JP6388077B2 - Drive device - Google Patents
Drive device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6388077B2 JP6388077B2 JP2017517892A JP2017517892A JP6388077B2 JP 6388077 B2 JP6388077 B2 JP 6388077B2 JP 2017517892 A JP2017517892 A JP 2017517892A JP 2017517892 A JP2017517892 A JP 2017517892A JP 6388077 B2 JP6388077 B2 JP 6388077B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring member
- main surface
- drive device
- moving body
- vibration
- 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.)
- Active
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 33
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 33
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 33
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 25
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/12—Constructional details
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
本発明は、圧電素子を駆動して移動体を移動させる駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device that moves a moving body by driving a piezoelectric element.
従来、カメラのレンズなどを移動させる駆動装置として、圧電素子を用いた駆動装置が種々提案されている。 Conventionally, various drive devices using piezoelectric elements have been proposed as drive devices for moving a lens of a camera or the like.
下記の特許文献1には、屈曲振動と他の振動とを利用した超音波モーターが開示されている。ここでは、筒状の移動体が、円板状の基体の貫通孔に挿入されている。筒状の移動体は、その軸方向に移動するように構成されている。円板状の基体の両面に圧電素子が設けられている。この円板の屈曲振動と径方向振動との複合共振が用いられている。 The following Patent Document 1 discloses an ultrasonic motor using bending vibration and other vibrations. Here, the cylindrical moving body is inserted into the through hole of the disk-shaped base. The cylindrical moving body is configured to move in the axial direction thereof. Piezoelectric elements are provided on both sides of the disk-shaped substrate. A combined resonance of the bending vibration and radial vibration of the disk is used.
また、従来、市販のデジタルカメラの一部では、オートフォーカス用途に、圧電リニアアクチュエータが用いられている。この種のオートフォーカス用途圧電リニアアクチュエータでは、レンズを含む移動体の回転を抑制することが求められている。そのため、レンズを含む移動体に、回転止めのための突起が設けられており、他方、ケースに該突起が嵌まり合う凹部が設けられている。 Conventionally, in some commercially available digital cameras, piezoelectric linear actuators are used for autofocus applications. In this type of autofocus-use piezoelectric linear actuator, it is required to suppress the rotation of a moving body including a lens. For this reason, the moving body including the lens is provided with a protrusion for preventing rotation, and on the other hand, a concave portion in which the protrusion is fitted is provided in the case.
上記のように、従来、圧電素子を用いた駆動装置において、移動体の軸方向の回り、すなわち移動方向回りの回転を防止するために、突起と凹部との組み合わせが用いられていた。しかしながら、このような構造では、突起部と凹部との間に隙間が存在する。そのため、レンズを含む移動体が軸方向まわりにおいてがたつくことがあった。また、移動体の駆動状態が安定せず、性能ばらつきが生じがちであった。 As described above, conventionally, in a driving device using a piezoelectric element, a combination of protrusions and recesses has been used to prevent rotation around the axial direction of the moving body, that is, rotation around the moving direction. However, in such a structure, there is a gap between the protrusion and the recess. For this reason, the moving body including the lens may rattle around the axial direction. In addition, the driving state of the moving body is not stable, and performance variation tends to occur.
本発明の目的は、移動体の移動方向回りの回転を抑制し、移動体を安定に移動させ得る駆動装置を提供することになる。 An object of the present invention is to provide a drive device that can suppress the rotation of the moving body around the moving direction and can move the moving body stably.
本発明に係る駆動装置は、対向し合う第1及び第2の主面を有し、かつ前記第1の主面から前記第2の主面に向かって貫通している開口部を有する弾性体と、前記弾性体の前記第1及び前記第2の主面の内の少なくとも一方の主面に接合された圧電素子とを有する駆動ユニットと、前記弾性体の前記開口部に挿入されており、前記駆動ユニットを駆動することにより、前記弾性体の前記第1の主面と前記第2の主面とを結ぶ方向に移動される移動体と、前記移動体に固定されており、前記開口部の内壁に圧接される複数の圧接部を外表面に有するバネ部材と、を備え、前記圧電素子を駆動することにより、前記駆動ユニットが、屈曲振動と、前記屈曲振動とは異なる少なくとも一種の他の振動とで、または前記屈曲振動と、前記屈曲振動とは異なる少なくとも一種の前記他の振動とが結合してなる結合モードの振動で振動するように構成されており、前記他の振動または前記結合モードの振動が、前記移動体を移動させ得るように前記弾性体の前記開口部の前記内壁に前記バネ部材が圧接している移動可能状態と、前記弾性体の前記開口部の前記内壁が前記バネ部材から隔てられており、あるいは前記移動可能状態よりも低い摩擦係合力で前記バネ部材が前記弾性体の前記開口部の前記内壁に接触しているリリース状態とをそれぞれ実現する振動姿態を有し、前記弾性体の前記第1の主面側からみたときに、少なくとも1つの前記圧接部における前記バネ部材の曲率が小さくなるように、前記バネ部材が径方向外側に前記圧接部以外の部分において拡径されている。 The drive device according to the present invention has an elastic body having first and second main surfaces facing each other and having an opening penetrating from the first main surface toward the second main surface. And a drive unit having a piezoelectric element bonded to at least one main surface of the first and second main surfaces of the elastic body, and inserted into the opening of the elastic body, A movable body that is moved in a direction connecting the first main surface and the second main surface of the elastic body by driving the drive unit, and is fixed to the movable body, and the opening And a spring member having an outer surface having a plurality of pressure-contact portions pressed against the inner wall, and driving the piezoelectric element causes the drive unit to be at least one type different from the bending vibration and the bending vibration. Or the bending vibration and the bending vibration It is configured to vibrate by a coupled mode vibration formed by coupling with at least one other vibration, and the other vibration or the coupled mode vibration can move the moving body. The movable state in which the spring member is pressed against the inner wall of the opening of the elastic body, and the inner wall of the opening of the elastic body are separated from the spring member, or more than in the movable state The spring member has a vibration state that realizes a release state in which the spring member is in contact with the inner wall of the opening of the elastic body with a low frictional engagement force, as viewed from the first main surface side of the elastic body. Sometimes, the diameter of the spring member is increased radially outward in a portion other than the pressure contact portion so that the curvature of the spring member in at least one pressure contact portion is reduced.
本発明に係る駆動装置のある特定の局面では、前記駆動ユニットの前記屈曲振動及び前記他の振動により、または前記結合モードの振動により、前記移動体を移動させる。 In a specific aspect of the drive device according to the present invention, the movable body is moved by the bending vibration and the other vibration of the drive unit or by the vibration of the coupling mode.
本発明に係る駆動装置の他の特定の局面では、前記移動体により、前記バネ部材が径方向外側に前記圧接部以外の部分において拡径されている。 In another specific aspect of the drive device according to the present invention, the diameter of the spring member is expanded radially outward in a portion other than the pressure contact portion by the moving body.
本発明に係る駆動装置の他の特定の局面では、前記バネ部材が円筒体の周方向一部において、前記第1の主面と前記第2の主面とを結ぶ方向に延びるスリットを有する。この場合には、バネ部材を、移動体の外周面に容易に固定することができる。 In another specific aspect of the drive device according to the present invention, the spring member has a slit extending in a direction connecting the first main surface and the second main surface in a part of the circumferential direction of the cylindrical body. In this case, the spring member can be easily fixed to the outer peripheral surface of the moving body.
本発明に係る駆動装置の他の特定の局面では、前記弾性体の前記第1の主面側からみた場合に、前記バネ部材に外接している円の半径が、少なくとも一カ所において、前記開口部に内接している円の半径よりも大きい。 In another specific aspect of the drive device according to the present invention, the opening has a radius of a circle circumscribing the spring member when viewed from the first main surface side of the elastic body. It is larger than the radius of the circle inscribed in the part.
本発明に係る駆動装置の別の特定の局面では、前記弾性体の前記第1の主面側からみた場合に、前記移動体が、コーナー部が丸みを帯びた矩形の形状を有し、前記バネ部材の前記スリットが、1つのコーナー部の丸みを帯びた部分に位置しており、前記バネ部材が前記駆動体に、前記弾性体の前記第1の主面側からみた場合に、5カ所において接触している。この場合には、バネ部材の複数の圧接部における圧接状態のばらつきを小さくすることができる。 In another specific aspect of the drive device according to the present invention, when viewed from the first main surface side of the elastic body, the movable body has a rectangular shape with rounded corners, When the slit of the spring member is located in a rounded portion of one corner, and the spring member is seen by the drive body from the first main surface side of the elastic body, five locations are provided. In contact. In this case, it is possible to reduce variations in the press contact state at the plurality of press contact portions of the spring member.
本発明に係る駆動装置の他の特定の局面では、前記移動体が、前記駆動体の前記第1の主面と前記第2の主面とを結ぶ方向に延びる角柱状の形状を有する。 In another specific aspect of the driving apparatus according to the present invention, the moving body has a prismatic shape extending in a direction connecting the first main surface and the second main surface of the driving body.
本発明に係る駆動装置のさらに他の特定の局面では、前記バネ部材と前記移動体との間に、前記圧接部以外の部分において、前記バネ部材の前記曲率を部分的に大きくするために、前記バネ部材の内面に接触している曲率拡大部材が設けられている。 In still another specific aspect of the drive device according to the present invention, in order to partially increase the curvature of the spring member in a portion other than the pressure contact portion between the spring member and the moving body, A curvature increasing member in contact with the inner surface of the spring member is provided.
本発明に係る駆動装置のさらに他の特定の局面では、前記曲率拡大部材が、前記バネ部材の端部と前記移動体との間に設けられていてもよい。 In still another specific aspect of the drive device according to the present invention, the curvature increasing member may be provided between an end of the spring member and the moving body.
本発明に係る駆動装置では、前記曲率拡大部材が、前記移動体と一体に形成されていてもよい。この場合には、部品点数を低減することができる。 In the drive device according to the present invention, the curvature increasing member may be formed integrally with the moving body. In this case, the number of parts can be reduced.
本発明に係る駆動装置のさらに他の特定の局面では、前記曲率拡大部材が前記バネ部材の内面に一体に設けられていてもよい。 In still another specific aspect of the drive device according to the present invention, the curvature increasing member may be integrally provided on the inner surface of the spring member.
本発明に係る駆動装置のさらに他の特定の局面では、前記バネ部材が、前記駆動体の周方向に配置された複数のバネ部材を有する。このように、バネ部材は、複数のバネ部材に分割されていてもよい。 In still another specific aspect of the drive device according to the present invention, the spring member has a plurality of spring members arranged in a circumferential direction of the drive body. Thus, the spring member may be divided into a plurality of spring members.
本発明に係る駆動装置によれば、移動体の移動方向回りの回転を抑制することができ、移動体を安定に移動することができる。 According to the drive device of the present invention, rotation of the moving body around the moving direction can be suppressed, and the moving body can be moved stably.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。 It should be pointed out that each embodiment described in this specification is an exemplification, and a partial replacement or combination of configurations is possible between different embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る駆動装置の正面図であり、図2はこの駆動装置で用いられる駆動ユニットを示す斜視図であり、図4は、移動体を示す斜視図であり、図5は、移動体に取り付けられるバネ部材を示す斜視図である。(First embodiment)
FIG. 1 is a front view of a drive device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a drive unit used in the drive device, and FIG. 4 is a perspective view showing a moving body. FIG. 5 is a perspective view showing a spring member attached to the moving body.
図1に示すように、駆動装置1は、駆動ユニット2と、移動体3と、移動体3に取り付けられたバネ部材4とを有する。
As shown in FIG. 1, the drive device 1 includes a
図2に示すように、駆動ユニット2は、弾性体5を有する。弾性体5は、対向し合う第1の主面5aと、第2の主面5bとを有する。弾性体5は、金属などの適宜の剛性材料からなる。弾性体5は、本実施形態では、矩形枠状の形状を有し、中央に開口部5cを有する。第1の主面5a上には、複数の圧電素子6〜9が接合されている。
As shown in FIG. 2, the
複数の圧電素子6〜9は、第1の主面5aでなく、第2の主面5bに接合されていてもよい。また、両主面に複数の圧電素子が接合されていてもよい。
The plurality of
圧電素子6〜9は、それぞれ、圧電体層と、圧電体層を挟んで対向するように設けられた一対の電極を有する。圧電素子6〜9に交流電圧を印加することにより、弾性体5が屈曲振動と、拡がり振動で振動する。
Each of the
本実施形態では、この屈曲振動と拡がり振動との結合モードを利用する。屈曲振動と拡がり振動の共振周波数を調整することにより、複数の結合モードを生じさせることができる。 In the present embodiment, a coupling mode of this bending vibration and spreading vibration is used. A plurality of coupled modes can be generated by adjusting the resonance frequency of the bending vibration and the spreading vibration.
図3は、屈曲振動の共振周波数及び拡がり振動の共振周波数と、弾性体5の厚みとの関係を示す図である。図3に示すように、弾性体5の厚みを調整することにより、屈曲振動の共振周波数及び拡がり振動の共振周波数を調整でき、両者の結合モードを生じさせることができる。後述するように、複数の結合モードのうち、第1の結合モード及び第2の結合モードの2つの結合モードを利用する。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the resonance frequency of the bending vibration and the resonance frequency of the spreading vibration and the thickness of the
図1に示すように、移動体3にバネ部材4が取り付けられている。図4に示すように、移動体3は、略四角柱状の形状を有する。すなわち、移動体3は、第1の主面3aと、第1の主面3aと対向する第2の主面3bとを有する。第1の主面3aと第2の主面3bとを、側面3c〜3fが結んでいる。
As shown in FIG. 1, a
上記第1の主面3aと第2の主面3bとを結ぶ方向が軸方向であり、移動体3の移動方向である。
The direction connecting the first
図1は、上記第1の主面3a側からみた駆動装置1の正面図である。図1における紙面−紙背方向が前述した移動方向である。
FIG. 1 is a front view of the driving device 1 as seen from the first
第1の主面3aは、4つのコーナー部が丸みを帯びるように丸められている。図4に示すように、移動体3では、側面3c〜3fが隣り合っている上記4つのコーナー部が丸められている。
The first
上記移動体3は、セラミックス、金属、合成樹脂などの適宜の材料からなる。
The moving
図5に示すように、バネ部材4は、略円筒状の形状を有する。もっとも、円筒の一部が切り欠かれて、スリット4aが形成されている。バネ部材4の軸方向は、前述した移動体3の移動方向である。そして、スリット4aは、この移動方向と平行な方向に延ばされている。従って、バネ部材4は、スリット4aに臨む端部4a1,4a2を有する。端部4a1,4a2は、上記移動方向と平行な方向に延びている。
As shown in FIG. 5, the
バネ部材4は、金属などのバネ性を有する材料からなる。このバネ部材4の内径は、上記バネ部材4を移動体3に外挿した場合に、バネ部材4が移動体3に圧接されるように選ばれている。すなわち、取り付ける前のバネ部材4の内径は、移動体3の移動方向と直交する断面における最大幅寸法よりも小さくされている。従って、取り付けに際しては、バネ部材4を拡径し、移動体3に取り付ける。取り付けられた状態では、バネ部材4が縮径する力が作用するため、バネ部材4は、移動体3に確実に固定されている。
The
前述した駆動ユニット2を駆動することにより、上記移動体3は、移動体3に取り付けられたバネ部材4と共に、上述した移動方向に沿って移動される。この移動操作の詳細は後程説明する。もっとも、移動に際しては、図1に示す圧接部A1〜A4において、バネ部材4に駆動ユニット2の開口部の内壁が接触し、接触部分を移動方向に沿って移動させるように、弾性体5が変位する。それによって、移動体3がバネ部材4と共に移動される。
By driving the
本実施形態では、上記圧接部A1〜A4におけるバネ部材4の曲率が小さくなるように、移動体3により、バネ部材4が径方向外側に、圧接部A1〜A4以外の部分において拡径されている。
In the present embodiment, the moving
図1に示すように、移動体3に対し、バネ部材4は、接触点B1〜B5により接するようにして、バネ部材4が上記接触点B1〜B5において拡径されている。ここで、接触点B1〜B3は、第1の主面3aからみたときに、第1の主面3aの3つのコーナー部分の中央に位置している。他方、接触点B4,B5は、前述したスリット4aの両側部分、すなわち端部4a1と端部4a2が移動体3に接触している部分である。
As shown in FIG. 1, the
上記のように、接触点B1〜B5において、バネ部材4が拡径する方向に変形されている。そのため、接触点B1〜B5における曲率よりも、圧接部A1〜A4における曲率が小さくされている。よって、バネ部材4は、圧接部A1〜A4において、曲率が小さくされているため、バネ部材4は、上記移動体3の移動方向の回りに回転し難い。すなわち、上記圧接部A1〜A4においてバネ部材4の第1の主面3aからみた場合の曲率が小さくされているため、移動体3の移動方向回りの回転を抑制することができる。
As described above, at the contact points B1 to B5, the
言い換えれば弾性体5の第1の主面5a側からみた場合、バネ部材4に外接している円の半径が、少なくとも1カ所において、前記開口部5cに内接している円の半径よりも大きい。そのため、上記のように、移動体3の移動方向回りの回転が確実に抑制される。
In other words, when viewed from the first
また、上記のように、スリット4aの両側の端部4a1,4a2が移動体3に接触しているため、各圧接部A1〜A4の圧接状態のばらつきが生じ難い。
Further, as described above, since the end portions 4a1 and 4a2 on both sides of the
次に、上記駆動装置1における駆動操作を説明する。 Next, the driving operation in the driving device 1 will be described.
複数の圧電素子6〜9に交流電圧を印加すると、前述した屈曲振動と拡がり振動とが生じる。本実施形態ではこの屈曲振動と拡がり振動とが結合してなる結合モードを利用している。すなわち、上記屈曲振動と拡がり振動の結合モードとして、共振周波数が異なる複数の結合モードが現れる。本実施形態では、第1の結合モードと第2の結合モードとを利用する。第1,第2の結合モードの振動は、弾性体5の開口部5cの内壁がバネ部材4に圧接している移動可能状態と、開口部5cの内壁がバネ部材4に対して隔てられており、あるいは移動可能状態よりも低い摩擦係合力でバネ部材4に接触しているリリース状態とを実現する振動姿態を有する。すなわち、第1の結合モード及び第2の結合モードのいずれの場合においても、上記2つの状態を実現する振動姿態が生じる。
When an AC voltage is applied to the plurality of
ただし、第1の結合モードでは、移動可能状態において、上記第1の結合モードにより、上記移動体3の軸方向において一方側に移動される。これを前進とすると、第2の結合モードでは、移動可能状態において、開口部5cの内壁が移動体3及びバネ部材4を後退させることになる。すなわち、上記第1の結合モードと第2の結合モードが生じるように駆動周波数を切り換えることにより、移動体3を前進あるいは後退させることができる。
However, in the first coupling mode, the
上記のように、本実施形態では、上記リリース状態と移動可能状態を実現する振動姿態が生じる第1,第2の結合モードを利用する。結合させるには、好ましくは、屈曲振動の共振周波数と、拡がり振動の共振周波数が一致されていることが望ましい。もっとも、双方の共振周波数は完全に一致されずともよく、屈曲振動の共振周波数と、拡がり振動の共振周波数との差の絶対値は、第1の結合モードにおける共振周波数及び第2の結合モードにおける共振周波数の平均値の15%以内の範囲内であればよい。 As described above, in the present embodiment, the first and second coupling modes in which the vibration state realizing the release state and the movable state are generated are used. In order to make the coupling, it is preferable that the resonance frequency of the bending vibration and the resonance frequency of the spreading vibration are matched. However, the resonance frequencies of both may not be exactly the same, and the absolute value of the difference between the resonance frequency of the bending vibration and the resonance frequency of the spread vibration is the resonance frequency in the first coupling mode and the second coupling mode. What is necessary is just to be in the range within 15% of the average value of resonance frequency.
なお、本実施形態では、屈曲振動と拡がり振動との結合モードを利用しているが、屈曲振動と、結合モードとを利用してもよい。また、屈曲振動と拡がり振動などの屈曲振動以外の他の振動モードを利用してもよい。 In the present embodiment, a combined mode of bending vibration and spreading vibration is used, but bending vibration and combined mode may be used. Further, vibration modes other than bending vibration such as bending vibration and spreading vibration may be used.
図6(a)は、駆動装置1を操作する際の初期状態を示し、上記のように、第1の結合モードを生じるように駆動ユニット2を駆動することにより、図6(b)に示すように、リリース状態とする。なお、図6(a),図6(b)及び図7(a),図7(b)では、バネ部材4は図示を省略してある。すなわち、弾性体5の開口部が移動体3に取り付けられたバネ部材に圧接される。その状態で、上記第1の結合モードで移動させることにより、図7(a)に示すように、移動体3を矢印方向に、すなわち軸方向一方側に進めることができる。そして、第1の結合モードにおいて、リリース状態を実現することにより、前進を停止する。これらの工程を繰り返すことにより、移動体3を前方にピッチ送りすることができる。
FIG. 6 (a) shows the initial state when operating the drive device 1, and as shown in FIG. 6 (b) by driving the
なお、後退させる場合には、第2の結合モードを発生させ、第2の結合モードにより駆動すれば、移動体3及びバネ部材4を後退させることができる。
In the case of retreating, the
ところで、本実施形態の特徴は、上記のように、移動体3及びバネ部材4を移動させるに際し、移動体3及びバネ部材4の移動方向回りの回転が抑制され、それによって上記移動体3を安定に移動させ得ることにある。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
By the way, the feature of this embodiment is that, as described above, when the moving
図9は、上記実施形態に従って構成された駆動装置1において、移動体3を前進及び後退せしめる工程を5回繰り返した場合の移動体3の軌跡を示す図である。ここで、横軸及び縦軸は、移動体3の軸方向中心のX方向及びY方向の傾斜角度を示す。
FIG. 9 is a diagram illustrating a trajectory of the moving
他方、比較例として、上記バネ部材4及び移動体3に代えて、移動体によりバネ部材が圧接部において曲率が他の部分よりも小さくならないように構成されていることを除いては、上記実施形態と同様の構造の駆動装置を用意した。図8は、この比較例の駆動装置の移動体を前進及び後退せしめる工程を5回繰り返した場合の移動体の軌跡を示す図である。
On the other hand, as a comparative example, in place of the
以下に実験条件を示す。まず、台座に駆動装置を設置する。次に、レーザー光を移動体に照射し、駆動装置に移動体を前進及び後退せしめる電圧(3V)を5回印加する。このとき、同時にレーザー方式のチルト測定器を用いて、動作中の移動体の傾斜角度を測定し、軌跡を得る。図8と図9とを対比すれば明らかなように、上記実施形態によれば、移動方向回りの回転を確実に抑制し得ることがわかる。 Experimental conditions are shown below. First, the drive device is installed on the pedestal. Next, a laser beam is irradiated to the moving body, and a voltage (3 V) for moving the moving body forward and backward is applied to the driving device five times. At this time, the tilt angle of the moving moving body is measured at the same time using a laser type tilt measuring device to obtain a locus. As is clear from a comparison between FIG. 8 and FIG. 9, it can be seen that according to the above embodiment, rotation around the moving direction can be reliably suppressed.
(第2の実施形態)
図10は、本発明の第2の実施形態に係る駆動装置で用いられている移動体3Aの斜視図であり、図11は第2の実施形態において、移動体3Aの周囲にバネ部材4が取り付けられている状態を示す、移動体3Aの第1の主面側からみた正面図である。(Second Embodiment)
FIG. 10 is a perspective view of the moving
本実施形態では、移動体3Aは、第1の主面3aにおいて、コーナー部が丸みを帯びておらず、両側の辺に対して約45°の角度をなすように傾斜されている。このような移動体3Aに、図11に示すように、バネ部材4が外挿され、取り付けられている。本実施形態においても、バネ部材4は、圧接部A1〜A4における曲率が相対的に小さくなるように、移動体3Aにより、バネ部材4が圧接部A1〜A4以外の部分で拡径されている。ここでは、バネ部材4は、接触点B1〜B8の8点において、移動体3Aに接触している。このように、コーナー部において、それぞれ2点で接触されているため、圧接点A1〜A4における圧接力のばらつきが生じ難い。本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the moving
(第3の実施形態)
図12は、第3の実施形態に係る駆動装置で用いられている移動体の斜視図である。第3の実施形態で用いられる移動体3は、円柱状の本体部3iを有する。本体部3iの移動方向の一方端側の主面にフランジ部3jが設けられている。本体部3iの移動方向の他方端側の主面にフランジ部3kが設けられている。フランジ部3j,3kの径は、本体部3iの径よりも大きくされている。バネ部材は図示しないが、このフランジ部3jとフランジ部3kとの間に取り付けられる。そして、本体部3iの側面には複数のリブ3mが設けられている。複数のリブ3mは、本体部3iの側面から径方向外側に突出している。また各リブ3mは移動方向に延びている。(Third embodiment)
FIG. 12 is a perspective view of a moving body used in the driving apparatus according to the third embodiment. The moving
上記複数のリブ3mは、取り付けられるバネ部材を拡径するために設けられている。従って、複数のリブ3mは、圧接部以外の部分に設けられており、圧接部におけるバネ部材の前述した曲率よりも、圧接部以外の部分における曲率を大きくするように作用する。
The plurality of
このように、バネ部材の圧接部における曲率を相対的に小さくするために、バネ部材を拡径させる構造は、種々変形することができる。なお、複数のリブ3mは、5箇所に設けられていると、バネ部材が移動体に均一に摩擦係合されやすいので効率がよい。本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
Thus, in order to relatively reduce the curvature at the pressure contact portion of the spring member, the structure for expanding the diameter of the spring member can be variously modified. If the plurality of
(第4の実施形態)
図13は、第4の実施形態に係る駆動装置31の移動体33の第1の主面33a側からみた正面図である。駆動装置31では、移動体33は円柱状である。このように、円柱状の移動体33を用いてもよい。この場合、円柱状の移動体33に、バネ部材4が外挿し取り付けられている。そして、バネ部材4は、スリット4aを有する。バネ部材4と移動体33との間に曲率拡大部材34が設けられている。すなわち、曲率拡大部材34は、圧接部以外の部分において、移動体33の側面に固定されている。この曲率拡大部材34は、移動体33の軸方向全長に延びている。上記曲率拡大部材34は、具体的には、移動体33の側面において、径方向外側に突出するように設けられたリブである。上記曲率拡大部材34にバネ部材4が接触している部分では、バネ部材4の曲率が大きくされている。よって、圧接部におけるバネ部材4の曲率を、曲率拡大部材34が設けられている部分における曲率より小さくできる。このように、バネ部材4の軸方向にみたときに、バネ部材4の一部の曲率を大きくするために、曲率拡大部材34を移動体33とバネ部材4との間に設けてもよい。本実施形態では、曲率拡大部材34は移動体33に一体に設けられていたが、別部材で構成されていてもよい。あるいは、曲率拡大部材34は、バネ部材4の内周面に一体に設けられていてもよい。本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。(Fourth embodiment)
FIG. 13 is a front view of the moving
(第5の実施形態)
図14は、第5の実施形態に係る駆動装置を説明するための正面図である。駆動装置41では、バネ部材が、移動体33の第1の主面33a側からみたときに、略円弧状の第1のバネ部材42と、第2のバネ部材43とに分割されている。このように、複数のバネ部材42,43を用いてもよい。この場合、バネ部材42,43と移動体33との間に、それぞれ、曲率拡大部材44,45が設けられている。それによって、曲率拡大部材44,45が設けられている部分における曲率よりも、圧接部におけるバネ部材42,43の曲率が小さくされる。よって、移動体33及びバネ部材42,43の移動方向回りの回転が抑制される。(Fifth embodiment)
FIG. 14 is a front view for explaining the drive device according to the fifth embodiment. In the
(第6の実施形態)
図15は、第6の実施形態に係る駆動装置を説明するための正面図である。駆動装置51では、バネ部材4が、移動体33の第1の主面33a側からみたときに、略円弧状の第1のバネ部材52と、第2のバネ部材53とに分割されている。そして、バネ部材52,53の端部と移動体33との間に、それぞれ、曲率拡大部材54,55が設けられている。それによって、曲率拡大部材54,55が設けられている部分におけるバネ部材曲率よりも、圧接部におけるバネ部材52,53の曲率が小さくされる。よって、移動体33及びバネ部材4の移動方向回りの回転が抑制される。(Sixth embodiment)
FIG. 15 is a front view for explaining the drive device according to the sixth embodiment. In the driving
また、バネ部材は、2以上のバネ部材に分割されていてもよい。 Further, the spring member may be divided into two or more spring members.
また、上述してきた実施形態では、スリット4aを有する略円筒状のバネ部材4を用いたが、図16に示す変形例のように、円筒状のバネ部材4Bを用いてもよい。
Further, in the embodiment described above, the substantially
1…駆動装置
2…駆動ユニット
2a…開口部
3,3A…移動体
3a,3b…第1,第2の主面
3c〜3f…側面
3i…本体部
3j,3k…フランジ部
3m…リブ
4,4B…バネ部材
4a…スリット
4a1,4a2…端部
5…弾性体
5a,5b…第1,第2の主面
5c…開口部
6〜9…圧電素子
31,41,51…駆動装置
33…移動体
34…曲率拡大部材
42,52…第1のバネ部材
43,53…第2のバネ部材
44,45,54,55…曲率拡大部材
A1〜A4…圧接部
B1〜B8…接触点DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (12)
前記弾性体の前記開口部に挿入されており、前記駆動ユニットを駆動することにより、前記弾性体の前記第1の主面と前記第2の主面とを結ぶ方向に移動される移動体と、
前記移動体に固定されており、前記開口部の内壁に圧接される複数の圧接部を外表面に有するバネ部材と、
を備え、
前記圧電素子を駆動することにより、前記駆動ユニットが、屈曲振動と、前記屈曲振動とは異なる少なくとも一種の他の振動とで、または前記屈曲振動と、前記屈曲振動とは異なる少なくとも一種の前記他の振動とが結合してなる結合モードの振動で振動するように構成されており、
前記他の振動または前記結合モードの振動が、前記移動体を移動させ得るように前記弾性体の前記開口部の前記内壁に前記バネ部材が圧接している移動可能状態と、前記弾性体の前記開口部の前記内壁が前記バネ部材から隔てられており、あるいは前記移動可能状態よりも低い摩擦係合力で前記バネ部材が前記弾性体の前記開口部の前記内壁に接触しているリリース状態とをそれぞれ実現する振動姿態を有し、
前記弾性体の前記第1の主面側からみたときに、少なくとも1つの前記圧接部における前記バネ部材の曲率が小さくなるように、前記バネ部材が径方向外側に前記圧接部以外の部分において拡径されている、駆動装置。An elastic body having opposing first and second main surfaces and having an opening penetrating from the first main surface toward the second main surface; and the first of the elastic bodies A drive unit having a piezoelectric element bonded to at least one of the first main surface and the second main surface;
A movable body that is inserted into the opening of the elastic body and is moved in a direction connecting the first main surface and the second main surface of the elastic body by driving the drive unit; ,
A spring member fixed to the movable body and having a plurality of press contact portions on the outer surface thereof pressed against the inner wall of the opening;
With
By driving the piezoelectric element, the drive unit is configured to bend at least one other vibration different from the bending vibration or at least one other vibration different from the bending vibration. It is configured to vibrate with the vibration of the coupled mode formed by coupling with the vibration of
A movable state in which the spring member is in pressure contact with the inner wall of the opening of the elastic body so that the vibration of the other mode or the coupling mode can move the moving body; The inner wall of the opening is separated from the spring member, or the spring member is in contact with the inner wall of the opening of the elastic body with a lower frictional engagement force than the movable state. Each has a vibration form to realize,
When viewed from the first main surface side of the elastic body, the spring member expands radially outward at a portion other than the pressure contact portion so that the curvature of the spring member at at least one pressure contact portion is reduced. The drive device that is diameter.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015097993 | 2015-05-13 | ||
JP2015097993 | 2015-05-13 | ||
PCT/JP2016/063423 WO2016181866A1 (en) | 2015-05-13 | 2016-04-28 | Drive device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016181866A1 JPWO2016181866A1 (en) | 2018-03-01 |
JP6388077B2 true JP6388077B2 (en) | 2018-09-12 |
Family
ID=57247997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017517892A Active JP6388077B2 (en) | 2015-05-13 | 2016-04-28 | Drive device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6388077B2 (en) |
WO (1) | WO2016181866A1 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3826137B2 (en) * | 2004-01-21 | 2006-09-27 | オリンパス株式会社 | Piezoelectric actuator |
JP2013201813A (en) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Murata Mfg Co Ltd | Driving device and motor |
-
2016
- 2016-04-28 WO PCT/JP2016/063423 patent/WO2016181866A1/en active Application Filing
- 2016-04-28 JP JP2017517892A patent/JP6388077B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016181866A1 (en) | 2016-11-17 |
JPWO2016181866A1 (en) | 2018-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7952258B2 (en) | Vibration-type actuator | |
JP4395052B2 (en) | Drive device | |
US20180108830A1 (en) | Vibration actuator and method for manufacturing the same | |
US10193473B2 (en) | Actuator | |
US20060220496A1 (en) | Vibration wave driving apparatus | |
JP6245273B2 (en) | Drive device | |
JP2010263769A (en) | Rotary type vibration wave driving unit | |
JP6532300B2 (en) | Vibration wave motor | |
JP6388077B2 (en) | Drive device | |
JP2013156295A (en) | Lens drive device | |
JP2006005998A (en) | Linear actuator | |
JP2017070115A (en) | Vibration actuator, drive method therefor, lens barrel, imaging apparatus and stage apparatus | |
JP6124331B2 (en) | Drive device using worm-shaped deformation | |
JP2019097343A5 (en) | ||
JP2005086887A (en) | Drive unit | |
WO2022091559A1 (en) | Actuator | |
JP5903964B2 (en) | Lens drive device | |
JP4982795B2 (en) | DRIVE DEVICE AND DRIVE DEVICE UNIT | |
WO2016185900A1 (en) | Drive device | |
JP2019103193A (en) | Bell crank type drive device and power transmission type drive device | |
US6611081B1 (en) | Vibration actuator with two vibration modes | |
JP2017060342A (en) | Vibration wave motor | |
JP2017212786A (en) | Vibration wave motor and optical device using the same | |
WO2010032624A1 (en) | Piezoelectric actuator | |
JP4554976B2 (en) | Drive device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171016 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171229 |
|
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: 20180717 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180730 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6388077 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |