2変形例に係る超音波アクチュエータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the ultrasonic actuator which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2変形例に係る超音波アクチュエータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic actuator which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment.

本実施形態の超音波アクチュエータの構成による作用効果を説明する。なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えない。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。   The effect by the structure of the ultrasonic actuator of this embodiment is demonstrated. In addition, this invention is not limited by this embodiment. That is, in describing the embodiment, a lot of specific details are included for the purpose of illustration, but various variations and modifications may be added to these details without exceeding the scope of the present invention. Accordingly, the exemplary embodiments of the present invention described below are set forth without loss of generality or limitation to the claimed invention.

本発明の超音波アクチュエータは、超音波モータとして移動体を移動する推力を大きくするために、ボルト締めランジュバン振動子の発生力を利用している。また、伝達部における移動体の把持力の調整のために圧電素子を用いている。移動体は、ランジュバン振動子での力の発生と、伝達部によって移動体を把持する力の調整と、を連動させることによって移動させている。このような構成において、駆動用のランジュバン振動子と移動体を把持するランジュバン振動子とを独立して制御しているため、これらの駆動周波数をそろえる必要がない等設計の自由度がある。   The ultrasonic actuator of the present invention uses the generated force of a bolt-tightened Langevin vibrator in order to increase the thrust for moving the moving body as an ultrasonic motor. In addition, a piezoelectric element is used to adjust the gripping force of the moving body in the transmission unit. The moving body is moved by interlocking the generation of force in the Langevin vibrator and the adjustment of the force for gripping the moving body by the transmission unit. In such a configuration, since the driving Langevin vibrator and the Langevin vibrator that holds the moving body are controlled independently, there is a degree of freedom in design such that it is not necessary to align these driving frequencies.

さらに、駆動用のランジュバン振動子の先端をホーン形状にすることによって、移動体が移動する移動量をより大きくできるとともに、ホーン形状の先端が細くなることからスペースに限りがある空間でも配置しやすくなる。   Furthermore, by making the tip of the driving Langevin vibrator into a horn shape, the moving amount of the moving body can be increased, and the tip of the horn shape becomes thin, so it can be easily placed even in a space where space is limited. Become.

また、移動体の把持のためにランジュバン振動子を用いる構成としたため、大きな圧力によって移動体を把持することが可能となり、これにより強い移動力を持った超音波アクチュエータが得られる。   In addition, since the Langevin vibrator is used for gripping the moving body, the moving body can be gripped by a large pressure, and an ultrasonic actuator having a strong moving force can be obtained.

さらに、小型でありながら強い発生力を有し、動作効率の良く、安定した駆動ができ、かつ設計の自由度が多いリニア型の超音波アクチュエータを得られる。   Furthermore, it is possible to obtain a linear ultrasonic actuator that has a small generation force but has a high generation force, a high operation efficiency, a stable drive, and a high degree of design freedom.

(第1実施形態)
図1〜図5は、第1実施形態に係る超音波アクチュエータ100の構成を示す図であって、図1は斜視図、図2は分解斜視図、図3は側面図、図4は正面図、図5は、第1実施形態における制御部150の構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
1 to 5 are views showing the configuration of the ultrasonic actuator 100 according to the first embodiment. FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is an exploded perspective view, FIG. 3 is a side view, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the control unit 150 in the first embodiment.

超音波アクチュエータ100は、駆動部110と、弾性連結部113と、移動体120と、伝達部130と、支持部113eと、制御部150(図5参照)と、を備える。
駆動部110は、第1圧電体としての第1圧電素子111と、第2圧電体としての第2圧電素子112と、第1弾性体及び連結部としての弾性連結部113と、第2弾性体としての埋め込みナット部114と、を備える。
The ultrasonic actuator 100 includes a drive unit 110, an elastic coupling unit 113, a moving body 120, a transmission unit 130, a support unit 113e, and a control unit 150 (see FIG. 5).
The drive unit 110 includes a first piezoelectric element 111 as a first piezoelectric body, a second piezoelectric element 112 as a second piezoelectric body, an elastic coupling portion 113 as a first elastic body and a coupling section, and a second elastic body. And an embedded nut portion 114.

第1圧電素子111及び第2圧電素子112は、それぞれ厚み方向に分極された略円板状をなしており、厚み方向において分極方向が互いに対向するように配置されている。駆動部110は、弾性連結部113から延出するボルト部113cを、第1圧電素子111及び第2圧電素子112に貫通させ、さらにナット部114の内面のネジに嵌め合わせる。   The first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 each have a substantially disk shape polarized in the thickness direction, and are arranged so that the polarization directions oppose each other in the thickness direction. The drive unit 110 allows the bolt portion 113 c extending from the elastic coupling portion 113 to pass through the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112, and is further fitted to a screw on the inner surface of the nut portion 114.

これにより、第1圧電素子111及び第2圧電素子112を共締めして挟持する。この構成により駆動部110は、ランジュバン振動子を構成する。駆動部110は、第1圧電素子111と第2圧電素子112に通電させることにより、弾性連結部113とナット部114が第1圧電素子111と第2圧電素子112を挟持する方向A(図2)に沿って、伸縮する。   As a result, the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 are clamped together. With this configuration, the drive unit 110 forms a Langevin vibrator. The drive unit 110 energizes the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112, whereby the elastic coupling portion 113 and the nut portion 114 sandwich the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 in a direction A (FIG. 2). ) To expand and contract.

弾性連結部113は、第1圧電素子111、第2圧電素子112及びナット部114と、伝達部130と、を機械的及び音響的に互いに連結する。
ここで、弾性連結部113と、第1圧電素子111、第2圧電素子112及びナット部114と、により駆動部110を構成する。
The elastic connecting part 113 mechanically and acoustically connects the first piezoelectric element 111, the second piezoelectric element 112, the nut part 114, and the transmission part 130 to each other.
Here, the elastic coupling portion 113, the first piezoelectric element 111, the second piezoelectric element 112, and the nut portion 114 constitute a drive unit 110.

これにより、駆動部110で発生した振動を伝達部130に効率良く伝達できる。弾性連結部113は、第1圧電素子111と第2圧電素子112が挟持される方向Aに沿って、同心状に順に配置された、先端部113b、ホーン部113a、及びボルト部113cを備える。先端部113bには、先端から前記挟持方向Aに沿って延びるネジ部113dが形成され、ボルト部113cは、外面にネジが形成されている。   Thereby, the vibration generated in the drive unit 110 can be efficiently transmitted to the transmission unit 130. The elastic connecting portion 113 includes a tip portion 113b, a horn portion 113a, and a bolt portion 113c, which are arranged concentrically in order along the direction A in which the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 are sandwiched. A screw portion 113d extending from the tip along the clamping direction A is formed on the tip portion 113b, and a screw is formed on the outer surface of the bolt portion 113c.

ホーン部113aは、ボルト部113c側から先端部113b側へ向かって外径が小さくなる形状を備える。別言すると、ホーン部113aは、第1圧電素子111と第2圧電素子112が挟持される方向Aに沿った断面径が、駆動部110側から伝達部130側へ向かうほど小さくなるホーン形状を備える。この断面のホーン形状は、指数関数的に変化することが好ましい。しかしながら、これに限れず、駆動部110側から伝達部130側へ向かうほど小さくなっていれば、これ以外の形状であってもよい。   The horn part 113a has a shape in which the outer diameter decreases from the bolt part 113c side toward the tip part 113b side. In other words, the horn part 113a has a horn shape in which the cross-sectional diameter along the direction A in which the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 are sandwiched decreases from the drive part 110 side toward the transmission part 130 side. Prepare. The horn shape of this cross section preferably changes exponentially. However, the shape is not limited to this, and the shape may be other than this as long as it decreases from the drive unit 110 side toward the transmission unit 130 side.

伝達部130は、前記挟持方向Aと垂直な方向B(図2)に沿って順に、押圧ボルト135、本体部133、第3圧電素子131(第3圧電体)、第4圧電素子132(第4圧電体)、及び埋め込みボルト134を備える。伝達部130は、駆動部110と別体であって、弾性連結部113のネジ部113dを本体部133にねじ込むことによって駆動部110と結合される。   The transmission unit 130 includes a pressing bolt 135, a main body 133, a third piezoelectric element 131 (third piezoelectric body), and a fourth piezoelectric element 132 (first piezoelectric element) in order along a direction B (FIG. 2) perpendicular to the clamping direction A. 4 piezoelectric bodies) and embedded bolts 134. The transmission unit 130 is separate from the driving unit 110, and is coupled to the driving unit 110 by screwing the screw part 113 d of the elastic coupling part 113 into the main body part 133.

第3圧電素子131及び第4圧電素子132は、それぞれ厚み方向に分極された略円板状をなしており、厚み方向において分極方向が互いに対向するように配置されている。伝達部130は、埋め込みボルト134のボルト部134aを、第3圧電素子131及び第4圧電素子132に貫通させ、さらに本体部133の内面のネジに嵌め合わせることにより、第3圧電素子131及び第4圧電素子132を共締めする。これにより、第3圧電素子131及び第4圧電素子132は、前記挟持方向Aと垂直な挟持方向Bに沿って、本体部133及び埋め込みボルト134により挟持される。   The third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132 each have a substantially disk shape that is polarized in the thickness direction, and are arranged so that the polarization directions face each other in the thickness direction. The transmission part 130 penetrates the bolt part 134a of the embedded bolt 134 through the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132, and further fits the screw on the inner surface of the main body part 133, whereby the third piezoelectric element 131 and the second piezoelectric element 132 are fitted. The four piezoelectric elements 132 are fastened together. Accordingly, the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132 are sandwiched by the main body 133 and the embedded bolt 134 along the sandwiching direction B perpendicular to the sandwiching direction A.

伝達部130は、移動体120を挿通するための貫通孔136を有している。   The transmission unit 130 has a through hole 136 through which the moving body 120 is inserted.

図3(a)は、本実施形態の側面構成を示している。図3(b)は、本実施形態の断面構成を示している。
伝達部130の下部には、図3(a)に示すように、その端部に貫通孔136とは異なる円筒空間137が形成されている。
円筒空間137内には押圧ブロック138が配置されている。伝達部130の下面から押圧ボルト135を螺合することにより、押圧ボルト135を円筒空間137にねじ込むことができる。
FIG. 3A shows a side configuration of the present embodiment. FIG. 3B shows a cross-sectional configuration of the present embodiment.
As shown in FIG. 3A, a cylindrical space 137 different from the through hole 136 is formed at the end of the transmission unit 130 as shown in FIG.
A pressing block 138 is disposed in the cylindrical space 137. The pressing bolt 135 can be screwed into the cylindrical space 137 by screwing the pressing bolt 135 from the lower surface of the transmission unit 130.

図2の斜視構成図に示すように、駆動部113の先端部113bのネジ部113dには、開口部113fが形成されている。
そして、図3(b)の断面構成図に示すように、駆動部110は、中空部113gを有している。棒形状の移動体120は、開口部113fから駆動部110内の中空部113gに挿通可能である。
そして、駆動部110の駆動中心方向軸AX1と、移動体120の移動方向中心軸AX2とが略一致するように構成されている。図4は、超音波アクチュエータの構成を示す正面図である。
ここで、「略一致」とは、駆動部110の駆動中心方向軸AX1と、移動体120の移動方向中心軸AX2とが完全に一致する構成に限られず、要求されるスペックにより許容される範囲内で、両軸AX1、AX2が相互にシフトしている構成も含まれることをいう。
As shown in the perspective configuration diagram of FIG. 2, an opening 113 f is formed in the screw portion 113 d of the tip portion 113 b of the drive portion 113.
And as shown in the cross-sectional block diagram of FIG.3 (b), the drive part 110 has the hollow part 113g. The rod-shaped moving body 120 can be inserted from the opening 113 f into the hollow portion 113 g in the driving unit 110.
And it is comprised so that the drive center direction axis | shaft AX1 of the drive part 110 and the movement direction center axis | shaft AX2 of the mobile body 120 may correspond substantially. FIG. 4 is a front view showing the configuration of the ultrasonic actuator.
Here, “substantially coincidence” is not limited to a configuration in which the drive center direction axis AX1 of the drive unit 110 and the movement direction center axis AX2 of the moving body 120 are completely coincident with each other, but a range allowed by required specifications. In this, the configuration in which both axes AX1 and AX2 are mutually shifted is also included.

ここで、押圧ボルト135の端部には、押圧ブロック138が配置されている。このため、押圧ボルト135を伝達部130へねじ込むことで、押圧ブロック138を介して、貫通孔136に挿通されている移動体120を押圧できる。
なお、押圧ブロック138の移動体120が当接する面を、V溝形状とすることが望ましい。これにより、円筒形状(棒状)を有する移動体120の位置決め精度、当て付け精度の向上を図ることができる。
Here, a pressing block 138 is disposed at the end of the pressing bolt 135. For this reason, the moving body 120 inserted through the through hole 136 can be pressed via the pressing block 138 by screwing the pressing bolt 135 into the transmission unit 130.
Note that the surface of the pressing block 138 with which the moving body 120 abuts is preferably V-shaped. Thereby, the improvement of the positioning accuracy of the moving body 120 which has a cylindrical shape (bar shape) and the application accuracy can be achieved.

伝達部130は、第3圧電素子131及び第4圧電素子132に通電することにより伸縮する。伝達部130に共振振動を起こすように通電すると、伝達部130には振動の節と腹が生ずることとなる。この振動の節位置では節位置を境として振動の振動方向は逆方向になっている。したがって、通電による振動中は、節位置を基準にすると力が離れる方向と近づく方向が繰り返されることになる。このため、節位置に挟まれた移動体120は超音波領域の高速振動で掴む、離すが繰り返される。この結果、通電時は移動体120を把持する力が弱くなる。   The transmission unit 130 expands and contracts by energizing the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132. When the transmission unit 130 is energized so as to cause resonance vibration, a vibration node and an antinode are generated in the transmission unit 130. At the vibration node position, the vibration direction of the vibration is opposite to the node position. Therefore, during vibration due to energization, the direction in which the force leaves and the direction in which the force separates are repeated based on the node position. For this reason, the moving body 120 sandwiched between the node positions is repeatedly gripped and released by high-speed vibration in the ultrasonic region. As a result, the force to grip the moving body 120 is weakened during energization.

また、第3圧電素子131及び第4圧電素子132に通電していない初期状態においては、伝達部130は、本体部133と押圧ブロック138を介して押圧ボルト135によって移動体120を強く把持している。これにより移動体120は伝達部130に固定されている。
このように、通電と非通電とを制御することにより、伝達部130が移動体120を把持する力を増減できる。
In the initial state where the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132 are not energized, the transmission unit 130 strongly holds the moving body 120 by the pressing bolt 135 via the main body 133 and the pressing block 138. Yes. Accordingly, the moving body 120 is fixed to the transmission unit 130.
Thus, by controlling energization and non-energization, the force with which the transmission unit 130 grips the moving body 120 can be increased or decreased.

図5に示すように、制御部150は、第1信号発生器151、第1電力増幅部152、遅延回路153、第2信号発生器154、及び第2電力増幅部155を備える。第1信号発生器151で発生した信号は第1電力増幅部152で増幅されて駆動部110(第1圧電素子111、第2圧電素子112)へ出力される。第2信号発生器154で発生した信号は第2電力増幅部155で増幅されて伝達部130(第3圧電素子131、第4圧電素子132)へ出力される。   As shown in FIG. 5, the control unit 150 includes a first signal generator 151, a first power amplification unit 152, a delay circuit 153, a second signal generator 154, and a second power amplification unit 155. The signal generated by the first signal generator 151 is amplified by the first power amplification unit 152 and output to the driving unit 110 (the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112). The signal generated by the second signal generator 154 is amplified by the second power amplification unit 155 and output to the transmission unit 130 (the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132).

駆動部110と伝達部130へ出力する信号は、遅延回路153を介することにより、所定の遅延時間をおいて互いに時間的に同期している。なお、駆動部110と伝達部130へ出力する信号の位相は同期する必要はない。   The signals output to the drive unit 110 and the transmission unit 130 are synchronized with each other with a predetermined delay time through the delay circuit 153. Note that the phases of the signals output to the drive unit 110 and the transmission unit 130 need not be synchronized.

制御部150から駆動部110と伝達部130へそれぞれ出力する2系統の信号は、駆動部110の第1圧電素子111及び第2圧電素子112と、伝達部130の第3圧電素子131及び第4圧電素子132と、にそれぞれ印加される。これにより、駆動部110の伸縮と、伝達部130の伸縮による移動体120の把持力の調整が連動し、これを繰返すことにより移動体120を所定の方向にリニアに駆動することができる。   Two signals output from the control unit 150 to the driving unit 110 and the transmission unit 130 are the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 of the driving unit 110, and the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element of the transmission unit 130, respectively. Applied to each of the piezoelectric elements 132. Thereby, the expansion / contraction of the drive unit 110 and the adjustment of the gripping force of the moving body 120 due to the expansion / contraction of the transmission unit 130 are interlocked. By repeating this, the moving body 120 can be linearly driven in a predetermined direction.

図6、図7に示すように、支持部113eは、第1圧電素子111、第2圧電素子112を駆動源とする駆動部110の略節近傍に配置されており、弾性連結部113と一体に構成された板形状をした部材である。支持部113eは、第1圧電素子111、第2圧電素子112を駆動源とする駆動部110の略節近傍に配置されており、駆動部110のうちの第1圧電素子111、第2圧電素子112による振動の略節位置に配置され、2枚の支持板161、162で挟持される。これにより、超音波アクチュエータ100は、駆動部110のうちの第1圧電素子111、第2圧電素子112による振動の略節位置で支持されるとともに、外部の部材に対して取り付け可能となる。ここで、図6は、2枚の支持板161、162で支持部113eを固定した状態を示す斜視図である。図7は、支持部113eと2枚の支持板161、162との関係を示す斜視図である。   As shown in FIGS. 6 and 7, the support portion 113 e is disposed in the vicinity of the node of the drive unit 110 using the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 as drive sources, and is integrated with the elastic coupling portion 113. It is the member made into the plate shape comprised in this. The support portion 113e is disposed in the vicinity of a node of the drive unit 110 that uses the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 as drive sources, and the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element of the drive unit 110 are disposed. 112 is arranged at a substantially node position of vibration by 112 and is sandwiched between two support plates 161 and 162. As a result, the ultrasonic actuator 100 is supported at an approximate node position of vibration by the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 in the drive unit 110 and can be attached to an external member. Here, FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the support portion 113e is fixed by the two support plates 161 and 162. FIG. FIG. 7 is a perspective view showing the relationship between the support portion 113e and the two support plates 161 and 162. FIG.

次に、駆動部110の伸縮と伝達部130の把持力調整を連動させることによって、移動体120を移動させる工程について、図8(a)〜(d)、図9(a)〜(d)を例に挙げて説明する。図8(a)〜(d)は、駆動部110の伸縮と伝達部130による移動体120の把持力の変化を側面から経時的に示す図である。図9(a)〜(d)は、駆動部110の伸縮と伝達部130による移動体120の把持力の変化を正面から経時的に示す図である。図9(a)〜(d)は、図8(a)〜(d)にそれぞれ対応する。   Next, the steps of moving the moving body 120 by interlocking the expansion and contraction of the drive unit 110 and the gripping force adjustment of the transmission unit 130 are illustrated in FIGS. 8A to 8D and FIGS. 9A to 9D. Will be described as an example. FIGS. 8A to 8D are views showing changes in the gripping force of the moving body 120 by the expansion and contraction of the driving unit 110 and the transmission unit 130 over time. FIGS. 9A to 9D are views showing changes in the gripping force of the moving body 120 by the expansion and contraction of the driving unit 110 and the transmission unit 130 over time. FIGS. 9A to 9D correspond to FIGS. 8A to 8D, respectively.

図8(a)及び図9(a)は、初期状態を示している。初期状態においては、第1圧電素子111及び第2圧電素子112には電圧が印加されていないため、駆動部110は伸縮しない。また、初期状態においては、第3圧電素子131及び第4圧電素子132には電圧が印加されておらず、移動体120は、本体部133と押圧ボルト135に当接している押圧ブロック138とによって強く把持されることとなり、これにより移動体120は伝達部130に対して固定されている。   FIG. 8A and FIG. 9A show an initial state. In the initial state, no voltage is applied to the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112, so the drive unit 110 does not expand or contract. In the initial state, no voltage is applied to the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132, and the moving body 120 is supported by the main body 133 and the pressing block 138 in contact with the pressing bolt 135. As a result, the movable body 120 is fixed to the transmission unit 130.

図8(b)及び図9(b)は、第3圧電素子131及び第4圧電素子132には電圧を印加しない状態を維持し、第1電力増幅部152から第1圧電素子111及び第2圧電素子112へ所定の電圧を印加した状態を示す。駆動部110の第1圧電素子111、第2圧電素子112に所定の電圧が印加されることによって、駆動部110が伸張する。このため、伝達部130と移動体120は一体となって左へ移動する。   8B and 9B maintain a state in which no voltage is applied to the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132, and the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element from the first power amplification unit 152 are maintained. A state in which a predetermined voltage is applied to the piezoelectric element 112 is shown. When a predetermined voltage is applied to the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 of the driving unit 110, the driving unit 110 expands. For this reason, the transmission part 130 and the moving body 120 move to the left together.

図8(c)及び図9(c)は、図8(b)及び図9(b)の状態から第1圧電素子111及び第2圧電素子112への電圧の印加を継続しつつ、第2電力増幅部155から第3圧電素子131及び第4圧電素子132へ所定の電圧を印加した状態を示す。図8(b)及び図9(b)に示すタイミングと図8(c)及び図9(c)に示すタイミングの差は、遅延回路153が定める遅延時間に対応する。図8(c)及び図9(c)の状態では、第3圧電素子131、第4圧電素子132の伸縮により、本体部133と押圧ボルト135に当接している押圧ブロック138との間において、節近傍に配置された移動体120を把持する力が低下しており、移動体120は伝達部130に対して移動可能となっている。   FIG. 8C and FIG. 9C show the second while continuing to apply the voltage to the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 from the state of FIG. 8B and FIG. 9B. A state in which a predetermined voltage is applied from the power amplifier 155 to the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132 is shown. The difference between the timings shown in FIGS. 8B and 9B and the timings shown in FIGS. 8C and 9C corresponds to the delay time determined by the delay circuit 153. 8C and 9C, the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132 expand and contract between the main body 133 and the pressing block 138 in contact with the pressing bolt 135. The force for gripping the moving body 120 arranged in the vicinity of the node is reduced, and the moving body 120 is movable with respect to the transmission unit 130.

図8(d)及び図9(d)は、第3圧電素子131及び第4圧電素子132へ電圧を印加した状態を維持しつつ、第1圧電素子111及び第2圧電素子112への電圧の印加を停止した状態を示す。図8(d)及び図9(d)の状態では、駆動部110は、図8(a)及び図9(a)に示す初期状態まで縮退する。一方、伝達部130による移動体120を把持する力が低下しているため、移動体120は伝達部130の縮退に拘わらずに、図8(c)及び図9(c)に示す位置にとどまる。   8D and 9D show the voltage applied to the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 while maintaining the state in which the voltage is applied to the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132. The state where the application is stopped is shown. In the state of FIGS. 8D and 9D, the drive unit 110 is degenerated to the initial state shown in FIGS. 8A and 9A. On the other hand, since the force of gripping the moving body 120 by the transmission unit 130 is reduced, the moving body 120 remains at the position shown in FIGS. 8C and 9C regardless of the degeneration of the transmission unit 130. .

以上の動作により、移動体120は、図8(a)及び図9(a)に示す状態よりも左側に移動し、これを繰り返すことにより移動体120を所望の位置まで移動させることができる。   By the above operation, the moving body 120 moves to the left side from the state shown in FIGS. 8A and 9A, and the moving body 120 can be moved to a desired position by repeating this.

これに対して、図8(a)〜(d)及び図9(a)〜(d)に示す動作と逆の動作を行うことによって、移動体120を右側へ移動させることもできる。
より具体的には、伝達部130による移動体120の把持力を低下させた状態で移動体120の位置を維持しつつ駆動部110を伸張させる動作と、伝達部130による移動体120の把持力を高めた状態で駆動部110を縮退することにより移動体120を右側へ移動させる動作と、を順に行うことによって移動体120を右側へ移動させる。
On the other hand, the moving body 120 can also be moved to the right side by performing an operation opposite to the operations shown in FIGS. 8A to 8D and FIGS. 9A to 9D.
More specifically, the operation of extending the drive unit 110 while maintaining the position of the moving body 120 in a state where the gripping force of the moving body 120 by the transmission unit 130 is reduced, and the gripping force of the moving body 120 by the transmission unit 130 In this state, the moving unit 120 is moved to the right side by sequentially performing the operation of moving the moving unit 120 to the right side by retracting the drive unit 110.

以上説明したように、本実施形態では、駆動部110の駆動中心方向軸AX1と、前記移動体の移動方向中心軸とが略一致するように構成されている。
このように、駆動部110の中心に移動体120を持ってくることにより、動作点と作用点とを同一にできる。この結果、駆動時に回転モーメントがかからないので、安定した駆動ができる。
As described above, in this embodiment, the drive center direction axis AX1 of the drive unit 110 and the movement direction center axis of the moving body are configured to substantially coincide with each other.
Thus, by bringing the moving body 120 to the center of the drive unit 110, the operating point and the action point can be made the same. As a result, no rotational moment is applied during driving, so that stable driving can be performed.

次に変形例について説明する。
図10は、第1実施形態の第1変形例に係る超音波アクチュエータの構成を示す斜視図である。図11は、第1実施形態の第1変形例に係る超音波アクチュエータの構成を示す分解斜視図である。図10、図11において、駆動部110は第1実施形態と同じ部材であるため、同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
Next, a modified example will be described.
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of an ultrasonic actuator according to a first modification of the first embodiment. FIG. 11 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic actuator according to the first modification of the first embodiment. 10 and 11, the drive unit 110 is the same member as in the first embodiment, and therefore the same reference numerals are used and detailed description thereof is omitted.

図10、図11に示すように、第1変形例に係る超音波アクチュエータにおいては、第1実施形態の移動体120に代えて長板状の移動体170を使用している。移動体170の先端には2つの孔171、172が設けられており外部の部材と接合可能になっている。   As shown in FIGS. 10 and 11, in the ultrasonic actuator according to the first modification, a long plate-like moving body 170 is used instead of the moving body 120 of the first embodiment. Two holes 171 and 172 are provided at the tip of the moving body 170 so that it can be joined to an external member.

伝達部180は、第1実施形態の伝達部130と同様に、弾性連結部113とナット部114が第1圧電素子111と第2圧電素子112を挟持する方向Aと垂直な方向B(図11)に沿って順に、押圧ボルト185、本体部183、第3圧電素子181(第3圧電体)、第4圧電素子182(第4圧電体)、及び埋め込みボルト184を備える。また、伝達部180は、弾性連結部113のネジ部113dを本体部183にねじ込むことによって駆動部110と結合される。   Similarly to the transmission unit 130 of the first embodiment, the transmission unit 180 has a direction B perpendicular to the direction A in which the elastic coupling unit 113 and the nut unit 114 sandwich the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 (FIG. 11). ), A pressing bolt 185, a main body 183, a third piezoelectric element 181 (third piezoelectric body), a fourth piezoelectric element 182 (fourth piezoelectric body), and an embedded bolt 184. Further, the transmission unit 180 is coupled to the driving unit 110 by screwing the screw part 113 d of the elastic coupling part 113 into the main body part 183.

第3圧電素子181及び第4圧電素子182は、第1実施形態の第3圧電素子131及び第4圧電素子132と同様の構成であり、前記挟持方向Aと垂直な挟持方向Bに沿って、本体部183及び埋め込みボルト184により挟持される。   The third piezoelectric element 181 and the fourth piezoelectric element 182 have the same configuration as the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132 of the first embodiment, and along the clamping direction B perpendicular to the clamping direction A, It is sandwiched between the main body 183 and the embedded bolt 184.

移動体170は、貫通孔186内において前記挟持方向Aに沿って延びるように板状の移動体170が配置されている。
押圧ボルト185は、前記挟持方向Bに沿って、第1実施例の図3で示す円筒空間137に対して本体部183の下面から螺合する。押圧ボルト185の移動体170側には、押圧ブロック188が配置されている。さらに、本体部183と押圧ボルト185の間には、押圧ブロック188を介在して、挟持方向Aに沿って延びるように移動体170が配置されている。移動体170は、本体部183の下面と押圧ボルト185端部に配置されている押圧ブロック188の上面によって挟持される。ここで、本体部183の下面と押圧ボルト185の端部に配置されている押圧ブロック188の上面は、互いに対向する平面である。移動体170は、本体部183と押圧ボルト185端部に配置されている押圧ブロック188の上面との間に保持される。
The plate-like moving body 170 is arranged so that the moving body 170 extends along the clamping direction A in the through hole 186.
The pressing bolt 185 is screwed into the cylindrical space 137 shown in FIG. 3 of the first embodiment from the lower surface of the main body 183 along the clamping direction B. A pressing block 188 is disposed on the moving body 170 side of the pressing bolt 185. Furthermore, a movable body 170 is disposed between the main body 183 and the pressing bolt 185 so as to extend along the clamping direction A with a pressing block 188 interposed therebetween. The movable body 170 is sandwiched between the lower surface of the main body 183 and the upper surface of the pressing block 188 disposed at the end of the pressing bolt 185. Here, the lower surface of the main body 183 and the upper surface of the pressing block 188 arranged at the end of the pressing bolt 185 are planes facing each other. The moving body 170 is held between the main body 183 and the upper surface of the pressing block 188 disposed at the end of the pressing bolt 185.

伝達部180は、第3圧電素子181及び第4圧電素子182に通電することにより伸縮し、これにより本体部183と押圧ボルト185端部に配置されている押圧ブロック188の上面が移動体170を把持する力が増減する。
具体的には、第3圧電素子181及び第4圧電素子182に通電していない初期状態においては、伝達部180は、本体部183と押圧ボルト185端部に配置されている押圧ブロック188の上面によって移動体170を強く把持している。これにより移動体170は伝達部180に固定されている。したがって、移動体170は、本体部183と押圧ボルト185端部に配置されている押圧ブロック188の上面によって機械的に挟持されている。一方、第3圧電素子181及び第4圧電素子182に通電すると、移動体170を把持する力が低下し、移動体170は前記把持方向Aに沿って移動可能となる。
The transmission unit 180 expands and contracts by energizing the third piezoelectric element 181 and the fourth piezoelectric element 182, whereby the upper surface of the pressing block 188 disposed at the end of the main body 183 and the pressing bolt 185 moves the moving body 170. The gripping force increases or decreases.
Specifically, in the initial state in which the third piezoelectric element 181 and the fourth piezoelectric element 182 are not energized, the transmission unit 180 is an upper surface of the pressing block 188 disposed at the ends of the main body 183 and the pressing bolt 185. Thus, the moving body 170 is firmly held. Accordingly, the moving body 170 is fixed to the transmission unit 180. Therefore, the movable body 170 is mechanically sandwiched between the upper surfaces of the main body 183 and the pressing block 188 disposed at the end of the pressing bolt 185. On the other hand, when the third piezoelectric element 181 and the fourth piezoelectric element 182 are energized, the force for gripping the moving body 170 decreases, and the moving body 170 can move along the gripping direction A.

図12は、第1実施形態の第2変形例に係る超音波アクチュエータの構成を示す斜視図である。図13は、第1実施形態の第2変形例に係る超音波アクチュエータの構成を示す分解斜視図である。図12、図13において、駆動部110は第1実施形態と同じ部材であるため、同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。   FIG. 12 is a perspective view illustrating a configuration of an ultrasonic actuator according to a second modification of the first embodiment. FIG. 13 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic actuator according to the second modification of the first embodiment. In FIGS. 12 and 13, the drive unit 110 is the same member as in the first embodiment, so the same reference numerals are used and detailed description thereof is omitted.

図12、図13に示すように、第2変形例に係る超音波アクチュエータにおいては、第1実施形態の円筒状(棒状)の移動体120に代えて長板状の移動体190を使用している。移動体190の先端には2つの孔191、192が設けられており外部の部材と接合可能になっている。また、移動体190は、厚み方向に貫通する長孔部193を備える。この長孔部193は、移動体190の長手方向に沿って延びるように設けられている。
本変形例は、移動体190の中心部に長孔部193を形成して、移動体190が移動したときに、本体部203から外れない構成である点が、上記第1の変形例と異なる。
As shown in FIGS. 12 and 13, in the ultrasonic actuator according to the second modification, a long plate-like moving body 190 is used instead of the cylindrical (rod-like) moving body 120 of the first embodiment. Yes. Two holes 191 and 192 are provided at the distal end of the movable body 190 so that it can be joined to an external member. The moving body 190 includes a long hole portion 193 penetrating in the thickness direction. The long hole portion 193 is provided so as to extend along the longitudinal direction of the moving body 190.
This modified example is different from the first modified example in that a long hole portion 193 is formed at the center of the movable body 190 and the movable body 190 is not detached from the main body portion 203 when the movable body 190 moves. .

伝達部200は、第1実施形態の伝達部130と同様に、弾性連結部113とナット部114が第1圧電素子111と第2圧電素子112を挟持する方向Aと垂直な方向B(図13)に沿って順に、押圧ボルト195、本体部203、第3圧電素子201(第3圧電体)、第4圧電素子202(第4圧電体)、及び埋め込みボルト204を備えている。   Similar to the transmission unit 130 of the first embodiment, the transmission unit 200 has a direction B perpendicular to the direction A in which the elastic coupling unit 113 and the nut unit 114 sandwich the first piezoelectric element 111 and the second piezoelectric element 112 (FIG. 13). ), A pressing bolt 195, a main body 203, a third piezoelectric element 201 (third piezoelectric body), a fourth piezoelectric element 202 (fourth piezoelectric body), and an embedded bolt 204 are provided in this order.

第3圧電素子201及び第4圧電素子202は、第1実施形態の第3圧電素子131及び第4圧電素子132と同様の構成であり、前記挟持方向Aと垂直な挟持方向Bに沿って、本体部203及び埋め込みボルト204により挟持される。   The third piezoelectric element 201 and the fourth piezoelectric element 202 have the same configuration as the third piezoelectric element 131 and the fourth piezoelectric element 132 of the first embodiment, and along the clamping direction B perpendicular to the clamping direction A, It is clamped by the main body 203 and the embedded bolt 204.

押圧ボルト195は、前記挟持方向Bに沿って、第1実施例の図3で示すような円筒空間137に対して本体部203の下面から螺合する。押圧ボルト195の移動体190側には、押圧ブロック198が配置されている。押圧ブロック198の上面には、ピン198aと、押圧面198bが形成されている。ピン198aは、移動体190の長孔部193と係合する。押圧面198bは、移動体190を押圧する。これにより、移動体190は、本体部203に固定されている。
板状の移動体190は、貫通孔196内において前記挟持方向Aに沿って延びるように配置されている。移動体190は、本体部203の下面と押圧ボルト195端部に配置されている押圧ブロック198の押圧面198bの上面によって挟持される。ここで、本体部203の下面と押圧ボルト195の端部に配置されている押圧ブロック198の押圧面198bの上面は、互いに対向する平面である。さらに、移動体190は、長孔部193内にピン198aが挿通されている。これにより、移動体190は、本体部203と押圧ボルト195の端部に配置されている押圧ブロック198の間に保持される。ここで、ピン198aは、移動体190の長孔部193と係合する。
The pressing bolt 195 is screwed into the cylindrical space 137 as shown in FIG. 3 of the first embodiment from the lower surface of the main body 203 along the clamping direction B. A pressing block 198 is disposed on the movable body 190 side of the pressing bolt 195. A pin 198a and a pressing surface 198b are formed on the upper surface of the pressing block 198. The pin 198a engages with the long hole portion 193 of the moving body 190. The pressing surface 198b presses the moving body 190. Thereby, the moving body 190 is fixed to the main body 203.
The plate-like moving body 190 is disposed so as to extend along the clamping direction A in the through hole 196. The movable body 190 is sandwiched between the lower surface of the main body 203 and the upper surface of the pressing surface 198b of the pressing block 198 disposed at the end of the pressing bolt 195. Here, the lower surface of the main body 203 and the upper surface of the pressing surface 198b of the pressing block 198 disposed at the end of the pressing bolt 195 are planes facing each other. Further, the movable body 190 has a pin 198 a inserted through the long hole portion 193. Thereby, the moving body 190 is held between the main body 203 and the pressing block 198 disposed at the end of the pressing bolt 195. Here, the pin 198 a engages with the long hole portion 193 of the moving body 190.

伝達部200は、第3圧電素子201及び第4圧電素子202に通電することにより伸縮し、これにより本体部203と押圧ボルト195端部に配置されている押圧ブロック198の押圧面198bが移動体190を把持する力が増減する。   The transmission unit 200 expands and contracts when the third piezoelectric element 201 and the fourth piezoelectric element 202 are energized, whereby the pressing surface 198b of the pressing block 198 disposed at the end of the main body 203 and the pressing bolt 195 moves. The force for gripping 190 increases or decreases.

具体的には、第3圧電素子201及び第4圧電素子202に通電していない初期状態においては、伝達部200は、本体部203と押圧ボルト195端部に配置されている押圧ブロック198の押圧面198bによって移動体190を強く把持しており、これにより移動体190は伝達部200に固定されている。したがって、移動体190は、本体部203と押圧ボルト195端部に配置されている押圧ブロック198の押圧面198bによって機械的に挟持されている。   Specifically, in the initial state in which the third piezoelectric element 201 and the fourth piezoelectric element 202 are not energized, the transmission unit 200 is pressed by the pressing block 198 disposed at the end of the main body 203 and the pressing bolt 195. The moving body 190 is firmly held by the surface 198b, and thus the moving body 190 is fixed to the transmission unit 200. Therefore, the moving body 190 is mechanically held between the main body 203 and the pressing surface 198b of the pressing block 198 disposed at the end of the pressing bolt 195.

一方、第3圧電素子201及び第4圧電素子202に通電すると、伝達部200の振動の節近傍に存在する移動体190に対する把持力が低下し、移動体190は前記把持方向Aに沿って移動可能となる。
また、移動体190の長孔部193と、押圧ブロック198のピン198aとが係合することで、移動体190が本体部203から脱落することを防止できる。
On the other hand, when the third piezoelectric element 201 and the fourth piezoelectric element 202 are energized, the gripping force with respect to the moving body 190 existing in the vicinity of the vibration node of the transmission unit 200 decreases, and the moving body 190 moves along the gripping direction A. It becomes possible.
Further, the long hole portion 193 of the moving body 190 and the pin 198a of the pressing block 198 can be engaged to prevent the moving body 190 from dropping from the main body portion 203.

以上のように、本発明に係る超音波アクチュエータは、ランジュバン振動子を含む複数の振動子を用いた小型のアクチュエータに有用である。   As described above, the ultrasonic actuator according to the present invention is useful for a small actuator using a plurality of transducers including a Langevin transducer.

100 超音波アクチュエータ
110 駆動部
111 第1圧電素子(第1圧電体)
112 第2圧電素子(第2圧電体)
113 弾性連結部(第1弾性体、連結部)
113a ホーン部
113b 先端部
113c ボルト部
113d ネジ部
113e 支持部
113f 開口部
114 ナット部(第2弾性体)
120 移動体
130 伝達部
131 第3圧電素子(第3圧電体)
132 第4圧電素子(第4圧電体)
133 本体部
133a 溝部
134 埋め込みボルト
134a ボルト部
135、185、195 押圧ボルト
136、186、196 貫通孔
137 円筒空間
138、188、198 押圧ブロック
150 制御部
151 第1信号発生器
152 第1電力増幅部
153 遅延回路
154 第2信号発生器
155 第2電力増幅部
161、162 支持板
170 移動体
171、172 孔
180 伝達部
181 第3圧電素子(第3圧電体)
182 第4圧電素子(第4圧電体)
183 本体部
184 埋め込みボルト
190 移動体
191、192 孔
193 長孔部
198a ピン
198b 押圧面
200 伝達部
201 第3圧電素子(第3圧電体)
202 第4圧電素子(第4圧電体)
203 本体部
204 埋め込みボルト
AX1 駆動中心方向軸
AX2 移動方向中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Ultrasonic actuator 110 Drive part 111 1st piezoelectric element (1st piezoelectric material)
112 Second piezoelectric element (second piezoelectric body)
113 Elastic connection part (1st elastic body, connection part)
113a Horn part 113b Tip part 113c Bolt part 113d Screw part 113e Support part 113f Opening part 114 Nut part (2nd elastic body)
120 moving body 130 transmitting portion 131 third piezoelectric element (third piezoelectric body)
132 Fourth piezoelectric element (fourth piezoelectric body)
133 Main body part 133a Groove part 134 Embedded bolt 134a Bolt part 135, 185, 195 Press bolt 136, 186, 196 Through hole 137 Cylindrical space 138, 188, 198 Press block 150 Control part 151 First signal generator 152 First power amplification part 153 Delay Circuit 154 Second Signal Generator 155 Second Power Amplifier 161, 162 Support Plate 170 Moving Body 171, 172 Hole 180 Transmitter 181 Third Piezoelectric Element (Third Piezoelectric)
182 Fourth piezoelectric element (fourth piezoelectric body)
183 Body 184 Embedded bolt 190 Moving body 191, 192 Hole 193 Long hole 198a Pin 198b Pressing surface 200 Transmitting part 201 Third piezoelectric element (third piezoelectric body)
202 4th piezoelectric element (4th piezoelectric body)
203 Body 204 Embedded bolt AX1 Drive center direction axis AX2 Movement direction center axis

Claims (4)

厚み方向に分極された第1圧電体、前記第1圧電体と対向するように配置され、厚み方向に分極された第2圧電体、及び、前記第1圧電体と前記第2圧電体を挟持する第1弾性体と第2弾性体を有し、前記第1弾性体と前記第2弾性体による挟持方向に伸縮する駆動部と、
前記駆動部に対して移動可能に配置された移動体と、
前記駆動部に結合され、前記移動体に対する把持力を調整可能に構成された伝達部と、
前記駆動部の伸縮と前記伝達部の把持力調整を連動させる制御部と、
を備え、
前記伝達部は、前記移動体を挿通するための貫通孔を有し、
前記駆動部の駆動中心方向軸と、前記移動体の移動方向中心軸とが略一致するように構成されていることを特徴とする超音波アクチュエータ。
A first piezoelectric body polarized in the thickness direction, a second piezoelectric body arranged to face the first piezoelectric body and polarized in the thickness direction, and sandwiching the first piezoelectric body and the second piezoelectric body A drive unit that includes a first elastic body and a second elastic body that extend and contract in a clamping direction by the first elastic body and the second elastic body;
A movable body arranged to be movable with respect to the drive unit;
A transmission unit coupled to the drive unit and configured to be capable of adjusting a gripping force on the movable body;
A control unit that interlocks expansion and contraction of the drive unit and grip force adjustment of the transmission unit;
With
The transmission unit has a through hole for inserting the moving body,
An ultrasonic actuator characterized in that a drive center direction axis of the drive unit and a movement direction center axis of the movable body are substantially coincident.
前記駆動部は、中空部を有し、
前記移動体は、前記中空部に挿通されることを特徴とする請求項1に記載の超音波アクチュエータ。
The drive part has a hollow part,
The ultrasonic actuator according to claim 1, wherein the moving body is inserted through the hollow portion.
前記伝達部は、ランジュバン振動子であることを特徴とする請求項1または2に記載の超音波アクチュエータ。   The ultrasonic actuator according to claim 1, wherein the transmission unit is a Langevin vibrator. 前記移動体は、棒状又は板状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の超音波アクチュエータ。
The ultrasonic actuator according to claim 1, wherein the moving body has a rod shape or a plate shape.
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