JP2013066276A - Inertial drive actuator - Google Patents

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Tetsuya Morishima
哲矢 森島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inertial drive actuator that reduces wiring used in driving two movable bodies.SOLUTION: An inertial drive actuator has: an electromagnet; a first movable body that is arranged in a direction in which the electromagnet produces magnetic flux; a second movable body that is arranged in the direction in which the electromagnet produces magnetic flux; displacement generating means; and a drive circuit that drives the electromagnet and the displacement generating means. The inertial drive actuator controls magnetic force that is exerted on the first movable body and the second movable body from the electromagnet, in response to the displacement generated by the displacement generating means, to control friction to the first movable body and the second movable body. The first movable body and the second movable body are permanent magnets, and have opposite magnetic poles facing each other. The first movable body and the second movable body are aligned along a direction of displacement by the displacement generating means. Respective ranges of movement of the first movable body and the second movable body by the single electromagnet overlap with each other in the same plane.

Description

本発明は、慣性駆動アクチュエータに関するものである。   The present invention relates to an inertial drive actuator.

図6は、特許文献1記載の従来の慣性駆動アクチュエータの構成を示す斜視図である。図6に示す従来の慣性駆動アクチュエータにおいては、圧電素子902の一端が固定部材901に固定され、他端は振動基板903の一端に固定されている。振動基板903上には圧電素子902の振動方向に移動可能な移動体904が配置されている。移動体904は、吸着部904aとコイル905と突起907とで構成される。突起907は、吸着部904aの振動基板903と対向する面と反対側に設けられる。また、突起907にはコイル905が形成されている。   FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a conventional inertial drive actuator described in Patent Document 1. As shown in FIG. In the conventional inertial drive actuator shown in FIG. 6, one end of the piezoelectric element 902 is fixed to the fixing member 901, and the other end is fixed to one end of the vibration substrate 903. A movable body 904 that can move in the vibration direction of the piezoelectric element 902 is disposed on the vibration substrate 903. The moving body 904 includes a suction portion 904a, a coil 905, and a protrusion 907. The protrusion 907 is provided on the opposite side of the surface of the suction portion 904a facing the vibration substrate 903. A coil 905 is formed on the protrusion 907.

駆動回路920は、圧電素子902とコイル905とにそれぞれ接続される。ここで、固定部材901又は振動基板903は、磁性体からなっており、吸着部904aもまた磁性体である。吸着部904aの底面は振動基板903に接触しており、コイル905に電流を印加すると磁界が発生する。発生した磁界は磁性体である移動体904を通るため、吸着部904aにも磁界を生じる。吸着部904aに発生した磁界によって、振動基板903又は固定部材901に対し磁気吸着力が発生する。これにより、移動体904と振動基板903とが互いに密着し、その間に摩擦力が発生する。   The drive circuit 920 is connected to the piezoelectric element 902 and the coil 905, respectively. Here, the fixing member 901 or the vibration substrate 903 is made of a magnetic material, and the attracting portion 904a is also a magnetic material. The bottom surface of the suction portion 904a is in contact with the vibration substrate 903, and a magnetic field is generated when a current is applied to the coil 905. Since the generated magnetic field passes through the moving body 904 that is a magnetic body, a magnetic field is also generated in the attracting portion 904a. A magnetic attraction force is generated on the vibration substrate 903 or the fixing member 901 by the magnetic field generated on the adsorption portion 904a. As a result, the moving body 904 and the vibration substrate 903 come into close contact with each other, and a frictional force is generated therebetween.

特開2009−177974号公報JP 2009-177974 A

上述の従来の慣性駆動アクチュエータにおいては、通常1つの移動体に対して1つの電磁石が必要となるため、2つの移動体を使用した場合には、2つの電磁石が必要となる。このような構成では、各移動体の移動範囲は対応する電磁石の上のみに限定され、各移動範囲を共有することができない。   In the above-described conventional inertial drive actuator, normally, one electromagnet is required for one moving body. Therefore, when two moving bodies are used, two electromagnets are required. In such a configuration, the moving range of each moving body is limited only to the corresponding electromagnet, and each moving range cannot be shared.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、2つの移動体を駆動する場合に、各移動体が移動範囲を共有することのできる慣性駆動アクチュエータを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an inertial drive actuator in which each moving body can share a moving range when driving two moving bodies.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る慣性駆動アクチュエータは、1つの電磁石と、電磁石の磁束発生方向に配置された第1移動体と、電磁石の磁束発生方向に配置された第2移動体と、変位発生手段と、電磁石及び変位発生手段を駆動する駆動回路と、を有し、変位発生手段が発生する変位に対して、電磁石から第1移動体及び第2移動体に働く磁力を制御することによって、第1移動体及び第2移動体に対する摩擦を制御する慣性駆動アクチュエータであって、第1移動体及び第2移動体を永久磁石とし、第1移動体及び第2移動体の磁極を互いに逆向きとし、第1移動体及び第2移動体は変位発生手段による変位方向に並んで配置され、1つの電磁石による第1移動体及び第2移動体の移動範囲が同一平面内において一部重複していることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an inertial drive actuator according to the present invention includes one electromagnet, a first moving body arranged in the direction of magnetic flux generation of the electromagnet, and the direction of magnetic flux generation of the electromagnet. And a drive circuit that drives the electromagnet and the displacement generating means, and the first moving body and the second movement from the electromagnet with respect to the displacement generated by the displacement generating means. An inertial drive actuator that controls friction with respect to the first moving body and the second moving body by controlling a magnetic force acting on the body, wherein the first moving body and the second moving body are permanent magnets, and the first moving body and The magnetic poles of the second moving body are opposite to each other, the first moving body and the second moving body are arranged side by side in the displacement direction by the displacement generating means, and the moving range of the first moving body and the second moving body by one electromagnet In the same plane It is characterized in that partially overlap and have.

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、電磁石が変位発生手段に接続されていることが好ましい。   In the inertial drive actuator according to the present invention, it is preferable that the electromagnet is connected to the displacement generating means.

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、第1移動体及び第2移動体と、電磁石と、の間に中間部材が配置され、中間部材に変位発生手段が接続されていることが好ましい。   In the inertial drive actuator according to the present invention, it is preferable that an intermediate member is disposed between the first moving body and the second moving body and the electromagnet, and a displacement generating means is connected to the intermediate member.

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、電磁石と中間部材が変位発生手段に接続されていることが好ましい。   In the inertial drive actuator according to the present invention, the electromagnet and the intermediate member are preferably connected to the displacement generating means.

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、電磁石と中間部材が互いに接続されていることが好ましい。   In the inertial drive actuator according to the present invention, the electromagnet and the intermediate member are preferably connected to each other.

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、中間部材が電磁石と変位発生手段との間に介在することが好ましい。   In the inertial drive actuator according to the present invention, the intermediate member is preferably interposed between the electromagnet and the displacement generating means.

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、第1移動体及び第2移動体上にそれぞれ磁性体を配置することが好ましい。   In the inertial drive actuator according to the present invention, it is preferable to dispose a magnetic body on each of the first moving body and the second moving body.

本発明に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、第1移動体及び第2移動体と、磁性体と、を互いに接続することが好ましい。   In the inertial drive actuator according to the present invention, it is preferable that the first moving body, the second moving body, and the magnetic body are connected to each other.

本発明に係る慣性駆動アクチュエータは、2つの移動体を駆動する場合に配線を省線化することができる、という効果を奏する。   The inertial drive actuator according to the present invention has an effect that wiring can be saved when two moving bodies are driven.

第1実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the inertial drive actuator which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the inertial drive actuator which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the inertial drive actuator which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the inertial drive actuator which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態の変形例に係る慣性駆動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 inertial drive actuator which concerns on the modification of 4th Embodiment. 従来の慣性駆動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 conventional inertial drive actuator.

以下に、本発明に係る慣性駆動アクチュエータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ100の構成を示す側面図である。
第1実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ100は、1つの電磁石110と、第1移動体120と、第2移動体130と、変位発生手段としての圧電素子140と、駆動回路160と、を備える。
Embodiments of an inertial drive actuator according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment.
(First embodiment)
FIG. 1 is a side view showing the configuration of the inertial drive actuator 100 according to the first embodiment.
The inertial drive actuator 100 according to the first embodiment includes one electromagnet 110, a first moving body 120, a second moving body 130, a piezoelectric element 140 as a displacement generating unit, and a drive circuit 160.

電磁石110は、芯材111にコイル112を巻いた構成であり、電磁石110からは、図1の上下方向に磁束が出る。コイル112を構成する導線の両端112a、112bは駆動回路160の2つの端子161、162にそれぞれ接続されている。図示しないが、駆動回路160は圧電素子140にも接続されている。駆動回路160は、電磁石110及び圧電素子140を駆動する。   The electromagnet 110 has a configuration in which a coil 112 is wound around a core material 111, and a magnetic flux is generated from the electromagnet 110 in the vertical direction of FIG. Both ends 112a and 112b of the conducting wire constituting the coil 112 are connected to two terminals 161 and 162 of the drive circuit 160, respectively. Although not shown, the drive circuit 160 is also connected to the piezoelectric element 140. The drive circuit 160 drives the electromagnet 110 and the piezoelectric element 140.

芯材111の上面113上には、第1移動体120及び第2移動体130が左右に並んで載置されている。第1移動体120と第2移動体130は、永久磁石であり、磁極が互いに逆向きになるように載置されている。具体的には、第1移動体120では、芯材111の上面113側に配置される下面122側にS極を、上面121側にN極を配置している。第2移動体130では、芯材111の上面113側に配置される下面132側にN極を、上面131側にS極131を配置している。   On the upper surface 113 of the core material 111, the 1st moving body 120 and the 2nd moving body 130 are mounted along with right and left. The first moving body 120 and the second moving body 130 are permanent magnets, and are placed so that the magnetic poles are opposite to each other. Specifically, in the first moving body 120, the S pole is arranged on the lower surface 122 side arranged on the upper surface 113 side of the core material 111, and the N pole is arranged on the upper surface 121 side. In the second moving body 130, the N pole is arranged on the lower surface 132 side arranged on the upper surface 113 side of the core material 111, and the S pole 131 is arranged on the upper surface 131 side.

したがって、第1移動体120と第2移動体130は、電磁石110の磁束発生方向に沿ってN極とS極が配置されている。電磁石110を駆動させて磁束を発生させると、第1移動体120と第2移動体130の一方は電磁石110に吸着し、他方は電磁石110に対して反発する。   Therefore, the first moving body 120 and the second moving body 130 are arranged with the N pole and the S pole along the magnetic flux generation direction of the electromagnet 110. When the electromagnet 110 is driven to generate magnetic flux, one of the first moving body 120 and the second moving body 130 is attracted to the electromagnet 110 and the other repels the electromagnet 110.

芯材111の一方の側面114には、圧電素子140の一方の側面142が接続されている。圧電素子140の他方の側面141は固定部材150に接続されている。圧電素子140が駆動回路160によって駆動されると、圧電素子140に接続された電磁石110は固定部材150から離れる方向に変位する。ここで、第1移動体120及び第2移動体130は圧電素子140による変位方向に並んで配置されている。   One side surface 142 of the piezoelectric element 140 is connected to one side surface 114 of the core material 111. The other side surface 141 of the piezoelectric element 140 is connected to the fixing member 150. When the piezoelectric element 140 is driven by the drive circuit 160, the electromagnet 110 connected to the piezoelectric element 140 is displaced in a direction away from the fixing member 150. Here, the first moving body 120 and the second moving body 130 are arranged side by side in the displacement direction by the piezoelectric element 140.

また、芯材111の他方の側面115は、不図示の弾性部材に接続されている。この弾性部材は、その弾性力によって、電磁石110を固定部材150側へ付勢している。
固定部材150と圧電素子140の間、圧電素子140と芯材111の間、及び、芯材111と弾性部材の間の接続は、例えば接着によってそれぞれ行っている。
The other side surface 115 of the core material 111 is connected to an elastic member (not shown). This elastic member urges the electromagnet 110 toward the fixed member 150 by its elastic force.
Connections between the fixing member 150 and the piezoelectric element 140, between the piezoelectric element 140 and the core material 111, and between the core material 111 and the elastic member are made by, for example, adhesion.

以上の構成においては、圧電素子140が発生する変位に対して、電磁石110から第1移動体120及び第2移動体130に働く磁力を制御することによって、第1移動体120及び第2移動体130に対する摩擦を独立して制御する。   In the above configuration, the first moving body 120 and the second moving body are controlled by controlling the magnetic force acting on the first moving body 120 and the second moving body 130 from the electromagnet 110 with respect to the displacement generated by the piezoelectric element 140. The friction against 130 is controlled independently.

ここで、電磁石の磁束によって移動体の摩擦を制御する慣性駆動アクチュエータにおいて、従来は、移動体1つに対し1つの電磁石が必要であった。そのため、2つの移動体を独立制御するためには、2つの電磁石が必要であり、2組(往復4本)の配線が必要であった。
これに対して、第1実施形態の慣性駆動アクチュエータ100においては、1つの電磁石110によって2つの移動体120、130に働く磁力を独立制御している。このような制御により、第1移動体120及び第2移動体130の移動を互いに独立して制御することができる。
Here, in the inertial drive actuator that controls the friction of the moving body by the magnetic flux of the electromagnet, conventionally, one electromagnet is required for each moving body. Therefore, in order to independently control the two moving bodies, two electromagnets are necessary, and two sets (four reciprocating wires) of wiring are necessary.
In contrast, in the inertial drive actuator 100 of the first embodiment, the magnetic force acting on the two moving bodies 120 and 130 is independently controlled by one electromagnet 110. By such control, the movement of the first moving body 120 and the second moving body 130 can be controlled independently of each other.

さらに、1つの電磁石110によって2つの移動体120、130に働く磁力を制御できるため、第1移動体120の移動範囲A120と第2移動体130の移動範囲A130が芯材111の上面113上において一部重複している。別言すると、1つの電磁石110による第1移動体120及び第2移動体130の移動範囲が同一平面内において一部重複している。これにより、2つの移動体120、130の移動範囲を共有させることができ、従来の慣性駆動アクチュエータにおいて2つの移動体を使用した場合に比して、移動体の移動範囲を広げることができる。   Further, since the magnetic force acting on the two moving bodies 120 and 130 can be controlled by one electromagnet 110, the moving range A120 of the first moving body 120 and the moving range A130 of the second moving body 130 are on the upper surface 113 of the core 111. Some overlap. In other words, the moving ranges of the first moving body 120 and the second moving body 130 by one electromagnet 110 partially overlap in the same plane. Thereby, the moving range of the two moving bodies 120 and 130 can be shared, and the moving range of the moving body can be expanded as compared with the case where two moving bodies are used in the conventional inertial drive actuator.

例えば、第1移動体120を左方向へ、第2移動体130を右方向へそれぞれ移動させる場合について説明する。
まず、駆動回路160の端子162から端子161へ電流を印加する。すると電磁石110の磁束は、第1移動体120及び第2移動体130と対向する上面113がN極、下面がS極となる。このため、第1移動体120は電磁石110に吸着し、第2移動体130は反発する。この状態において、圧電素子140へ駆動回路160より電圧を印加することにより、圧電素子140を伸長させる。このとき、圧電素子140は、側面141が固定部材150に接続されているため、図1の右方向へは伸長せず、電磁石110側へ伸張する。したがって、電磁石110は圧電素子140の伸長に伴い図1の左方向に変位する。第1移動体120は、電磁石110に吸着しているため芯材111の上面113との摩擦が強固であることから、電磁石110と共に圧電素子140の伸長方向へ、すなわち左方向へ変位する。それに対し、第2移動体130は、電磁石110と反発しているため芯材111の上面113との摩擦が弱いことから圧電素子140の伸長に対し、慣性によりその場に留まる。
For example, a case where the first moving body 120 is moved leftward and the second moving body 130 is moved rightward will be described.
First, a current is applied from the terminal 162 of the driving circuit 160 to the terminal 161. Then, the magnetic flux of the electromagnet 110 becomes the N pole on the upper surface 113 facing the first moving body 120 and the second moving body 130 and the S pole on the lower surface. Therefore, the first moving body 120 is attracted to the electromagnet 110, and the second moving body 130 is repelled. In this state, the piezoelectric element 140 is extended by applying a voltage from the drive circuit 160 to the piezoelectric element 140. At this time, since the side surface 141 is connected to the fixing member 150, the piezoelectric element 140 does not extend in the right direction in FIG. 1 but extends toward the electromagnet 110. Therefore, the electromagnet 110 is displaced in the left direction in FIG. Since the first moving body 120 is attracted to the electromagnet 110 and has a strong friction with the upper surface 113 of the core material 111, it is displaced together with the electromagnet 110 in the extending direction of the piezoelectric element 140, that is, in the left direction. On the other hand, since the second moving body 130 is repelled from the electromagnet 110, the friction with the upper surface 113 of the core material 111 is weak, so that the second moving body 130 remains in place due to inertia against the expansion of the piezoelectric element 140.

次に、駆動回路160の端子161から端子162へ電流を印加すると、電磁石110の磁束は、第1移動体120及び第2移動体130と対向する上面113がS極、下面がN極となる。このため、第1移動体120は電磁石110に対して反発し、第2移動体130は電磁石110に吸着する。この状態において、駆動回路160から圧電素子140へ印加する電圧を0Vとすると、圧電素子140は収縮する。芯材111は、その一方の側面114が圧電素子140に接着され、かつ、他方の側面115が弾性部材に押圧されているため、圧電素子140の収縮により電磁石110が収縮方向に変位する。これにより、第2移動体130は、電磁石110と吸着しているため芯材111の上面113との摩擦が強固であることから、電磁石110と共に、圧電素子140の収縮方向へ、すなわち右方向へ変位する。それに対し第1移動体120は、電磁石110と反発し摩擦が弱いため圧電素子140の収縮に対し、慣性によりその場に留まる。   Next, when a current is applied from the terminal 161 of the drive circuit 160 to the terminal 162, the magnetic flux of the electromagnet 110 causes the upper surface 113 facing the first moving body 120 and the second moving body 130 to be the S pole and the lower surface to be the N pole. . For this reason, the 1st moving body 120 repels with respect to the electromagnet 110, and the 2nd moving body 130 adsorb | sucks to the electromagnet 110. FIG. In this state, when the voltage applied from the drive circuit 160 to the piezoelectric element 140 is 0 V, the piezoelectric element 140 contracts. Since one side surface 114 of the core material 111 is bonded to the piezoelectric element 140 and the other side surface 115 is pressed by the elastic member, the electromagnet 110 is displaced in the contracting direction by contraction of the piezoelectric element 140. Accordingly, since the second moving body 130 is attracted to the electromagnet 110 and has a strong friction with the upper surface 113 of the core material 111, the electromagnet 110 and the piezoelectric element 140 are contracted in the contracting direction, that is, rightward. Displace. On the other hand, since the first moving body 120 repels the electromagnet 110 and has low friction, the first moving body 120 remains in place due to inertia against the contraction of the piezoelectric element 140.

以上のような、2つの移動体120、130への電流の印加、及び、圧電素子140への電圧の印加を繰り返すことにより、第1移動体120を左方向へ、第2移動体130を右方向へそれぞれ移動させることができる。
これに対して、2つの移動体120、130への電流の印加、及び、圧電素子140への電圧の印加の組み合わせを逆にすることにより、第1移動体120を右方向へ、第2移動体130を左方向へそれぞれ移動させることができる。
By repeatedly applying the current to the two moving bodies 120 and 130 and applying the voltage to the piezoelectric element 140 as described above, the first moving body 120 is moved to the left and the second moving body 130 is moved to the right. Each can be moved in the direction.
On the other hand, by reversing the combination of the application of current to the two moving bodies 120 and 130 and the application of voltage to the piezoelectric element 140, the first moving body 120 is moved to the right in the second direction. Each of the bodies 130 can be moved leftward.

したがって、圧電素子140の伸縮と電磁石110の駆動を繰り返すことにより、2つの移動体120、130を任意の方向へそれぞれ移動させることが可能となる。別言すると、変位発生手段としての圧電素子140が発生する変位に対して、電磁石110から第1移動体120及び第2移動体130に働く磁力を制御することによって、第1移動体120及び第2移動体130に対する摩擦を独立して制御することができる。したがって、1つの電磁石110によって第1移動体120及び第2移動体130を互いに独立して制御することができる。   Therefore, by repeatedly expanding and contracting the piezoelectric element 140 and driving the electromagnet 110, the two moving bodies 120 and 130 can be moved in arbitrary directions, respectively. In other words, by controlling the magnetic force acting on the first moving body 120 and the second moving body 130 from the electromagnet 110 with respect to the displacement generated by the piezoelectric element 140 as the displacement generating means, The friction with respect to the two moving bodies 130 can be controlled independently. Therefore, the first moving body 120 and the second moving body 130 can be controlled independently from each other by one electromagnet 110.

また、電磁石110を駆動させていないときの、電磁石110(芯材111の上面113)に対する、第1移動体120と第2移動体130の摩擦状態は、構成により変化するが、摩擦力が強い場合は、電磁石110と第1移動体120又は第2移動体130の反発により摩擦力を低下させる状態を主に使用し、摩擦力が弱い場合は、電磁石110と第1移動体120又は第2移動体130の吸着による摩擦力を増加させる状態を主に使用するとよい。   In addition, the friction state of the first moving body 120 and the second moving body 130 with respect to the electromagnet 110 (the upper surface 113 of the core material 111) when the electromagnet 110 is not driven varies depending on the configuration, but the frictional force is strong. In this case, the state in which the frictional force is reduced by the repulsion of the electromagnet 110 and the first moving body 120 or the second moving body 130 is mainly used. When the frictional force is weak, the electromagnet 110 and the first moving body 120 or the second A state where the frictional force due to the adsorption of the moving body 130 is increased is mainly used.

(第2実施形態)
図2は、第2実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ200の構成を示す側面図である。
第2実施形態に係る慣性駆動アクチュエータにおいては、第1移動体120及び第2移動体130と、電磁石110と、の間に中間部材270が配置され、中間部材270に変位発生手段としての圧電素子240が接続されている点が第1実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ100と異なる。その他の構成は第1実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ100と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a side view showing the configuration of the inertial drive actuator 200 according to the second embodiment.
In the inertial drive actuator according to the second embodiment, an intermediate member 270 is disposed between the first moving body 120 and the second moving body 130 and the electromagnet 110, and the intermediate member 270 has a piezoelectric element as a displacement generating means. The point 240 is connected to the inertial drive actuator 100 according to the first embodiment. Other configurations are the same as those of the inertial drive actuator 100 according to the first embodiment. The same members are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

電磁石110の芯材111を磁性体とすると、磁石である第1移動体120及び第2移動体130との間の摩擦が大きすぎる場合がある。このような場合に、電磁石110に磁束を発生させた状態で圧電素子240を伸縮させると、電磁石110との反発によってその場に留まるべき移動体が、芯材111との摩擦が大きいために圧電素子240とともに変位してしまうおそれがある。そのような事態を避けるため、中間部材270を配置することにより、芯材111と第1移動体120及び第2移動体130との間の摩擦を調整する。   If the core material 111 of the electromagnet 110 is a magnetic body, the friction between the first moving body 120 and the second moving body 130 that are magnets may be too large. In such a case, when the piezoelectric element 240 is expanded and contracted in a state where magnetic flux is generated in the electromagnet 110, the moving body that should remain in place due to the repulsion with the electromagnet 110 has a large friction with the core material 111, so There is a risk of displacement with the element 240. In order to avoid such a situation, the friction between the core member 111 and the first moving body 120 and the second moving body 130 is adjusted by arranging the intermediate member 270.

また、中間部材270の側面272に圧電素子240の一方の側面242が接続されている。圧電素子240の他方の側面241は固定部材150に接続されている。側面241、242の接続は例えば接着によって行う。
第1実施形態の慣性駆動アクチュエータ100においては、圧電素子140を芯材111の側面に接続して電磁石110を変位させていたのに対して、第2実施形態の慣性駆動アクチュエータ200においては、圧電素子240を中間部材270の側面272に接続している。
中間部材270を電磁石110の芯材111に固定せず、その上面113上で左右に移動可能とすると、中間部材270の側面272と圧電素子240の側面242が略同一の面積であるため、圧電素子240の変位が効率良く中間部材270に伝わりやすい。
In addition, one side surface 242 of the piezoelectric element 240 is connected to the side surface 272 of the intermediate member 270. The other side surface 241 of the piezoelectric element 240 is connected to the fixing member 150. The side surfaces 241 and 242 are connected by, for example, adhesion.
In the inertial drive actuator 100 of the first embodiment, the piezoelectric element 140 is connected to the side surface of the core 111 to displace the electromagnet 110, whereas in the inertial drive actuator 200 of the second embodiment, the piezoelectric element 140 is displaced. The element 240 is connected to the side surface 272 of the intermediate member 270.
If the intermediate member 270 is not fixed to the core material 111 of the electromagnet 110 and can be moved to the left and right on the upper surface 113, the side surface 272 of the intermediate member 270 and the side surface 242 of the piezoelectric element 240 have substantially the same area. The displacement of the element 240 is easily transmitted to the intermediate member 270 efficiently.

さらに、第1移動体120の移動範囲A120と第2移動体130の移動範囲A130は、芯材111の上面113に略対応する中間部材270の上面271上において一部重複している。これにより、2つの移動体120、130の移動範囲を共有させることができ、従来の慣性駆動アクチュエータにおいて2つの移動体を使用した場合に比して、移動体の移動範囲を広げることができる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
Further, the moving range A120 of the first moving body 120 and the moving range A130 of the second moving body 130 partially overlap on the upper surface 271 of the intermediate member 270 that substantially corresponds to the upper surface 113 of the core member 111. Thereby, the moving range of the two moving bodies 120 and 130 can be shared, and the moving range of the moving body can be expanded as compared with the case where two moving bodies are used in the conventional inertial drive actuator.
In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, it is the same as that of 1st Embodiment.

(第3実施形態)
図3は、第3実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ300の構成を示す側面図である。
第3実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ300においては、電磁石110及び中間部材270が、変位発生手段としての圧電素子340に接続されている点が第2実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ200と異なる。その他の構成は第2実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ200と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a side view showing the configuration of the inertial drive actuator 300 according to the third embodiment.
The inertial drive actuator 300 according to the third embodiment is different from the inertial drive actuator 200 according to the second embodiment in that the electromagnet 110 and the intermediate member 270 are connected to a piezoelectric element 340 as a displacement generating unit. The other configuration is the same as that of the inertial drive actuator 200 according to the second embodiment, and the same reference numerals are used for the same members, and detailed descriptions thereof are omitted.

慣性駆動アクチュエータ300においては、圧電素子340の一方の側面342に、中間部材270の側面272及び芯材111の側面114が接続されている。また、圧電素子340の他方の側面341は、固定部材150に接続されている。これらの接続は例えば接着によって行う。   In inertial drive actuator 300, side surface 272 of intermediate member 270 and side surface 114 of core material 111 are connected to one side surface 342 of piezoelectric element 340. The other side surface 341 of the piezoelectric element 340 is connected to the fixing member 150. These connections are made by, for example, adhesion.

中間部材270は、コーティングによって芯材111の上面113に形成してもよいし、芯材111とは別個の部材で構成してもよい。後者の場合、中間部材270は、芯材111に対して、例えば接着によって接続することが好ましい。
以上の構成により、圧電素子340を伸縮させると電磁石110及び中間部材270は伸縮に対応する方向に変位する。
なお、その他の構成、作用、効果については、第2実施形態と同様である。
The intermediate member 270 may be formed on the upper surface 113 of the core material 111 by coating, or may be formed of a member separate from the core material 111. In the latter case, the intermediate member 270 is preferably connected to the core member 111 by, for example, adhesion.
With the above configuration, when the piezoelectric element 340 is expanded and contracted, the electromagnet 110 and the intermediate member 270 are displaced in a direction corresponding to the expansion and contraction.
In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, it is the same as that of 2nd Embodiment.

(第4実施形態)
図4は、第4実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ400の構成を示す側面図である。
第4実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ400においては、中間部材470が電磁石110と圧電素子440との間に介在している点が第1実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ100と異なる。その他の構成は第2実施形態に係る慣性駆動アクチュエータと同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a side view showing the configuration of the inertial drive actuator 400 according to the fourth embodiment.
The inertial drive actuator 400 according to the fourth embodiment differs from the inertial drive actuator 100 according to the first embodiment in that an intermediate member 470 is interposed between the electromagnet 110 and the piezoelectric element 440. Other configurations are the same as those of the inertial drive actuator according to the second embodiment, and the same reference numerals are used for the same members, and a detailed description thereof is omitted.

中間部材470は、第2実施形態の中間部材270と同様に、芯材111の上面113上に設けることにより、芯材111と第1移動体120及び第2移動体130との間の摩擦を調整する。   Similar to the intermediate member 270 of the second embodiment, the intermediate member 470 is provided on the upper surface 113 of the core material 111, thereby causing friction between the core material 111 and the first moving body 120 and the second moving body 130. adjust.

さらに、中間部材470は、圧電素子440との間に側壁472を備えている。この側壁472は、電磁石110と圧電素子440との間に介在し、一方の側面473は圧電素子440の側面442に接続され、他方の側面474は芯材111の側面114に接続されている。また、圧電素子440の他方の側面441は、固定部材150に接続されている。これらの接続は、例えば接着によって行う。   Further, the intermediate member 470 includes a side wall 472 between the intermediate member 470 and the piezoelectric element 440. The side wall 472 is interposed between the electromagnet 110 and the piezoelectric element 440, one side surface 473 is connected to the side surface 442 of the piezoelectric element 440, and the other side surface 474 is connected to the side surface 114 of the core material 111. The other side surface 441 of the piezoelectric element 440 is connected to the fixing member 150. These connections are made by, for example, adhesion.

このような構成により、芯材111の側面を中間部材470で覆うと、中間部材470と圧電素子440の接触面積を増やすことができ、これにより中間部材470を効率的に変位させることができ、第1移動体120及び第2移動体130を所望位置に確実に変位させることができる。   With such a configuration, when the side surface of the core material 111 is covered with the intermediate member 470, the contact area between the intermediate member 470 and the piezoelectric element 440 can be increased, and thereby the intermediate member 470 can be displaced efficiently, The first moving body 120 and the second moving body 130 can be reliably displaced to desired positions.

さらに、第1移動体120の移動範囲A120と第2移動体130の移動範囲A130は、芯材111の上面113に略対応する範囲で、中間部材470の上面471上において一部重複している。これにより、2つの移動体120、130の移動範囲を共有させることができ、従来の慣性駆動アクチュエータにおいて2つの移動体を使用した場合に比して、移動体の移動範囲を広げることができる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第2実施形態と同様である。
Further, the movement range A120 of the first moving body 120 and the movement range A130 of the second moving body 130 partially overlap on the upper surface 471 of the intermediate member 470 in a range that substantially corresponds to the upper surface 113 of the core member 111. . Thereby, the moving range of the two moving bodies 120 and 130 can be shared, and the moving range of the moving body can be expanded as compared with the case where two moving bodies are used in the conventional inertial drive actuator.
In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, it is the same as that of 2nd Embodiment.

図5は、第4実施形態の変形例に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す正面図である。図5は、芯材111の側面115側からみた図である。
図5に示す変形例では、第1移動体120上に磁性体480を配置している。磁性体480は、第1移動体120の上面121上に載置した上壁481と、この上壁481の両端から下方にそれぞれ延びる側壁482、483と、から構成される。側壁482、483は、電磁石110の芯材111まで覆うような形状を備える。磁性体480は、第1移動体120の上面121に対して、磁気吸着させてもよいし、例えば接着により接続してもよい。
また、図5には図示しないが、第2移動体130に対しても、磁性体480と同様の磁性体を配置する。
このような構成により、第1移動体120及び第2移動体130と電磁石110の磁束を閉じることができる。
FIG. 5 is a front view showing a configuration of an inertial drive actuator according to a modification of the fourth embodiment. FIG. 5 is a view of the core material 111 as viewed from the side surface 115 side.
In the modification shown in FIG. 5, the magnetic body 480 is disposed on the first moving body 120. The magnetic body 480 includes an upper wall 481 placed on the upper surface 121 of the first moving body 120 and side walls 482 and 483 extending downward from both ends of the upper wall 481. The side walls 482 and 483 have shapes that cover the core material 111 of the electromagnet 110. The magnetic body 480 may be magnetically attracted to the upper surface 121 of the first moving body 120, or may be connected by adhesion, for example.
Although not shown in FIG. 5, a magnetic body similar to the magnetic body 480 is also disposed on the second moving body 130.
With such a configuration, the magnetic fluxes of the first moving body 120 and the second moving body 130 and the electromagnet 110 can be closed.

以上のように、本発明に係る慣性駆動アクチュエータは、2つの移動体を駆動する慣性駆動アクチュエータに有用である。   As described above, the inertial drive actuator according to the present invention is useful as an inertial drive actuator that drives two moving bodies.

100 慣性駆動アクチュエータ
110 電磁石
111 芯材
112 コイル
113 上面
114、115 側面
120 第1移動体
130 第2移動体
140 圧電素子
141、142 側面
150 固定部材
160 駆動回路
200 慣性駆動アクチュエータ
240 圧電素子
241、242 側面
270 中間部材
271 上面
272 側面
300 慣性駆動アクチュエータ
340 圧電素子
341、342 側面
400 慣性駆動アクチュエータ
440 圧電素子
441、442 側面
470 中間部材
471 上面
472 側壁
473、474 側面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Inertial drive actuator 110 Electromagnet 111 Core material 112 Coil 113 Upper surface 114, 115 Side surface 120 1st moving body 130 2nd moving body 140 Piezoelectric element 141, 142 Side surface 150 Fixed member 160 Drive circuit 200 Inertial drive actuator 240 Piezoelectric element 241,242 Side surface 270 Intermediate member 271 Upper surface 272 Side surface 300 Inertial drive actuator 340 Piezoelectric element 341, 342 Side surface 400 Inertial drive actuator 440 Piezoelectric element 441, 442 Side surface 470 Intermediate member 471 Upper surface 472 Side wall 473, 474 Side surface

Claims (8)

1つの電磁石と、
前記電磁石の磁束発生方向に配置された第1移動体と、
前記電磁石の磁束発生方向に配置された第2移動体と、
変位発生手段と、
前記電磁石及び前記変位発生手段を駆動する駆動回路と、
を有し、
前記変位発生手段が発生する変位に対して、前記電磁石から前記第1移動体及び第2移動体に働く磁力を制御することによって、前記第1移動体及び前記第2移動体に対する摩擦を制御する慣性駆動アクチュエータであって、
前記第1移動体及び前記第2移動体を永久磁石とし、
前記第1移動体及び前記第2移動体の磁極を互いに逆向きとし、
前記第1移動体及び前記第2移動体は前記変位発生手段による変位方向に並んで配置され、
前記1つの電磁石による前記第1移動体及び前記第2移動体の移動範囲が同一平面内において一部重複していることを特徴とする慣性駆動アクチュエータ。
One electromagnet,
A first moving body arranged in the direction of magnetic flux generation of the electromagnet;
A second moving body disposed in the direction of magnetic flux generation of the electromagnet;
A displacement generating means;
A drive circuit for driving the electromagnet and the displacement generating means;
Have
The friction with respect to the first moving body and the second moving body is controlled by controlling the magnetic force acting on the first moving body and the second moving body from the electromagnet with respect to the displacement generated by the displacement generating means. An inertial drive actuator,
The first moving body and the second moving body are permanent magnets,
The magnetic poles of the first moving body and the second moving body are opposite to each other,
The first moving body and the second moving body are arranged side by side in the displacement direction by the displacement generating means,
The inertial drive actuator according to claim 1, wherein movement ranges of the first moving body and the second moving body by the one electromagnet partially overlap in the same plane.
前記電磁石が前記変位発生手段に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。   The inertial drive actuator according to claim 1, wherein the electromagnet is connected to the displacement generating means. 前記第1移動体及び前記第2移動体と、前記電磁石と、の間に中間部材が配置され、前記中間部材に前記変位発生手段が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。   The intermediate member is disposed between the first moving body, the second moving body, and the electromagnet, and the displacement generating unit is connected to the intermediate member. Inertial drive actuator. 前記電磁石と前記中間部材が前記変位発生手段に接続されていることを特徴とする請求項3に記載の慣性駆動アクチュエータ。   The inertial drive actuator according to claim 3, wherein the electromagnet and the intermediate member are connected to the displacement generating means. 前記電磁石と前記中間部材が互いに接続されていることを特徴とする請求項4に記載の慣性駆動アクチュエータ。   The inertial drive actuator according to claim 4, wherein the electromagnet and the intermediate member are connected to each other. 前記中間部材が前記電磁石と前記変位発生手段との間に介在することを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の慣性駆動アクチュエータ。   The inertial drive actuator according to any one of claims 3 to 5, wherein the intermediate member is interposed between the electromagnet and the displacement generating means. 前記第1移動体及び前記第2移動体上にそれぞれ磁性体を配置することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の慣性駆動アクチュエータ。   The inertial drive actuator according to any one of claims 1 to 6, wherein a magnetic body is disposed on each of the first moving body and the second moving body. 前記第1移動体及び前記第2移動体と、前記磁性体と、を互いに接続することを特徴とする請求項7に記載の慣性駆動アクチュエータ。   The inertial drive actuator according to claim 7, wherein the first moving body, the second moving body, and the magnetic body are connected to each other.
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