JP7353815B2 - 振動型アクチュエータ、装置、多軸ステージユニット、および多関節ロボット - Google Patents
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Description
図1ないし図8を参照して、本発明の第1実施形態に係る振動型アクチュエータについて説明する。なお、第1実施形態に関する図1ないし図8には、座標軸(x軸、y軸、z軸)が共通して示されている。
図9ないし図16を参照して、本発明の第2実施形態に係る振動型アクチュエータについて説明する。なお、第2実施形態に関する図9ないし図16には、第1実施形態と同様に座標軸(x軸、y軸、z軸)が共通して示されている。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第1実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。
第3実施形態では、上記した第1実施形態および第2実施形態の振動型アクチュエータを用いた応用例(装置)を示す。
第4実施形態では、上記した第1実施形態ないし第3実施形態による応用例(多軸ステージユニット)を示す。
第5実施形態では、上記した第1実施形態ないし第3実施形態による別の応用例(多関節ロボット)を示す。
2 弾性体
2a 突出部
3 電気-機械エネルギ変換素子
4 接触体
7 加圧部
8 保持部
9 反力受部
12 接触体支持部
13 拘束手段
14 可撓性部材
15 本体
20 振動体ユニット
Claims (20)
- 弾性体と電気-機械エネルギ変換素子とを含む振動体を各々が有する複数の振動体ユニットと、
複数の前記振動体と接触する接触体と、を備え、
前記接触体と複数の前記振動体とが所定方向に相対移動する振動型アクチュエータであって、
少なくとも1つの前記振動体ユニットである第1振動体ユニットは、当該第1振動体ユニットを固定して前記所定方向における自由度を拘束する拘束手段と、前記所定方向に剛性を有すると共に前記所定方向以外の方向に前記所定方向の剛性よりも小さな剛性を有する可撓性部材とを有し、
前記拘束手段は本体部に固定されており、
少なくとも1つの前記振動体ユニットである第2振動体ユニットは、前記可撓性部材によって前記第1振動体ユニットと連結されており、前記本体部には固定されていない、ことを特徴とする振動型アクチュエータ。 - 複数の前記振動体ユニットが前記所定方向に直列的に配列されている、ことを特徴とする請求項1に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記電気-機械エネルギ変換素子に印加される交番電圧に応じて前記振動体が振動することで生じる推力によって前記接触体と前記振動体とが相対移動する、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記可撓性部材は、前記第2振動体ユニットの移動に伴って前記所定方向と直交する前記方向に前記接触体を案内する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記可撓性部材は、前記所定方向と平行な軸の周りに回転可能な回転部を有する、ことを特徴とする請求項4に記載の振動型アクチュエータ。
- 複数の前記振動体ユニットの各々は、前記振動体を保持する保持部を有し、
少なくとも1つの前記振動体ユニットは、前記保持部に設けられ、前記接触体の自由度を拘束することによって前記接触体を前記所定方向に案内する接触体支持部を有する、ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の振動型アクチュエータ。 - 前記拘束手段によって固定された前記第1振動体ユニットが前記接触体支持部を有する、ことを特徴とする請求項6に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記所定方向における両端に位置する2つの前記振動体ユニットの各々の前記保持部に前記接触体支持部が設けられる、ことを特徴とする請求項6に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記振動体が前記接触体支持部として機能する、ことを特徴とする請求項6に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記可撓性部材の中心軸は、前記振動体が前記接触体に接触している摩擦摺動面と同一の平面上に設けられる、ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記可撓性部材の中心軸は、対向して配置される前記振動体が前記接触体に接触している2つの摩擦摺動面の間に位置する平面上に設けられる、ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の振動型アクチュエータ。
- 複数の前記振動体ユニットの各々は、前記振動体を加圧して前記接触体に圧接させる加圧部と、前記加圧部による加圧力の反力を受ける反力受部とを有する、ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記反力受部は、前記接触体に接触し、前記所定方向に直交する中心軸の周りに回転可能であるローラである、ことを特徴とする請求項12に記載の振動型アクチュエータ。
- 前記弾性体は、前記接触体に接触する突出部を有し、
交番電圧が前記電気-機械エネルギ変換素子に印加されると、前記接触体に接触する面に平行な方向に変位する振動が前記突出部の先端に励起される、ことを特徴とする請求項12に記載の振動型アクチュエータ。 - 前記反力受部が前記突出部である、ことを特徴とする請求項14に記載の振動型アクチュエータ。
- 請求項1から請求項15のいずれか1項に記載された1個以上の振動型アクチュエータと、
前記拘束手段によって前記振動型アクチュエータが固定されている本体と、を有することを特徴とする装置。 - 前記本体が、前記接触体の自由度を拘束することによって前記接触体を前記所定方向に案内する接触体支持部を有する、ことを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 複数の前記振動型アクチュエータが、前記所定方向から見て所定の直径を有するピッチ円の円周上に配置されている、ことを特徴とする請求項16または請求項17に記載の装置。
- 請求項1から請求項15のいずれか1項に記載された振動型アクチュエータまたは請求項16から請求項18のいずれか1項に記載された装置が設けられた固定部と、
前記接触体に接続されたステージとを有する、ことを特徴とする多軸ステージユニット。 - 請求項1から請求項15のいずれか1項に記載された振動型アクチュエータまたは請求項16から請求項18のいずれか1項に記載された装置を駆動源として備える、ことを特徴とする多関節ロボット。
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