JP6155777B2 - Actuator device - Google Patents
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Description
本発明は、アクチュエータを用いて被駆動部を駆動させるアクチュエータ装置に関する。特には、形状記憶合金(SMA:Shape memory alloy)等からなる収縮可能なワイヤを備えるアクチュエータ装置に関する。 The present invention relates to an actuator device that drives a driven part using an actuator. In particular, the present invention relates to an actuator device including a contractible wire made of a shape memory alloy (SMA) or the like.
携帯電話などの電子機器に搭載されるバイブレータ等に利用されるアクチュエータ装置として、SMA等からなり収縮可能なワイヤを動力源とするものが知られている(例えば特許文献1〜3参照)。一般に、SMAからなるワイヤは、通電等によって発熱することで所定の長さから縮み、冷却されることで所定の長さに戻る性質を有している。このような収縮可能なワイヤを動力源とするアクチュエータ装置は、振動モータなどを動力源とする従来のアクチュエータ装置に比べて、小型であり、その上、高い応答性を有している。 As an actuator device used for a vibrator or the like mounted on an electronic device such as a cellular phone, an actuator device made of SMA or the like and using a contractible wire as a power source is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3). In general, a wire made of SMA has a property of contracting from a predetermined length by generating heat by energization or the like and returning to a predetermined length by cooling. Such an actuator device using a retractable wire as a power source is smaller than a conventional actuator device using a vibration motor or the like as a power source, and also has high responsiveness.
ここで、特許文献1を参考にしたアクチュエータ装置の第1の従来例について説明する。図13は、第1の従来例に係るアクチュエータ装置1Pの斜視図である。 Here, a first conventional example of an actuator device with reference to Patent Document 1 will be described. FIG. 13 is a perspective view of an actuator device 1P according to the first conventional example.
アクチュエータ装置1Pは、ワイヤ状の形状記憶合金2Pと、弾性部材3Pと、可動部4Pと、固定部5Pと、を備えている。弾性部材3Pは、アクチュエータ装置1Pの高さ方向に対して垂直な方向に延びる板ばねからなり、アクチュエータ装置1Pの高さ方向に可撓性を有している。可動部4Pは、アクチュエータ装置1Pの高さ方向に移動可能な状態で、弾性部材3Pを介して固定部5Pに連結されている。形状記憶合金2Pは、弾性部材3Pに対してある角度(例えば60°)をなすように可動部4Pと固定部5Pとの間に張り渡されている。形状記憶合金2Pと弾性部材3Pとは、被駆動部である可動部4Pをアクチュエータ装置1Pの高さ方向に沿って移動させるアクチュエータを構成している。 The actuator device 1P includes a wire-shaped shape memory alloy 2P, an elastic member 3P, a movable portion 4P, and a fixed portion 5P. The elastic member 3P is a leaf spring extending in a direction perpendicular to the height direction of the actuator device 1P, and has flexibility in the height direction of the actuator device 1P. The movable part 4P is connected to the fixed part 5P via the elastic member 3P in a state where it can move in the height direction of the actuator device 1P. The shape memory alloy 2P is stretched between the movable portion 4P and the fixed portion 5P so as to form an angle (for example, 60 °) with respect to the elastic member 3P. The shape memory alloy 2P and the elastic member 3P constitute an actuator that moves the movable portion 4P, which is a driven portion, along the height direction of the actuator device 1P.
アクチュエータ装置1Pでは、形状記憶合金2Pが通電されることにより発熱して所定の長さから所定の収縮量だけ縮むと、可動部4Pが固定部5Pに近づくように移動する。その後、形状記憶合金2Pが冷却されて所定の長さに戻ると、可動部4Pが固定部5Pから離れるように移動して元の位置に戻る。 In the actuator device 1P, when the shape memory alloy 2P is energized to generate heat and contract from a predetermined length by a predetermined contraction amount, the movable part 4P moves so as to approach the fixed part 5P. Thereafter, when the shape memory alloy 2P is cooled and returned to a predetermined length, the movable portion 4P moves away from the fixed portion 5P and returns to the original position.
次に、特許文献2を参考にしたアクチュエータ装置の第2の従来例について説明する。図14(A)は、第2の従来例に係るアクチュエータ装置1Qの側面図である。図14(B)は、第2の従来例に係るアクチュエータ装置1Qの平面図である。 Next, a second conventional example of an actuator device with reference to Patent Document 2 will be described. FIG. 14A is a side view of the actuator device 1Q according to the second conventional example. FIG. 14B is a plan view of the actuator device 1Q according to the second conventional example.
アクチュエータ装置1Qは、SMAワイヤ2Qと、レバー部材3Qと、レンズユニット4Qと、バイアスバネ6Qと、ベース部材5Qと、平行板バネ7Qと、支持脚8Qと、支持部9Qと、電極固定部10Qと、を備えている。SMAワイヤ2Qとレバー部材3Qとは、被駆動部であるレンズユニット4Qをアクチュエータ装置1Qの高さ方向に沿って移動させるアクチュエータを構成している。 The actuator device 1Q includes an SMA wire 2Q, a lever member 3Q, a lens unit 4Q, a bias spring 6Q, a base member 5Q, a parallel plate spring 7Q, a support leg 8Q, a support portion 9Q, and an electrode fixing portion 10Q. And. The SMA wire 2Q and the lever member 3Q constitute an actuator that moves the lens unit 4Q, which is a driven portion, along the height direction of the actuator device 1Q.
具体的には、ベース部材5Qは、アクチュエータ装置1Qの高さ方向に対して垂直な主面を有する板状の部材である。支持脚8Qと電極固定部10Qとは、ベース部材5Qの主面に固定されている。レンズユニット4Qは、平行板バネ7Qを介してベース部材5Qに取り付けられており、アクチュエータ装置1Qの高さ方向に沿って移動可能である。支持部9Qは、レンズユニット4Qの対物側先端の外周縁部から突出している。バイアスバネ6Qは、レンズユニット4Qをベース部材5Q側に押し下げている。レバー部材3Qは、側面視してL字状であり、変位入力部31Qと、変位出力部32Qと、を有している。変位出力部32Qは、平面視して円弧状であり、アクチュエータ装置1Qの高さ方向に対して垂直な面内でレンズユニット4Qの外周に沿って延びている。変位入力部31Qは、変位出力部32Qの円弧中心部分に連結され、ベース部材5Q側に延びている。SMAワイヤ2Qは、変位入力部31Qに掛け渡された状態で、2つの電極固定部10Qに両端が固定されている。 Specifically, the base member 5Q is a plate-like member having a main surface perpendicular to the height direction of the actuator device 1Q. Support leg 8Q and electrode fixing portion 10Q are fixed to the main surface of base member 5Q. The lens unit 4Q is attached to the base member 5Q via a parallel leaf spring 7Q, and is movable along the height direction of the actuator device 1Q. The support portion 9Q protrudes from the outer peripheral edge portion at the objective end of the lens unit 4Q. The bias spring 6Q pushes the lens unit 4Q down to the base member 5Q side. The lever member 3Q is L-shaped when viewed from the side, and has a displacement input portion 31Q and a displacement output portion 32Q. The displacement output portion 32Q has an arc shape in plan view, and extends along the outer periphery of the lens unit 4Q in a plane perpendicular to the height direction of the actuator device 1Q. The displacement input portion 31Q is connected to the center of the arc of the displacement output portion 32Q and extends toward the base member 5Q. Both ends of the SMA wire 2Q are fixed to the two electrode fixing portions 10Q in a state where they are stretched over the displacement input portion 31Q.
レバー部材3Qは、側面視して変位入力部31Qと変位出力部32Qとが結合する部分を支点として、支持脚8Qの先端に揺動自在に取り付けられている。また、レバー部材3Qは、変位出力部32Qの側面に一対の支持部9Qが接触しており、変位入力部31Qの側面にSMAワイヤ2Qが接続されている。そのため、レバー部材3Qは、支持脚8Qとの接続点を支点とし、支持部9Qとの接続点を作用点とし、SMAワイヤ2Qとの接続点を力点とするテコとして機能する。 The lever member 3Q is swingably attached to the tip of the support leg 8Q with a portion where the displacement input portion 31Q and the displacement output portion 32Q are coupled as a fulcrum when viewed from the side. The lever member 3Q has a pair of support portions 9Q in contact with the side surface of the displacement output portion 32Q, and the SMA wire 2Q is connected to the side surface of the displacement input portion 31Q. Therefore, the lever member 3Q functions as a lever having a connection point with the support leg 8Q as a fulcrum, a connection point with the support portion 9Q as an action point, and a connection point with the SMA wire 2Q as a power point.
アクチュエータ装置1Qでは、SMAワイヤ2Qが通電されることにより発熱して所定の長さから所定の収縮量だけ縮む。すると、レバー部材3Qが反時計回りに揺動し、レンズユニット4Qをベース部材5Qから離れるように移動させる。その後、SMAワイヤ2Qが冷却されて所定の長さに戻ると、レバー部材3Qが時計回りに揺動し、レンズユニット4Qをベース部材5Qに近づくように移動させる。 In the actuator device 1Q, the SMA wire 2Q is energized to generate heat and contract from a predetermined length by a predetermined contraction amount. Then, the lever member 3Q swings counterclockwise, and the lens unit 4Q is moved away from the base member 5Q. Thereafter, when the SMA wire 2Q is cooled and returned to a predetermined length, the lever member 3Q swings clockwise and moves the lens unit 4Q so as to approach the base member 5Q.
次に、特許文献3を参考にしたアクチュエータ装置の第3の従来例について説明する。図15(A)は、第3の従来例に係るアクチュエータ装置1Rの断面図である。図15(B)は、第3の従来例に係るアクチュエータ装置1Rの斜視図である。 Next, a third conventional example of an actuator device with reference to Patent Document 3 will be described. FIG. 15A is a cross-sectional view of an actuator device 1R according to a third conventional example. FIG. 15B is a perspective view of an actuator device 1R according to a third conventional example.
アクチュエータ装置1Rは、ワイヤ状のSMA部材2Rと、テコ機構3Rと、被駆動部材4Rと、与圧部材6Rと、ベース5Rと、軸受7Rと、摺動軸8Rと、突起9Rと、を備えている。SMA部材2Rとテコ機構3Rとは、被駆動部である被駆動部材4Rをアクチュエータ装置1Rの高さ方向に沿って移動させるアクチュエータを構成している。 The actuator device 1R includes a wire-like SMA member 2R, a lever mechanism 3R, a driven member 4R, a pressurizing member 6R, a base 5R, a bearing 7R, a sliding shaft 8R, and a protrusion 9R. ing. The SMA member 2R and the lever mechanism 3R constitute an actuator that moves the driven member 4R, which is a driven portion, along the height direction of the actuator device 1R.
被駆動部材4Rは、アクチュエータ装置1Rの高さ方向に対して垂直な受光面を有する光学素子からなる。ベース5Rは、被駆動部材4Rの受光面と概略平行な面を有している。摺動軸8Rは、被駆動部材4Rの受光面に対して垂直に延び、ベース5Rに固定されている。軸受7Rは、被駆動部材4Rの側面に固定されている円筒状の部材であり、内部に摺動軸8Rが挿入されている。軸受7Rと摺動軸8Rとは摺動可能となっている。これにより、被駆動部材4Rは、アクチュエータ装置1Rの高さ方向に可動となっている。また、与圧部材6Rは、ベース5Rとは反対側の方向に被駆動部材4Rを押し上げている。 The driven member 4R is composed of an optical element having a light receiving surface perpendicular to the height direction of the actuator device 1R. The base 5R has a surface substantially parallel to the light receiving surface of the driven member 4R. The sliding shaft 8R extends perpendicularly to the light receiving surface of the driven member 4R and is fixed to the base 5R. The bearing 7R is a cylindrical member fixed to the side surface of the driven member 4R, and a sliding shaft 8R is inserted therein. The bearing 7R and the sliding shaft 8R are slidable. Thereby, the driven member 4R is movable in the height direction of the actuator device 1R. The pressurizing member 6R pushes up the driven member 4R in the direction opposite to the base 5R.
テコ機構3Rは、ベース5Rから立設するI字状の部材であり、被駆動部材4Rの側面に対向している。SMA部材2Rは、ベース5Rとテコ機構3Rとの間に張り渡されている。突起9Rは、被駆動部材4Rの側面から突出しており、テコ機構3Rに対向している。テコ機構3Rは、ベース5Rに固定されている一端を支点として、ベース5Rに揺動自在に取り付けられている。そして、テコ機構3Rは、先端近傍の側面を作用点として突起9Rに接触しており、側面中央を力点としてSMA部材2Rに接続されている。 The lever mechanism 3R is an I-shaped member standing from the base 5R, and faces the side surface of the driven member 4R. The SMA member 2R is stretched between the base 5R and the lever mechanism 3R. The protrusion 9R protrudes from the side surface of the driven member 4R and faces the lever mechanism 3R. The lever mechanism 3R is swingably attached to the base 5R with one end fixed to the base 5R as a fulcrum. The lever mechanism 3R is in contact with the protrusion 9R with the side surface near the tip as the action point, and is connected to the SMA member 2R with the center of the side surface as the power point.
アクチュエータ装置1Rでは、SMA部材2Rが通電されることにより発熱して所定の長さから所定の収縮量だけ縮む。すると、テコ機構3Rが時計回りに揺動して、被駆動部材4Rをベース5Rに近づくように移動させる。一方、SMA部材2Rが冷却されて所定の長さに戻ると、テコ機構3Rが反時計回りに揺動して、被駆動部材4Rをベース5Rから離れるように移動させる。 In the actuator device 1R, when the SMA member 2R is energized, it generates heat and shrinks from a predetermined length by a predetermined contraction amount. Then, the lever mechanism 3R swings clockwise to move the driven member 4R so as to approach the base 5R. On the other hand, when the SMA member 2R is cooled and returned to a predetermined length, the lever mechanism 3R swings counterclockwise to move the driven member 4R away from the base 5R.
SMA等からなり収縮可能なワイヤを動力源とするアクチュエータ装置では、ワイヤを周期的に駆動することにより、被駆動部を振動させることが可能である。通常、被駆動部を振動させる場合に被駆動部の振動振幅を大きくするためには、ワイヤの収縮量に対する被駆動部の振動振幅の拡大率(以下、振動拡大率という。)を大きくするか、ワイヤの収縮量自体を大きくする必要がある。しかしながら、従来のアクチュエータ装置において、振動拡大率を大きくしたり、ワイヤの収縮量自体を大きくしたりするためには、アクチュエータ装置の大型化が避けられなかった。 In an actuator device that uses a contractible wire made of SMA or the like as a power source, the driven portion can be vibrated by periodically driving the wire. Usually, in order to increase the vibration amplitude of the driven part when the driven part is vibrated, is the increase rate of the vibration amplitude of the driven part with respect to the contraction amount of the wire (hereinafter referred to as vibration expansion rate) increased? It is necessary to increase the contraction amount of the wire itself. However, in the conventional actuator device, in order to increase the vibration expansion rate or increase the contraction amount of the wire itself, it is inevitable to increase the size of the actuator device.
例えば、第1の従来例で示したような、ワイヤが被駆動部に直接接続されるアクチュエータ装置であれば、被駆動部の振動振幅を大きくするには、ワイヤの全長を長くしてワイヤの収縮量を大きくする必要がある。その上、被駆動部を安定した姿勢で振動させるためには、被駆動部を挟んで対向するように2本のワイヤを配置する必要がある。これらのことが、被駆動部の振動振幅を大きくする際にアクチュエータ装置が大型化する要因となっていた。 For example, in the case of an actuator device in which a wire is directly connected to a driven part as shown in the first conventional example, in order to increase the vibration amplitude of the driven part, the total length of the wire is increased. It is necessary to increase the amount of shrinkage. In addition, in order to vibrate the driven part in a stable posture, it is necessary to arrange two wires so as to face each other with the driven part interposed therebetween. These are factors that increase the size of the actuator device when the vibration amplitude of the driven part is increased.
また、第2の従来例で示したような、L字型のテコを用いるアクチュエータ装置では、被駆動部の振動振幅を大きくするには、テコにおける支点から力点までの距離と作用点までの距離との比を大きくして振動拡大率を大きくする必要がある。その上、L字型のテコを用いるアクチュエータ装置では、テコの支点(回転軸)に摩擦が生じ、ワイヤに生じる振動エネルギーの一部が消費されてワイヤの収縮量が小さくなってしまう。このため、被駆動部の振動振幅を大きくするには、ワイヤの全長を長くしてワイヤの収縮量を大きくする必要がある。さらには、L字型のテコを用いるアクチュエータ装置では、テコの位置を戻すためのバネ部材と、テコを揺動自在に支持するための支持部材とを配置するスペースが必要である。これらのことが、被駆動部の振動振幅を大きくする際にアクチュエータ装置が大型化する要因となっていた。 Further, in the actuator device using the L-shaped lever as shown in the second conventional example, in order to increase the vibration amplitude of the driven portion, the distance from the fulcrum to the power point and the distance to the action point in the lever It is necessary to increase the vibration magnification ratio by increasing the ratio. In addition, in an actuator device using an L-shaped lever, friction is generated at the lever fulcrum (rotating shaft), and a part of vibration energy generated in the wire is consumed, so that the amount of contraction of the wire is reduced. For this reason, in order to increase the vibration amplitude of the driven part, it is necessary to lengthen the entire length of the wire and increase the contraction amount of the wire. Furthermore, in an actuator device using an L-shaped lever, a space for arranging a spring member for returning the lever position and a support member for swingably supporting the lever is required. These are factors that increase the size of the actuator device when the vibration amplitude of the driven part is increased.
また、第3の従来例で示したような、I字型のテコを用いるアクチュエータ装置でも被駆動部の振動振幅を大きくするには、テコにおける支点から力点までの距離と作用点までの距離との比を大きくして振動拡大率を大きくする必要がある。その上、I字型のテコを用いるアクチュエータ装置では、テコと被駆動部との作用点に摩擦が生じるため、やはりワイヤに生じる振動エネルギーの一部が消費され、ワイヤの収縮量が小さくなってしまう。このため、被駆動部の振動振幅を大きくするには、ワイヤの全長を長くしてワイヤの収縮量を大きくする必要がある。これらのことが、被駆動部の振動振幅を大きくする際にアクチュエータ装置が大型化する要因となっていた。 Further, in the actuator device using the I-shaped lever as shown in the third conventional example, in order to increase the vibration amplitude of the driven portion, the distance from the fulcrum to the force point and the distance to the action point in the lever Therefore, it is necessary to increase the vibration expansion ratio by increasing the ratio. In addition, in the actuator device using the I-shaped lever, friction is generated at the action point between the lever and the driven portion, so that a part of the vibration energy generated in the wire is consumed and the contraction amount of the wire is reduced. End up. For this reason, in order to increase the vibration amplitude of the driven part, it is necessary to lengthen the entire length of the wire and increase the contraction amount of the wire. These are factors that increase the size of the actuator device when the vibration amplitude of the driven part is increased.
なお、I字型のテコを用いるアクチュエータ装置の場合、テコの先端をアクチュエータ装置の高さ方向から大きく傾ければ、アクチュエータ装置の高さ方向の大型化を防ぐことが可能である。しかしながら、その場合には、テコとワイヤとがなす角度が小さくなってしまうので、テコとワイヤとの摩擦によるワイヤの摩耗がより発生しやすくなってワイヤの寿命が短くなってしまう。また、ワイヤをテコに対してはんだ接合する場合や、ワイヤをテコに掛け渡す場合には、テコとワイヤとがなす角度が小さくなると、テコにワイヤが接続される位置がずれやすくなる。すると、ワイヤに生じる振動エネルギーがテコを介して被駆動部に伝達され難くなるため、ワイヤの収縮量があまり大きくならず、被駆動部の振動振幅に製品毎のばらつきが生じてしまう。その上、テコの長辺に対してワイヤが斜め方向に張られていると、ワイヤをテコに対して接合する接合強度が弱くなることある。テコの長辺に対してワイヤが垂直方向に張られていれば、接合強度が弱くなりにくいが、その場合には、I字型のテコの先端を高さ方向から大きく傾けることができず、アクチュエータ装置が高さ方向に大型化してしまう。 In the case of an actuator device using an I-shaped lever, it is possible to prevent the actuator device from increasing in size in the height direction if the tip of the lever is greatly inclined from the height direction of the actuator device. However, in that case, the angle formed between the lever and the wire becomes small, so that wear of the wire due to friction between the lever and the wire is more likely to occur, and the life of the wire is shortened. Further, when the wire is soldered to the lever or when the wire is passed over the lever, the position where the wire is connected to the lever is likely to be shifted when the angle between the lever and the wire is reduced. Then, since vibration energy generated in the wire is difficult to be transmitted to the driven part via the lever, the amount of contraction of the wire does not increase so much and the vibration amplitude of the driven part varies from product to product. In addition, if the wire is stretched in an oblique direction with respect to the long side of the lever, the bonding strength for bonding the wire to the lever may be weakened. If the wire is stretched in the vertical direction with respect to the long side of the lever, the bonding strength is unlikely to weaken, but in that case, the tip of the I-shaped lever cannot be greatly tilted from the height direction, The actuator device becomes large in the height direction.
そこで本発明の目的は、小型化することと、被駆動部の振動振幅を大きくすることが可能なアクチュエータ装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an actuator device that can be reduced in size and can increase the vibration amplitude of a driven portion.
この発明に係るアクチュエータ装置は、弾性板と、被駆動部と、ワイヤと、を備えている。弾性板は、固定端から屈曲点まで延びる短辺部と、屈曲点で短辺部から屈曲して自由端まで延びる長辺部と、を有している。被駆動部は、長辺部における自由端側の位置に連結されている。ワイヤは、長さ方向に収縮可能であり、弾性板に渡されており、屈曲点と自由端とを結ぶ方向に沿って張られている。 The actuator device according to the present invention includes an elastic plate, a driven portion, and a wire. The elastic plate has a short side portion extending from the fixed end to the bending point, and a long side portion bending from the short side portion at the bending point and extending to the free end. The driven part is connected to a position on the free end side in the long side part. The wire can contract in the length direction, is passed to the elastic plate, and is stretched along the direction connecting the bending point and the free end.
この構成では、ワイヤを周期的に収縮させることにより、短辺部と長辺部とを屈曲振動させることができる。1次モードの屈曲振動では、弾性板の厚みの逆数に比例し、長さの2乗に比例する振動振幅が得られる。したがって、短辺部に生じる屈曲振動は、長辺部における屈曲振動に変換される際に、短辺部と長辺部との長さの比よりも大きく拡大される。これにより、被駆動部を大きな振動拡大率で振動させられる。また、ワイヤは弾性板の屈曲点と自由端とを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板を低背に構成してもワイヤの全長を短くする必要が無い。また、弾性板にワイヤ以外の部材との摩擦が生じることがなく振動エネルギーの劣化が少ない。このため、ワイヤにおいて大きな収縮量を実現できる。したがって、アクチュエータ装置を小型化しながら、被駆動部の振動振幅を大きくすることができる。 In this configuration, the short side portion and the long side portion can be flexibly vibrated by periodically contracting the wire. In the primary mode bending vibration, a vibration amplitude proportional to the reciprocal of the thickness of the elastic plate and proportional to the square of the length is obtained. Therefore, when the bending vibration generated in the short side portion is converted into the bending vibration in the long side portion, the bending vibration is larger than the ratio of the length of the short side portion to the long side portion. Thereby, the driven part can be vibrated at a large vibration magnification. In addition, since the wire extends along the direction connecting the bending point of the elastic plate and the free end, it is not necessary to shorten the entire length of the wire even if the elastic plate is configured to have a low profile. Further, friction with members other than wires does not occur on the elastic plate, and vibration energy is less deteriorated. For this reason, a large contraction amount can be realized in the wire. Therefore, the vibration amplitude of the driven part can be increased while downsizing the actuator device.
上記のアクチュエータ装置の弾性板においてワイヤが渡されている位置は、短辺部または長辺部における固定端と屈曲点と自由端とのうちの屈曲点により近い位置、即ち屈曲点の近傍であると好適である。 In the elastic plate of the actuator device, the position where the wire is passed is a position closer to the bending point among the fixed end, the bending point, and the free end at the short side or the long side, that is, near the bending point. It is preferable.
このように屈曲点の近傍にワイヤを渡せば、短辺部に高次モードの屈曲振動が励起することを抑制できる。したがって、弾性板の厚みを薄くしても、1次モードの屈曲振動を効率的に励起させることができ、弾性板の厚みを薄くしてさらに大きな振動拡大率を実現することが可能になる。 If the wire is passed in the vicinity of the bending point in this manner, it is possible to suppress excitation of higher-order mode bending vibration in the short side portion. Therefore, even if the thickness of the elastic plate is reduced, it is possible to efficiently excite the bending vibration of the first mode, and it is possible to realize a larger vibration expansion ratio by reducing the thickness of the elastic plate.
なお、弾性板にワイヤを渡す位置にバラツキが生じたり、駆動に伴う温度上昇などによってワイヤの収縮量に変動が生じたりすると、それらのバラツキや変動が拡大されて被駆動部の振動振幅においてもバラツキや変動が大きくなり、被駆動部が基板等に衝突する危険性が高まる。しかしながら、屈曲点の近傍にワイヤを渡しておけば、バラツキや変動の拡大を抑制でき、被駆動部の振動振幅をより安定させることができる。これにより、被駆動部の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部の衝突を防ぐことが可能になり、アクチュエータ装置のさらなる小型化が可能になる。 In addition, if variation occurs at the position where the wire is passed to the elastic plate, or fluctuations in the amount of contraction of the wire occur due to temperature rise due to driving, the variation and fluctuations are expanded, and the vibration amplitude of the driven part is also increased. Variations and fluctuations increase, and the risk of the driven part colliding with the substrate or the like increases. However, if a wire is passed in the vicinity of the bending point, variations and fluctuation expansion can be suppressed, and the vibration amplitude of the driven part can be further stabilized. As a result, even if the space around the driven part is reduced, the driven part can be prevented from colliding, and the actuator device can be further downsized.
上記のアクチュエータ装置において、ワイヤは、形状記憶合金からなり、両端間で弾性板に掛け渡されており、弾性板は、ワイヤが掛け渡される突起を備えていると好適である。 In the actuator device described above, it is preferable that the wire is made of a shape memory alloy and is stretched between the two ends of the elastic plate, and the elastic plate is provided with a protrusion over which the wire is stretched.
ワイヤを弾性板の幅全体ではなく突起に掛ける事で、ワイヤと弾性板との摩擦を低減することができ、ワイヤの収縮量が低下することやワイヤの破損を抑制できる。その上、アクチュエータ装置を大型化しなくても、突起によりワイヤが屈曲する角度を大きくすることができる。ワイヤが屈曲する角度が大きければ、弾性板における振動拡大率がより大きくなるので、アクチュエータ装置のさらなる小型化が可能になる。 By placing the wire on the protrusions rather than the entire width of the elastic plate, the friction between the wire and the elastic plate can be reduced, and the amount of contraction of the wire can be reduced and the breakage of the wire can be suppressed. In addition, the angle at which the wire bends by the protrusion can be increased without increasing the size of the actuator device. If the angle at which the wire bends is large, the vibration expansion ratio of the elastic plate becomes larger, so that the actuator device can be further downsized.
上記のアクチュエータ装置において、ワイヤへの通電を制御する通電制御部を備え、通電制御部は、ワイヤへの通電周期を、弾性板における1次モードの屈曲振動の固有周期の整数倍に合わせると好適である。 The above actuator device preferably includes an energization control unit that controls energization to the wire, and the energization control unit preferably adjusts the energization period of the wire to an integral multiple of the natural period of the bending vibration of the primary mode in the elastic plate. It is.
これにより、弾性板を共振させて、弾性板に1次モードの屈曲振動を効率的に励起させることができる。その上、通電周期を固有周期の2倍以上にすれば、通電周期の間に被駆動部を複数回振動させることができ、ワイヤを十分に冷却させてワイヤの温度上昇と、温度上昇に伴ってワイヤの収縮量に変動が生じることを防ぐことができる。これにより、被駆動部の振動振幅をより安定させることができ、被駆動部の周囲のスペースを小さくしてアクチュエータ装置をさらに小型化することが可能になる。 Thereby, the elastic plate can be resonated, and the elastic vibration can be efficiently excited in the elastic plate. In addition, if the energization period is set to more than twice the natural period, the driven part can be vibrated several times during the energization period, and the wire is sufficiently cooled to increase the temperature of the wire and the temperature Thus, fluctuations in the amount of contraction of the wire can be prevented. Thereby, the vibration amplitude of the driven part can be further stabilized, and the actuator device can be further downsized by reducing the space around the driven part.
上記のアクチュエータ装置において、突起は弾性板と一体の金属材料からなると好適である。 In the above actuator device, it is preferable that the protrusion is made of a metal material integral with the elastic plate.
この発明によれば、弾性板に渡して屈曲点と自由端とを結ぶ方向に張ったワイヤを収縮させることによって、弾性板の短辺部および長辺部を屈曲振動させて振動拡大率を大きくすることができ、その上、ワイヤの収縮量自体も大きくすることができる。これにより、アクチュエータ装置を小型化しながら、被駆動部の振動振幅を大きくすることができる。 According to this invention, the wire stretched in the direction connecting the bending point and the free end across the elastic plate is contracted to flexurally vibrate the short side portion and the long side portion of the elastic plate, thereby increasing the vibration magnification ratio. In addition, the amount of contraction of the wire itself can be increased. Thereby, the vibration amplitude of the driven part can be increased while downsizing the actuator device.
以下、本発明のアクチュエータ装置について、図1〜12を参照して説明する。以下、各図に示す基板の主面法線方向をアクチュエータ装置の高さ方向と定義し、各図の紙面左右方向をアクチュエータ装置の幅方向と定義し、各図の上記高さ方向および上記幅方向に直交する方向をアクチュエータ装置の前後方向と定義する。 Hereinafter, the actuator device of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, the normal direction of the main surface of the substrate shown in each figure is defined as the height direction of the actuator device, and the left-right direction of the drawing in each figure is defined as the width direction of the actuator device. The direction orthogonal to the direction is defined as the front-rear direction of the actuator device.
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1(A)は、本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11を高さ方向から視た平面図である。図1(B)は、本発明の第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11を前後方向から視た側面図である。 First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A is a plan view of the actuator device 11 according to the first embodiment of the present invention viewed from the height direction. FIG. 1B is a side view of the actuator device 11 according to the first embodiment of the present invention viewed from the front-rear direction.
アクチュエータ装置11は、ワイヤ12と、弾性板13と、被駆動部14と、基板15と、2つの電極端子16と、通電制御部18と、を備えている。 The actuator device 11 includes a wire 12, an elastic plate 13, a driven unit 14, a substrate 15, two electrode terminals 16, and an energization control unit 18.
基板15は、平面視してアクチュエータ装置11の幅方向を長手方向とする長方形である板状である。基板15は、アクチュエータ装置11の高さ方向に対して垂直な第1の主面15Aと第2の主面15Bとを備えている。第1の主面15Aと第2の主面15Bとは、互いに対向している。また、基板15は、第2の主面15Bに設けられている2つの外部端子15Cを備えている。基板15は、アクチュエータ装置11が搭載される電子機器の筐体の一部であってもよい。 The board | substrate 15 is plate shape which is a rectangle which makes the width direction of the actuator apparatus 11 a longitudinal direction in planar view. The substrate 15 includes a first main surface 15A and a second main surface 15B perpendicular to the height direction of the actuator device 11. The first main surface 15A and the second main surface 15B face each other. The substrate 15 includes two external terminals 15C provided on the second main surface 15B. The substrate 15 may be a part of a housing of an electronic device on which the actuator device 11 is mounted.
弾性板13は、平面視してアクチュエータ装置11の幅方向を長手方向とする長方形状であり、側面視して概略L字状である。弾性板13の側面視した一端は、固定端Aとして第1の主面15Aに固定されている。弾性板13の側面視した他端は、自由端Bとして第1の主面15Aから離れて位置している。弾性板13の両端間すなわち固定端Aと自由端Bとの間は、屈曲点Cで屈曲して構成されている。 The elastic plate 13 has a rectangular shape with the width direction of the actuator device 11 as a longitudinal direction when viewed in plan, and is substantially L-shaped when viewed from the side. One end of the elastic plate 13 as viewed from the side is fixed to the first main surface 15A as a fixed end A. The other end of the elastic plate 13 as viewed from the side is located as the free end B away from the first main surface 15A. Between the both ends of the elastic plate 13, that is, between the fixed end A and the free end B, it is bent at a bending point C.
また、弾性板13は、短辺部13Aと、長辺部13Bと、突起13Cと、を備えている。短辺部13Aは、弾性板13を側面視して屈曲点Cから固定端Aまでの部分であり、基板15の第1の主面15Aに対して垂直にアクチュエータ装置11の高さ方向に延びている。長辺部13Bは、弾性板13を側面視して屈曲点Cから自由端Bまでの部分であり、第1の主面15Aと平行にアクチュエータ装置11の幅方向に延びている。長辺部13Bにおけるアクチュエータ装置11の幅方向の長さは、短辺部13Aにおけるアクチュエータ装置11の高さ方向の長さよりも長い。短辺部13Aと長辺部13Bとは、リン青銅などのバネ性の高い材料からなり、一体に設けられている。突起13Cは、長辺部13Bにおいて側面視して自由端Bと屈曲点Cとの間であって自由端Bよりも屈曲点Cに近い位置において、長辺部13Bからアクチュエータ装置11の高さ方向において基板15側とは反対側に突出するように設けられている。突起13Cは、短辺部13Aと長辺部13Bとは異なる材料からなり、例えば、樹脂や金属からなる。また、突起13Cは、側面を曲面として構成されている。そして、突起13Cは、ワイヤ12から作用する力を支えるために、弾性板13に設けられている開口部内に突起13Cの一部を配置した上で融着や溶接などの接合法で強固に接合されている。 The elastic plate 13 includes a short side portion 13A, a long side portion 13B, and a protrusion 13C. The short side portion 13A is a portion from the bending point C to the fixed end A in a side view of the elastic plate 13, and extends in the height direction of the actuator device 11 perpendicular to the first main surface 15A of the substrate 15. ing. The long side portion 13B is a portion from the bending point C to the free end B when the elastic plate 13 is viewed from the side, and extends in the width direction of the actuator device 11 in parallel with the first main surface 15A. The length in the width direction of the actuator device 11 at the long side portion 13B is longer than the length in the height direction of the actuator device 11 at the short side portion 13A. The short side portion 13A and the long side portion 13B are made of a highly springy material such as phosphor bronze and are provided integrally. The protrusion 13C has a height of the actuator device 11 from the long side portion 13B at a position between the free end B and the bending point C and closer to the bending point C than the free end B as viewed from the side in the long side portion 13B. It is provided so as to protrude in the direction opposite to the substrate 15 side. The protrusion 13C is made of a material different from that of the short side portion 13A and the long side portion 13B, and is made of, for example, resin or metal. Further, the protrusion 13C has a side surface that is a curved surface. The protrusion 13C is firmly bonded by a bonding method such as fusion or welding after a part of the protrusion 13C is disposed in the opening provided in the elastic plate 13 in order to support the force acting from the wire 12. Has been.
被駆動部14は、長辺部13Bの第1の主面15Aと対向している面における、自由端Bと屈曲点Cとの間であって屈曲点Cよりも自由端Bに近い位置に取り付けられている。被駆動部14は、第1の主面15Aに対して間隔を空けて対向している。被駆動部14は、弾性板13の自由端Bにおける振動振幅を大きくするために、タングステンなど高比重の材料からなることが望ましい。また、被駆動部14と弾性板13との接合は、薄型化のために、レーザ溶接などの突起が生じ難い接合法が採用されることが望ましい。 The driven portion 14 is located between the free end B and the bending point C and closer to the free end B than the bending point C on the surface of the long side portion 13B facing the first main surface 15A. It is attached. The driven portion 14 is opposed to the first main surface 15A with an interval. The driven portion 14 is preferably made of a material having a high specific gravity such as tungsten in order to increase the vibration amplitude at the free end B of the elastic plate 13. Further, it is desirable that the driven portion 14 and the elastic plate 13 be joined by a joining method in which protrusions such as laser welding are difficult to occur in order to reduce the thickness.
ワイヤ12は、長さ方向に収縮可能で被駆動部14を駆動させる動力源となり、弾性板13とともにアクチュエータを構成する部材である。ワイヤ12の中央は突起13Cに掛け渡されており、両端はそれぞれ電極端子16に接続されている。このため、ワイヤ12は、平面視してV字状、かつ、側面視して長辺部13Bが延びる方向に沿って長辺部13Bと平行に張られている。ワイヤ12は、絶縁被覆された形状記憶合金の線材からなり、通電等によって発熱することで所定の長さから縮み、冷却されることで所定の長さに戻る性質を有している。 The wire 12 is contractable in the length direction and serves as a power source for driving the driven portion 14 and is a member constituting an actuator together with the elastic plate 13. The center of the wire 12 is stretched over the protrusion 13C, and both ends are connected to the electrode terminals 16, respectively. For this reason, the wire 12 is stretched in parallel with the long side portion 13B along the direction in which the long side portion 13B extends in a side view when viewed from the side. The wire 12 is made of an insulating-coated shape memory alloy wire, and has a property of contracting from a predetermined length by generating heat when energized or the like and returning to a predetermined length by cooling.
2つの電極端子16は、側面視してアクチュエータ装置11の高さ方向を長手方向とする柱状であり、第1の主面15Aに対して垂直に設けられている。2つの電極端子16は、平面視して自由端Bの近傍で弾性板13の両脇に配置されている。ここでは、各電極端子16におけるアクチュエータ装置11の高さ方向の一方の端部は、基板15に設けられている貫通孔に嵌め込まれており、基板15の第2の主面15Bに設けられた外部端子15Cに導通している。各電極端子16におけるアクチュエータ装置11の高さ方向の他方の端部は、突起13Cにおけるアクチュエータ装置11の高さ方向の端部と略同じ高さに位置しているとともに、頂面部分にワイヤ12の端部が、かしめや溶接等の接合法によって強固に接合されている。このため、2つの電極端子16は、ワイヤ12と電気的に接続されている。 The two electrode terminals 16 have a columnar shape whose longitudinal direction is the height direction of the actuator device 11 when viewed from the side, and are provided perpendicular to the first main surface 15A. The two electrode terminals 16 are arranged on both sides of the elastic plate 13 in the vicinity of the free end B in plan view. Here, one end of each electrode terminal 16 in the height direction of the actuator device 11 is fitted into a through hole provided in the substrate 15 and provided on the second main surface 15B of the substrate 15. It is electrically connected to the external terminal 15C. The other end portion of each electrode terminal 16 in the height direction of the actuator device 11 is positioned at substantially the same height as the end portion of the protrusion 13C in the height direction of the actuator device 11, and the wire 12 is formed on the top surface portion. The end of each is firmly joined by a joining method such as caulking or welding. For this reason, the two electrode terminals 16 are electrically connected to the wire 12.
通電制御部18は、外部端子15Cおよび電極端子16を介して、ワイヤ12の両端間に電気的に接続されている。通電制御部18は、ワイヤ12に通電することにより、ワイヤ12を発熱させ、ワイヤ12の温度および長さを制御し、弾性板13を撓ませる。 The energization control unit 18 is electrically connected between both ends of the wire 12 via the external terminal 15 </ b> C and the electrode terminal 16. The energization control unit 18 energizes the wire 12 to cause the wire 12 to generate heat, control the temperature and length of the wire 12, and bend the elastic plate 13.
具体的には、通電制御部18がワイヤ12に通電することにより、ワイヤ12が発熱すると、ワイヤ12が長さ方向に収縮する。これにより、ワイヤ12が掛け渡されている突起13Cを介して屈曲点Cに自由端Bに向かう方向の力が作用し、屈曲点Cが自由端Bに向かうように短辺部13Aが撓む。すると、短辺部13Aの撓みに伴い、長辺部13Bが基板15側に近づくように揺動して撓む。 Specifically, when the energization control unit 18 energizes the wire 12 and the wire 12 generates heat, the wire 12 contracts in the length direction. As a result, a force in the direction toward the free end B acts on the bending point C via the protrusion 13C over which the wire 12 is stretched, and the short side portion 13A bends so that the bending point C faces the free end B. . Then, along with the bending of the short side portion 13A, the long side portion 13B swings and bends so as to approach the substrate 15 side.
また、通電制御部18がワイヤ12への通電を停止することにより、ワイヤ12が冷却されると、ワイヤ12が所定の長さに戻る。これにより、ワイヤ12が掛け渡されている突起13Cを介して屈曲点Cに作用していた自由端Bに向かう方向の力が低減し、短辺部13Aの弾性によって短辺部13Aが自由端Bとは反対側に向かう方向に撓む。すると、短辺部13Aの撓みに伴い、長辺部13Bが基板15とは反対側に離れるように揺動して撓む。 Further, when the energization control unit 18 stops energizing the wire 12 and the wire 12 is cooled, the wire 12 returns to a predetermined length. Thereby, the force in the direction toward the free end B acting on the bending point C via the protrusion 13C over which the wire 12 is stretched is reduced, and the short side portion 13A is freed by the elasticity of the short side portion 13A. Bends in the direction toward the opposite side of B. Then, along with the bending of the short side portion 13 </ b> A, the long side portion 13 </ b> B swings and bends away from the side opposite to the substrate 15.
したがって、通電制御部18がワイヤ12への通電と非通電とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板13の短辺部13Aと長辺部13Bとが屈曲振動することになる。 Therefore, when the energization control unit 18 repeats energization and non-energization of the wire 12 at a specific period, the short side portion 13A and the long side portion 13B of the elastic plate 13 are flexibly vibrated.
図2(A)は、通電制御部18からの出力電圧の時系列データと、弾性板13の自由端Bにおける変位の時系列データとの関係を示すグラフである。図2(B)は、弾性板13に生じる1次モード屈曲振動の振動態様を示す図である。 FIG. 2A is a graph showing the relationship between the time series data of the output voltage from the energization control unit 18 and the time series data of the displacement at the free end B of the elastic plate 13. FIG. 2B is a diagram illustrating a vibration mode of primary mode bending vibration generated in the elastic plate 13.
通電制御部18は、弾性板13の固有周期の半周期以下の十分に短いパルス幅のパルス波を出力する。パルス波を出力する時間隔(通電周期)は、弾性板13の固有周期の1倍以上の整数倍に合わせる。これにより、弾性板13が共振して短辺部13Aと長辺部13Bとに1次モードの屈曲振動が励起する。これらの屈曲振動は、弾性板13の厚みの逆数に比例し、かつ、各領域の長さの2乗に比例する大きさの振動振幅となる。このため、ワイヤ12の収縮により短辺部13Aに生じる1次モードの屈曲振動は、長辺部13Bにおける1次モードの屈曲振動に変換される際に短辺部13Aと長辺部13Bとの長さの比よりも大きく拡大される。これにより、弾性板13において大きな振動拡大率を実現できる。 The energization control unit 18 outputs a pulse wave having a sufficiently short pulse width that is equal to or less than a half period of the natural period of the elastic plate 13. The time interval (energization period) at which the pulse wave is output is set to an integral multiple of one or more times the natural period of the elastic plate 13. As a result, the elastic plate 13 resonates and the bending vibration of the primary mode is excited in the short side portion 13A and the long side portion 13B. These bending vibrations have a vibration amplitude that is proportional to the reciprocal of the thickness of the elastic plate 13 and proportional to the square of the length of each region. For this reason, when the bending vibration of the primary mode generated in the short side portion 13A due to the contraction of the wire 12 is converted into the bending vibration of the primary mode in the long side portion 13B, the short side portion 13A and the long side portion 13B Enlarged more than the length ratio. Thereby, a large vibration magnification ratio can be realized in the elastic plate 13.
また、ワイヤ12は弾性板13の屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板13を低背に構成してもワイヤ12の全長を短くする必要が無い。その上、ワイヤ12を弾性板13の幅全体ではなく突起13Cに掛ける事でワイヤ12と弾性板13との摩擦が小さく、また、弾性板13にはワイヤ12以外の部材との摩擦が生じることがない。したがって、弾性板13での振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ12において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部14の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置11を小型化できる。 Further, since the wire 12 extends along the direction connecting the bending point C and the free end B of the elastic plate 13, it is not necessary to shorten the entire length of the wire 12 even if the elastic plate 13 is configured to have a low profile. In addition, the friction between the wire 12 and the elastic plate 13 is reduced by hooking the wire 12 on the protrusion 13 </ b> C instead of the entire width of the elastic plate 13, and the elastic plate 13 is subjected to friction with members other than the wire 12. There is no. Accordingly, the vibration energy at the elastic plate 13 is hardly deteriorated, and a large contraction amount can be realized in the wire 12. As a result, the actuator device 11 can be downsized without impairing the vibration amplitude of the driven portion 14.
また、図2(A)では、通電制御部18は、弾性板13の固有周期の3倍の通電周期(時間隔)でパルス波形を出力している。このように、通電制御部18が弾性板13の固有周期の2倍以上の整数倍の通電周期(時間隔)でパルス波形を出力すると、弾性板13が共振して屈曲振動し、通電周期の1周期の間に弾性板13が複数回振動することになる。すると、通電周期の間にワイヤ12を十分に冷却させることができ、これによりワイヤ12の温度上昇を防ぎ、ワイヤ12に収縮量の変動が生じることを防ぐことができる。仮に、温度上昇によってワイヤ12の収縮量に変動が生じると、その変動が弾性板13で拡大されて被駆動部14の振動振幅においても変動が大きくなり、被駆動部14が基板15に衝突する危険性が高まる。しかしながら、このアクチュエータ装置11においては、通電周期を長くしてワイヤ12の温度上昇を防ぐことができるので、ワイヤ12における縮小量の変動も、被駆動部14における振動振幅の変動も抑制できる。これにより、被駆動部14の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部14の基板15との衝突を防ぐことが可能になり、アクチュエータ装置11のさらなる小型化が可能になる。 In FIG. 2A, the energization control unit 18 outputs a pulse waveform at an energization period (time interval) that is three times the natural period of the elastic plate 13. Thus, when the energization control unit 18 outputs a pulse waveform with an energization cycle (time interval) that is an integer multiple of twice or more the natural cycle of the elastic plate 13, the elastic plate 13 resonates and bends and vibrates. The elastic plate 13 vibrates a plurality of times during one cycle. Then, it is possible to sufficiently cool the wire 12 during the energization cycle, thereby preventing the temperature of the wire 12 from rising and preventing the wire 12 from changing in contraction amount. If the contraction amount of the wire 12 varies due to the temperature rise, the variation is enlarged by the elastic plate 13 and the variation in the vibration amplitude of the driven unit 14 also increases, and the driven unit 14 collides with the substrate 15. Increased risk. However, in this actuator device 11, the energization period can be lengthened to prevent the temperature of the wire 12 from rising, so that it is possible to suppress fluctuations in the amount of reduction in the wire 12 and fluctuations in vibration amplitude in the driven portion 14. As a result, even if the space around the driven portion 14 is reduced, it is possible to prevent the driven portion 14 from colliding with the substrate 15 and further reduce the size of the actuator device 11.
次に、本発明の第2の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to a second embodiment of the present invention will be described.
図3(A)は第2の実施形態に係るアクチュエータ装置21を高さ方向から視た平面図である。図3(B)は第2の実施形態に係るアクチュエータ装置11を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置21において、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 3A is a plan view of the actuator device 21 according to the second embodiment viewed from the height direction. FIG. 3B is a side view of the actuator device 11 according to the second embodiment viewed from the front-rear direction. In the actuator device 21, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 11 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted.
このアクチュエータ装置21は、ワイヤ22と、弾性板23と、電極端子26と、を備えている。弾性板23は、短辺部13Aと長辺部13Bとを備えているが、突起が設けられていない構成である。ワイヤ22は、弾性板23における短辺部13Aの固定端A近傍で、弾性板23の前後方向の全長に亘って掛け渡され、長辺部13Bと平行に張られている。電極端子26は、弾性板23におけるワイヤ22が掛け渡されている位置と同程度の高さまで基板15から延び、ワイヤ22の両端を固定している。 The actuator device 21 includes a wire 22, an elastic plate 23, and an electrode terminal 26. The elastic plate 23 includes a short side portion 13A and a long side portion 13B, but has no protrusion. The wire 22 is stretched over the entire length in the front-rear direction of the elastic plate 23 in the vicinity of the fixed end A of the short side portion 13A of the elastic plate 23, and is stretched in parallel with the long side portion 13B. The electrode terminal 26 extends from the substrate 15 to the same height as the position where the wire 22 is stretched over the elastic plate 23, and fixes both ends of the wire 22.
このような構成のアクチュエータ装置21でも、通電制御部18がワイヤ22への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板23が共振して短辺部13Aと長辺部13Bとに1次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ22の収縮により短辺部13Aに生じる1次モードの屈曲振動を、長辺部13Bにおける1次モードの屈曲振動に変換される際に拡大することができる。これにより、弾性板23において大きな振動拡大率を実現できる。 Even in the actuator device 21 having such a configuration, when the energization control unit 18 repeats energization to the wire 22 and the energization stop at a specific cycle, the elastic plate 23 resonates and the short side portion 13A and the long side portion 13B are resonated. First-order mode flexural vibrations are generated. Therefore, the primary mode bending vibration generated in the short side portion 13A due to the contraction of the wire 22 can be expanded when converted into the primary mode bending vibration in the long side portion 13B. Thereby, a large vibration expansion ratio can be realized in the elastic plate 23.
また、ワイヤ22は弾性板23の屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板23を低背に構成してもワイヤ22の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板23にはワイヤ22以外の部材との摩擦が生じることがなく、振動エネルギーの劣化が少ない。したがって、ワイヤ22において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部14の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置21を小型化できる。 Further, since the wire 22 extends along the direction connecting the bending point C and the free end B of the elastic plate 23, it is not necessary to shorten the entire length of the wire 22 even if the elastic plate 23 is configured to have a low profile. In addition, the elastic plate 23 is not subject to friction with members other than the wires 22 and the vibration energy is less deteriorated. Therefore, a large contraction amount can be realized in the wire 22. As a result, the actuator device 21 can be reduced in size without impairing the vibration amplitude of the driven portion 14.
なお、第2の実施形態に係るアクチュエータ装置21は、弾性板23の厚みが薄く剛性が低い場合などに、弾性板23における1次モードの屈曲振動に、高次モードの屈曲振動が重畳することがある。 In the actuator device 21 according to the second embodiment, when the elastic plate 23 is thin and the rigidity is low, the higher-order mode bending vibration is superimposed on the first-order bending vibration in the elastic plate 23. There is.
図3(C)は、弾性板23に励起する2次モードの屈曲振動の振動態様を示す模式図である。 FIG. 3C is a schematic diagram illustrating a vibration mode of a second-order bending vibration excited on the elastic plate 23.
アクチュエータ装置21に励起する2次モードの屈曲振動では、ワイヤ22の収縮に伴い屈曲点Cと固定端Aとの間に自由端Bに向かう方向の力が作用し、屈曲点Cと固定端Aとの間が自由端Bに向かう方向に撓み、屈曲点Cの向く方向が反時計回りに回転する。これに伴い、長辺部13Bは、図2(B)で示した1次モードの屈曲振動とは逆に、基板15とは反対側に離れるように揺動して撓む。 In the bending vibration of the secondary mode excited by the actuator device 21, a force in the direction toward the free end B acts between the bending point C and the fixed end A as the wire 22 contracts, and the bending point C and the fixed end A Is bent in the direction toward the free end B, and the direction in which the bending point C is directed rotates counterclockwise. Along with this, the long side portion 13B swings and bends away from the substrate 15 opposite to the bending vibration in the primary mode shown in FIG.
また、ワイヤ22が収縮状態から回復するのに伴い、屈曲点Cと固定端Aとの間に作用していた自由端Bに向かう方向の力が低減し、屈曲点Cと固定端Aとの間が自由端Bとは反対側に向かう方向に撓み、屈曲点Cの向く方向が時計回りに回転する。これに伴い、長辺部13Bは、1次モードの屈曲振動とは逆に、基板15側に近づくように揺動して撓む。 Further, as the wire 22 recovers from the contracted state, the force in the direction toward the free end B acting between the bending point C and the fixed end A is reduced, and the bending point C and the fixed end A are reduced. The space is deflected in the direction toward the opposite side to the free end B, and the direction in which the bending point C faces is rotated clockwise. Accordingly, the long side portion 13B swings and bends so as to approach the substrate 15 side, contrary to the bending vibration in the primary mode.
したがって、高次モードの屈曲振動が1次モードの屈曲振動に重畳すると、被駆動部14の振動振幅が低下したり不安定になったりすることがある。これに対して、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11においては、屈曲点Cの近傍に設けた突起13Cにワイヤ12が掛け渡されているので、短辺部13Aに1次モードの屈曲振動を効率良く励起することができ、高次モードの屈曲振動が励起することを抑制することができる。このため、第1の実施形態では、弾性板13の厚みを薄くして剛性を低くしても、1次モードの屈曲振動を効率的に励起させることができ、第2の実施形態に比べて、より大きな振動拡大率を実現することが可能である。 Therefore, when the higher-order mode bending vibration is superimposed on the first-order mode bending vibration, the vibration amplitude of the driven portion 14 may be lowered or unstable. On the other hand, in the actuator device 11 according to the first embodiment, the wire 12 is stretched over the protrusion 13C provided in the vicinity of the bending point C. Therefore, the bending vibration of the primary mode is applied to the short side portion 13A. Can be efficiently excited, and excitation of bending vibrations of higher-order modes can be suppressed. For this reason, in the first embodiment, even when the elastic plate 13 is thinned and the rigidity is lowered, the bending vibration of the primary mode can be excited efficiently, compared with the second embodiment. It is possible to realize a larger vibration expansion ratio.
また、第2の実施形態に係るアクチュエータ装置21のように、弾性板13の固定端Aに近い位置にワイヤ22が架け渡されていると、弾性板13にワイヤ12を渡す位置にバラツキが生じたり、駆動に伴う温度上昇などによってワイヤ12の収縮量に変動が生じたりした場合に、それらのバラツキや変動が拡大されて被駆動部14に伝わり、被駆動部14の振動振幅が不安定化することがある。これに対して、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11では、弾性板13の屈曲点Cに近い位置にワイヤ22が架け渡されているため、被駆動部14の振動振幅がより安定したものになる。このため、第1の実施形態では、被駆動部14の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部14の基板15との衝突を防ぐことができ、第2の実施形態に比べて、アクチュエータ装置11のさらなる小型化が可能である。 Further, when the wire 22 is bridged over a position close to the fixed end A of the elastic plate 13 as in the actuator device 21 according to the second embodiment, the position where the wire 12 is transferred to the elastic plate 13 varies. Or when the contraction amount of the wire 12 fluctuates due to a temperature rise caused by driving or the like, the variation or fluctuation is enlarged and transmitted to the driven unit 14, and the vibration amplitude of the driven unit 14 becomes unstable. There are things to do. On the other hand, in the actuator device 11 according to the first embodiment, since the wire 22 is bridged at a position near the bending point C of the elastic plate 13, the vibration amplitude of the driven portion 14 is more stable. become. For this reason, in the first embodiment, even if the space around the driven portion 14 is reduced, the driven portion 14 can be prevented from colliding with the substrate 15, and the actuator is compared with the second embodiment. Further downsizing of the device 11 is possible.
その上、第2の実施形態に係るアクチュエータ装置21のように、ワイヤ22が弾性板23に前後方向の全長に亘って掛け渡されていると、アクチュエータ装置21を前後方向に大型化しなくては、平面視した状態でのワイヤ22が屈曲する角度を大きくすることができない。これに対して、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11では、ワイヤ12が突起13Cに掛け渡されているので、アクチュエータ装置11を前後方向に大型化しなくても、平面視した状態でのワイヤ12が屈曲する角度を大きくすることができる。例えば、特開2009-122605号公報の段落0044に記載されているように、平面視した状態でのワイヤが屈曲する角度が大きいほど、ワイヤが短縮した場合に、屈曲点の変位が大きくなることが知られている。したがって、第1の実施形態では、第2の実施形態に比べて、弾性板13における振動拡大率を大きくでき、アクチュエータ装置11のさらなる小型化が可能である。 Moreover, like the actuator device 21 according to the second embodiment, when the wire 22 is stretched over the elastic plate 23 over the entire length in the front-rear direction, the actuator device 21 must be enlarged in the front-rear direction. The angle at which the wire 22 bends in a plan view cannot be increased. On the other hand, in the actuator device 11 according to the first embodiment, since the wire 12 is stretched over the protrusion 13C, the wire in a plan view can be obtained without enlarging the actuator device 11 in the front-rear direction. The angle at which 12 bends can be increased. For example, as described in paragraph 0044 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-122605, the greater the angle at which the wire is bent in a plan view, the greater the displacement of the bending point when the wire is shortened. It has been known. Therefore, in the first embodiment, the vibration magnification ratio in the elastic plate 13 can be increased as compared with the second embodiment, and the actuator device 11 can be further downsized.
次に、本発明の第3の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to a third embodiment of the present invention will be described.
図4(A)は第3の実施形態に係るアクチュエータ装置31を高さ方向から視た平面図である。図4(B)は第3の実施形態に係るアクチュエータ装置31を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置31において、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 4A is a plan view of the actuator device 31 according to the third embodiment viewed from the height direction. FIG. 4B is a side view of the actuator device 31 according to the third embodiment viewed from the front-rear direction. In the actuator device 31, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 11 according to the first embodiment, and the description is omitted.
このアクチュエータ装置31は、ワイヤ32と、弾性板33と、を備えている。弾性板33は、短辺部13Aと長辺部13Bと突起33Cとを備えている。ここでは、突起33Cは、弾性板33の金属材料と一体に構成されており、弾性板33に開口を設けて開口に囲まれる舌状の部位を成形した後、その部位を弾性板33の屈曲点Cから短辺部13Aが延びる方向とは反対側に延ばし、先端を長辺部13Bが延びる方向とは反対方向にカールさせてフック状に形成している。ワイヤ32の中央は、突起33Cに掛け渡されている。ワイヤ32は、平面視してV字状、かつ、側面視して屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って張られている。 The actuator device 31 includes a wire 32 and an elastic plate 33. The elastic plate 33 includes a short side portion 13A, a long side portion 13B, and a protrusion 33C. Here, the protrusion 33 </ b> C is formed integrally with the metal material of the elastic plate 33, and after forming an opening in the elastic plate 33 to form a tongue-shaped portion surrounded by the opening, the portion is bent by the elastic plate 33. It extends from the point C in the opposite direction to the direction in which the short side portion 13A extends, and the tip is curled in the direction opposite to the direction in which the long side portion 13B extends to form a hook shape. The center of the wire 32 is stretched over the protrusion 33C. The wire 32 is V-shaped in a plan view and is stretched along a direction connecting the bending point C and the free end B in a side view.
このような構成のアクチュエータ装置31でも、通電制御部18がワイヤ32への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板33が共振して短辺部13Aと長辺部13Bとに1次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ32の収縮により短辺部13Aに生じる1次モードの屈曲振動を、長辺部13Bにおける1次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板33において大きな振動拡大率を実現できる。 Even in the actuator device 31 configured as described above, the energization control unit 18 repeats the energization of the wire 32 and the energization stop at a specific period, so that the elastic plate 33 resonates and the short side portion 13A and the long side portion 13B. First-order mode flexural vibrations are generated. For this reason, the bending vibration of the primary mode generated in the short side portion 13A due to the contraction of the wire 32 is expanded when converted into the bending vibration of the primary mode in the long side portion 13B. Can be realized.
また、ワイヤ32は弾性板33の屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板33を低背に構成してもワイヤ32の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板33にはワイヤ32以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少ない。このため、ワイヤ32において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部14の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置31を小型化できる。 Further, since the wire 32 extends along the direction connecting the bending point C and the free end B of the elastic plate 33, it is not necessary to shorten the entire length of the wire 32 even if the elastic plate 33 is configured to have a low profile. In addition, since the elastic plate 33 does not cause friction with members other than the wires 32, the vibration energy is less deteriorated. For this reason, a large contraction amount can be realized in the wire 32. As a result, the actuator device 31 can be reduced in size without impairing the vibration amplitude of the driven portion 14.
なお、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11は、突起13Cの側面が曲面で構成されているため、ワイヤ12と円滑に接触していたが、第3の実施形態に係るアクチュエータ装置31は、突起33Cの側面が平面で構成されているため、ワイヤ32との接触抵抗が大きい。したがって、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11のほうが、第3の実施形態に係るアクチュエータ装置31に比べて、弾性板とワイヤとの摩擦による振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤにおいてより大きな収縮量を実現できる。 The actuator device 11 according to the first embodiment is in smooth contact with the wire 12 because the side surface of the protrusion 13C is configured as a curved surface, but the actuator device 31 according to the third embodiment is Since the side surface of the protrusion 33C is a flat surface, the contact resistance with the wire 32 is large. Therefore, the actuator device 11 according to the first embodiment is less susceptible to vibration energy degradation due to friction between the elastic plate and the wire than the actuator device 31 according to the third embodiment, and has a larger contraction amount in the wire. Can be realized.
ただし、第3の実施形態に係るアクチュエータ装置31は、突起33Cが弾性板33を構成する部材と一体に構成されているが、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11は、突起13Cが弾性板13を構成する部材とは別体に構成されている。したがって、第3の実施形態に係るアクチュエータ装置31のほうが、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11に比べて、突起の接合強度が強く、また部品点数も少ない。このような点では、第3の実施形態に係るアクチュエータ装置31のほうが、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11よりも優れている。 However, in the actuator device 31 according to the third embodiment, the protrusion 33C is integrally formed with a member constituting the elastic plate 33. However, in the actuator device 11 according to the first embodiment, the protrusion 13C is an elastic plate. It is comprised separately from the member which comprises 13. Therefore, the actuator device 31 according to the third embodiment has a stronger bonding strength of protrusions and a smaller number of parts than the actuator device 11 according to the first embodiment. In this respect, the actuator device 31 according to the third embodiment is superior to the actuator device 11 according to the first embodiment.
次に、本発明の第4の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
図5(A)は第4の実施形態に係るアクチュエータ装置41を高さ方向から視た平面図である。図5(B)は第4の実施形態に係るアクチュエータ装置41を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置41において、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 5A is a plan view of the actuator device 41 according to the fourth embodiment viewed from the height direction. FIG. 5B is a side view of the actuator device 41 according to the fourth embodiment viewed from the front-rear direction. In the actuator device 41, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 11 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted.
このアクチュエータ装置41は、ワイヤ42と、弾性板43と、を備えている。弾性板43は、短辺部13Aと長辺部13Bと突起43Cとを備えている。突起43Cは、弾性板43の金属材料と一体に構成されており、長辺部13Bの幅方向における屈曲点Cの近傍、かつ、長辺部13Bの前後方向における一方の縁部分から、基板15側とは反対の方向に延ばし、先端を長辺部13Bが延びる方向とは反対方向にカールさせてフック状に形成している。ワイヤ42は、突起43Cに掛け渡され、平面視してV字状、かつ、側面視して屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って張られている。また、ワイヤ42の一方の端部は、長辺部13Bの縁部分に沿って張られており、ワイヤ42の他方の端部は、長辺部13Bに斜めに交差するように張られている。 The actuator device 41 includes a wire 42 and an elastic plate 43. The elastic plate 43 includes a short side portion 13A, a long side portion 13B, and a protrusion 43C. The protrusion 43C is formed integrally with the metal material of the elastic plate 43, and is formed from the vicinity of the bending point C in the width direction of the long side portion 13B and from one edge portion in the front-rear direction of the long side portion 13B. It extends in the direction opposite to the side, and the tip is curled in the direction opposite to the direction in which the long side portion 13B extends to form a hook shape. The wire 42 is stretched over the protrusion 43C, and is stretched along a direction connecting the bending point C and the free end B in a side view when viewed in a V shape. Further, one end of the wire 42 is stretched along the edge portion of the long side portion 13B, and the other end of the wire 42 is stretched so as to obliquely intersect the long side portion 13B. .
このような構成のアクチュエータ装置41でも、通電制御部18がワイヤ42への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板43が共振して短辺部13Aと長辺部13Bとに1次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ42の収縮により短辺部13Aに生じる1次モードの屈曲振動を、長辺部13Bにおける1次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板43において大きな振動拡大率を実現できる。 Even in the actuator device 41 having such a configuration, when the energization control unit 18 repeats energization to the wire 42 and interruption of energization at a specific cycle, the elastic plate 43 resonates and the short side portion 13A and the long side portion 13B First-order mode flexural vibrations are generated. Therefore, the primary mode bending vibration generated in the short side portion 13A due to the contraction of the wire 42 is expanded when converted into the primary mode bending vibration in the long side portion 13B, and the elastic plate 43 has a large vibration expansion rate. Can be realized.
また、ワイヤ42は弾性板43の屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板43を低背に構成してもワイヤ42の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板43にはワイヤ42以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ42において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部14の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置41を小型化できる。 Further, since the wire 42 extends along the direction connecting the bending point C and the free end B of the elastic plate 43, it is not necessary to shorten the entire length of the wire 42 even if the elastic plate 43 is configured to have a low profile. In addition, since the elastic plate 43 does not generate friction with members other than the wire 42, the vibration energy is hardly deteriorated and a large contraction amount can be realized in the wire 42. As a result, the actuator device 41 can be reduced in size without impairing the vibration amplitude of the driven portion 14.
その上、突起43Cが弾性板43の前後方向の中央からずらして配置されていることにより、突起43Cが弾性板43の前後方向の中央に配置されている場合よりも、弾性板43のバネ強度が高まる。 In addition, since the protrusion 43C is shifted from the center in the front-rear direction of the elastic plate 43, the spring strength of the elastic plate 43 is greater than when the protrusion 43C is disposed in the front-rear center of the elastic plate 43. Will increase.
次に、本発明の第5の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
図6(A)は第5の実施形態に係るアクチュエータ装置51を高さ方向から視た平面図である。図6(B)は第5の実施形態に係るアクチュエータ装置51を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置51において、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 6A is a plan view of the actuator device 51 according to the fifth embodiment viewed from the height direction. FIG. 6B is a side view of the actuator device 51 according to the fifth embodiment viewed from the front-rear direction. In the actuator device 51, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 11 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted.
このアクチュエータ装置51は、ワイヤ52と、弾性板53と、を備えている。弾性板53は、短辺部13Aと長辺部13Bと突起53Cとを備えている。突起53Cは、弾性板53の金属材料と一体に構成されており、弾性板53に開口を設けて開口に囲まれる舌状の部位を成形した後、弾性板53を屈曲点Cから曲げて形成している。突起53Cは、長辺部13Bにおける屈曲点Cの近傍から、長辺部13Bが延びる方向とは反対側に延びている。ワイヤ52は、突起53Cの基板15側に掛け渡されて、突起53Cの基板15とは反対側に引き出され、側面視して屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って、わずかに斜めに張られている。 The actuator device 51 includes a wire 52 and an elastic plate 53. The elastic plate 53 includes a short side portion 13A, a long side portion 13B, and a protrusion 53C. The protrusion 53C is formed integrally with the metal material of the elastic plate 53, and is formed by forming an opening in the elastic plate 53 to form a tongue-shaped portion surrounded by the opening, and then bending the elastic plate 53 from the bending point C. doing. The protrusion 53C extends from the vicinity of the bending point C in the long side portion 13B to the side opposite to the direction in which the long side portion 13B extends. The wire 52 is stretched over the side of the substrate 15 of the protrusion 53C, pulled out to the opposite side of the substrate 53 of the protrusion 53C, and slightly along the direction connecting the bending point C and the free end B in a side view. It is stretched diagonally.
このような構成のアクチュエータ装置51でも、通電制御部18がワイヤ52への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板53が共振して短辺部13Aと長辺部13Bとに1次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ52の収縮により短辺部13Aに生じる1次モードの屈曲振動を、長辺部13Bにおける1次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板53において大きな振動拡大率を実現できる。 Even in the actuator device 51 having such a configuration, when the energization control unit 18 repeats energization to the wire 52 and interruption of energization at a specific cycle, the elastic plate 53 resonates and the short side portion 13A and the long side portion 13B First-order mode flexural vibrations are generated. Therefore, the primary mode bending vibration generated in the short side portion 13 </ b> A due to the contraction of the wire 52 is expanded when converted into the primary mode bending vibration in the long side portion 13 </ b> B. Can be realized.
また、ワイヤ52は弾性板53の屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板53を低背に構成してもワイヤ52の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板53にはワイヤ52以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ52において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部14の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置51を小型化できる。 Further, since the wire 52 extends along the direction connecting the bending point C and the free end B of the elastic plate 53, it is not necessary to shorten the entire length of the wire 52 even if the elastic plate 53 is configured to have a low profile. In addition, since the elastic plate 53 does not generate friction with members other than the wire 52, the vibration energy is hardly deteriorated and a large contraction amount can be realized in the wire 52. As a result, the actuator device 51 can be reduced in size without impairing the vibration amplitude of the driven portion 14.
次に、本発明の第6の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to a sixth embodiment of the present invention will be described.
図7(A)は第6の実施形態に係るアクチュエータ装置61を高さ方向から視た平面図である。図7(B)は第6の実施形態に係るアクチュエータ装置61を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置61において、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 7A is a plan view of the actuator device 61 according to the sixth embodiment viewed from the height direction. FIG. 7B is a side view of the actuator device 61 according to the sixth embodiment viewed from the front-rear direction. In the actuator device 61, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 11 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted.
このアクチュエータ装置61は、ワイヤ62と、弾性板63と、電極端子66と、を備えている。弾性板63は、短辺部13Aと長辺部13Bと突起63Cとを備えている。突起63Cは、弾性板63の金属材料と一体に構成されており、弾性板63に開口を設けて開口に囲まれる舌状の部位を成形した後、長辺部13Bから基板15側に先端を延ばし、先端を長辺部13Bが延びる方向とは反対方向にカールさせてフック状に形成している。ワイヤ62は、突起63Cに掛け渡され、屈曲点Cの近傍から、側面視して屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って、斜めに張られている。電極端子66は、基板15からわずかに突出し、ワイヤ62の両端を固定している。 The actuator device 61 includes a wire 62, an elastic plate 63, and an electrode terminal 66. The elastic plate 63 includes a short side portion 13A, a long side portion 13B, and a protrusion 63C. The protrusion 63C is formed integrally with the metal material of the elastic plate 63, and after forming a tongue-shaped portion surrounded by the opening by providing an opening in the elastic plate 63, the tip is extended from the long side portion 13B to the substrate 15 side. The tip is curled in a direction opposite to the direction in which the long side portion 13B extends to form a hook shape. The wire 62 is stretched over the protrusion 63C, and is slanted from the vicinity of the bending point C along the direction connecting the bending point C and the free end B in a side view. The electrode terminal 66 slightly protrudes from the substrate 15 and fixes both ends of the wire 62.
このような構成のアクチュエータ装置61でも、通電制御部18がワイヤ62への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板63が共振して短辺部13Aと長辺部13Bとに1次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ62の収縮により短辺部13Aに生じる1次モードの屈曲振動を、長辺部13Bにおける1次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板63において大きな振動拡大率を実現できる。 Even in the actuator device 61 having such a configuration, when the energization control unit 18 repeats energization to the wire 62 and interruption of energization at a specific cycle, the elastic plate 63 resonates and the short side portion 13A and the long side portion 13B First-order mode flexural vibrations are generated. For this reason, the bending vibration of the primary mode generated in the short side portion 13A due to the contraction of the wire 62 is expanded when converted into the bending vibration of the primary mode in the long side portion 13B. Can be realized.
また、ワイヤ62は弾性板63の屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板63を低背に構成してもワイヤ62の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板63にはワイヤ62以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ62において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部14の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置61を小型化できる。 Further, since the wire 62 extends along the direction connecting the bending point C and the free end B of the elastic plate 63, it is not necessary to shorten the entire length of the wire 62 even if the elastic plate 63 is configured to have a low profile. In addition, since the elastic plate 63 does not cause friction with members other than the wire 62, the vibration energy is hardly deteriorated and a large contraction amount can be realized in the wire 62. As a result, the actuator device 61 can be downsized without impairing the vibration amplitude of the driven portion 14.
次に、本発明の第7の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to a seventh embodiment of the present invention will be described.
図8は、第7の実施形態に係るアクチュエータ装置71を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置71において、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 8 is a side view of the actuator device 71 according to the seventh embodiment when viewed from the front-rear direction. In the actuator device 71, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 11 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted.
このアクチュエータ装置71は、ワイヤ72と、弾性板73と、電極端子76と、を備えている。弾性板73は、短辺部13Aと長辺部13Bと突起73Cとを備えている。突起73Cは、弾性板73の金属材料と一体に構成されており、弾性板73に開口を設けて開口に囲まれる舌状の部位を成形した後、短辺部13Aから長辺部13B側に先端を延ばし、先端を基板15側にカールさせてフック状に形成している。ワイヤ72は、突起73Cに掛け渡され、屈曲点Cの近傍から、側面視して屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って、斜めに張られている。電極端子76は、基板15からわずかに突出し、ワイヤ72の両端を固定している。 The actuator device 71 includes a wire 72, an elastic plate 73, and an electrode terminal 76. The elastic plate 73 includes a short side portion 13A, a long side portion 13B, and a protrusion 73C. The protrusion 73C is integrally formed with the metal material of the elastic plate 73, and after forming a tongue-shaped portion surrounded by the opening by providing an opening in the elastic plate 73, the short side portion 13A is moved to the long side portion 13B side. The tip is extended and the tip is curled toward the substrate 15 to form a hook. The wire 72 is stretched over the protrusion 73C, and is slanted from the vicinity of the bending point C along the direction connecting the bending point C and the free end B in a side view. The electrode terminal 76 slightly protrudes from the substrate 15 and fixes both ends of the wire 72.
このような構成のアクチュエータ装置71でも、通電制御部18がワイヤ72への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板73が共振して短辺部13Aと長辺部13Bとに1次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ72の収縮により短辺部13Aに生じる1次モードの屈曲振動を、長辺部13Bにおける1次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板73において大きな振動拡大率を実現できる。 Even in the actuator device 71 having such a configuration, when the energization control unit 18 repeats energization to the wire 72 and the energization stop at a specific cycle, the elastic plate 73 resonates and the short side portion 13A and the long side portion 13B are resonated. First-order mode flexural vibrations are generated. Therefore, the primary mode bending vibration generated in the short side portion 13 </ b> A due to the contraction of the wire 72 is expanded when converted into the primary mode bending vibration in the long side portion 13 </ b> B. Can be realized.
また、ワイヤ72は弾性板73の屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板73を低背に構成してもワイヤ72の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板73にはワイヤ72以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ72において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部14の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置71を小型化できる。 Further, since the wire 72 extends along the direction connecting the bending point C and the free end B of the elastic plate 73, it is not necessary to shorten the entire length of the wire 72 even if the elastic plate 73 is configured to have a low profile. In addition, since the elastic plate 73 does not cause friction with members other than the wire 72, vibration energy is hardly deteriorated and a large contraction amount can be realized in the wire 72. As a result, the actuator device 71 can be downsized without impairing the vibration amplitude of the driven portion 14.
次に、本発明の第8の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to an eighth embodiment of the present invention will be described.
図9(A)は第8の実施形態に係るアクチュエータ装置81を高さ方向から視た平面図である。図9(B)は第8の実施形態に係るアクチュエータ装置81を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置81において、第3の実施形態に係るアクチュエータ装置31と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 9A is a plan view of the actuator device 81 according to the eighth embodiment viewed from the height direction. FIG. 9B is a side view of the actuator device 81 according to the eighth embodiment viewed from the front-rear direction. In the actuator device 81, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 31 according to the third embodiment, and the description thereof is omitted.
このアクチュエータ装置81は、弾性板83を備えている。弾性板83は、短辺部13Aと長辺部13Bと突起13Cと補強部83Dとを備えている。補強部83Dは、短辺部13Aの固定端A近傍に設けられており、短辺部13Aの前後方向の両端を幅方向に折り返して形成されている。このような補強部83Dが設けられていることにより、短辺部13Aは固定端A近傍での剛性が高まる。短辺部13Aは固定端A近傍には応力が集中するために塑性変形が生じる危険性があるが、補強部83Dによって剛性が高められていると、塑性変形することを抑制できる。 The actuator device 81 includes an elastic plate 83. The elastic plate 83 includes a short side portion 13A, a long side portion 13B, a protrusion 13C, and a reinforcing portion 83D. The reinforcing portion 83D is provided in the vicinity of the fixed end A of the short side portion 13A, and is formed by folding back both ends in the front-rear direction of the short side portion 13A in the width direction. By providing such a reinforcing portion 83D, the short side portion 13A has increased rigidity in the vicinity of the fixed end A. The short side portion 13A has a risk of causing plastic deformation because stress concentrates in the vicinity of the fixed end A. However, if the rigidity is enhanced by the reinforcing portion 83D, the plastic deformation can be suppressed.
このような構成のアクチュエータ装置81でも、通電制御部18がワイヤ32への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板83が共振して短辺部13Aと長辺部13Bとに1次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ32の収縮により短辺部13Aに生じる1次モードの屈曲振動を、長辺部13Bにおける1次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板83において大きな振動拡大率を実現できる。 Even in the actuator device 81 having such a configuration, when the energization control unit 18 repeats energization to the wire 32 and interruption of energization at a specific period, the elastic plate 83 resonates and the short side portion 13A and the long side portion 13B are resonated. First-order mode flexural vibrations are generated. For this reason, the bending vibration of the primary mode generated in the short side portion 13A due to the contraction of the wire 32 is expanded when converted into the bending vibration of the primary mode in the long side portion 13B. Can be realized.
また、ワイヤ32は弾性板83の屈曲点Cと自由端Bとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板83を低背に構成してもワイヤ32の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板83にはワイヤ32以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ32において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部14の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置81を小型化できる。 Further, since the wire 32 extends along the direction connecting the bending point C and the free end B of the elastic plate 83, it is not necessary to shorten the entire length of the wire 32 even if the elastic plate 83 is configured to have a low profile. In addition, since the elastic plate 83 does not generate friction with members other than the wire 32, vibration energy is hardly deteriorated and a large contraction amount can be realized in the wire 32. As a result, the actuator device 81 can be reduced in size without impairing the vibration amplitude of the driven portion 14.
次に、本発明の第9の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to a ninth embodiment of the present invention will be described.
図10は第9の実施形態に係るアクチュエータ装置91を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置91において、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 10 is a side view of the actuator device 91 according to the ninth embodiment viewed from the front-rear direction. In the actuator device 91, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 11 according to the first embodiment, and the description is omitted.
このアクチュエータ装置91は、基板95と放熱板97とを備えている。基板95は、第1の主面15Aの外周に沿って立ち上がる側壁部95Dを備えている。放熱板97は、放熱性の高い材料からなり、側壁部95Dの高さ方向に接合されて、基板95とともにキャビティを構成している。放熱板97は、キャビティ内部空間に突出する凸部97Aを備えている。凸部97Aは、ワイヤ12に弾性板13の屈曲点C近傍で接触しており、ワイヤ12からの放熱を促進させている。 The actuator device 91 includes a substrate 95 and a heat radiating plate 97. The substrate 95 includes a side wall portion 95D that rises along the outer periphery of the first main surface 15A. The heat radiating plate 97 is made of a material having a high heat radiating property, and is joined in the height direction of the side wall portion 95 </ b> D to form a cavity together with the substrate 95. The heat radiating plate 97 includes a convex portion 97A protruding into the cavity internal space. The convex portion 97 </ b> A is in contact with the wire 12 in the vicinity of the bending point C of the elastic plate 13, and promotes heat dissipation from the wire 12.
このように放熱板97を設けることにより、ワイヤ12の冷却が早くなり、ワイヤ12に収縮量の変動が生じることを防ぐことができる。仮に、温度上昇によってワイヤ12の収縮量に変動が生じると、その変動が弾性板13で拡大されて被駆動部14の振動振幅においても変動が大きくなり、被駆動部14が基板95に衝突する危険性が高まる。しかしながら、このアクチュエータ装置91においては、放熱板97によりワイヤ12の温度上昇を防ぐことができるので、ワイヤ12における縮小量の変動も、被駆動部14における振動振幅の変動も抑制できる。これにより、被駆動部14の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部14の基板95との衝突を防ぐことが可能になり、アクチュエータ装置91のさらなる小型化が可能になる。 By providing the heat radiating plate 97 in this way, the wire 12 can be quickly cooled, and the wire 12 can be prevented from changing in the amount of contraction. If the amount of contraction of the wire 12 varies due to a temperature rise, the variation is magnified by the elastic plate 13 and the variation in the vibration amplitude of the driven unit 14 also increases, and the driven unit 14 collides with the substrate 95. Increased risk. However, in this actuator device 91, since the temperature of the wire 12 can be prevented by the heat radiating plate 97, fluctuations in the amount of reduction in the wire 12 and fluctuations in the vibration amplitude in the driven part 14 can be suppressed. As a result, even if the space around the driven portion 14 is reduced, the driven portion 14 can be prevented from colliding with the substrate 95, and the actuator device 91 can be further reduced in size.
次に、本発明の第10の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to a tenth embodiment of the present invention will be described.
図11は第10の実施形態に係るアクチュエータ装置101を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置101において、第1の実施形態に係るアクチュエータ装置11と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。 FIG. 11 is a side view of the actuator device 101 according to the tenth embodiment as viewed from the front-rear direction. In the actuator device 101, the same reference numerals are given to the same components as those of the actuator device 11 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted.
このアクチュエータ装置101は、基板105と電極端子106と放熱板107と天面電極107Cと、を備えている。基板105は、第1の主面15Aの外周に沿って立ち上がる側壁部105Dを備えている。放熱板107は、放熱性の高い材料からなり、側壁部105Dの高さ方向に接合されて、基板105とともにキャビティを構成している。電極端子106は、放熱板107からキャビティ内部空間に突出しており、ワイヤ12の両端を固定している。天面電極107Cは、放熱板107の天面に設けられており、通電制御部18が電気的に接続されているとともに、電極端子106が電気的に接続されている。放熱板107は、電極端子106を介してワイヤ12からの放熱を促進させている。 The actuator device 101 includes a substrate 105, electrode terminals 106, a heat radiating plate 107, and a top surface electrode 107C. The substrate 105 includes a side wall portion 105D that rises along the outer periphery of the first main surface 15A. The heat radiating plate 107 is made of a material having a high heat radiating property, and is joined in the height direction of the side wall portion 105 </ b> D to form a cavity together with the substrate 105. The electrode terminal 106 protrudes from the heat radiating plate 107 into the cavity internal space, and fixes both ends of the wire 12. The top surface electrode 107 </ b> C is provided on the top surface of the heat radiating plate 107, and the energization control unit 18 is electrically connected and the electrode terminal 106 is electrically connected. The heat dissipation plate 107 promotes heat dissipation from the wire 12 via the electrode terminal 106.
このように放熱板107を設けることにより、ワイヤ12が駆動に伴い温度上昇することを防ぎ、ワイヤ12に収縮量の変動が生じることを防ぐことができる。仮に、温度上昇によってワイヤ12の収縮量に変動が生じると、その変動が弾性板13で拡大されて被駆動部14の振動振幅においても変動が大きくなり、被駆動部14が基板105に衝突する危険性が高まる。しかしながら、このアクチュエータ装置101においては、放熱板107によりワイヤ12の温度上昇を防ぐことができるので、ワイヤ12における縮小量の変動も、被駆動部14における振動振幅の変動も抑制できる。これにより、被駆動部14の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部14の基板105との衝突を防ぐことが可能になり、アクチュエータ装置101のさらなる小型化が可能になる。 By providing the heat radiating plate 107 in this way, it is possible to prevent the temperature of the wire 12 from increasing due to driving, and to prevent the wire 12 from changing in shrinkage. If the amount of contraction of the wire 12 varies due to a rise in temperature, the variation is magnified by the elastic plate 13 and the variation in the vibration amplitude of the driven unit 14 also increases, and the driven unit 14 collides with the substrate 105. Increased risk. However, in this actuator device 101, since the temperature of the wire 12 can be prevented by the heat radiating plate 107, fluctuations in the amount of reduction in the wires 12 and fluctuations in the vibration amplitude in the driven part 14 can be suppressed. As a result, even if the space around the driven portion 14 is reduced, it is possible to prevent the driven portion 14 from colliding with the substrate 105, and the actuator device 101 can be further downsized.
次に、本発明の第11の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。 Next, an actuator device according to an eleventh embodiment of the present invention will be described.
図12(A)は、第11の実施形態に係るアクチュエータ装置における通電制御部からの出力電圧の時系列データと、弾性板の自由端Bにおける変位の時系列データとの関係を示すグラフである。図12(B)は、第11の実施形態に係るアクチュエータ装置におけるパルス波形の出力タイミングについて説明する模式図である。 FIG. 12A is a graph showing the relationship between the time series data of the output voltage from the energization controller in the actuator device according to the eleventh embodiment and the time series data of the displacement at the free end B of the elastic plate. . FIG. 12B is a schematic diagram illustrating the output timing of the pulse waveform in the actuator device according to the eleventh embodiment.
この実施形態においては、第1の実施形態とは通電制御部からの出力電圧の波形が相違している。具体的には、通電制御部は、弾性板の固有周期の半周期以下の十分に短いパルス幅のパルス波形を、弾性板の固有周期の整数倍からずれた通電周期(時間隔)で出力する。このような場合、弾性板は共振しにくくなり、弾性板の振動振幅は最大振幅よりも低下することになる。しかしながら、少なくとも、弾性板が基板に近づこうとする固有周期の半周期にあたるタイミングで、パルス波形が出力されると、弾性板を振動させることができる。すなわち、通電制御部が連続して出力する2つのパルス波形の時間隔T2が、固有周期T1の半周期にあたる次式で表わされる範囲に収まれば、弾性板の共振が持続して被駆動部に振動が生じることになる。なお、次式において、nは1よりも大きい任意の整数である。 In this embodiment, the waveform of the output voltage from the energization control unit is different from that of the first embodiment. Specifically, the energization control unit outputs a pulse waveform having a sufficiently short pulse width equal to or less than a half period of the natural period of the elastic plate at an energization period (time interval) deviated from an integral multiple of the natural period of the elastic plate. . In such a case, the elastic plate is less likely to resonate, and the vibration amplitude of the elastic plate is lower than the maximum amplitude. However, the elastic plate can be vibrated when a pulse waveform is output at least at a timing corresponding to a half period of the natural period in which the elastic plate approaches the substrate. That is, if the time interval T2 between the two pulse waveforms output continuously by the energization control unit is within the range represented by the following expression corresponding to the half period of the natural period T1, the elastic plate continues to resonate and is driven to the driven part. Vibration will occur. In the following formula, n is an arbitrary integer larger than 1.
(n−1/4)T1≦T2≦(n+1/4)
このように、通電制御部は、弾性板の固有周期の半周期以下の十分に短いパルス幅のパルス波形を、弾性板の固有周期の整数倍からずれた通電周期(時間隔)で出力してもよい。
(N-1 / 4) T1 ≦ T2 ≦ (n + 1/4)
In this way, the energization control unit outputs a pulse waveform having a sufficiently short pulse width that is equal to or less than a half period of the natural period of the elastic plate at an energization period (time interval) that deviates from an integral multiple of the natural period of the elastic plate. Also good.
なお、通電制御部の出力電圧波形としては、パルス波の他、矩形波、三角波、台形波、SIN波などを採用することもできる。 As the output voltage waveform of the energization control unit, a rectangular wave, a triangular wave, a trapezoidal wave, a SIN wave, or the like can be employed in addition to a pulse wave.
A…固定端
B…自由端
C…屈曲点
11,21,31,41,51,61,71,81,91,101…アクチュエータ装置
12,22,32,42,52,62,72…ワイヤ
13,23,33,43,53,63,73,83…弾性板
13A…短辺部
13B…長辺部
13C,33C,43C,53C,63C,73C…突起
14…被駆動部
15,95,105…基板
15A…第1の主面
15B…第2の主面
15C…外部端子
16,26,66,76,106…電極端子
18…通電制御部
83D…補強部
95D…側壁部
97,107…放熱板
97A…凸部
105D…側壁部
107C…天面電極
A ... Fixed end B ... Free end C ... Bending points 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101 ... Actuator devices 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72 ... Wire 13 , 23, 33, 43, 53, 63, 73, 83 ... elastic plate 13A ... short side portion 13B ... long side portion 13C, 33C, 43C, 53C, 63C, 73C ... projection 14 ... driven portions 15, 95, 105 ... substrate 15A ... first main surface 15B ... second main surface 15C ... external terminals 16, 26, 66, 76, 106 ... electrode terminals 18 ... energization control part 83D ... reinforcing part 95D ... side wall parts 97, 107 ... heat dissipation Plate 97A ... Projection 105D ... Side wall 107C ... Top electrode
Claims (7)
前記長辺部における自由端側の位置に連結されている被駆動部と、
前記弾性板に渡されており、前記屈曲点と前記自由端とを結ぶ方向に沿って張られている、収縮可能なワイヤと、
を備えるアクチュエータ装置。 An elastic plate having a short side extending from a fixed end to a bending point, and a long side extending from the short side to the free end at the bending point;
A driven part connected to a position on the free end side of the long side part;
A retractable wire that is passed to the elastic plate and stretched along a direction connecting the bending point and the free end;
An actuator device comprising:
請求項1に記載のアクチュエータ装置。 The position where the wire is passed in the elastic plate is a position closer to the bending point among the fixed end, the bending point, and the free end in the short side portion or the long side portion.
The actuator device according to claim 1.
前記弾性板は、前記ワイヤが掛け渡される突起を備える、
請求項1または2に記載のアクチュエータ装置。 The wire is made of a shape memory alloy, and is stretched across the elastic plate between both ends,
The elastic plate includes a protrusion around which the wire is stretched,
The actuator device according to claim 1 or 2.
前記通電制御部は、前記ワイヤへの通電周期を、前記弾性板における1次モードの屈曲振動の固有周期の1倍以上の整数倍に合わせる、
請求項3に記載のアクチュエータ装置。 An energization control unit for controlling energization to the wire;
The energization control unit adjusts the energization cycle to the wire to an integral multiple of 1 or more times the natural cycle of the bending vibration of the primary mode in the elastic plate.
The actuator device according to claim 3.
前記通電制御部は、前記ワイヤへの通電周期を、前記弾性板における1次モードの屈曲振動の固有周期の2倍以上の整数倍に合わせる、
請求項3に記載のアクチュエータ装置。 An energization control unit for controlling energization to the wire;
The energization control unit adjusts the energization cycle to the wire to an integral multiple of twice or more the natural cycle of the bending vibration of the primary mode in the elastic plate.
The actuator device according to claim 3.
前記通電制御部は、前記ワイヤへの通電周期を次式の範囲内に合わせる、
ただし、前記通電周期をT2とし、前記弾性板における1次モードの屈曲振動の固有周期をT1とし、1以上の整数をnとする、請求項3に記載のアクチュエータ装置。
(n−1/4)T1≦T2≦(n+1/4) An energization control unit for controlling energization to the wire;
The energization control unit adjusts the energization cycle to the wire within the range of the following formula:
4. The actuator device according to claim 3, wherein the energization period is T2, the natural period of the bending vibration of the primary mode in the elastic plate is T1, and an integer equal to or greater than 1 is n.
(N-1 / 4) T1 ≦ T2 ≦ (n + 1/4)
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