JPH0795776A - Wave circulating type actuator - Google Patents

Wave circulating type actuator

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Publication number
JPH0795776A
JPH0795776A JP5236032A JP23603293A JPH0795776A JP H0795776 A JPH0795776 A JP H0795776A JP 5236032 A JP5236032 A JP 5236032A JP 23603293 A JP23603293 A JP 23603293A JP H0795776 A JPH0795776 A JP H0795776A
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JP
Japan
Prior art keywords
wave
rod
surface group
vibrating body
shaped vibrating
Prior art date
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Application number
JP5236032A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
忠雄 ▲高▼木
Tadao Takagi
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH0795776A publication Critical patent/JPH0795776A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a wave circulating type actuator having a high driving efficiency without requiring any feedback passage except a driving section. CONSTITUTION:A wave circulating type actuator composed of a bar-shaped vibrating body 1, piezoelectric body 2, and traveling body 3. Since the actuator has no feedback passage except a driving section, the body 1 has reflecting sections at both ends to reflect waves oscillating in the length direction. In order to improve the driving efficiency of the actuator, in addition, the cross section of the body 1 is formed in such a way that the natural vibration of the body 1 in the direction perpendicular to the first surface group can become almost equal to that in the direction perpendicular to the second surface group.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は波動を棒状振動体内に循
環させ、この波動により移動体を移動させるアクチュエ
ータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator for circulating a wave in a rod-shaped vibrating body and moving the moving body by the wave.

【0002】[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の様なものがあった。そこには、
図12〜図14の様な環状型、振動帰還型、エネルギー
帰還型等が開示されている。環状型超音波モータ(図1
2参照)は、弾性体8c、圧電体2c、移動体30aで
構成されている。弾性体8cはエンドレス構造の為、表
面波は循環することになる。移動体30aは、弾性体8
cに接着した圧電体2cが発生する屈曲振動を弾性体8
cが表面波に変換して駆動する。
2. Description of the Related Art As a conventional device of this type, there has been one disclosed in, for example, JP-A-59-122385. There
An annular type, a vibration feedback type, an energy feedback type and the like as shown in FIGS. 12 to 14 are disclosed. Annular ultrasonic motor (Fig. 1
2) includes an elastic body 8c, a piezoelectric body 2c, and a moving body 30a. Since the elastic body 8c has an endless structure, surface waves circulate. The moving body 30a is the elastic body 8
The bending vibration generated by the piezoelectric body 2c bonded to the
c is converted into a surface wave and driven.

【0003】振動帰還型超音波モータ(図13(a)参
照)は、弾性体8a、8b、圧電体2a、結合子9a、
9b、移動体30bで構成されている。弾性体8bはそ
れに接着した圧電体2aが発生する屈曲振動を表面波に
変換し、表面波は、結合子9a、弾性体8a、結合子9
bへと順に伝播し、弾性体8bへ帰還する。移動体30
bは、弾性体8a上で発生した表面波で駆動する。
The vibration feedback type ultrasonic motor (see FIG. 13A) has elastic bodies 8a, 8b, a piezoelectric body 2a, a connector 9a,
9b and the moving body 30b. The elastic body 8b converts the bending vibration generated by the piezoelectric body 2a adhered thereto into a surface wave, and the surface wave is the connector 9a, the elastic body 8a, and the connector 9a.
It propagates in order to b and returns to the elastic body 8b. Moving body 30
b is driven by the surface wave generated on the elastic body 8a.

【0004】振動帰還型超音波モータ(図13(b)参
照)は、弾性体8a、8b、圧電体2b、共振子11
a、11b、移動体30cで構成されている。弾性体8
bはそれに接着した圧電体2bが発生する屈曲振動を表
面波に変換し、表面波は、共振子11a、弾性体8a、
共振子11bへと順に伝播し、弾性体8bへ帰還する。
移動体30cは、弾性体8a上に発生した表面波で駆動
する。
The vibration feedback type ultrasonic motor (see FIG. 13B) has elastic bodies 8a and 8b, a piezoelectric body 2b and a resonator 11.
It is composed of a, 11b and a moving body 30c. Elastic body 8
b converts the bending vibration generated by the piezoelectric body 2b adhered to it into a surface wave, which is generated by the resonator 11a, the elastic body 8a,
It is sequentially propagated to the resonator 11b and returned to the elastic body 8b.
The moving body 30c is driven by the surface wave generated on the elastic body 8a.

【0005】エネルギ吸収型超音波モータ(図14参
照)は、弾性体8d、振動子12a、12b、移動体3
0dで構成されている。第1の振動子が振動源、第2の
振動子がエネルギ吸収器となる。振動源が発生した振動
は弾性体8dを伝播し、エネルギ吸収器側の振動子12
bで電気エネルギに変換され、その電気エネルギは振動
子12aへ帰還される。移動体30dは弾性体8d上に
発生した表面波で駆動する。
The energy absorbing ultrasonic motor (see FIG. 14) includes an elastic body 8d, vibrators 12a and 12b, and a moving body 3.
It is composed of 0d. The first vibrator serves as a vibration source, and the second vibrator serves as an energy absorber. The vibration generated by the vibration source propagates through the elastic body 8d and the vibrator 12 on the energy absorber side.
It is converted into electric energy by b, and the electric energy is returned to the vibrator 12a. The moving body 30d is driven by the surface wave generated on the elastic body 8d.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の様な従
来の装置においては、いずれも駆動部とは別のところに
帰還路を必要とする為、全体の寸法が大きくなるという
問題点があった。そこで本発明は、駆動部外に帰還路を
必要としなく、かつ駆動効率の高いアクチュエータを提
供することを目的とする。
However, in the above-mentioned conventional devices, there is a problem in that the size of the entire device becomes large because a return path is required separately from the drive section. It was Therefore, an object of the present invention is to provide an actuator that does not require a return path outside the drive section and has high drive efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の波動循環型アクチュエータ(図1及び、図9
参照)は、対向する2面からなる第1面群と第1面群と
異なる対向する2面からなる第2面群との前記第1、第
2の面群を長手方向に有した棒状振動体(図1中1及
び、図9中10)と、その棒状振動体の第2面群に設け
らた長手方向に進行する波動を発生させる電気−機械変
換素子(図1中2及び、図9中2)と、棒状振動体の両
端部に設けらた第2面群の長手方向に進行する波動を反
射して第1面群に伝送する第1反射部(E面、F面)
と、第1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2面群に循環させる第2反射部(G面、H
面)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(図1中3及び、図9中3)とから構成す
る。そして、波動循環型アクチュエータは、第1面群の
面に直交する方向の振動の固有振動数と第2面群の面に
直交する方向の振動の固有振動数とを、概ね同じにした
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a wave circulation type actuator of the present invention (FIGS. 1 and 9) is used.
(Refer to) is a rod-shaped vibration having the first and second surface groups in the longitudinal direction, which are a first surface group composed of two opposed surfaces and a second surface group composed of two opposed surfaces different from the first surface group. A body (1 in FIG. 1 and 10 in FIG. 9) and an electro-mechanical conversion element (2 in FIG. 1 and FIG. 1) provided in the second surface group of the rod-shaped vibrating body for generating waves traveling in the longitudinal direction. 9) 2), and a first reflecting portion (E surface, F surface) for reflecting the wave traveling in the longitudinal direction of the second surface group provided at both ends of the rod-shaped vibrating body and transmitting it to the first surface group.
And a second reflection part (G surface, H) for reflecting the waves transmitted to the first surface group and propagating in the longitudinal direction to circulate in the second surface group.
Surface) and a moving body (3 in FIG. 1 and 3 in FIG. 9) that is pressed against the rod-shaped vibrating body and moves by the traveling wave. Then, the wave circulation type actuator makes the natural frequency of vibration in the direction orthogonal to the surface of the first surface group and the natural frequency of vibration in the direction orthogonal to the surface of the second surface group substantially the same. Characterize.

【0008】[0008]

【作用】本発明においては、以上の様に第1面群の面に
直交する方向の振動の固有振動数と、電気−機械変換素
子を有する前記第2面群の面に直交する方向の振動の固
有振動数とを、概ね同じになる様に波動循環型アクチュ
エータを構成したので、波動循環型アクチュエータの駆
動効率が向上する。
In the present invention, as described above, the natural frequency of the vibration in the direction orthogonal to the surface of the first surface group and the vibration in the direction orthogonal to the surface of the second surface group having the electromechanical conversion element. Since the wave circulation type actuator is configured such that the natural frequencies of the wave circulation type actuator are substantially the same, the drive efficiency of the wave circulation type actuator is improved.

【0009】[0009]

【実施例】(第1実施例)図1〜図8を用いて、本発明
の第1実施例である波動循環型アクチュエータの説明を
する。図1は、波動循環型アクチュエータの斜視図であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A wave circulation type actuator which is a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a wave circulation type actuator.

【0010】図2は、波動循環型アクチュエータの支持
方法の説明図である。図3は、図1の棒状振動体1の詳
細図である。図4は、棒状振動体1中を進行する屈曲波
の循環の説明図である。図5は、棒状振動体1中を進行
する表面波の循環の説明図である。図6は、棒状振動体
1の表面を展開して示した図である。
FIG. 2 is an explanatory view of a method of supporting the wave circulation type actuator. FIG. 3 is a detailed view of the rod-shaped vibrating body 1 of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of circulation of bending waves traveling in the rod-shaped vibrating body 1. FIG. 5 is an explanatory diagram of the circulation of surface waves traveling in the rod-shaped vibrating body 1. FIG. 6 is a developed view of the surface of the rod-shaped vibrating body 1.

【0011】図7は、電気−機械変換素子2の構成と電
源の印加方法とを説明図である。図8は、波動循環型ア
クチュエータの断面図である。波動循環型アクチュエー
タの構成を説明する。波動循環型アクチュエータは、棒
状弾性体1と、複数の板状の圧電体からなる電気−機械
変換素子2と、移動体3と、支持部材4、5とから構成
される。
FIG. 7 is an explanatory view of the structure of the electro-mechanical conversion element 2 and the method of applying power. FIG. 8 is a sectional view of a wave circulation type actuator. The structure of the wave circulation type actuator will be described. The wave circulation type actuator includes a rod-shaped elastic body 1, an electro-mechanical conversion element 2 including a plurality of plate-shaped piezoelectric bodies, a moving body 3, and support members 4 and 5.

【0012】棒状振動体1は、長手方向にA〜Dの4面
を有し、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。形状の詳
細は図3で後述する。電気−機械変換素子2は、複数の
板状の圧電体により構成される。詳細は図7で後述す
る。
The rod-shaped vibrating body 1 has four surfaces A to D in the longitudinal direction, and the surfaces A and C face each other to form a first surface group, and the surfaces B and D face each other to form a second surface. It constitutes a surface group. Further, for convenience of explanation of the traveling direction of the wave, the left end in the longitudinal direction will be referred to as "N end" and the right end will be referred to as "S end" hereinafter. Details of the shape will be described later with reference to FIG. The electromechanical conversion element 2 is composed of a plurality of plate-shaped piezoelectric bodies. Details will be described later with reference to FIG. 7.

【0013】移動体3は、棒状弾性体1の長手方向右面
部(図1及び図9中B面)を加圧接触するコの字型移動
体3aと棒状弾性体1の長手方向左面部(図1及び図9
中D面)を加圧接触するコの字型移動体3bとを有す
る。移動体3a、3bは、棒状弾性体1を挟み込む様に
付勢部材3c、3d、3e、3f(3e、3fは不図
示)で結合されている(図8参照)。
The moving body 3 has a U-shaped moving body 3a which comes into pressure contact with the longitudinal right surface portion (B surface in FIGS. 1 and 9) of the rod-shaped elastic body 1 and the longitudinal left surface portion of the rod-shaped elastic body 1 ( 1 and 9
And a U-shaped moving body 3b that comes into pressure contact with the middle D surface). The moving bodies 3a and 3b are coupled by urging members 3c, 3d, 3e and 3f (3e and 3f are not shown) so as to sandwich the rod-shaped elastic body 1 (see FIG. 8).

【0014】支持部材4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、棒
状振動体1を支持する。また、支持部材5も、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、棒状振動体1を支持する。これら2本の
支持部材は、どちらか一方に1本を設けるだけでもよ
い。
The support member 4 is connected to the N end of the rod-shaped vibrating body 1 and has a thin rod shape extending in the longitudinal direction of the rod-shaped vibrating body 1 to support the rod-shaped vibrating body 1. The support member 5 is also connected to the S end of the rod-shaped vibrating body 1 and supports the rod-shaped vibrating body 1 in the shape of a thin rod extending in the longitudinal direction of the rod-shaped vibrating body 1. Only one of these two support members may be provided.

【0015】波動循環型アクチュエータの動作の説明す
る。図2を用いて支持方法の説明する。支持部材4、5
は、それぞれ棒状振動体1と固定部6、7との間に配置
され、棒状振動体1の振動を固定部6、7に伝播させな
い防振機能を有する。棒状振動体1に発生する振動は長
手方向と垂直な方向に振動し、かつ表面波の為に長手方
向の全長は時刻に応じて変化しない。従って、細い棒形
状の支持部材で支持することは、長手方向には変位しに
くく、それと垂直方向には変位し易い。支持部材の反射
効率(図2(b)参照)向上させる為には、棒状振動体
1の断面の長さXと支持部材(4、5)の断面の長さY
との比を大きくすれば良い。上記により、支持損失を最
少限に抑えることが可能となる。
The operation of the wave circulation type actuator will be described. The supporting method will be described with reference to FIG. Support members 4, 5
Are arranged between the rod-shaped vibrating body 1 and the fixed portions 6 and 7, respectively, and have a vibration-proof function of preventing the vibration of the rod-shaped vibrating body 1 from propagating to the fixed portions 6 and 7. The vibration generated in the rod-shaped vibrating body 1 vibrates in the direction perpendicular to the longitudinal direction, and because of the surface wave, the total length in the longitudinal direction does not change with time. Therefore, supporting with a thin rod-shaped support member is unlikely to displace in the longitudinal direction and is likely to displace in the direction perpendicular thereto. In order to improve the reflection efficiency of the support member (see FIG. 2 (b)), the length X of the cross section of the rod-shaped vibrating body 1 and the length Y of the cross section of the support members (4, 5).
The ratio should be increased. From the above, it becomes possible to suppress the supporting loss to a minimum.

【0016】図3を用いて棒状振動体1の説明をする。
図3(a)〜(d)は図1の棒状振動体1の詳細図で、
第3角法によって描いてある。(a)は正面図、(b)
は平面図、(c)は左側面図、(d)は右側面図であ
る。長手方向の4面には、A〜Dの名称を付けてある。
The rod-shaped vibrating body 1 will be described with reference to FIG.
3A to 3D are detailed views of the rod-shaped vibrating body 1 of FIG.
It is drawn by the third angle method. (A) is a front view, (b)
Is a plan view, (c) is a left side view, and (d) is a right side view. The four surfaces in the longitudinal direction are labeled A to D.

【0017】また、N端は2個の3角形状面E、F(図
3(c))から構成される。S端も2個の3角形状面
G、H(図6(d))から構成される。E〜H面は長手
方向に進行する波動を反射させる為に設けた反射部で、
E面・F面に対しG面・H面を90゜捻って配置してあ
るところが、駆動部外に帰還路を設けずに波動を循環さ
せる要点である。
The N end is composed of two triangular surfaces E and F (FIG. 3 (c)). The S end is also composed of two triangular surfaces G and H (FIG. 6D). Surfaces E to H are reflection portions provided to reflect waves traveling in the longitudinal direction,
The fact that the G and H planes are twisted by 90 ° with respect to the E and F planes is the main point of circulating waves without providing a return path outside the drive section.

【0018】図3(e)は図1の棒状振動体1の断面図
である。第1面群(A面、C面)と、第2面群(B面、
D面)の断面のそれぞれの面間の間隔の長さはa、bで
ある。(図3(e)参照)。第1面群の面に直交する方
向の振動の固有振動数と、第2面群の面に直交する方向
の振動の固有振動数とを概ね同じにする為、第1実施例
では、上記aとbの長さを同じにする。したがって、棒
状振動体1の断面形状は、正方形となることが特徴とな
る。
FIG. 3 (e) is a sectional view of the rod-shaped vibrating body 1 of FIG. The first surface group (A surface, C surface) and the second surface group (B surface,
The lengths of the intervals between the respective surfaces of the cross section of the (D surface) are a and b. (See FIG. 3 (e)). In order to make the natural frequency of the vibration in the direction orthogonal to the surface of the first surface group and the natural frequency of the vibration in the direction orthogonal to the surface of the second surface group substantially the same, in the first embodiment, the a Make b and b the same length. Therefore, the rod-shaped vibrating body 1 is characterized in that the cross-sectional shape thereof is square.

【0019】図4を用いて棒状振動体1上を進行する屈
曲波について説明する。A面及びC面に垂直な方向に振
動する屈曲波は、棒状振動体1のA面に設けられた電気
−機械変換素子2に高周波電圧を印加することにより発
生した、図4(a)に示す様に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、B面及びD面に垂直な方向に振動する屈曲波にな
り、N端からS端方向に進行する。
A bending wave traveling on the rod-shaped vibrating body 1 will be described with reference to FIG. A bending wave vibrating in a direction perpendicular to the A-plane and the C-plane is generated by applying a high-frequency voltage to the electromechanical conversion element 2 provided on the A-plane of the rod-shaped vibrating body 1, as shown in FIG. As shown, it progresses from the S end to the N end. Then, by being reflected by the E and F surfaces at the N end, a bending wave oscillating in a direction perpendicular to the B and D surfaces is formed, and travels from the N end to the S end direction.

【0020】さらにS端のG面及びH面で反射されるこ
とにより、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、棒状振動体1上を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
垂直に偏る偏波の為、たとえ位相が一致していようとも
非干渉性である。
Further, by being reflected by the G and H surfaces at the S end, it becomes a bending wave that vibrates again in the direction perpendicular to the A and C surfaces, and circulates on the rod-shaped vibrating body 1. In addition, a bending wave vibrating in a direction perpendicular to the A and C planes, and B
A bending wave that oscillates in a direction perpendicular to the plane and the D plane is a polarized wave that is polarized perpendicularly to each other, and thus is incoherent even if the phases match each other.

【0021】図5を用いて棒状振動体1上を進行する表
面波について説明する。棒状振動体1のA面に設けられ
た電気−機械変換素子2に高周波電圧を印加することに
より発生した、A面に垂直な方向に振動する表面波は、
図5(a)に示す様に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。
The surface wave traveling on the rod-shaped vibrating body 1 will be described with reference to FIG. A surface wave that is generated by applying a high frequency voltage to the electromechanical conversion element 2 provided on the A surface of the rod-shaped vibrating body 1 and vibrates in a direction perpendicular to the A surface is
As shown in FIG. 5A, it proceeds from the S end to the N end. Then, it reaches the E surface at the N end and is reflected at the intersection of the E surface and the F surface,
The surface wave reaches the B surface and oscillates in a direction perpendicular to the B surface, and travels from the N end to the S end direction.

【0022】そしてS端のG面に達し、G面とH面の交
線で反射され、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。そして
N端のF面に達し、F面とE面の交線で反射され、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。そしてS端のH面に達し、
H面とG面の交線で反射され、再びA面に達して循環す
ることになる。
Then, it reaches the G surface at the S end, is reflected by the line of intersection of the G surface and the H surface, reaches the C surface and becomes a surface wave oscillating in a direction perpendicular to the C surface, and from the S end to the N end direction. proceed. Then, it reaches the F surface at the N end, is reflected by the line of intersection of the F surface and the E surface, reaches the D surface, and becomes a surface wave oscillating in a direction perpendicular to the D surface.
Proceed from the edge toward the S edge. And it reaches the H side of the S edge,
It is reflected by the line of intersection of the H surface and the G surface, reaches the A surface again, and circulates.

【0023】図6を用いて棒状振動体1の表面での屈曲
波と表面波の関係を説明する。前述の図4では屈曲波の
循環について説明し、図5で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電気−機械変換素子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電気−機
械変換素子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。
The relationship between the bending wave and the surface wave on the surface of the rod-shaped vibrating body 1 will be described with reference to FIG. Although the circulation of the bending wave has been described with reference to FIG. 4 and the circulation of the surface wave has been described with reference to FIG. 5, these two types of waves have a small attenuation in the deep portion of the rod-shaped vibrating body 1 or the electro-mechanical conversion element 2. When the vibration amplitude due to is large, the bending wave becomes dominant. On the contrary, when the attenuation of the deep portion of the rod-shaped vibrating body 1 is large or the vibration amplitude by the electromechanical conversion element 2 is small, the surface wave becomes dominant.

【0024】図6はこの両波動を同一図面上に描いたも
のである。この図で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様なことが発生しない
ことが確認される。図7を用いて電気−機械変換素子2
の構成と、電源の印加方法とを説明する。
FIG. 6 shows the two waves on the same drawing. What is important in this figure is that both the bending wave and the surface wave travel in the same direction in the planes A to D in the longitudinal direction. This confirms that the bending wave and the surface wave do not cancel each other out. The electro-mechanical conversion element 2 will be described with reference to FIG.
The configuration and the method of applying power will be described.

【0025】電気−機械変換素子2は、8個の駆動用圧
電素子2a〜2hと、振動検出用圧電素子2iとから構
成される。駆動用圧電素子2a〜2hは、図の様に2個
1組で分極方向が交互に逆になる様に配置されている。
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。
The electromechanical conversion element 2 is composed of eight driving piezoelectric elements 2a to 2h and a vibration detecting piezoelectric element 2i. The driving piezoelectric elements 2a to 2h are arranged in pairs so that the polarization directions are alternately reversed as shown in the figure.
In the figure, "+" indicates that the polarization direction is from the front side to the back side of the paper, and "-" indicates that the polarization direction is from the back side to the front side of the paper.

【0026】そして、駆動用圧電素子2a、2c、2
e、2gと1個おきに表面電極に高周波電圧V1 が印加
され、残りの駆動用圧電素子2b、2d、2f、2hに
は表面電極に高周波電圧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、π/2の時間
的位相差を有している。駆動用圧電素子2a〜2hの裏
面は、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。
The driving piezoelectric elements 2a, 2c, 2
A high frequency voltage V1 is applied to the surface electrodes every other e, 2g, and a high frequency voltage V2 is applied to the surface electrodes of the remaining driving piezoelectric elements 2b, 2d, 2f and 2h. The high frequency voltage V2 has the same frequency as the high frequency voltage V1 and has a temporal phase difference of π / 2. The back surfaces of the driving piezoelectric elements 2a to 2h are bonded to the surface A of the rod-shaped vibrating body 1 while electrically conducting. Therefore, the rod-shaped vibrating body 1 is connected to the common electrode “GN
D ”.

【0027】高周波電圧V1 とV2 との印加により駆動
用圧電素子2a〜2hが伸縮し、棒状振動体1に進行性
の波動が発生する。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。振動検出
用圧電素子2iは、棒状振動体1に発生した振動を電圧
に変換する為のもので、発生する電圧の大きさや位相差
をモニターしながら入力を制御することが可能になる。
詳細は、本出願人による特開昭59−204477号公
報や特開昭61−251490号公報等に記載してある
ので、ここでは説明を省略する (第2実施例)図9〜図11を用いて、本発明の第2実
施例である波動循環型アクチュエータの説明をする。
By applying the high frequency voltages V1 and V2, the driving piezoelectric elements 2a to 2h expand and contract, and progressive waves are generated in the rod-shaped vibrating body 1. A more detailed pattern regarding the generation of the wave is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-245482 by the applicant of the present invention, and thus the description thereof is omitted here. The vibration detecting piezoelectric element 2i is for converting the vibration generated in the rod-shaped vibrating body 1 into a voltage, and the input can be controlled while monitoring the magnitude and phase difference of the generated voltage.
The details are described in JP-A-59-204477 and JP-A-61-251490 by the applicant of the present invention, and therefore the description thereof is omitted here (second embodiment). The wave circulation type actuator which is the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0028】図9は、波動循環型アクチュエータの斜視
図である。図10は、波動循環型アクチュエータの断面
図である。図11は、棒状振動体1の断面図である。第
2実施例は、第1実施例で用いた波動循環型アクチュエ
ータの一部を変更したものである。
FIG. 9 is a perspective view of a wave circulation type actuator. FIG. 10 is a sectional view of a wave circulation type actuator. FIG. 11 is a cross-sectional view of the rod-shaped vibrating body 1. The second embodiment is a modification of the wave circulation type actuator used in the first embodiment.

【0029】第1実施例と同様な構成のもの(棒状振動
体は除く)は同符号を付し、説明は省略する。第2実施
例は、第1実施例の棒状振動体1のB面、D面に複数の
突起を設け駆動効率を高くしたものである。図9では、
棒状弾性体10のB面、D面に複数の突起10a〜10
h及び10i〜10pが設けられている。A面に設けら
れた電気−機械変換素子2によって発生した表面波は、
図1と同様にN端やS端で反射され、複数の突起が設け
られているB面やD面に進行し、B面とD面を挟む様に
圧接している移動体3(図10参照)を、棒状振動体1
0の長手方向駆動する。
The same components as those in the first embodiment (excluding the rod-shaped vibrating member) are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The second embodiment is one in which a plurality of protrusions are provided on the surfaces B and D of the rod-shaped vibrating body 1 of the first embodiment to improve the driving efficiency. In Figure 9,
A plurality of protrusions 10a to 10 are formed on the surfaces B and D of the rod-shaped elastic body 10.
h and 10i-10p are provided. The surface wave generated by the electro-mechanical conversion element 2 provided on the A surface is
Similar to FIG. 1, the moving body 3 is reflected at the N end and the S end, travels to the B surface and the D surface where a plurality of protrusions are provided, and is in pressure contact so as to sandwich the B surface and the D surface (FIG. 10). (See), the rod-shaped vibrating body 1
0 longitudinal drive.

【0030】棒状弾性体10のB面とD面に、複数の突
起10a〜10h及び10i〜10pを設けることによ
り、表面波の振幅が増大して効率が向上する。棒状弾性
体10の、突起10a〜10hおよび10i〜10p以
外の部分(図11中の斜線部)の寸法は、突起が設けら
れていない部分の寸法aに対し、突起が設けられている
部分の寸法bの方が、厚く設計されている。突起が設け
られている部分の振動は、突起部が付加質量になって固
有振動数が下がってしまう。そこでb寸法をa寸法に対
して厚くすることによって、突起が設けられている部分
の振動の固有振動数と、突起が設けられていない部分の
振動の固有振動数とを、同一にしている。
By providing a plurality of protrusions 10a to 10h and 10i to 10p on the B and D surfaces of the rod-shaped elastic body 10, the amplitude of the surface wave is increased and the efficiency is improved. The portion of the rod-shaped elastic body 10 other than the protrusions 10a to 10h and 10i to 10p (the hatched portion in FIG. 11) has a dimension that is larger than that of the portion not provided with the protrusion. The dimension b is designed thicker. As for the vibration of the portion where the protrusion is provided, the natural frequency is lowered due to the additional mass of the protrusion. Therefore, by making the b dimension thicker than the a dimension, the natural frequency of vibration of the portion where the protrusion is provided and the natural frequency of vibration of the portion where the protrusion is not provided are made the same.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、棒状弾性
体の、突起を有する第1面群間方向の振動の固有振動数
と、電気−機械変換素子を有する前記第2面群間方向の
振動の固有振動数とを概ね同じになる様に波動循環型ア
クチュエータを構成したので、駆動効率の高い波動循環
型アクチュエータが得られる。
As described above, according to the present invention, the natural frequency of the vibration of the rod-shaped elastic member in the direction between the first surface groups having the protrusions and the second surface group having the electro-mechanical conversion element Since the wave circulation type actuator is configured so that the natural frequencies of the vibrations in the directions are substantially the same, a wave circulation type actuator having high driving efficiency can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の第1実施例である波動循環型
アクチュエータの斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a wave circulation type actuator that is a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1の支持方法に関する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram related to the supporting method of FIG.

【図3】図3は図1の棒状振動体1の詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of the rod-shaped vibrating body 1 of FIG.

【図4】図4は屈曲波の循環の様子を説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of circulation of a bending wave.

【図5】図5は表面波の循環の様子を説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing how a surface wave is circulated.

【図6】図6は棒状振動体1の表面を展開した説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram in which the surface of the rod-shaped vibrating body 1 is developed.

【図7】図7は電気−機械変換素子2の構成と、電源の
印加方法とを説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of the electro-mechanical conversion element 2 and a power supply application method.

【図8】図8は、図1の棒状振動体1と電気−機械変換
素子2と移動体3との関係を説明する断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the relationship among the rod-shaped vibrating body 1, the electro-mechanical conversion element 2, and the moving body 3 in FIG. 1.

【図9】図9は、本発明の第2実施例である波動循環型
アクチュエータの斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view of a wave circulation type actuator that is a second embodiment of the present invention.

【図10】図10は図9の断面図である。10 is a sectional view of FIG. 9.

【図11】図11は図9の棒状振動体1の断面図であ
る。
11 is a cross-sectional view of the rod-shaped vibrating body 1 of FIG.

【図12】図12は、従来のリニア型超音波モータの説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional linear ultrasonic motor.

【図13】図13は、従来のリニア型超音波モータの説
明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a conventional linear ultrasonic motor.

【図14】図14は、従来のリニア型超音波モータの説
明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional linear ultrasonic motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10 棒状振動体 2、2a、2b、2c 電気−機械変換素子、圧電体 3 移動体 4、5 支持部材 6、7 固定部 8、8a、8b、8c 弾性体 9a、9b 結合子 11a、11b 共振子 12a、12b 振動子 1, 10 Rod-shaped vibrating body 2, 2a, 2b, 2c Electro-mechanical conversion element, piezoelectric body 3 Moving body 4, 5 Supporting member 6, 7 Fixed part 8, 8a, 8b, 8c Elastic body 9a, 9b Connector 11a, 11b Resonator 12a, 12b Transducer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対向する2面からなる第1面群と、第1面
群と異なる対向する2面からなる第2面群とを有し、前
記第1、第2の面群が長手方向に形成された棒状振動体
と、 前記棒状振動体の第2面群に設けられ、前記第2面群の
長手方向に進行する波動を発生させる電気−機械変換素
子と、 前記棒状振動体の両端部に設けられ、前記第2面群の長
手方向に進行する波動を反射して前記第1面群に伝送す
る第1反射部と、 前記第1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2面群に循環させる第2反射部と、 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、 を有し、 前記第1面群の面に直交する方向の振動の固有振動数
と、前記第2面群の面に直交する方向の振動の固有振動
数とを、概ね同じにしたことを特徴とする波動循環型ア
クチュエータ。
1. A first surface group consisting of two opposing surfaces and a second surface group consisting of two opposing surfaces different from the first surface group, wherein the first and second surface groups are in the longitudinal direction. A rod-shaped vibrating body formed on the second vibrating body, an electro-mechanical conversion element that is provided on the second surface group of the rod-shaped vibrating body, and generates a wave traveling in the longitudinal direction of the second surface group; A first reflecting portion provided on the first surface group for reflecting a wave traveling in the longitudinal direction of the second surface group and transmitting the wave to the first surface group; and a wave transmitting to the first surface group traveling in the longitudinal direction. A second reflecting portion that reflects the light and circulates it to the second surface group; and a moving body that is pressed against the rod-shaped vibrating body and moves by the traveling wave motion, and is orthogonal to the surface of the first surface group. The natural frequency of the vibration in the direction and the natural frequency of the vibration in the direction orthogonal to the surface of the second surface group are substantially the same. Wave circulation type actuator characterized and.
【請求項2】請求項1記載の波動循環型アクチュエータ
において、 前記棒状振動体の断面形状を正方形にすることを特徴と
する。
2. The wave circulation type actuator according to claim 1, wherein the rod-shaped vibrating body has a square cross-sectional shape.
【請求項3】請求項1記載の波動循環型アクチュエータ
において、 前記棒状振動体の第1面群に複数の突起を設ける。
3. The wave circulation type actuator according to claim 1, wherein a plurality of protrusions are provided on the first surface group of the rod-shaped vibrating body.
【請求項4】請求項3記載の波動循環型アクチュエータ
において、 前記第1面群を形成する2面間の間隔を前記第2面群を
形成する2面間の間隔に比べて厚くしたことを特徴とす
る。
4. The wave circulation type actuator according to claim 3, wherein the distance between the two surfaces forming the first surface group is thicker than the distance between the two surfaces forming the second surface group. Characterize.
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