JP4373449B2 - 超音波モータを備えた微動機構及び振動体保持機構 - Google Patents
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Description
一方、超音波モータは、振動子を移動体に押圧させて振動させると、その摩擦力により移動体を移動させる。ここで、サブミクロンオーダの微小駆動の場合、振動子を移動体に押圧する力によって、移動体の移動量が変化する。例えば図9に模式的に示すような構成を有する駆動機構において、ある駆動条件で微小駆動させたとき、押圧力と移動量の間には図10に示すような関係がある。
また、本発明の第3の態様に係る装置は、上記第1又は2の態様において、前記薄板ばねは中央部にバネとして作用しない厚肉部を有し、前記薄板ばねの押圧方向ばね定数より小さなばね定数の弾性部材が前記厚肉部を押圧するように配置され、前記振動体に設けられた前記複数の突起部が前記振動体と共に前記厚肉部を介して前記弾性部材により前記移動体に押圧される、ことを特徴とする。
[第1の実施形態]
以上のように構成された本実施形態に係る超音波モータを備えた微動機構では、一体構造の保持部材5のみによって振動体8が固定台1に対して保持されており、摩擦摺動部やゴム部材等のような非線形要素(非線形性の高い要素を含む)が保持部材5に含まれない。また、移動体3の駆動方向を支持する剛性は、薄板ばね部7の引っ張り圧縮方向の剛性とほぼ一致するため、剛性が高い。例えば、厚みtを0.5mm、長さLを20mm、幅bを5mmとする一般的形状の薄板ばねであって材料がアルミニウムの薄板ばねの場合、薄板ばねの引っ張り圧縮方向の剛性は約6900N/mmである。この場合、仮に駆動反力が1Nとすれば、薄板ばねの引っ張り圧縮方向の変形は約0.15μmである。
また、本実施形態に係る微動機構では、保持部材5に設けられた薄板ばね部7の中央部にバネとして作用しない厚肉部7aが設けられ、これに振動体8が接着されるので、接着面にバネ変形による無理な応力が作用せず、耐久性をより向上させることができる。
[第2の実施形態]
図5乃至図8において、本実施形態における保持部材21は、例えばアルミニウム等の金属材料で構成されており、詳しくは図6(a)に示したように、ワイヤ放電加工等により切り欠き穴部22を設けることによって形成された薄板ばね部23(同図(a) では斜線で示した部分)を有する。また、詳しくは図7に示したように、保持部材21の移動体3側の平面にも、ワイヤ放電加工等により切り欠き穴部24が設けられており、これが切り欠き穴部22と繋がっている。
2 ガイド
3 移動体
4 摺動部材
5 保持部材
6 切り欠き穴部
7 薄板ばね部
8 振動体
9 突起部
10 固定用ビス穴
11 プランジャ
12 コイルばね
13 先端部材
21 保持部材
22 切り欠き穴部
23 薄板ばね部
24 切り欠き穴部
25 固定用ビス穴
31 固定台
32 ガイド
33 移動体
34 突起部
35 振動体
36 保持部材
Claims (4)
- 超音波モータを備えた微動機構であって、
固定台と、
前記固定台に対して移動軸方向に移動可能に支持された移動体と、
前記移動軸方向に対して平行な平面であって複数の突起部が設けられた第1の平面と当該第1の平面に対して平行な第2の平面とを有する立体的形状をしており、高周波電圧信号の印加により複数の振動モードを励起する振動体と、
前記振動体を前記固定台に対して保持する保持機構と、
を備え、
前記保持機構は、少なくとも摩擦摺動部又はゴム部材の一方を含む非線形性の高い要素を含まない高剛性材料によって構成されており、その一部は、前記振動体の前記第2の平面の一部と固定されるとともに、前記移動体の駆動方向に対して前記振動体を高剛性に保持し、前記駆動方向に直交する方向に対して弾性を有する、前記振動体との固定面に対して平行に延在して設けられた薄板ばねで構成されている、
ことを特徴とする微動機構。 - 前記薄板ばねは、前記保持機構と一体構造である、
ことを特徴とする請求項1記載の微動機構。 - 前記薄板ばねは中央部にバネとして作用しない厚肉部を有し、前記薄板ばねの押圧方向ばね定数より小さなばね定数の弾性部材が前記厚肉部を押圧するように配置され、前記振動体に設けられた前記複数の突起部が前記振動体と共に前記厚肉部を介して前記弾性部材により前記移動体に押圧される、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の微動機構。 - 固定台と、該固定台に対して移動軸方向に移動可能に支持された移動体と、超音波モータとを備えた微動機構における振動体保持機構であって、
前記超音波モータに含まれる振動体は、前記移動軸方向に対して平行な平面であって複数の突起部が設けられた第1の平面と当該第1の平面に対して平行な第2の平面とを有する立体的形状をしており、高周波電圧信号の印加により複数の振動モードを励起し、
前記振動体保持機構は、少なくとも摩擦摺動部又はゴム部材の一方を含む非線形性の高い要素を含まない高剛性材料によって構成されており、その一部は、前記振動体の前記第2の平面の一部と固定されるとともに、前記移動体の駆動方向に対して前記振動体を高剛性に保持し、前記駆動方向に直交する方向に対して弾性を有する、前記振動体との固定面に対して平行に延在して設けられた薄板ばねで構成されており、前記振動体を前記固定台に対して保持する、
ことを特徴とする振動体保持機構。
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