JP5704846B2 - Vibration type driving device - Google Patents

Vibration type driving device Download PDF

Info

Publication number
JP5704846B2
JP5704846B2 JP2010148513A JP2010148513A JP5704846B2 JP 5704846 B2 JP5704846 B2 JP 5704846B2 JP 2010148513 A JP2010148513 A JP 2010148513A JP 2010148513 A JP2010148513 A JP 2010148513A JP 5704846 B2 JP5704846 B2 JP 5704846B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
driven body
yoke
vibration type
type driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010148513A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012016107A (en
Inventor
小島 信行
信行 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2010148513A priority Critical patent/JP5704846B2/en
Priority to US13/091,821 priority patent/US8643252B2/en
Priority to CN201110116471.5A priority patent/CN102244191B/en
Priority to CN201410482052.7A priority patent/CN104362886A/en
Publication of JP2012016107A publication Critical patent/JP2012016107A/en
Priority to US14/151,012 priority patent/US9564837B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5704846B2 publication Critical patent/JP5704846B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、超音波モータ等と称される振動型駆動装置に関する。   The present invention relates to a vibration type driving device called an ultrasonic motor or the like.

振動子で被駆動体を駆動する超音波モータ等の振動型駆動装置として、例えば金属弾性部材から形成される振動板と圧電素子(電気−機械エネルギー変換素子)を接着等により一体化した振動子を用いるものがある。
このような振動子を用いる振動型駆動装置において、振動子と被駆動体との加圧力を発生させる方法として磁力を用いるものが提案されている。
特許文献1では、振動子の少なくとも一部に永久磁石を備える振動型駆動装置が提案されている。
また、特許文献2では、被駆動体の少なくとも一部に永久磁石を備える振動型駆動装置が提案されている。
また、特許文献3では、振動子と被駆動体との間の空間に磁気部材を配置した振動型駆動装置が提案されている。この特許文献3の装置では、振動子の第一の面から突出して被駆動体に接触する突起部を形成し、振動子の第一の面と被駆動体との間に磁石を配置して被駆動体を磁力により吸引するように構成されている。
As a vibration type driving device such as an ultrasonic motor that drives a driven body with a vibrator, a vibrator in which, for example, a diaphragm formed of a metal elastic member and a piezoelectric element (electro-mechanical energy conversion element) are integrated by bonding or the like Some use
In such a vibration type driving device using a vibrator, a method using magnetic force has been proposed as a method for generating a pressure force between the vibrator and a driven body.
Patent Document 1 proposes a vibration type driving device that includes a permanent magnet in at least a part of a vibrator.
Further, Patent Document 2 proposes a vibration type driving device including a permanent magnet in at least a part of a driven body.
Patent Document 3 proposes a vibration type driving device in which a magnetic member is arranged in a space between a vibrator and a driven body. In the apparatus of Patent Document 3, a protrusion that protrudes from the first surface of the vibrator and contacts the driven body is formed, and a magnet is disposed between the first surface of the vibrator and the driven body. The driven body is configured to be attracted by magnetic force.

特開2006−340443号公報JP 2006-340443 A 特開2005−354787号広報Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-354787 特開2007−312519号広報JP 2007-31519 A

上記した従来例における永久磁石を用いて振動子と被駆動体の加圧力を与える超音波モータ等では、バネによるものと比較すると機構の簡略化が可能である。しかしながら、これらの加圧力の発生に磁力を用いる従来のものにおいては振動子と被駆動体とを加圧接触させる際の加圧構造に、つぎのような課題を有している。
超音波モータが搭載される電子機器等においては、小型化、高密度実装化が常に求められており、超音波モータの加圧構造に対しても、更なる小型化が求められている。
一方で、超音波モータの出力、特に振動子による被駆動体に対する駆動力は振動子と被駆動体の加圧力に依存している。
すなわち、この振動子による被駆動体に対する駆動力は、振動子との加圧接触による摩擦力を介して被駆動体に伝えられ、それにより振動子に対し被駆動体が相対移動される。
したがって、超音波モータの駆動力は加圧接触による摩擦力を発生させる加圧力に依存することとなる。
このようなことから、小型化と、必要な加圧力の得られる加圧構造が求められるが、上記従来のものにはさらなる改善の余地がある。
また、加圧力の発生に磁力を用いる場合においては、加圧力のアンバランスが生じる可能性がある。
磁力により振動子に対する被駆動体が相対移動方向と平行な軸に対する回転力が生じる。その際、例えば寸法精度や取り付け精度により位置ずれや傾きを生じている場合等において、磁石部材と吸着物との距離が近づくほど吸引力が上昇するために、更に加圧力がアンバランスになる可能性がある。
したがって、このような加圧力のアンバランスを生じない構造のものがもとめられる。
In an ultrasonic motor or the like that applies a pressing force between the vibrator and the driven body using the permanent magnet in the conventional example described above, the mechanism can be simplified as compared with that using a spring. However, the conventional structure that uses magnetic force to generate these pressures has the following problems in the pressure structure when the vibrator and the driven body are brought into pressure contact.
In electronic devices and the like on which an ultrasonic motor is mounted, downsizing and high-density mounting are always required, and further downsizing is also required for the pressure structure of the ultrasonic motor.
On the other hand, the output of the ultrasonic motor, particularly the driving force applied to the driven body by the vibrator, depends on the applied pressure of the vibrator and the driven body.
That is, the driving force with respect to the driven body by the vibrator is transmitted to the driven body through the frictional force caused by the pressure contact with the vibrator, thereby moving the driven body relative to the vibrator.
Therefore, the driving force of the ultrasonic motor depends on the applied pressure that generates the frictional force due to the pressure contact.
For these reasons, there is a need for a pressurizing structure that can achieve downsizing and a necessary pressurizing force, but there is room for further improvement in the above-described conventional one.
Further, in the case where magnetic force is used for generating the pressing force, the pressing force may be unbalanced.
A rotational force about an axis parallel to the relative movement direction of the driven body with respect to the vibrator is generated by the magnetic force. At that time, for example, when there is a positional deviation or inclination due to dimensional accuracy or mounting accuracy, the attractive force increases as the distance between the magnet member and the attracted object gets closer, so the applied pressure can be further unbalanced. There is sex.
Therefore, a structure that does not cause such imbalance of the applied pressure is obtained.

本発明は、上記課題に鑑み、加圧構造を小型化することができると共に必要な加圧力を得ることができ、加圧力の安定化を図ることが可能となる振動型駆動装置を提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a vibration type driving device that can reduce the pressure structure and obtain the necessary applied pressure, and can stabilize the applied pressure. It is intended.

本発明の振動型駆動装置は、電気−機械エネルギー変換素子と、前記電気−機械エネルギー変換素子が接合された振動板とを有し、前記振動板に形成された接触部に楕円運動が生成可能に構成された振動子と、
前記振動子の接触部と加圧接触し前記楕円運動によって該振動子に対して相対移動する被駆動体と、を有する振動型駆動装置であって、
前記被駆動体の少なくとも一部が強磁性体によって形成されることにより第一磁気部材を構成し、
前記振動子の前記被駆動体側とは反対側に配されると共に前記相対移動する方向に延出するヨークと、該ヨークと前記振動子との間または前記ヨークの前記振動子側とは反対側に設けられた永久磁石と、前記振動子と、によって第二磁気部材を構成し、
前記第一磁気部材と該第二磁気部材との磁力による吸引力によって、前記被駆動体に前記振動子の接触部を加圧接触させることを特徴とする。
The vibration type driving device of the present invention has an electro-mechanical energy conversion element and a diaphragm to which the electro-mechanical energy conversion element is joined, and can generate an elliptical motion at a contact portion formed on the diaphragm. A vibrator configured in
A driven body having a driven body that is in pressure contact with the contact portion of the vibrator and moves relative to the vibrator by the elliptical motion,
The first magnetic member is configured by forming at least a part of the driven body from a ferromagnetic material,
A yoke disposed on the opposite side of the vibrator to the driven body side and extending in the relative movement direction, and between the yoke and the vibrator or on the opposite side of the yoke from the vibrator side A second magnetic member is constituted by the permanent magnet provided on the vibrator and the vibrator ;
Wherein the suction force by the magnetic force between the first magnetic member and said second magnetic member, characterized in that the contacting pressure the contact portion of the vibrator to the driven member.

本発明によれば、加圧構造を小型化することができると共に必要な加圧力を得ることができ、加圧力の安定化を図ることが可能となる振動型駆動装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a vibration type driving device that can downsize the pressurizing structure and obtain necessary pressurizing force and can stabilize the pressurizing force.

本発明の実施例1の超音波モータ(振動型駆動装置)の構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of the ultrasonic motor (vibration type drive device) of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における振動子の振動モードを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the vibration mode of the vibrator in Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1における超音波モータの構成を説明する各方向から示した図である。(a)は超音波モータの構成を示す平面図、(b)は超音波モータの構成を示す正面図、(c)は超音波モータにおける主にヨークの部分の構成を示す平面図である。It is the figure shown from each direction explaining the structure of the ultrasonic motor in Example 1 of this invention. (A) is a top view which shows the structure of an ultrasonic motor, (b) is a front view which shows the structure of an ultrasonic motor, (c) is a top view which mainly shows the structure of the part of a yoke in an ultrasonic motor. 本発明の実施例2における超音波モータの構成を説明する正面図である。It is a front view explaining the structure of the ultrasonic motor in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における超音波モータの構成を説明する正面図である。It is a front view explaining the structure of the ultrasonic motor in Example 3 of this invention. 本発明の実施例4における超音波モータの構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of the ultrasonic motor in Example 4 of this invention.

本発明の振動型駆動装置では、上記したように磁石から出る磁力線を集中させて磁石が持つ吸着力を効率的に利用するためのヨークを被駆動体の相対移動する方向に延出させる。そして、該振動子に形成された振動子の支持部と、ヨークと、を接合するように構成される。
このようにヨークを被駆動体に沿うように配置しているので、ヨークと被駆動体との間に磁力を発生させることができ、また振動子を形成する振動板の少なくとも一部が強磁性体で形成されており、この部分も被駆動体との磁気加圧力を発生させることができる。
また、振動子の被駆動体との接触部のみが強磁性体で形成されている構成を採ることにより、被駆動体と接するために磁気吸引力を発生させやすく、且つ接触部が直接加圧力を発生させるので相対移動方向と平行な軸に対する回転力の発生を抑えることが可能となる。
また、振動子に形成された支持部を、被駆動体の相対移動の方向に延出させ、ヨークと接合する構成を採ることによって、ヨークにより振動子の保持固定を行うことが可能となる。
また、振動子に形成された支持部とヨークとの接合部を、被駆動体の幅よりも狭い幅とする構成を採ることによって、ヨークの吸引力はこの接合部において大きく発生させることができる。この吸引力を接触部に近づけることができ被駆動体の相対移動方向と平行な軸に対する回転力の発生を抑えることが可能となる。
また、ヨークに永久磁石を配置すると共に、このヨークに配置された永久磁石に被駆動体の相対移動する方向に延出する第二のヨークを設けた構成を採ることによって、大きな加圧力を発生させることができる。
すなわち、ヨーク、永久磁石、第二のヨーク及び被駆動体に形成される磁気部材により、磁気回路を形成して大きな加圧力を発生させることが可能となる。
In the vibration type driving device of the present invention, as described above, the magnetic force lines coming out of the magnet are concentrated, and the yoke for efficiently using the attractive force of the magnet is extended in the direction of relative movement of the driven body. And it is comprised so that the support part of the vibrator | oscillator formed in this vibrator | oscillator and the yoke may be joined.
Since the yoke is arranged along the driven body in this way, a magnetic force can be generated between the yoke and the driven body, and at least a part of the diaphragm forming the vibrator is ferromagnetic. This part can also generate a magnetic pressure with the driven body.
Further, by adopting a configuration in which only the contact portion of the vibrator with the driven body is formed of a ferromagnetic material, it is easy to generate a magnetic attraction force to contact the driven body, and the contact portion is directly applied with pressure. Therefore, it is possible to suppress the generation of rotational force with respect to an axis parallel to the relative movement direction.
Further, by adopting a configuration in which the support portion formed on the vibrator extends in the direction of relative movement of the driven body and is joined to the yoke, the vibrator can be held and fixed by the yoke.
Further, by adopting a configuration in which the joint portion between the support portion and the yoke formed on the vibrator is narrower than the width of the driven body, a large suction force of the yoke can be generated at the joint portion. . This suction force can be brought close to the contact portion, and generation of a rotational force with respect to an axis parallel to the relative movement direction of the driven body can be suppressed.
In addition, a permanent magnet is arranged on the yoke, and a large pressing force is generated by adopting a configuration in which the second magnet extending in the direction of relative movement of the driven body is provided on the permanent magnet arranged on the yoke. Can be made.
That is, a magnetic circuit can be formed by a magnetic member formed on the yoke, the permanent magnet, the second yoke, and the driven body to generate a large pressing force.

以下、本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1として、本発明を適用して構成した超音波モータ(振動型駆動装置)の構成例を、図1を用いて説明する。
本実施例の振動形駆動装置としての超音波モータ10は、主として、振動子1と、振動子1に加圧接触状態で保持される被駆動体6とを備える。
振動子1は、圧電素子(電気−機械エネルギー変換素子)13と、圧電素子13が接合され弾性体である振動板11と、を有している。振動板11には、被駆動体と接触する接触部12が設けられている。
被駆動体6は強磁性体である鉄系の金属により形成され、振動子1と接触する部分にはニッケルめっき処理など耐摩耗性を高める処理が施されている。この被駆動体6は第一磁気部材として作用する。
また、磁力線を集中させるためのヨーク3を備え、このヨーク3は、振動子1に形成された支持部11−2(図3(a)参照)と、接合可能に構成されている。また、磁石部材4がヨーク3と平面同士で結合されており、これらの振動子1から磁石部材4までの保持固定が保持部材5によって行われている。
これらのほかに振動子1と外部との電気的な接続を行うフレキシブル基板(不図示)や、被駆動体6のガイド部材等(不図示)を備える。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
As a first embodiment, a configuration example of an ultrasonic motor (vibration type driving device) configured by applying the present invention will be described with reference to FIG.
An ultrasonic motor 10 as a vibration type driving device of the present embodiment mainly includes a vibrator 1 and a driven body 6 held in a pressure contact state with the vibrator 1.
The vibrator 1 includes a piezoelectric element (electro-mechanical energy conversion element) 13 and a diaphragm 11 that is an elastic body to which the piezoelectric element 13 is bonded. The diaphragm 11 is provided with a contact portion 12 that comes into contact with the driven body.
The driven body 6 is made of an iron-based metal that is a ferromagnetic body, and a portion that comes into contact with the vibrator 1 is subjected to a treatment for improving wear resistance such as a nickel plating treatment. This driven body 6 acts as a first magnetic member.
Moreover, the yoke 3 for concentrating a magnetic force line is provided, and this yoke 3 is comprised so that joining to the support part 11-2 (refer Fig.3 (a)) formed in the vibrator | oscillator 1 is possible. In addition, the magnet member 4 is coupled to the yoke 3 in a plane, and the holding member 5 holds and fixes the vibrator 1 to the magnet member 4.
In addition to these, a flexible substrate (not shown) that electrically connects the vibrator 1 and the outside, a guide member of the driven body 6 and the like (not shown) are provided.

超音波モータ10を動作させるには、圧電素子13に交流電圧を印加して振動子1に2つの面外曲げモードを励振する。
図2にこのとき用いられる振動モードの形状を示す。MODE−Aは、振動部11に図中X方向に平行に2つの節が現れる面外曲げ一次モードである。MODE−Aの振動により、接触部には、Z軸方向(振動板11と垂直な方向)に変位する振幅が励起される。MODE−Bは振動部11に図中Y方向に略平行に3つの節が現れる面外曲げ二次モードである。MODE−Bの振動によって、接触部には、X軸方向(振動板11と平行な方向)に変位する振幅が励起される。
これら二つのモードを重ね合わせることで、接触部12の表面に楕円運動が生成可能とされている。
そして、この楕円運動によって接触部12と加圧接触している被駆動体6を、振動子に対し被駆動体が相対移動される。
To operate the ultrasonic motor 10, an AC voltage is applied to the piezoelectric element 13 to excite the vibrator 1 in two out-of-plane bending modes.
FIG. 2 shows the shape of the vibration mode used at this time. MODE-A is an out-of-plane bending primary mode in which two nodes appear in the vibration part 11 in parallel to the X direction in the figure. Due to the vibration of MODE-A, an amplitude that is displaced in the Z-axis direction (direction perpendicular to the diaphragm 11) is excited in the contact portion. MODE-B is an out-of-plane bending secondary mode in which three nodes appear in the vibration part 11 substantially parallel to the Y direction in the figure. Due to the vibration of MODE-B, an amplitude that is displaced in the X-axis direction (direction parallel to the diaphragm 11) is excited in the contact portion.
By superimposing these two modes, an elliptical motion can be generated on the surface of the contact portion 12.
Then, the driven body is moved relative to the vibrator in the driven body 6 in pressure contact with the contact portion 12 by this elliptical motion.

図3の(a)、(b)、(c)は、図1の超音波モータを各方向から示したものである。
図3(a)は主に振動子1の構成を説明する超音波モータの平面図である。
図3(a)に示すように、振動子1はアルミニウムなど常磁性体金属材により板状に形成される振動板11を備える。
振動板11は、略矩形の振動部11−1、振動部11−1の側面から対向するように延出している結合部11−3、結合部11−3の端部に形成される支持部11−2とから構成される。
振動部11−1の平面部の2箇所には、鉄系金属など強磁性体により形成される接触部12が固定されている。
振動部11−1のもう一方の面には、図3(b)に示すように圧電素子13(電気−機械エネルギー変換素子)が結合されている。
振動子1は図3(a)に示すX、Y方向に略対称形状に形成されている。振動子1の接触部12を備える面の側に被駆動体6が配置される。
振動子1と被駆動体6のY方向の中心がZ方向から投影したときに一致するように互いの位置が決められている。振動子1と被駆動体6はX方向に相対移動を行う。
支持部11−2はZ方向から投影したときに被駆動体6と重なる位置に配置されている。また支持部11−2は被駆動体6よりも幅を狭く形成されている。
FIGS. 3A, 3B, and 3C show the ultrasonic motor of FIG. 1 from each direction.
FIG. 3A is a plan view of an ultrasonic motor that mainly explains the configuration of the vibrator 1.
As shown in FIG. 3A, the vibrator 1 includes a diaphragm 11 formed in a plate shape from a paramagnetic metal material such as aluminum.
The diaphragm 11 includes a substantially rectangular vibrating portion 11-1, a coupling portion 11-3 extending so as to face the side surface of the vibrating portion 11-1, and a support portion formed at an end of the coupling portion 11-3. 11-2.
Contact portions 12 formed of a ferromagnetic material such as an iron-based metal are fixed at two locations on the plane portion of the vibrating portion 11-1.
A piezoelectric element 13 (electro-mechanical energy conversion element) is coupled to the other surface of the vibration part 11-1 as shown in FIG.
The vibrator 1 is formed in a substantially symmetrical shape in the X and Y directions shown in FIG. The driven body 6 is disposed on the surface of the vibrator 1 that includes the contact portion 12.
The positions of the vibrator 1 and the driven body 6 are determined so that the centers in the Y direction coincide with each other when projected from the Z direction. The vibrator 1 and the driven body 6 move relative to each other in the X direction.
The support part 11-2 is disposed at a position overlapping the driven body 6 when projected from the Z direction. Further, the support portion 11-2 is formed to be narrower than the driven body 6.

図3(b)、(c)に示すように、2つの支持部11−2は、振動子の振動部11−1からX方向に延出した位置に設けられており、2つの支持部11−2の被駆動体6と面する側と逆の面には、図中X方向に延出するように形成されるヨーク3の両端であるヨーク端部3−2が結合されている。
ヨーク端部3−2の幅は支持部11−2と同じか狭くなるように形成されている。ヨーク3の圧電素子板13の近傍には磁石部材4が配置される。
磁石部材4は図中Z方向に磁化処理がなされている。磁石部材4には、図中Y方向に延出する保持部材5が固定されている。
保持部材5は常磁性体であるリン青銅板で形成されており、板バネ状の弾性構造を有している。保持部材5の図中Y方向両端部は不図示の枠体に保持固定される。
As shown in FIGS. 3B and 3C, the two support portions 11-2 are provided at positions extending in the X direction from the vibrating portion 11-1 of the vibrator, and the two support portions 11. -2 is connected to the opposite side of the side facing the driven body 6 to yoke end portions 3-2 which are both ends of the yoke 3 formed so as to extend in the X direction in the figure.
The width of the yoke end 3-2 is formed to be the same as or narrower than that of the support 11-2. A magnet member 4 is disposed in the vicinity of the piezoelectric element plate 13 of the yoke 3.
Magnet member 4 is magnetized in the Z direction in the figure. A holding member 5 extending in the Y direction in the figure is fixed to the magnet member 4.
The holding member 5 is formed of a phosphor bronze plate, which is a paramagnetic material, and has a leaf spring-like elastic structure. Both ends of the holding member 5 in the Y direction in the figure are held and fixed to a frame (not shown).

これらの構成要素により駆動部材14(図1参照)が形成され、被駆動体6との間に図中X方向の相対移動力を発生する。
保持部材5により駆動部材14が保持されており、この保持部材5の弾性構造により、主に図中Z方向、X及びY軸回りの変形自由度を与えることができる。
そのため、駆動部材14と被駆動体6との間に所望の位置関係に対してずれが生じても、磁気吸引力により互いに倣うように接触状態が与えられる。
本実施例では、以上の駆動部材14における磁石部材4、ヨーク3、強磁性体による2つの接触部12によって、第二磁気部材が形成される。
磁石部材4のY方向上面、即ち振動子近傍から出る磁力線は略Y方向に向かい、一部は接触部12を通る。この磁力線は第一磁気部材である被駆動体6を通る。また、磁石部材4から出る磁力線の一部は直接被駆動体6を通る。被駆動体6を通る磁力線の一部はヨーク3のX方向に延出している端部に向かう。ヨーク3を通る磁力線は、ヨーク3と接合している磁石部材4に戻る。
このように磁力線が通るようにすると、磁石部材4の磁力を駆動部材14と被駆動体6との吸引力に有効に用いることができる。
A driving member 14 (see FIG. 1) is formed by these components, and a relative movement force in the X direction in the figure is generated between the driving member 14 and the driven body 6.
The drive member 14 is held by the holding member 5, and the elastic structure of the holding member 5 can mainly give a degree of freedom of deformation around the Z direction, X and Y axes in the figure.
For this reason, even if a deviation occurs with respect to the desired positional relationship between the driving member 14 and the driven body 6, a contact state is given so as to follow each other by the magnetic attractive force.
In the present embodiment, the second magnetic member is formed by the magnet member 4, the yoke 3, and the two contact portions 12 made of ferromagnetic material in the driving member 14 described above.
The magnetic force lines coming from the upper surface of the magnet member 4 in the Y direction, that is, from the vicinity of the vibrator, are substantially in the Y direction, and a part thereof passes through the contact portion 12. This magnetic field line passes through the driven body 6 which is the first magnetic member. Further, part of the lines of magnetic force that emerge from the magnet member 4 passes directly through the driven body 6. Part of the lines of magnetic force passing through the driven body 6 goes to the end of the yoke 3 that extends in the X direction. The lines of magnetic force passing through the yoke 3 return to the magnet member 4 joined to the yoke 3.
When the magnetic lines of force pass in this way, the magnetic force of the magnet member 4 can be effectively used for the attractive force between the driving member 14 and the driven body 6.

以上の本実施例の構成によれば、超音波モータをつぎのように構成することができる。
磁石部材4を振動子近傍に配置することにより、被駆動体6との距離を少なくして吸引力を得る構成を採ることができる。
また、接触部12を強磁性体とし、磁石部材4から発生する磁力をこの接触部12に集める構成を採ることができる。
また、接触部12を被駆動体6に直接接触させ、吸引力を有効に発生させる構成を採ることができる。
また、ヨーク3を支持部11−2と結合するように形成し、ヨーク3を被駆動体6の近傍に位置させ、被駆動体6とヨーク3の間にも有効に吸引力を発生させる構成を採ることができる。
また、ヨーク3と磁石部材4とを直接接触させて磁力線を集中させる構成を採ることができる。
また、ヨークに振動子1を保持する作用を併せ持たせ、振動子1を保持するための部品を別に用意する必要の無い構成を採ることができる。
また、駆動部材14において、被駆動体6との吸引力を主に図3中のY方向の中心付近に集中している部位である接触部12とヨーク端部3−2により発生するようにした構成を採ることができる。これにより、駆動部材14と被駆動体6とにY方向の位置ずれが生じたときにも、磁力によるX軸周りのモーメントの発生を抑制するように構成することが可能となる。
このような本実施例の構成によれば、磁力による吸引力、即ち駆動部材14と被駆動体6との加圧力を小さな部品で十分に発生させることが可能となる。
また、駆動部材と被駆動体6との位置ずれにより生じる加圧力の偏りを小さくすることが可能となる。
According to the configuration of the present embodiment described above, the ultrasonic motor can be configured as follows.
By disposing the magnet member 4 in the vicinity of the vibrator, it is possible to reduce the distance from the driven body 6 and obtain a suction force.
Moreover, the contact part 12 can be made into a ferromagnetic body, and the structure which collects the magnetic force which generate | occur | produces from the magnet member 4 to this contact part 12 can be taken.
Moreover, the structure which makes the contact part 12 contact the driven body 6 directly, and generate | occur | produces a suction force effectively can be taken.
Further, the yoke 3 is formed so as to be coupled to the support portion 11-2, the yoke 3 is positioned in the vicinity of the driven body 6, and an attractive force is effectively generated between the driven body 6 and the yoke 3. Can be taken.
Moreover, the structure which makes the yoke 3 and the magnet member 4 contact directly, and concentrates a magnetic force line can be taken.
In addition, it is possible to adopt a configuration in which the yoke is also provided with an action of holding the vibrator 1 and there is no need to separately prepare parts for holding the vibrator 1.
Further, in the drive member 14, the suction force with the driven body 6 is generated mainly by the contact portion 12 and the yoke end portion 3-2, which are portions concentrated near the center in the Y direction in FIG. 3. Can be adopted. Accordingly, even when a displacement in the Y direction occurs between the driving member 14 and the driven body 6, it is possible to suppress the generation of a moment around the X axis due to the magnetic force.
According to the configuration of the present embodiment, it is possible to sufficiently generate the attractive force due to the magnetic force, that is, the pressing force between the driving member 14 and the driven body 6 with a small component.
In addition, it is possible to reduce the bias of the applied pressure caused by the positional deviation between the driving member and the driven body 6.

[実施例2]
実施例2として、実施例1と異なる形態の超音波モータ(振動形駆動装置)の構成例を、図4を用いて説明する。
なお、図1及び図3に示した、実施例1と同様の構成については説明を省略する。
本実施例においては、振動板11は鉄系の強磁性体金属で形成されている。本実施例の場合、振動板11をプレス成形して突起を形成することにより接触部12を設けてもよい。実施例1と同様に振動板11に別部材として固定してもよいが、プレス成形することにより工程が簡略化できコストが低減される。
振動子1から図中Z方向下側に向かい、保持部材5、ヨーク3、磁石部材4の順に配置されている。
ヨーク3は図1に示したものと同様にヨーク端部3−2が振動子の支持部11−2と結合している。
本実施例においては、磁石部材4、ヨーク3、保持部材5に加えて振動板11が第二磁気部材として作用する。また、ヨーク3、振動板11、接触部12は同磁極となる。
本実施例によれば、第一磁気部材として作用する被駆動体6の近傍に位置する振動板11が、磁気部材として作用するので、吸引力、即ち駆動部材14と被駆動体6との加圧力を、より効果的に発生させることが可能となる。
[Example 2]
As a second embodiment, a configuration example of an ultrasonic motor (vibration type driving device) having a different form from the first embodiment will be described with reference to FIG.
The description of the same configuration as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 3 is omitted.
In this embodiment, the diaphragm 11 is made of an iron-based ferromagnetic metal. In the case of the present embodiment, the contact portion 12 may be provided by press forming the diaphragm 11 to form a protrusion. Although it may be fixed as a separate member to the diaphragm 11 as in the first embodiment, the process can be simplified and the cost can be reduced by press molding.
The holding member 5, the yoke 3, and the magnet member 4 are arranged in this order from the vibrator 1 downward in the Z direction in the figure.
The yoke 3 has a yoke end 3-2 connected to the vibrator support 11-2 in the same manner as shown in FIG.
In this embodiment, in addition to the magnet member 4, the yoke 3, and the holding member 5, the diaphragm 11 acts as a second magnetic member. Moreover, the yoke 3, the diaphragm 11, and the contact part 12 become the same magnetic pole.
According to the present embodiment, the diaphragm 11 located in the vicinity of the driven body 6 acting as the first magnetic member acts as a magnetic member, so that an attractive force, that is, an application of the driving member 14 and the driven body 6 is applied. The pressure can be generated more effectively.

[実施例3]
実施例3として、実施例2を変形させた形態の超音波モータ(振動型駆動装置)の構成例を、図5を用いて説明する。
本実施例では、被駆動体6は永久磁石8と摩擦部材7とを結合して形成されている。
この摩擦部材7は、強磁性体であるマルテンサイト系ステンレスに焼入れを施して硬度を高めた状態で用いられる。また、ここでは駆動部材14には磁石部材は配されていない。
本実施例のように、第一磁気部材側に永久磁石を配置しても同様の効果を得ることができる。
[Example 3]
As Example 3, a configuration example of an ultrasonic motor (vibration type driving device) in a form obtained by modifying Example 2 will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the driven body 6 is formed by coupling a permanent magnet 8 and a friction member 7.
The friction member 7 is used in a state where the hardness is increased by quenching martensitic stainless steel, which is a ferromagnetic material. Here, no magnet member is arranged on the drive member 14.
Similar effects can be obtained even if a permanent magnet is arranged on the first magnetic member side as in this embodiment.

[実施例4]
実施例4として、実施例2を変形させた実施例3とは異なる形態の超音波モータ(振動型駆動装置)の構成例を、図6を用いて説明する。
本実施例では、図4に示す形態における磁石4の開放面に、第二ヨーク9を配置している。
第二ヨーク9の両端は図中X方向且つ被駆動体6の底面付近に延出している。この第二ヨーク端部9−2の幅は被駆動体6の幅よりも狭く形成されている。
本実施例のように第二ヨーク9を配することで、吸引力、即ち駆動部材14と被駆動体6との加圧力を更に高めることが可能となる。
また、本実施例においては、振動板11を常磁性体で形成しても良い。
振動板11を常磁性体とすることで、実施例1で説明したように駆動部材14と被駆動体6とにY方向の位置ずれが生じたときにも、磁力によるX軸周りのモーメントの発生を抑制することが可能となる。
[Example 4]
As Example 4, a configuration example of an ultrasonic motor (vibration type driving device) having a different form from Example 3 in which Example 2 is modified will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the second yoke 9 is disposed on the open surface of the magnet 4 in the form shown in FIG.
Both ends of the second yoke 9 extend in the X direction in the drawing and near the bottom surface of the driven body 6. The width of the second yoke end portion 9-2 is narrower than the width of the driven body 6.
By arranging the second yoke 9 as in the present embodiment, it is possible to further increase the suction force, that is, the applied pressure between the driving member 14 and the driven body 6.
In this embodiment, the diaphragm 11 may be formed of a paramagnetic material.
By using the diaphragm 11 as a paramagnetic material, even when a displacement in the Y direction occurs between the driving member 14 and the driven body 6 as described in the first embodiment, the moment around the X axis due to the magnetic force is increased. Occurrence can be suppressed.

1:振動子
3:ヨーク
4:磁石部材
5:保持部材
6:被駆動体
10:超音波モータ
11:振動板
12:接触部
13:圧電素子(電気−機械エネルギー変換素子)
14:駆動部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Vibrator 3: Yoke 4: Magnet member 5: Holding member 6: Driven body 10: Ultrasonic motor 11: Diaphragm 12: Contact part 13: Piezoelectric element (electro-mechanical energy conversion element)
14: Drive member

Claims (5)

電気−機械エネルギー変換素子と、前記電気−機械エネルギー変換素子が接合された振動板とを有し、前記振動板に形成された接触部に楕円運動が生成可能に構成された振動子と、
前記振動子の接触部と加圧接触し前記楕円運動によって該振動子に対して相対移動する被駆動体と、を有する振動型駆動装置であって、
前記被駆動体の少なくとも一部が強磁性体によって形成されることにより第一磁気部材を構成し、
前記振動子の前記被駆動体側とは反対側に配されると共に前記相対移動する方向に延出するヨークと、該ヨークと前記振動子との間または前記ヨークの前記振動子側とは反対側に設けられた永久磁石と、前記振動子と、によって第二磁気部材を構成し、
前記第一磁気部材と該第二磁気部材との磁力による吸引力によって、前記被駆動体に前記振動子の接触部を加圧接触させることを特徴とする振動型駆動装置。
A vibrator having an electro-mechanical energy conversion element and a diaphragm to which the electro-mechanical energy conversion element is joined, and configured to generate an elliptical motion in a contact portion formed on the diaphragm;
A driven body having a driven body that is in pressure contact with the contact portion of the vibrator and moves relative to the vibrator by the elliptical motion,
The first magnetic member is configured by forming at least a part of the driven body from a ferromagnetic material,
A yoke disposed on the opposite side of the vibrator to the driven body side and extending in the relative movement direction, and between the yoke and the vibrator or on the opposite side of the yoke from the vibrator side A second magnetic member is constituted by the permanent magnet provided on the vibrator and the vibrator ;
Wherein the suction force by the magnetic force between the first magnetic member and said second magnetic member, the vibration type driving apparatus according to claim wherein the contacting pressure of the contact portion of the vibrator to the driven member.
前記振動子のうち前記振動板に形成された前記接触部が、強磁性体で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の振動型駆動装置。 2. The vibration type driving device according to claim 1, wherein the contact portion formed on the vibration plate of the vibrator is formed of a ferromagnetic material. 前記振動子は支持部を備え、該支持部は、前記振動板の振動部から前記被駆動体の相対移動する方向に延出した位置に形成され、前記被駆動体の相対移動する方向に延出する前記ヨークの端部と接合されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動型駆動装置。 The vibrator includes a support portion, and the support portion is formed at a position extending from the vibration portion of the diaphragm in a direction in which the driven body is relatively moved, and extends in a direction in which the driven body is relatively moved. The vibration type driving apparatus according to claim 1, wherein the vibration type driving apparatus is joined to an end portion of the yoke to be taken out. 前記支持部と前記ヨークとが接合する接合部が、前記被駆動体の幅よりも狭い幅に構成されていることを特徴とする請求項に記載の振動型駆動装置。 4. The vibration type driving device according to claim 3 , wherein a joint portion where the support portion and the yoke are joined is configured to be narrower than a width of the driven body. 前記ヨークに前記永久磁石を配置すると共に、前記ヨークに配置された永久磁石に前記被駆動体の相対移動する方向に延出する第二のヨークを設けたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。   5. The permanent magnet disposed in the yoke, and a second yoke extending in a direction in which the driven body moves relative to the permanent magnet is provided on the yoke. The vibration type driving device according to any one of the above.
JP2010148513A 2010-05-11 2010-06-30 Vibration type driving device Expired - Fee Related JP5704846B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010148513A JP5704846B2 (en) 2010-06-30 2010-06-30 Vibration type driving device
US13/091,821 US8643252B2 (en) 2010-05-11 2011-04-21 Vibration wave actuator
CN201110116471.5A CN102244191B (en) 2010-05-11 2011-05-06 Vibration wave actuator
CN201410482052.7A CN104362886A (en) 2010-05-11 2011-05-06 Vibration wave actuator
US14/151,012 US9564837B2 (en) 2010-05-11 2014-01-09 Vibration wave actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010148513A JP5704846B2 (en) 2010-06-30 2010-06-30 Vibration type driving device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012016107A JP2012016107A (en) 2012-01-19
JP5704846B2 true JP5704846B2 (en) 2015-04-22

Family

ID=45601897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010148513A Expired - Fee Related JP5704846B2 (en) 2010-05-11 2010-06-30 Vibration type driving device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5704846B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6021559B2 (en) * 2012-09-28 2016-11-09 キヤノン株式会社 Vibration type driving device and imaging device
JP6422248B2 (en) 2013-07-10 2018-11-14 キヤノン株式会社 Driving device and lens driving device having the same
JP6501487B2 (en) 2014-10-27 2019-04-17 キヤノン株式会社 Ultrasonic motor and drive device using ultrasonic motor
JP6602054B2 (en) 2015-05-29 2019-11-06 キヤノン株式会社 Piezoelectric body, vibrator, and vibration wave motor
JP6546464B2 (en) 2015-06-26 2019-07-17 キヤノン株式会社 Linear drive device and optical device using vibration wave motor
JP6594175B2 (en) 2015-11-20 2019-10-23 キヤノン株式会社 Vibration wave motor, linear drive device and optical device using the vibration wave motor
JP6971603B2 (en) 2017-03-28 2021-11-24 キヤノン株式会社 Imaging device
US11439435B2 (en) 2018-12-06 2022-09-13 Canon Kabushiki Kaisha Stage device, minute operation device, and method of controlling same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0898565A (en) * 1994-09-19 1996-04-12 Ricoh Co Ltd Vibrating actuator
JP4881064B2 (en) * 2006-05-18 2012-02-22 キヤノン株式会社 Vibration type driving device
JP2008048557A (en) * 2006-08-18 2008-02-28 Nidec Copal Corp Piezoelectric actuator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012016107A (en) 2012-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5704846B2 (en) Vibration type driving device
JP5765993B2 (en) Vibration type driving device
US9564837B2 (en) Vibration wave actuator
JP6029854B2 (en) Vibrator and vibration generator
JP4756916B2 (en) Vibration wave motor
US10580963B2 (en) Method for manufacturing a vibration actuator
WO2018079251A1 (en) Linear vibration motor
JP5656429B2 (en) Vibration wave drive
JP6049277B2 (en) Vibration type driving device
JP4881064B2 (en) Vibration type driving device
EP1512888A2 (en) Lever-arm displacement-increasing device
JP5669444B2 (en) Vibration type driving device
JP2019041548A (en) Linear oscillation motor and electronic equipment
JP6128868B2 (en) Vibration type driving device and imaging device
JP6181836B2 (en) Vibration generator
JP2016226247A (en) Vibration motor
JP2008048557A (en) Piezoelectric actuator
JP6491275B2 (en) Vibration generator
JP5349768B2 (en) Vibration wave drive
JP6346688B2 (en) Vibration generator
JP6423911B2 (en) Vibration generator
KR101632041B1 (en) Vibration motor
JP6370436B2 (en) Vibration type driving device and imaging device
JP7152438B2 (en) vibration generator
WO2019130683A1 (en) Linear vibration motor and electronic equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130620

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20131212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140415

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150224

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5704846

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees