JP3401097B2 - 超音波アクチュエータ - Google Patents
超音波アクチュエータInfo
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- JP3401097B2 JP3401097B2 JP27405994A JP27405994A JP3401097B2 JP 3401097 B2 JP3401097 B2 JP 3401097B2 JP 27405994 A JP27405994 A JP 27405994A JP 27405994 A JP27405994 A JP 27405994A JP 3401097 B2 JP3401097 B2 JP 3401097B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電体を駆動源とする
超音波アクチュエータに関する。
超音波アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】発明者らは先に、特願平４−３２１０９
６号において、並進運動を発生できる超音波アクチュエ
ータを提案した。その構成と原理の概略を説明する。
６号において、並進運動を発生できる超音波アクチュエ
ータを提案した。その構成と原理の概略を説明する。
【０００３】図６は、超音波アクチュエータの本体の構
成を説明するための概念図にして、特願平４−３２１０
９６号において開示された図の引用である。同図におい
て、積層圧電体１０１に正弦波電圧を印加すると、弾性
体１０２に２種の振動が同時に励起され、２種の振動の
変位が合成されて、摺動部材１０３は楕円形の軌跡に沿
って振動する。そこで摺動部材１０３に図示しない被駆
動体を押圧すると、楕円形の軌跡の振動から駆動力を受
けて、被駆動体が並進運動する。
成を説明するための概念図にして、特願平４−３２１０
９６号において開示された図の引用である。同図におい
て、積層圧電体１０１に正弦波電圧を印加すると、弾性
体１０２に２種の振動が同時に励起され、２種の振動の
変位が合成されて、摺動部材１０３は楕円形の軌跡に沿
って振動する。そこで摺動部材１０３に図示しない被駆
動体を押圧すると、楕円形の軌跡の振動から駆動力を受
けて、被駆動体が並進運動する。
【０００４】図７は、弾性体１０２に励起される２種の
振動を説明するための概念図であって、同じく特願平４
−３２１０９６号において開示された図の引用である。
図７（ａ）は単純な伸縮振動である。図７（ｂ）は、伸
縮の方向に伝播する横波の弾性波であって、２次の定在
波になっている。そして、伸縮振動の１次共振周波数
と、横波の２次の定在波の周波数が一致するように、弾
性体１０２の長さと高さを設定してある。従って、図６
の積層圧電体１０１によって周波数の振動を与えるだけ
で、２種の振動の変位が合成されて、横波の定在波の腹
の位置で、質点が楕円の軌跡に沿って振動する。そこ
で、その位置に摺動部材１０３を設け、これに被駆動体
を押圧すると、被駆動体が楕円振動の作用を受けて並進
運動する。
振動を説明するための概念図であって、同じく特願平４
−３２１０９６号において開示された図の引用である。
図７（ａ）は単純な伸縮振動である。図７（ｂ）は、伸
縮の方向に伝播する横波の弾性波であって、２次の定在
波になっている。そして、伸縮振動の１次共振周波数
と、横波の２次の定在波の周波数が一致するように、弾
性体１０２の長さと高さを設定してある。従って、図６
の積層圧電体１０１によって周波数の振動を与えるだけ
で、２種の振動の変位が合成されて、横波の定在波の腹
の位置で、質点が楕円の軌跡に沿って振動する。そこ
で、その位置に摺動部材１０３を設け、これに被駆動体
を押圧すると、被駆動体が楕円振動の作用を受けて並進
運動する。
【０００５】超音波アクチュエータは、直進運動の強い
推力が直接得られ、減速機構が不要になるので、動作静
粛にしてバックラッシュがなく、しかもバースト波を入
力すればナノメートルオーダの微細なステップ駆動も可
能という特徴を有している。
推力が直接得られ、減速機構が不要になるので、動作静
粛にしてバックラッシュがなく、しかもバースト波を入
力すればナノメートルオーダの微細なステップ駆動も可
能という特徴を有している。
【０００６】発明者らはさらに、特願平５−７９８１４
号において、超音波アクチュエータを用いたマイクロマ
ニピュレータのシステムを提案した。この提案によれ
ば、細胞に遺伝子を注入したり神経細胞の電位を測定す
るなどの細胞操作を行うためのマイクロマニピュレータ
に超音波アクチュエータを用い、これにパーソナルコン
ピュータなどのホストを組合わせてシステムを構成した
ので、ガラス針の動作の条件を定量的に管理することが
でき、難しい細胞操作を熟練を要さず誰でも簡便に、再
現性良く行うことができるものである。マイクロマニピ
ュレータにおいては、サブミクロンオーダの微細な変位
を様々な速度で発生する必要があり、しかもこれを高精
度に位置決めしなければならない。かような性能は、従
来の電磁型モータなどを用いた駆動機構には望むべくも
ないが、超音波アクチュエータはナノメートルオーダの
変位を再現性良く発生でき、このような要求に余裕を持
って応えるものであった。
号において、超音波アクチュエータを用いたマイクロマ
ニピュレータのシステムを提案した。この提案によれ
ば、細胞に遺伝子を注入したり神経細胞の電位を測定す
るなどの細胞操作を行うためのマイクロマニピュレータ
に超音波アクチュエータを用い、これにパーソナルコン
ピュータなどのホストを組合わせてシステムを構成した
ので、ガラス針の動作の条件を定量的に管理することが
でき、難しい細胞操作を熟練を要さず誰でも簡便に、再
現性良く行うことができるものである。マイクロマニピ
ュレータにおいては、サブミクロンオーダの微細な変位
を様々な速度で発生する必要があり、しかもこれを高精
度に位置決めしなければならない。かような性能は、従
来の電磁型モータなどを用いた駆動機構には望むべくも
ないが、超音波アクチュエータはナノメートルオーダの
変位を再現性良く発生でき、このような要求に余裕を持
って応えるものであった。
【０００７】図８は、提案の超音波アクチュエータの構
成を説明するための概念斜視図、図９は、本体の構造を
説明するための分解斜視図にして、図８の本体を倒立し
て分解した図であり、いずれも、特願平５−７９８１４
号に開示された図の引用である。図９において、１００
は超音波アクチュエータの本体である。２０１は支持体
である。支持体２０１は本体１００をその定在波の節で
回動自在に支持している。従って、本体１００の２つの
摺動部材１０３には押圧力が均等に付加される。２０２
は枠体である。支持体２０１は枠体２０２に一対のボー
ルブッシュ２０３を介して支持されるため、本体１００
を付勢する方向にのみ並進運動自在である。２０４はコ
イルスプリングであって、支持体２０１と枠体２０２の
一部２０５との間に挿着され、本体１００を付勢するた
めの押圧力を与える。２０６は台座であって、コイルス
プリング２０４が本体１００に与える押圧力の多寡を調
整可能とする。２０７は被駆動体で、一対のクロスロー
ラガイド２０８を介して枠体２０２の一部に支持される
ので、単一の方向にのみ並進運動自在である。被駆動体
２０７の上面２０９には摺動板２１０が固設されてい
る。本体１００はコイルスプリング２０４の押圧力によ
って摺動板２１０に付勢され、摺動部材１０３の楕円振
動の作用を受けて摺動板２１０を変位させる。摺動板２
１０が固設される被駆動体２０７には図示しないガラス
針が固定され、もってガラス針を微少駆動できるもので
ある。
成を説明するための概念斜視図、図９は、本体の構造を
説明するための分解斜視図にして、図８の本体を倒立し
て分解した図であり、いずれも、特願平５−７９８１４
号に開示された図の引用である。図９において、１００
は超音波アクチュエータの本体である。２０１は支持体
である。支持体２０１は本体１００をその定在波の節で
回動自在に支持している。従って、本体１００の２つの
摺動部材１０３には押圧力が均等に付加される。２０２
は枠体である。支持体２０１は枠体２０２に一対のボー
ルブッシュ２０３を介して支持されるため、本体１００
を付勢する方向にのみ並進運動自在である。２０４はコ
イルスプリングであって、支持体２０１と枠体２０２の
一部２０５との間に挿着され、本体１００を付勢するた
めの押圧力を与える。２０６は台座であって、コイルス
プリング２０４が本体１００に与える押圧力の多寡を調
整可能とする。２０７は被駆動体で、一対のクロスロー
ラガイド２０８を介して枠体２０２の一部に支持される
ので、単一の方向にのみ並進運動自在である。被駆動体
２０７の上面２０９には摺動板２１０が固設されてい
る。本体１００はコイルスプリング２０４の押圧力によ
って摺動板２１０に付勢され、摺動部材１０３の楕円振
動の作用を受けて摺動板２１０を変位させる。摺動板２
１０が固設される被駆動体２０７には図示しないガラス
針が固定され、もってガラス針を微少駆動できるもので
ある。
【０００８】本発明は、このような超音波アクチュエー
タの構成を出発点として発明された、新規な作用効果を
有する超音波アクチュエータの提案にかかるものであ
る。
タの構成を出発点として発明された、新規な作用効果を
有する超音波アクチュエータの提案にかかるものであ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の超
音波アクチュエータは、著しい特徴を有する反面、いく
つかの問題点をも有していた。これらを以下に説明す
る。
音波アクチュエータは、著しい特徴を有する反面、いく
つかの問題点をも有していた。これらを以下に説明す
る。
【００１０】第１に、従来の超音波アクチュエータは直
動型であった。直動の変位を要求する用途には、並進運
動が直接に取出せて有利である反面、世の中の機械要素
の大部分は回転型であって、回転運動を発生するアクチ
ュエータが求められている。しかるに従来の超音波アク
チュエータは、回転運動を取出すことができないため、
用途が限られてしまうという問題点があった。
動型であった。直動の変位を要求する用途には、並進運
動が直接に取出せて有利である反面、世の中の機械要素
の大部分は回転型であって、回転運動を発生するアクチ
ュエータが求められている。しかるに従来の超音波アク
チュエータは、回転運動を取出すことができないため、
用途が限られてしまうという問題点があった。
【００１１】第２に、図９の構成からも容易に理解でき
るように、アクチュエータ全体の構成が大型であった。
すなわち、本体１００に比してアクチュエータ全体の大
きさが大きく、それによって用途が限られてしまうとい
う問題点を有していた。
るように、アクチュエータ全体の構成が大型であった。
すなわち、本体１００に比してアクチュエータ全体の大
きさが大きく、それによって用途が限られてしまうとい
う問題点を有していた。
【００１２】第３に、構成が複雑であった。図９から理
解できるように、従来の超音波アクチュエータは構成部
品が多く、組立の際に調整を要する部分もあるために、
製造原価が嵩むという問題点を有していた。
解できるように、従来の超音波アクチュエータは構成部
品が多く、組立の際に調整を要する部分もあるために、
製造原価が嵩むという問題点を有していた。
【００１３】 本発明は従来の超音波アクチュエータの
問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の各請求
項に共通して対応する目的は、小型化が容易で、構成簡
潔にして製造原価の安い超音波アクチュエータを提供す
ることであり、加えて請求項３に対応する目的は、回転
運動を取出すことのできる超音波アクチュエータを提供
することである。
問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の各請求
項に共通して対応する目的は、小型化が容易で、構成簡
潔にして製造原価の安い超音波アクチュエータを提供す
ることであり、加えて請求項３に対応する目的は、回転
運動を取出すことのできる超音波アクチュエータを提供
することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】（１）請求項１に対応す
る超音波アクチュエータにおいては、超音波振動を行う
電気−機械変換素子と該超音波振動を受けて楕円振動を
発生する弾性体とからなる超音波アクチュエータ本体
と、該楕円振動の作用を受け、幾何学的変位を生じる被
駆動体と、前記超音波アクチュエータ本体を所定の位置
で支持するとともに前記超音波アクチェエータ本体の摺
動部を前記被駆動体に弾発力により付勢するための支持
付勢機構を備え、かつ、前記被駆動体を変位自在に支持
する枠体とを具備していることを特徴とするものであ
る。
る超音波アクチュエータにおいては、超音波振動を行う
電気−機械変換素子と該超音波振動を受けて楕円振動を
発生する弾性体とからなる超音波アクチュエータ本体
と、該楕円振動の作用を受け、幾何学的変位を生じる被
駆動体と、前記超音波アクチュエータ本体を所定の位置
で支持するとともに前記超音波アクチェエータ本体の摺
動部を前記被駆動体に弾発力により付勢するための支持
付勢機構を備え、かつ、前記被駆動体を変位自在に支持
する枠体とを具備していることを特徴とするものであ
る。
【００１５】 （２）請求項２に対応する超音波アクチ
ュエータにおいては、請求項１の構成に加えて、前記枠
体はバネ鋼の板材からなり、前記支持付勢機構は該板材
を打ち抜き曲げ加工して形成されている。
ュエータにおいては、請求項１の構成に加えて、前記枠
体はバネ鋼の板材からなり、前記支持付勢機構は該板材
を打ち抜き曲げ加工して形成されている。
【００１６】 （３）請求項３に対応する超音波アクチ
ュエータにおいては、請求項１または請求項２の構成に
加えて、前記被駆動体を回転体とした。
ュエータにおいては、請求項１または請求項２の構成に
加えて、前記被駆動体を回転体とした。
【００１７】
【作用】（１）請求項１に対応する超音波アクチュエー
タにおいては、枠体の一部分が超音波アクチュエータ本
体を所定の位置で支持するとともに前記超音波アクチェ
エータ本体の摺動部を前記被駆動体に弾発力により付勢
する支持付勢機構を構成するようにしたので、支持付勢
機構としての独立した部品がなくなり、構造が簡潔な超
音波アクチュエータになる。
タにおいては、枠体の一部分が超音波アクチュエータ本
体を所定の位置で支持するとともに前記超音波アクチェ
エータ本体の摺動部を前記被駆動体に弾発力により付勢
する支持付勢機構を構成するようにしたので、支持付勢
機構としての独立した部品がなくなり、構造が簡潔な超
音波アクチュエータになる。
【００１８】 （２）請求項２に対応する超音波アクチ
ュエータにおいては、請求項１の構成に加えて、前記枠
体はバネ鋼の板材からなり、前記支持付勢機構は該板材
を打ち抜き曲げ加工して形成されているので、製造が一
層容易で、構造簡潔にして小型、且つ、安価な超音波ア
クチュエータになる。
ュエータにおいては、請求項１の構成に加えて、前記枠
体はバネ鋼の板材からなり、前記支持付勢機構は該板材
を打ち抜き曲げ加工して形成されているので、製造が一
層容易で、構造簡潔にして小型、且つ、安価な超音波ア
クチュエータになる。
【００１９】 （３）請求項３に対応する超音波アクチ
ュエータにおいては、請求項１または請求項２の構成に
加えて、前記被駆動体を回転体としたので、回転運動を
取出すことのできる超音波アクチュエータになる。
ュエータにおいては、請求項１または請求項２の構成に
加えて、前記被駆動体を回転体としたので、回転運動を
取出すことのできる超音波アクチュエータになる。
【００２０】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る超音
波アクチュエータの実施例を説明する。
波アクチュエータの実施例を説明する。
【００２１】（実施例１）図１は、実施例１の超音波ア
クチュエータを示す分解斜視図、図２は図１の超音波ア
クチュエータの模式的側面図である。
クチュエータを示す分解斜視図、図２は図１の超音波ア
クチュエータの模式的側面図である。
【００２２】（構成）図において、１００は超音波アク
チュエータの本体であり、図６に示す超音波アクチュエ
ータの本体と同様の構成を有している。図６から明らか
なように、超音波アクチュエータの本体１００は、電気
−機械変換素子たる積層圧電体１０１と弾性体１０２と
を含んでいる。また、軸１０４は図１中の後述するフレ
ームの穴に回動自在に挿通されている。図１の３０１は
被駆動体たるロータでありジルコニアセラミクスなどの
硬度の高い材料で構成し、外周面をバフ研磨してある。
チュエータの本体であり、図６に示す超音波アクチュエ
ータの本体と同様の構成を有している。図６から明らか
なように、超音波アクチュエータの本体１００は、電気
−機械変換素子たる積層圧電体１０１と弾性体１０２と
を含んでいる。また、軸１０４は図１中の後述するフレ
ームの穴に回動自在に挿通されている。図１の３０１は
被駆動体たるロータでありジルコニアセラミクスなどの
硬度の高い材料で構成し、外周面をバフ研磨してある。
【００２３】３０２はステンレス鋼などからなる軸であ
り、ロータに一体的に強固に固定してある。３０３はブ
ッシュであり、軸３０２を後述のフレームに回動自在に
支持する。
り、ロータに一体的に強固に固定してある。３０３はブ
ッシュであり、軸３０２を後述のフレームに回動自在に
支持する。
【００２４】３０４，３０５はバネ鋼の板材を打ち抜
き、曲げ加工した枠体たるフレームである。フレームは
それぞれ、Ｕ字形の折曲げ部３０４ａ，３０５ａと、穴
３０４ｂ，３０５ｂを有しており、折曲げ部と穴とで、
支持付勢機構を構成している。３０６，３０７はスペー
サであり、フレーム３０４，３０５が一定の距離を保っ
て、ねじで固定されている。尚、組立てた超音波アクチ
ュエータ３００を真横から見ると、図２に示すように、
折曲げ部３０４ａ，３０５ａは互い違いに位置し、干渉
し合わないようにしてある。
き、曲げ加工した枠体たるフレームである。フレームは
それぞれ、Ｕ字形の折曲げ部３０４ａ，３０５ａと、穴
３０４ｂ，３０５ｂを有しており、折曲げ部と穴とで、
支持付勢機構を構成している。３０６，３０７はスペー
サであり、フレーム３０４，３０５が一定の距離を保っ
て、ねじで固定されている。尚、組立てた超音波アクチ
ュエータ３００を真横から見ると、図２に示すように、
折曲げ部３０４ａ，３０５ａは互い違いに位置し、干渉
し合わないようにしてある。
【００２５】（作用）２つの超音波アクチュエータの本
体１００は、フレーム３０４，３０５のそれぞれの穴３
０４ｂ，３０５ｂによって支持あるいは位置決めされる
と共に、それぞれの折曲げ部３０４ａ，３０５ａの弾発
力によってロータ３０１へ付勢されている。超音波アク
チュエータの摺動部材１０３が楕円振動を発生する原理
は、従来の超音波アクチュエータの原理と同一であるの
で、説明を省く。ロータ３０１は、互いに対向する超音
波振動子の本体１００から押圧力と駆動力を受ける。
体１００は、フレーム３０４，３０５のそれぞれの穴３
０４ｂ，３０５ｂによって支持あるいは位置決めされる
と共に、それぞれの折曲げ部３０４ａ，３０５ａの弾発
力によってロータ３０１へ付勢されている。超音波アク
チュエータの摺動部材１０３が楕円振動を発生する原理
は、従来の超音波アクチュエータの原理と同一であるの
で、説明を省く。ロータ３０１は、互いに対向する超音
波振動子の本体１００から押圧力と駆動力を受ける。
【００２６】（効果）本実施例に固有の効果として、ロ
ータ３０１は互いに対向する超音波アクチュエータの本
体１００から、駆動力を偶力として受けるので、駆動力
が倍増するのみならず、押圧力の反力が互いに打ち消さ
れて、軸３０２にラジアル荷重がかからず、ブッシュ３
０３の寿命がのびるという特徴を有している。
ータ３０１は互いに対向する超音波アクチュエータの本
体１００から、駆動力を偶力として受けるので、駆動力
が倍増するのみならず、押圧力の反力が互いに打ち消さ
れて、軸３０２にラジアル荷重がかからず、ブッシュ３
０３の寿命がのびるという特徴を有している。
【００２７】（実施例２）図３は、実施例２の超音波ア
クチュエータの本体部分のみを示す平面図、図４は、図
３の実施例２の超音波アクチュエータ全体を示す分解斜
視図、図５は図４の超音波アクチュエータの模式的側面
図である。
クチュエータの本体部分のみを示す平面図、図４は、図
３の実施例２の超音波アクチュエータ全体を示す分解斜
視図、図５は図４の超音波アクチュエータの模式的側面
図である。
【００２８】（構成）図３において、電気−機械変換素
子たる積層圧電体５０１は４個あり、弾性体５０２の上
下両側から、弾性体５０２を強力に励振する。５０３は
摺動部材であるが、弾性体５０２の妻面（長手方向の端
面）に固設されている。また、振動の節には軸でなく、
ねじ穴５０４が穿設されている。
子たる積層圧電体５０１は４個あり、弾性体５０２の上
下両側から、弾性体５０２を強力に励振する。５０３は
摺動部材であるが、弾性体５０２の妻面（長手方向の端
面）に固設されている。また、振動の節には軸でなく、
ねじ穴５０４が穿設されている。
【００２９】図４において、５００は図３を用いて説明
した超音波アクチュエータの本体である。超音波アクチ
ュエータの本体５００は、ねじ穴５０４を使って、後述
するフレームにねじで固定される。４０１は被駆動体た
るロータであり、ジルコニアセラミクスなどの硬度の高
い材料で構成し、外周面をバフ研磨してある。４０２は
ステンレス鋼などからなる軸であり、ロータに一体的に
強固に固定してある。４０３はブッシュであり、軸４０
２を後述のフレームに回動自在に支持する。
した超音波アクチュエータの本体である。超音波アクチ
ュエータの本体５００は、ねじ穴５０４を使って、後述
するフレームにねじで固定される。４０１は被駆動体た
るロータであり、ジルコニアセラミクスなどの硬度の高
い材料で構成し、外周面をバフ研磨してある。４０２は
ステンレス鋼などからなる軸であり、ロータに一体的に
強固に固定してある。４０３はブッシュであり、軸４０
２を後述のフレームに回動自在に支持する。
【００３０】４０４，４０５はバネ鋼の板材を打ち抜
き、曲げ加工した枠体たるフレームである。フレームは
それぞれ、Ｕ字形の折曲げ部４０４ａ，４０５ａと、穴
４０４ｂ，４０５ｂを有しており、折曲げ部と穴とで、
支持付勢機構を構成している。４０６，４０７はスペー
サであり、フレーム４０４，４０５が一定の距離を保っ
てねじで固定されている。尚、組立てた超音波アクチュ
エータ４００を真横から見ると、図５に示すように、折
曲げ部４０４ａ，４０５ａは互い違いに位置し、干渉し
合わないようにしてある。
き、曲げ加工した枠体たるフレームである。フレームは
それぞれ、Ｕ字形の折曲げ部４０４ａ，４０５ａと、穴
４０４ｂ，４０５ｂを有しており、折曲げ部と穴とで、
支持付勢機構を構成している。４０６，４０７はスペー
サであり、フレーム４０４，４０５が一定の距離を保っ
てねじで固定されている。尚、組立てた超音波アクチュ
エータ４００を真横から見ると、図５に示すように、折
曲げ部４０４ａ，４０５ａは互い違いに位置し、干渉し
合わないようにしてある。
【００３１】（作用）超音波アクチュエータの本体５０
０は、フレーム４０４，４０５のそれぞれの穴４０４
ｂ，４０５ｂによって支持あるいは位置決めされると共
に、それぞれの折曲げ部４０４ａ，４０５ａの弾発力に
よってロータ４０１へ付勢されている。
０は、フレーム４０４，４０５のそれぞれの穴４０４
ｂ，４０５ｂによって支持あるいは位置決めされると共
に、それぞれの折曲げ部４０４ａ，４０５ａの弾発力に
よってロータ４０１へ付勢されている。
【００３２】超音波アクチュエータの本体５００には、
妻面に摺動部材５０３が設けられている。この位置は２
次の屈曲共振の腹ではないが、振動の自由端であること
から屈曲共振に起因する振動振幅は十分に大きく、伸縮
の共振による振動とあわせて、質点が楕円形の軌跡に沿
って振動することには変わりがない。
妻面に摺動部材５０３が設けられている。この位置は２
次の屈曲共振の腹ではないが、振動の自由端であること
から屈曲共振に起因する振動振幅は十分に大きく、伸縮
の共振による振動とあわせて、質点が楕円形の軌跡に沿
って振動することには変わりがない。
【００３３】（効果）本実施例に固有の効果として、ロ
ータ４０１はただ一つの摺動部材に接すればよいので小
径でよく、全体をより一層小型に構成できるという効果
がある。
ータ４０１はただ一つの摺動部材に接すればよいので小
径でよく、全体をより一層小型に構成できるという効果
がある。
【００３４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば以下のような変形を加えてもよい。
のではなく、例えば以下のような変形を加えてもよい。
【００３５】（１）上記実施例では、枠体の一部をＵ字
に成形して支持付勢機構としたが、Ｕ字以外の形状、た
とえばΩ字，Ｖ字，Ｗ字などの形状でもよい。またＵ字
部分の幅は一定でもよいが、可動側（振動子側）に向け
て幅の狭まるハ字形状などにしても良い。またこれらの
曲げ部分には適切な熱処理を施すと良い。
に成形して支持付勢機構としたが、Ｕ字以外の形状、た
とえばΩ字，Ｖ字，Ｗ字などの形状でもよい。またＵ字
部分の幅は一定でもよいが、可動側（振動子側）に向け
て幅の狭まるハ字形状などにしても良い。またこれらの
曲げ部分には適切な熱処理を施すと良い。
【００３６】（２）上記実施例では、上下フレームにお
ける支持付勢機構の形成位置が異なっていた。すなわち
図２で説明したようにフレーム３０５における折曲部３
０５ａ，３０５ａの間隔は、フレーム３０４における折
曲部３０４ａ，３０４ａの間隔よりも狭く形成され、両
部品の形状は異なっていたが、上下フレームの形状を同
一にしても相互の干渉を防止することが可能である。例
えば、図１におけるフレーム３０５で左列の折曲部を手
前に、右列の折曲部を奥方にずらして形成すれば、同一
形状の部品を裏返してフレーム３０４の位置に配しても
それぞれの折曲部が干渉することはない。このように部
品を共通化すれば部品点数をいっそう削減することがで
きる。
ける支持付勢機構の形成位置が異なっていた。すなわち
図２で説明したようにフレーム３０５における折曲部３
０５ａ，３０５ａの間隔は、フレーム３０４における折
曲部３０４ａ，３０４ａの間隔よりも狭く形成され、両
部品の形状は異なっていたが、上下フレームの形状を同
一にしても相互の干渉を防止することが可能である。例
えば、図１におけるフレーム３０５で左列の折曲部を手
前に、右列の折曲部を奥方にずらして形成すれば、同一
形状の部品を裏返してフレーム３０４の位置に配しても
それぞれの折曲部が干渉することはない。このように部
品を共通化すれば部品点数をいっそう削減することがで
きる。
【００３７】（３）枠体のうち支持付勢機構が形成され
ている部分以外の部位に、補強用のリブをプレス形成し
たり、ゴムシートを貼着して制振構造にしても良い。
ている部分以外の部位に、補強用のリブをプレス形成し
たり、ゴムシートを貼着して制振構造にしても良い。
【００３８】（４）上記実施例では回転体を駆動した
が、直動機構にも応用可能である。この場合には、移動
体と振動子の周りを囲むように枠体を設け両者の中間に
支持付勢機構を設ければ良い。移動体は枠体に抱き寄せ
られる格好になって振動子に押し付けられる。
が、直動機構にも応用可能である。この場合には、移動
体と振動子の周りを囲むように枠体を設け両者の中間に
支持付勢機構を設ければ良い。移動体は枠体に抱き寄せ
られる格好になって振動子に押し付けられる。
【００３９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果がある。
ているので、以下に記載されるような効果がある。
【００４０】請求項１によれば、枠体の一部分が、超音
波アクチュエータ本体を所定の位置で支持しかつ摺動部
を被駆動体に弾発力により付勢する支持付勢機構を構成
するようにしたので、支持付勢機構としての独立した部
品がなくなり、構造が簡潔で、小型、且つ、安価な超音
波アクチュエータを提供できるという効果がある。
波アクチュエータ本体を所定の位置で支持しかつ摺動部
を被駆動体に弾発力により付勢する支持付勢機構を構成
するようにしたので、支持付勢機構としての独立した部
品がなくなり、構造が簡潔で、小型、且つ、安価な超音
波アクチュエータを提供できるという効果がある。
【００４１】 請求項２によれば、製造が一層容易で、
構造簡潔にして小型、且つ、安価な超音波アクチュエー
タを提供できるという効果がある。
構造簡潔にして小型、且つ、安価な超音波アクチュエー
タを提供できるという効果がある。
【００４２】 請求項３によれば、回転運動を取出すこ
とのできる超音波アクチュエータを提供できるという効
果がある。
とのできる超音波アクチュエータを提供できるという効
果がある。
【図１】本発明の実施例１による超音波アクチュエータ
を示す分解斜視図である。
を示す分解斜視図である。
【図２】図１の超音波アクチュエータの模式的側面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例２による超音波アクチュエータ
の本体部分のみを示す平面図である。
の本体部分のみを示す平面図である。
【図４】本発明の実施例２による超音波アクチュエータ
の全体を示す分解斜視図である。
の全体を示す分解斜視図である。
【図５】図４の超音波アクチュエータの模式的側面図で
ある。
ある。
【図６】従来の超音波アクチュエータを示す図である。
【図７】従来の超音波アクチュエータを示す図である。
【図８】従来の超音波アクチュエータを示す図である。
【図９】従来の超音波アクチュエータを示す図である。
１００ 超音波アクチュエータ本体
１０１ 積層圧電体
１０２ 弾性体
１０３ 摺動部材
１０４ 軸
２０１ 支持体
２０２ 枠体
２０３ ボールブッシュ
２０４ コイルスプリング
２０５ 枠体の一部
２０６ 台座
２０７ 被駆動体
２０８ クロスローラガイド
２０９ 被駆動体上面
２１０ 摺動板
３００ 超音波アクチュエータ
３０１ ロータ
３０２ 軸
３０３ ブッシュ
３０４ フレーム
３０４ａ 折曲げ部
３０４ｂ 穴
３０５ フレーム
３０５ａ 折曲げ部
３０５ｂ 穴
３０６ スペーサ
３０７ スペーサ
４００ 超音波アクチュエータ
４０１ ロータ
４０２ 軸
４０３ ブッシュ
４０４ フレーム
４０４ａ 折曲げ部
４０４ｂ 穴
４０５ フレーム
４０５ａ 折曲げ部
４０５ｂ 穴
４０６ スペーサ
４０７ スペーサ
５００ 超音波アクチュエータ本体
５０１ 積層圧電体
５０２ 弾性体
５０３ 摺動部材
５０４ ねじ穴
フロントページの続き
(72)発明者 粂井 一裕
東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ
リンパス光学工業株式会社内
(72)発明者 舟窪 朋樹
東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ
リンパス光学工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−70556（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−211075（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02N 2/00
Claims (3)
- 【請求項１】超音波振動を行う電気−機械変換素子と該
超音波振動を受けて楕円振動を発生する弾性体とからな
る超音波アクチュエータ本体と、 該楕円振動の作用を受け、幾何学的変位を生じる被駆動
体と、 前記超音波アクチュエータ本体を所定の位置で支持する
とともに前記超音波アクチェエータ本体の摺動部を前記
被駆動体に弾発力により付勢するための支持付勢機構を
備え、かつ、前記被駆動体を変位自在に支持する枠体と
を具備していることを特徴とする超音波アクチュエー
タ。 - 【請求項２】 前記枠体はバネ鋼の板材からなり、前記
支持付勢機構は該板材を打ち抜き曲げ加工して形成され
ていることを特徴とする請求項１記載の超音波アクチュ
エータ。 - 【請求項３】 前記被駆動体は回転体であることを特徴
とする請求項１又は請求項２記載の超音波アクチュエー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27405994A JP3401097B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 超音波アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27405994A JP3401097B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 超音波アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08140373A JPH08140373A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3401097B2 true JP3401097B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=17536402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27405994A Expired - Fee Related JP3401097B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 超音波アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401097B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100563091C (zh) * | 2004-06-25 | 2009-11-25 | 奥林巴斯株式会社 | 超声波电机 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242131B2 (en) | 2004-05-12 | 2007-07-10 | Olympus Corporation | Ultrasonic motor |
| JP4576154B2 (ja) | 2004-05-13 | 2010-11-04 | オリンパス株式会社 | 超音波モータ |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP27405994A patent/JP3401097B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100563091C (zh) * | 2004-06-25 | 2009-11-25 | 奥林巴斯株式会社 | 超声波电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08140373A (ja) | 1996-05-31 |
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