JPH0767366A

JPH0767366A - 波動循環型アクチュエータ

Info

Publication number: JPH0767366A
Application number: JP5234095A
Authority: JP
Inventors: Tadao Takagi; 忠雄高木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動部外に帰還路を必要とせず、電力を供給
する配線手段の安定的な配置を可能とする。【構成】対向する２面からなる第１面群と、その第１
面群とは異なる対向する２面からなる第２面群との、２
つの面群を長手方向に有する棒状振動体１と，棒状振動
体１の第１面群の長手方向に進行する波動を発生させる
励振体２と，棒状振動体１の各々の端部に設けられ、第
１面群の長手方向に進行する波動を反射して第２面群に
伝送する第１反射部Ｅ，Ｆ及び第２面群に伝送され長手
方向に進行する波動を反射して第１面群に循環させる第
２反射部Ｇ，Ｈと，棒状振動体の少なくとも１端部で結
合し、その棒状振動体を支持する支持手段３，４と，支
持手段に沿って配置され、励振体に周波電圧を供給する
配線手段７，８，９，１０と，棒状振動体に圧接され、
進行する波動により移動する移動体５とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、棒状振動体内において
波動を循環させ、その波動により移動体を移動させる波
動循環型アクチュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えば、
特開昭５９−１２２３８５号のようなものがあった。そ
こには、環状型（図９参照）、振動帰還型（図１０参
照）、エネルギー帰還型（図１１参照）等のアクチュエ
ータが開示されているが、いずれも駆動部とは別のとこ
ろに帰還路を必要とするので、全体の寸法が大きくなる
という問題点があった

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するために、本出願人は、特願平４−２８９１６３号に
より、棒状振動体の両端に反射部を持ち帰還路を必要と
しない波動循環型のアクチュエータを提案している。し
かし、前記提案には、電力を供給する配線手段の具体的
な構造は開示しておらず、もし、この配線手段の配置が
不安定であると、使用中に配線が断線する可能性があっ
た。そこで、本発明は、電力を供給する配線手段の安定
的な配置を可能とした波動循環型アクチュエータを提供
することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段によって、前記課題を解決する。なお、理解を
容易にするために、実施例に対応する符号を付して説明
するが、これに限定されるものではない。即ち、本発明
による波動循環型アクチュエータの第１の解決手段は、
対向する２面からなる第１面群と、その第１面群とは異
なる対向する２面からなる第２面群との、２つの面群を
長手方向に有する棒状振動体（１）と，前記棒状振動体
の第１面群に設けられ、その第１面群の長手方向に進行
する波動を発生させる励振体（２）と，前記棒状振動体
の一端部に設けられ、前記第１面群の長手方向に進行す
る波動を反射して前記第２面群に伝送する第１反射部
（Ｅ面・Ｆ面）と，前記棒状振動体の他端部に設けら
れ、前記第２面群に伝送され長手方向に進行する波動を
反射して前記第１面群に循環させる第２反射部（Ｇ面・
Ｈ面）と，前記棒状振動体の少なくとも１端部で結合
し、その棒状振動体を支持する支持手段（３，４）と，
前記支持手段に沿って配置され、前記励振体に周波電圧
を供給する配線手段（７，８，９，１０）と，前記棒状
振動体に圧接され、前記進行する波動により移動する移
動体（５）とを含む構成としてある。

【０００５】また、第２の解決手段は、第１の解決手段
に記載の波動循環型アクチュエータにおいて、前記支持
手段は、前記棒状振動体の長手方向に伸びた棒状部分を
有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明においては、以上のように励振体に周波
電圧を供給する配線手段は、支持手段に沿って配置され
ているので、配線手段の安定的な配置が可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、図面などを参照しながら、実施例をあ
げて、さらに詳しく説明する。図１は、本発明による波
動循環型アクチュエータの実施例を示す模式図である。
棒状振動体１は、長手方向にＡ面〜Ｄ面の４つの面を有
し（図４参照）、Ａ面とＣ面は対向して第１面群を構成
し、Ｂ面とＤ面は対向して第２面群を構成している。ま
た、波動の進行方向の説明を行う都合上、以後長手方向
の左端を『Ｎ端』、右端を『Ｓ端』と呼ぶことにする。
その形状の詳細は、図４において後述する。

【０００８】励振体２は、複数の電極２ａ〜２ｎが設け
られた板状の圧電体により構成されており、その圧電体
の分極方向は、図７において詳細に説明する。支持手段
３は、棒状振動体１のＮ端と結合し、棒状振動体１の長
手方向に伸びた細い棒形状であり、棒状振動体１を支持
する。また、支持手段４は、棒状振動体１のＳ端と結合
し、棒状振動体１の長手方向に伸びた細い棒形状であ
り、棒状振動体１を支持する。これらの支持手段３，４
は、いずれか一方に１本設けるだけでもよい。固定部６
Ａ，６Ｂは、支持手段３，４を介して、棒状振動体１を
固定する部分である。

【０００９】配線部材７は、Ａ相の入力電圧を、励振体
２の電極２ａに供給するための部材である。配線部材８
は、棒状振動体１の振動状態を表すモニタ電圧を、電極
２ｂから出力するための部材である。配線部材９は、Ａ
相と９０°だけ位相のずれたＢ相の入力電圧を、励振体
２の電極２ｃに供給するための部材である。配線部材１
０は、グランド電位に落ちた棒状振動体１から、導電ペ
ースト１１，電極２ｄを介して、グランド電位を伝える
部材である。ここで、各配線部材７〜１０は、棒状振動
体１と固定部６Ｂとの間を、支持手段４に沿うように固
定されている。この配線部材７〜１０は、フレキシブル
プリント基板のようなものでもよいし、絶縁層を介し
て、棒状振動体１及び支持手段４に直接形成してもよ
い。また、支持手段４として、管状のものを用い、その
内部に通すようにしてもよい。これにより、使用中に配
線が断線する等の問題は発生しなくなり、安定的な配置
が可能となる。

【００１０】図２は、図１の励振体の構成を説明する図
であって、図２（Ａ）は、表面の電極構成を示す図、図
２（Ｂ）は、裏面の電極構成と分極構成を示す図であ
る。振動体２の表面は、図２（Ａ）に示すように、Ａ相
用の電極２ａと、モニタ用の電極２ｂと、Ｂ相用の電極
２ｃと、グランド用の電極２ｄの４個の電極とから構成
されている。モニタ用の電極２ｂは、その幅が発生する
進行性振動波の波長の１／４に設定されている。

【００１１】振動体２の裏面は、図２（Ｂ）に示すよう
に、電極２ｅ〜２ｈの下において隣合う分極方向が交互
に逆になるように、分極配置されている。同様にして、
電極２ｊ〜２ｍの下においても、隣合う分極方向が交互
に逆になるように、分極配置されている。図中『＋』
は、分極方向が紙面表側から裏側へ、『−』は分極方向
が紙面裏側から表側へ向いていることを表す。そして、
Ａ相用の電極２ａには、高周波電圧Ｖ１が印加され、Ｂ
相用の電極２ｃには、高周波電圧Ｖ２が印加される。高
周波電圧Ｖ２は、高周波電圧Ｖ１と同じ周波数であり、
π／２の時間的位相差を有している。電極２ｅ〜２ｎ
は、棒状振動体１のＡ面に電気的導通をとりながら接着
されている。従って、棒状振動体１が共通電極『ＧＮ
Ｄ』になっている。高周波電圧Ｖ１とＶ２との印加によ
って励振体２が伸縮し、棒状振動体１に進行性の波動が
発生する。この波動の発生に関する更に詳しい模様は、
本出願人による特開昭６０−２４５４８２号公報に記載
してあるので、ここでは説明を省略する。

【００１２】図３は、図１の実施例による波動循環型ア
クチュエータの外観を示す斜視図である。移動体５は、
断面コの字型の本体５ａと５ｂとによって、棒状振動体
１の対向するＢ面とＤ面とを挟むように圧接している。
連結部材５ｃ〜５ｆ（５ｅ、５ｆは不図示）は、圧接の
ための付勢部材であり、本体５ａと５ｂとを互いに引き
寄せる方向に働く。なお、図３においては、図１に示し
た固定部６Ａ，６Ｂと、配線部材７〜１０は図示を省略
してある。

【００１３】図４は、図１に示す棒状振動体の詳細図で
ある。図４は、第３角法によって描いてあり、（イ）は
正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は左側面図、（ニ）は
右側面図である。なお、長手方向の４面には、Ａ〜Ｄの
名称を付けてある。棒状振動体１は、Ｎ端が２個の３角
形状面から構成され、Ｅ、Ｆの名称を付けてある。ま
た、Ｓ端も２個の３角形状面から構成され、Ｇ、Ｈの名
称を付けてある。Ｅ〜Ｈ面は、長手方向に進行する波動
を反射させるために設けた反射部である。ここで、Ｅ面
・Ｆ面に対してＧ面・Ｈ面を９０゜捻って配置してある
理由は、駆動部外に帰還路を設けずに波動を循環させる
ことができるようにするためである。

【００１４】図５は、図１の棒状振動体中を進行する屈
曲波の循環のようすを説明する図である。棒状振動体１
は、Ａ面に設けられた励振体２に高周波電圧を印加する
ことにより屈曲波が発生し、その屈曲波は、Ａ面及びＣ
面に垂直な方向に振動し、図４の右下（イ）に示すよう
にＳ端からＮ端方向に進行する。そして、Ｎ端のＥ面及
びＦ面で反射されることにより（ロ）、Ｂ面及びＤ面に
垂直な方向に振動する屈曲波になり、図４の左中央
（ハ）に示すように、Ｎ端からＳ端方向に進行する。さ
らに、Ｓ端のＧ面及びＨ面で反射されることにより
（ニ）、再び、Ａ面及びＣ面に垂直な方向に振動する屈
曲波になり、循環することになる。なお、Ａ面及びＣ面
に垂直な方向に振動する屈曲波と、Ｂ面及びＤ面に垂直
な方向に振動する屈曲波とは、互いに垂直に偏る偏波の
ために、たとえ位相が一致していたとしても非干渉性で
ある。

【００１５】図６は、図１の棒状振動体中を進行する表
面波の循環のようすを説明する図である。棒状振動体１
は、Ａ面に設けられた励振体２に高周波電圧を印加する
ことにより表面波を発生し、その表面波は、Ａ面に垂直
な方向に振動し、図５の左上（イ）に示すようにＳ端か
らＮ端方向に進行する。そして、Ｎ端のＥ面に達し、Ｅ
面とＦ面の交線で反射されＢ面に達して、Ｂ面に垂直な
方向に振動する表面波になり、Ｎ端からＳ端方向に進行
する。次いで、Ｓ端のＧ面に達し、Ｇ面とＨ面の交線で
反射され（ロ）、Ｃ面に達してＣ面に垂直な方向に振動
する表面波になり、Ｓ端からＮ端方向に進行する
（ハ）。さらに、Ｎ端のＦ面に達し、Ｆ面とＥ面の交線
で反射され（ニ）、Ｄ面に達してＤ面に垂直な方向に振
動する表面波になり、Ｎ端からＳ端方向に進行する
（ホ）。続いて、Ｓ端のＨ面に達し、Ｈ面とＧ面の交線
で反射され（ヘ）、再び、Ａ面に達して循環することに
なる（ト）。

【００１６】図７は、図１の棒状振動体の表面を展開し
て示した図である。前述した図５においては、屈曲波の
循環について説明し、図６においては表面波の循環につ
いて説明したが、これら２種類の波動は、棒状振動体１
の深部の減衰が小さい場合や励振体２による振動振幅が
大きい場合には、屈曲波が支配的になる。また逆に、棒
状振動体１の深部の減衰が大きい場合や励振体２による
振動振幅が小さい場合には、表面波が支配的になる。図
７は、この両波動を同一図面上に描いたものである。こ
の図からわかる重要なことは、屈曲波と表面波との両波
動が、長手方向のＡ〜Ｄ面においては共に同一方向に進
行するということである。これにより、屈曲波と表面波
が互いに打ち消し合うようなことが発生しないことが確
認される。

【００１７】図８は、図１の棒状振動体と励振体と移動
体との関係を説明するための断面図である。励振体２
は、棒状振動体１のＡ面に配置され、移動体５は、棒状
振動体１のＢ面とＤ面とを挟みながら摺動する。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、以上のよ
うに励振体に周波電圧を供給する配線手段を、支持手段
に沿って配置するようにしたので、配線手段の安定的な
配置が可能となり、配線手段が断線することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による波動循環型アクチュエータの実施
例を示す図である。

【図２】図１の実施例の励振体を示す図である。

【図３】図１の実施例の波動循環型アクチュエータを示
す斜視図である。

【図４】図１の実施例の棒状振動体の詳細を示す図であ
る。

【図５】図１の棒状振動体中を進行する屈曲波の循環の
ようすを説明する図である。

【図６】図１の棒状振動体中を進行する表面波の循環の
ようすを説明する図である。

【図７】図１の棒状振動体の表面を展開して示した図で
ある。

【図８】図１の棒状振動体と励振体と移動体との関係を
説明する断面図である。

【図９】従来のアクチュエータ（環状型）を示す断面図
である。

【図１０】従来のアクチュエータ（振動帰還型）を示す
断面図である。

【図１１】従来のアクチュエータ（エネルギー帰還型）
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１棒状振動体２励振体３，４支持手段５移動体６固定部７〜１０配線部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する２面からなる第１面群と、その
第１面群とは異なる対向する２面からなる第２面群と
の、２つの面群を長手方向に有する棒状振動体と；前記
棒状振動体の第１面群に設けられ、その第１面群の長手
方向に進行する波動を発生させる励振体と；前記棒状振
動体の一端部に設けられ、前記第１面群の長手方向に進
行する波動を反射して前記第２面群に伝送する第１反射
部と；前記棒状振動体の他端部に設けられ、前記第２面
群に伝送され長手方向に進行する波動を反射して前記第
１面群に循環させる第２反射部と；前記棒状振動体の少
なくとも１端部で結合し、その棒状振動体を支持する支
持手段と；前記支持手段に沿って配置され、前記励振体
に周波電圧を供給する配線手段と；前記棒状振動体に圧
接され、前記進行する波動により移動する移動体と；を
含む波動循環型アクチュエータ。
【請求項２】請求項１に記載の波動循環型アクチュエ
ータにおいて、前記支持手段は、前記棒状振動体の長手方向に伸びた棒
状部分を有することを特徴とする波動循環型アクチュエ
ータ。