JPH09285148A - Rotation type actuator - Google Patents

Rotation type actuator

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Publication number
JPH09285148A
JPH09285148A JP8086731A JP8673196A JPH09285148A JP H09285148 A JPH09285148 A JP H09285148A JP 8086731 A JP8086731 A JP 8086731A JP 8673196 A JP8673196 A JP 8673196A JP H09285148 A JPH09285148 A JP H09285148A
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JP
Japan
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deformation element
torsional deformation
rotary
fixed
actuator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8086731A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Mizuno
均 水野
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09285148A publication Critical patent/JPH09285148A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the whole of the rotation drive mechanism smaller by giving an impact to a coupling member with a sudden torsional displacement of a torsional deformation element and relatively rotating at the rotation element side against a fixed element by withstanding against a frictional coupling force between a coupling member and a frictional linking body and relatively rotating the rotation element side and rotating and driving a body to be moved. SOLUTION: One end portion of a torsional deformation element 2 is fixed to a fixing portion 5, and a columnar coupling member 6 with a small diameter is coupled to other end portion. This coupling member 6 is inserted to a ring of a rotating member 7 which is a ring-shaped frictional linking body, and a voltage is applied to the torsional deformation element 2. At this point, a sudden torsional displacement occurs at the torsional deformation element 2, this displacement gives an impact force to a coupling member 6 of the torsional deformation element 2, the side of rotation member 7 is relatively rotated relative to the fixed portion 5 by withstanding the frictional linking force between the coupling member 6 and the rotating member 7, and the body 8 to be moved is rotated and driven. By doing this, the whole of the rotation drive mechanism can be made smaller.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は例えば内視鏡内に組
込まれ、内視鏡内の回転部材を回転駆動する小形の回転
型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 a small rotary actuator incorporated in, for example, an endoscope and drivingly rotating a rotary member in the endoscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、例えば内視鏡内に組込まれてい
る内視鏡用光学系の駆動機構等の可動部材を駆動する小
形のアクチュエータとして従来から例えば、特開平6−
315282号公報に開示された急速変形アクチュエー
タが開発されている。これは、電圧印加によって伸縮動
作する圧電素子を備え、固定部に対して摺動可能に摩擦
係合された移動体にこの圧電素子を固定し、この圧電素
子の伸縮動作によって移動体に衝撃力を与えて固定部に
対して移動体を摺動させることにより、この移動体に取
付けられた内視鏡内の可動部材を駆動する構成になって
いる。
2. Description of the Related Art Generally, as a small actuator for driving a movable member such as a drive mechanism of an optical system for an endoscope incorporated in an endoscope, for example, a conventional actuator has been disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
The rapid deformation actuator disclosed in Japanese Patent No. 3125282 has been developed. It has a piezoelectric element that expands and contracts when a voltage is applied, fixes this piezoelectric element to a moving body that is slidably frictionally engaged with a fixed portion, and expands and contracts the piezoelectric element to impact the moving body. The movable member in the endoscope attached to the movable body is driven by sliding the movable body with respect to the fixed portion.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の急速変
形アクチュエータは固定部に対して移動体を直線方向に
移動させる直線動作のみが行える構成になっている。そ
のため、固定部に対して回転動作する可動部材を上記従
来構成の急速変形アクチュエータによって駆動するため
には急速変形アクチュエータの移動体と可動部材との間
に急速変形アクチュエータの移動体の動作方向を変換す
る動力伝達機構等の他の機械要素を介設する必要がある
ので、固定部に対して回転動作する可動部材の回転駆動
機構の全体の構成が複雑になり、構成部品数が増える問
題がある。その結果、内視鏡内に組込まれている可動部
材を駆動する回転駆動機構全体の小形化を図るうえで問
題がある。
SUMMARY OF THE INVENTION The rapid deformation actuator of the above-mentioned conventional structure is configured so that it can perform only a linear motion of moving a moving body in a linear direction with respect to a fixed portion. Therefore, in order to drive the movable member that rotates with respect to the fixed portion by the rapid deformation actuator having the above-described conventional configuration, the operation direction of the movable body of the rapid deformation actuator is changed between the movable body of the rapid deformation actuator and the movable member. Since it is necessary to interpose other mechanical elements such as a power transmission mechanism, the entire structure of the rotary drive mechanism of the movable member that rotates with respect to the fixed portion becomes complicated, and the number of components increases. . As a result, there is a problem in reducing the size of the entire rotary drive mechanism that drives the movable member incorporated in the endoscope.

【0004】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、固定部に対して回転動作する被移動体
を回転駆動する回転駆動機構全体の構成を簡素化し、構
成部品数を減らして回転駆動機構全体の小形化を図るこ
とができる回転型アクチュエータを提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to simplify the structure of the entire rotary drive mechanism for rotationally driving a movable body that rotates with respect to a fixed portion and to reduce the number of constituent parts. It is an object of the present invention to provide a rotary actuator that can be reduced in size to downsize the entire rotary drive mechanism.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は電圧印
加時に急激なねじり変位を発生するねじり変形素子と、
このねじり変形素子に連結された連結部材と、この連結
部材に対して相対的に回転可能に摩擦係合された摩擦係
合体とを備えた回転型アクチュエータ本体を設けるとと
もに、前記ねじり変形素子または前記摩擦係合体のいず
れか一方を固定部側に固定し、かつこの固定部側に固定
された固定要素以外の前記回転型アクチュエータ本体の
回転要素側に被移動体を連結し、さらに前記ねじり変形
素子への電圧印加を制御して電圧印加時に起こる前記ね
じり変形素子の急激なねじれ変位により前記連結部材に
衝撃力を与えて、前記連結部材と前記摩擦係合体との間
の摩擦係合力に打ち勝って、前記固定要素に対して前記
回転要素側を相対的に回転させ、前記被移動体を回転駆
動する駆動手段を設けたことを特徴とする回転型アクチ
ュエータである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a torsional deformation element which generates a rapid torsional displacement when a voltage is applied,
A rotary actuator body including a connecting member connected to the torsionally deformable element and a frictional engagement body frictionally engaged with the connecting member so as to be rotatable relative to the connecting member is provided. One of the friction engagement bodies is fixed to the fixed portion side, and the movable body is connected to the rotary element side of the rotary actuator main body other than the fixed element fixed to the fixed portion side, and the torsion deformation element is further connected. A voltage is applied to the connection member to apply a shock force to the connecting member due to the abrupt twist displacement of the torsional deformation element that occurs when the voltage is applied, and overcomes the frictional engagement force between the connection member and the frictional engagement body. The rotary actuator is characterized in that drive means is provided for rotating the movable body by rotating the rotary element side relative to the fixed element.

【0006】そして、本請求項1の発明では駆動手段に
よってねじり変形素子への電圧印加を制御することによ
り、電圧印加時に起こるねじり変形素子の急激なねじれ
変位により連結部材に衝撃力を与えて、連結部材と摩擦
係合体との間の摩擦係合力に打ち勝って、固定要素に対
して回転要素側を相対的に回転させ、被移動体を回転駆
動するようにしたものである。
In the invention according to claim 1, the driving means controls the voltage application to the torsional deformation element, so that an abrupt twist displacement of the torsional deformation element occurring when the voltage is applied gives an impact force to the connecting member, In this structure, the frictional engagement force between the connecting member and the frictional engagement body is overcome, the rotary element side is relatively rotated with respect to the fixed element, and the movable body is rotationally driven.

【0007】また、請求項2の発明は電圧印加時に急激
なねじり変位を発生するねじり変形素子と、このねじり
変形素子に連結された連結部材と、この連結部材に対し
て相対的に回転可能に摩擦係合された摩擦係合体とを備
えた回転型アクチュエータ本体を設けるとともに、前記
ねじり変形素子または前記摩擦係合体のいずれか一方を
内視鏡内の固定部側に固定し、かつこの固定部側に固定
された固定要素以外の前記回転型アクチュエータ本体の
回転要素側に前記内視鏡内の回転部材を連結し、さらに
前記ねじり変形素子への電圧印加を制御して電圧印加時
に起こる前記ねじり変形素子の急激なねじれ変位により
前記連結部材に衝撃力を与えて、前記連結部材と前記摩
擦係合体との間の摩擦係合力に打ち勝って、前記固定要
素に対して前記回転要素側を相対的に回転させ、前記回
転部材を回転駆動する駆動手段を設けたことを特徴とす
る回転型アクチュエータである。
According to the second aspect of the present invention, a torsional deformation element that causes a rapid torsional displacement when a voltage is applied, a connection member connected to the torsional deformation element, and a rotatable member relative to the connection member. A rotary actuator body having a frictionally engaged frictional engagement body is provided, and either one of the torsional deformation element or the frictional engagement body is fixed to a fixed portion side in the endoscope, and the fixed portion The rotating member in the endoscope is connected to the rotating element side of the rotary actuator body other than the fixing element fixed to the side, and the torsion applied when the voltage is applied by controlling the voltage application to the torsion deformation element. An abrupt torsional displacement of the deformation element applies an impact force to the connecting member to overcome the frictional engaging force between the connecting member and the frictional engaging member, and to rotate the fixing element with respect to the rotating member. The element side are relatively rotated, a rotary actuator, characterized in that a driving means for rotationally driving said rotary member.

【0008】そして、本請求項2の発明では駆動手段に
よってねじり変形素子への電圧印加を制御して電圧印加
時に起こるねじり変形素子の急激なねじれ変位により連
結部材に衝撃力を与えて、連結部材と摩擦係合体との間
の摩擦係合力に打ち勝って、固定要素に対して回転要素
側を相対的に回転させ、回転部材を回転駆動するように
したものである。
In the invention according to the second aspect, the driving means controls the voltage application to the torsional deformation element, and the abrupt twist displacement of the torsional deformation element occurring when the voltage is applied gives an impact force to the coupling member, thereby the coupling member. And the frictional engagement force between the frictional engagement body and the frictional engagement body is overcome, so that the rotary element side is relatively rotated with respect to the fixed element, and the rotary member is rotationally driven.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を図1乃至図4(A),(B)を参照して説明する。図
1は本実施の形態のねじり振動子固定型の回転型アクチ
ュエータの要部構成を示すものである。この回転型アク
チュエータの本体1には電圧印加時に急激なねじり変位
を発生する円柱状のねじり変形素子2が設けられてい
る。このねじり変形素子2の円柱の両端部には図2
(A)に示すように電極3a,3bが設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4A and 4B. FIG. 1 shows a configuration of a main part of a rotary oscillator fixed rotary actuator according to the present embodiment. A main body 1 of this rotary actuator is provided with a columnar torsional deformation element 2 that generates a rapid torsional displacement when a voltage is applied. As shown in FIG.
Electrodes 3a and 3b are provided as shown in FIG.

【0010】また、ねじり変形素子2は電極3a,3b
間に電圧を印加すると電極3a,3bの厚み方向と直交
する方向に滑り変位する厚み滑り振動モードを有するバ
イモルフ型圧電または電歪振動子によって形成されてい
る。
The torsionally deformable element 2 has electrodes 3a and 3b.
It is formed by a bimorph type piezoelectric or electrostrictive vibrator having a thickness sliding vibration mode in which a sliding displacement is made in a direction orthogonal to the thickness direction of the electrodes 3a, 3b when a voltage is applied between them.

【0011】すなわち、このねじり変形素子2は例えば
図2(A),(B)に示すように断面形状が半円形状の
略かまぼこ型の2つの圧電振動子(または電歪振動子)
4a,4bの平面間を張り合わせて形成されたものであ
る。この場合、ねじり変形素子3の2つの圧電振動子4
a,4bは電極3a,3b間に電圧を印加すると図2
(B)中に矢印で示すように電極3a,3bの厚み方向
と直交する方向に沿ってそれぞれ反対方向に滑り変位
し、ねじり変形素子3全体としてねじり振動するするよ
うに設定されている。
That is, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), for example, the torsionally deformable element 2 includes two substantially kamaboko-shaped piezoelectric vibrators (or electrostrictive vibrators) each having a semicircular cross section.
It is formed by sticking together the planes of 4a and 4b. In this case, the two piezoelectric vibrators 4 of the torsional deformation element 3 are
When a voltage is applied between the electrodes 3a and 3b, a and 4b of FIG.
As shown by the arrow in (B), the electrodes 3a and 3b are set to slide and displace in opposite directions along the direction orthogonal to the thickness direction, and the torsional deformation element 3 as a whole is set to vibrate torsionally.

【0012】また、このねじり変形素子2の一端部は固
定部5に固定されている。さらに、このねじり変形素子
2の他端部には小径な円柱状の連結部材6が連結されて
いる。この連結部材6はリング状の回転部材(摩擦係合
体)7のリング内に挿入されている。そして、回転部材
7は連結部材6に対して回転可能に摩擦係合されてい
る。
Further, one end of this torsionally deformable element 2 is fixed to a fixed portion 5. Further, a cylindrical connecting member 6 having a small diameter is connected to the other end of the torsionally deformable element 2. The connecting member 6 is inserted into the ring of a ring-shaped rotating member (friction engagement body) 7. The rotary member 7 is rotatably frictionally engaged with the connecting member 6.

【0013】また、回転部材7にはこの回転型アクチュ
エータによる駆動対象物、例えば内視鏡内に組込まれて
いる内視鏡用光学系の駆動機構等の被移動体8が連結さ
れている。
Further, the rotating member 7 is connected to an object to be driven by the rotary actuator, for example, a movable body 8 such as a driving mechanism of an endoscope optical system incorporated in the endoscope.

【0014】さらに、回転型アクチュエータ本体1の電
極3a,3bはリード線9a,9bを介してアクチュエ
ータ駆動回路(駆動手段)10に接続されている。この
アクチュエータ駆動回路10は回転型アクチュエータの
コントローラ11に接続されている。
Further, the electrodes 3a and 3b of the rotary actuator body 1 are connected to an actuator driving circuit (driving means) 10 via lead wires 9a and 9b. The actuator drive circuit 10 is connected to a controller 11 of a rotary actuator.

【0015】また、アクチュエータ駆動回路10には例
えば図3(A)に示すように全波周波数を有する正回転
用の駆動波形および図3(B)に示すように全波周波数
を有する逆回転用の駆動波形をもつ電圧をねじり変形素
子2に印加する電圧印加手段が設けられている。ここ
で、正回転用の駆動波形には1パルス内に、0電位のa
時点から所定の設定電圧bまで印加電圧を急上昇させる
領域と、設定電圧bから0電位のc時点まで徐々に低下
させる領域とが設けられている。さらに、逆回転用の駆
動波形には1パルス内に、0電位のd時点から所定の設
定電圧eまで印加電圧を徐々に上昇させる領域と、設定
電圧eから0電位のf時点まで印加電圧を急低下させる
領域とが設けられている。
The actuator drive circuit 10 includes, for example, a drive waveform for forward rotation having a full wave frequency as shown in FIG. 3A and a reverse rotation drive waveform having a full wave frequency as shown in FIG. 3B. There is provided voltage applying means for applying a voltage having the driving waveform of 1 to the torsional deformation element 2. Here, the drive waveform for forward rotation has a potential of 0 potential within 1 pulse.
There are provided a region in which the applied voltage is rapidly increased from a time point to a predetermined set voltage b, and a region in which the applied voltage is gradually decreased from the set voltage b to a time point c of 0 potential. Further, in the drive waveform for reverse rotation, the region where the applied voltage is gradually increased from the time point d of 0 potential to the predetermined set voltage e and the applied voltage from the set voltage e to the time point f of 0 potential are included in one pulse. A region for sudden drop is provided.

【0016】そして、回転型アクチュエータの駆動時に
はコントローラ11によってアクチュエータ駆動回路1
0の動作が制御され、ねじり変形素子2への電圧印加が
制御されるようになっている。このとき、電圧印加時に
起こるねじり変形素子2の急激なねじれ変位によりねじ
り変形素子2の連結部材6に衝撃力を与えて、連結部材
6と回転部材7との間の摩擦係合力に打ち勝って、固定
部5に対して回転部材7側を相対的に回転させ、被移動
体8を回転駆動するようになっている。
When the rotary actuator is driven, the controller 11 drives the actuator drive circuit 1
The operation of 0 is controlled, and the voltage application to the torsionally deformable element 2 is controlled. At this time, an abrupt twist displacement of the torsion deformation element 2 that occurs when a voltage is applied gives an impact force to the coupling member 6 of the torsion deformation element 2 to overcome the frictional engagement force between the coupling member 6 and the rotating member 7, The rotating member 7 side is relatively rotated with respect to the fixed portion 5, and the movable body 8 is rotationally driven.

【0017】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、図3(A)の正回転用の駆動波形によって駆動さ
れる回転型アクチュエータ本体1の動作を図4(A)を
参照して説明する。なお、アクチュエータ本体1は停止
時には回転部材7は連結部材6に対して圧接され、適当
な摩擦力で摩擦係合された状態で保持される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, the operation of the rotary actuator body 1 driven by the drive waveform for forward rotation of FIG. 3A will be described with reference to FIG. When the actuator body 1 is stopped, the rotary member 7 is pressed against the connecting member 6 and held in a frictionally engaged state with an appropriate frictional force.

【0018】そして、アクチュエータ本体1のねじり変
形素子2に正回転用の駆動波形をもつ電圧が印加される
と、この正回転用の駆動波形のa−b間の領域ではねじ
り変形素子2は連結部材6側が図4(A)の(a)に示
す初期形状から(b)に示すねじり変形形状まで急速に
ねじり変形し、b−c間の領域では図4(A)の(b)
に示すねじり変形形状から(c)に示す元の初期形状ま
で緩やか(低速)に変形するサイクルをくり返す。
When a voltage having a drive waveform for normal rotation is applied to the torsion deformation element 2 of the actuator body 1, the torsion deformation element 2 is connected in the region between a and b of the drive waveform for normal rotation. The member 6 side rapidly undergoes torsional deformation from the initial shape shown in (a) of FIG. 4 (A) to the torsionally deformed shape shown in (b), and in the region between bc, (b) of FIG. 4 (A).
The cycle of gentle (low speed) deformation from the twisted deformed shape shown in to the original initial shape shown in (c) is repeated.

【0019】すなわち、正回転用の駆動波形のa−b間
の領域でねじり変形素子2が急速にねじり変形する場合
にはこのときのねじり変形素子2の急激なねじれ変位に
よりねじり変形素子2の連結部材6に衝撃力を与えて、
連結部材6と回転部材7との間の摩擦係合力に打ち勝っ
て、連結部材6のみが回動し、回転部材7は図4(A)
の(b)に示すように元の位置(図4(A)の(a)の
位置)に静止したままの状態で保持される。
That is, when the torsional deformation element 2 undergoes rapid torsional deformation in the region between a and b of the drive waveform for normal rotation, the abrupt torsional displacement of the torsional deformation element 2 at this time causes the torsional deformation element 2 to move. Apply an impact force to the connecting member 6,
Only the connecting member 6 rotates by overcoming the frictional engagement force between the connecting member 6 and the rotating member 7, and the rotating member 7 is shown in FIG.
As shown in FIG. 4B, the original position (position in FIG. 4A, position (a)) is held still.

【0020】さらに、正回転用の駆動波形のb−c間の
領域でねじり変形素子2が元の初期形状まで緩やか(低
速)に変形する場合には連結部材6と回転部材7との接
触面間の摩擦係合力によって回転部材7は連結部材6に
摩擦係合された状態で保持される。そのため、この場合
にはこのねじり変形素子2の緩やかな変形動作にともな
い連結部材6と一緒に回転部材7が回動するので、この
ときの回転部材7の回転動作によって図4(A)の
(c)に示すように被移動体8が正回転方向に回転駆動
される。
Further, when the torsional deformation element 2 is gently (low-speed) deformed to the original initial shape in the region between bc of the drive waveform for forward rotation, the contact surface between the connecting member 6 and the rotating member 7. The rotating member 7 is held in a state of being frictionally engaged with the connecting member 6 by the frictional engagement force therebetween. Therefore, in this case, the rotating member 7 rotates together with the connecting member 6 along with the gradual deformation operation of the torsional deformation element 2. Therefore, the rotating operation of the rotating member 7 at this time causes ((A) in FIG. As shown in c), the movable body 8 is rotationally driven in the forward rotation direction.

【0021】また、図3(B)の逆回転用の駆動波形に
よってアクチュエータ本体1が駆動される場合にはアク
チュエータ本体1は図4(B)に示すように動作する。
ここで、アクチュエータ本体1のねじり変形素子2に逆
回転用の駆動波形をもつ電圧が印加されると、この逆回
転用の駆動波形のd−e間の領域ではねじり変形素子2
は連結部材6側が図4(B)の(d)に示す初期形状か
ら(e)に示すねじり変形形状まで緩やか(低速)にね
じり変形し、e−f間の領域では図4(B)の(e)に
示すねじり変形形状から(f)に示す元の初期形状まで
急速に変形するサイクルをくり返す。
When the actuator body 1 is driven by the reverse rotation drive waveform shown in FIG. 3B, the actuator body 1 operates as shown in FIG. 4B.
Here, when a voltage having a drive waveform for reverse rotation is applied to the torsional deformation element 2 of the actuator body 1, the torsional deformation element 2 is applied in a region between d and e of the drive waveform for reverse rotation.
Shows that the connecting member 6 side is gently (low-speed) twisted and deformed from the initial shape shown in (d) of FIG. 4B to the twisted deformed shape shown in (e). The cycle of rapid deformation from the torsionally deformed shape shown in (e) to the original initial shape shown in (f) is repeated.

【0022】すなわち、逆回転用の駆動波形のd−e間
の領域でねじり変形素子2がゆっくりねじり変形する場
合にはねじり変形素子2は連結部材6と回転部材7との
接触面間の摩擦係合力によって回転部材7は連結部材6
に摩擦係合された状態で保持される。そのため、この場
合にはこのねじり変形素子2の緩やかな変形動作にとも
ない連結部材6と一緒に回転部材7が回動するので、こ
のときの回転部材7の回転動作によって図4(B)の
(e)に示すように被移動体8が逆回転方向に回転駆動
される。
That is, when the torsional deformation element 2 is slowly torsionally deformed in the region between d and e of the driving waveform for reverse rotation, the torsional deformation element 2 causes friction between the contact surfaces of the connecting member 6 and the rotating member 7. The rotating member 7 is connected by the engaging force to the connecting member
Is held in a frictionally engaged state with. Therefore, in this case, the rotating member 7 rotates together with the connecting member 6 along with the gentle deformation operation of the torsional deformation element 2. Therefore, the rotation operation of the rotating member 7 at this time causes ((B) in FIG. As shown in e), the movable body 8 is rotationally driven in the reverse rotation direction.

【0023】さらに、逆回転用の駆動波形のe−f間の
領域でねじり変形素子2が急速変形する場合にはこのね
じり変形素子2が急速変形動作によってねじり変形素子
2の連結部材6に衝撃力を与えて、連結部材6と回転部
材7との間の摩擦係合力に打ち勝って、連結部材6のみ
が回動し、回転部材7は図4(B)の(f)に示すよう
に元の位置(図4(B)の(e)の位置)に静止したま
まの状態で保持される。
Further, when the torsional deformation element 2 is rapidly deformed in a region between e and f of the driving waveform for reverse rotation, the torsional deformation element 2 is impacted by the rapid deformation operation on the connecting member 6 of the torsional deformation element 2. A force is applied to overcome the frictional engagement force between the connecting member 6 and the rotating member 7, and only the connecting member 6 rotates, so that the rotating member 7 is rotated as shown in (f) of FIG. Is held at the position (position (e) in FIG. 4B) in a stationary state.

【0024】したがって、アクチュエータ本体1の動作
時にはねじり変形素子2に正回転の駆動波形が印加され
る場合には回転部材7は正回転方向に回転駆動され、ね
じり変形素子2に逆回転用の駆動波形が印加される場合
には回転部材7は逆回転方向に回転駆動されるので、こ
の回転部材7の動作に連動して被移動体8も同方向に回
転駆動される。
Therefore, when the drive waveform of the forward rotation is applied to the torsion deformation element 2 during the operation of the actuator body 1, the rotating member 7 is rotationally driven in the forward rotation direction, and the torsion deformation element 2 is driven for the reverse rotation. When the waveform is applied, the rotary member 7 is rotationally driven in the reverse rotation direction, and the movable body 8 is also rotationally driven in the same direction in conjunction with the operation of the rotary member 7.

【0025】そこで、上記構成のものにあってはアクチ
ュエータ駆動回路10によってねじり変形素子2への電
圧印加を制御することにより、電圧印加時に起こるねじ
り変形素子2の急激なねじれ変位により連結部材6に衝
撃力を与えて、連結部材6と回転部材7との間の摩擦係
合力に打ち勝って、固定部5に対して回転部材7側を回
転させ、被移動体8を回転駆動するようにしたので、従
来のようにアクチュエータの移動体と可動部材との間に
動力伝達機構等の他の機械要素を介設する必要がない。
そのため、固定部5に対して回転動作する被移動体8を
回転駆動する回転駆動機構全体の構成を従来に比べて簡
素化し、構成部品数を減らして回転駆動機構全体の小形
化を図ることができる。
Therefore, in the structure described above, the actuator drive circuit 10 controls the voltage application to the torsional deformation element 2 so that the connecting member 6 is subjected to the abrupt torsional displacement of the torsional deformation element 2 that occurs when the voltage is applied. Since the impact force is applied to overcome the frictional engagement force between the connecting member 6 and the rotating member 7, the rotating member 7 side is rotated with respect to the fixed portion 5, and the movable body 8 is rotationally driven. It is not necessary to provide another mechanical element such as a power transmission mechanism between the moving body of the actuator and the movable member as in the conventional case.
Therefore, the configuration of the entire rotary drive mechanism that rotationally drives the movable body 8 that rotates with respect to the fixed portion 5 can be simplified as compared with the related art, and the number of components can be reduced to reduce the size of the entire rotary drive mechanism. it can.

【0026】また、図5は第1の実施の形態の回転型ア
クチュエータ本体1の回転部材7の駆動速度を変更する
速度変更回路21を示すものである。このアクチュエー
タ駆動回路21にはデューティー比可変抵抗が接続され
た無安定マルチバイブレータ22が設けられており、こ
の無安定マルチバイブレータ22には2つの(第1,第
2の)ワンショットバイブレータ23,24が接続され
ている。
FIG. 5 shows a speed changing circuit 21 for changing the driving speed of the rotary member 7 of the rotary actuator body 1 according to the first embodiment. The actuator drive circuit 21 is provided with an astable multivibrator 22 to which a variable duty ratio resistor is connected. The astable multivibrator 22 has two (first and second) one-shot vibrators 23, 24. Are connected.

【0027】ここで、第1のワンショットバイブレータ
23は第1のアナログスイッチ25を介して第2のアナ
ログスイッチ27の第1の接点に接続されている。この
第2のアナログスイッチ27の共通接点は出力スイッチ
28を介して増幅回路29に接続されている。この増幅
回路29はリード線を介してねじり変形素子2に接続さ
れている。
Here, the first one-shot vibrator 23 is connected to the first contact of the second analog switch 27 via the first analog switch 25. The common contact of the second analog switch 27 is connected to the amplifier circuit 29 via the output switch 28. The amplifier circuit 29 is connected to the torsionally deformable element 2 via a lead wire.

【0028】また、第2のワンショットバイブレータ2
4は第3のアナログスイッチ26を介して第2のアナロ
グスイッチ27の第2の接点に接続されている。この第
2のアナログスイッチ27は波形切換えスイッチ30に
接続されており、この波形切換えスイッチ30の切換え
操作に連動して第2のアナログスイッチ27が切換え操
作されるようになっている。
Also, the second one-shot vibrator 2
4 is connected to the second contact of the second analog switch 27 via the third analog switch 26. The second analog switch 27 is connected to the waveform switching switch 30, and the second analog switch 27 is switched in conjunction with the switching operation of the waveform switching switch 30.

【0029】次に、上記構成の作用について説明する。
アクチュエータ本体1の回転部材7を正回転または逆回
転動作させる三角形パルス(V1 )や台形パルス(V
2 )は図6に示すようにワンショットバイブレータ2
3,24により発生した方形波パルスでアナログスイッ
チ25,26をスイッチングし、出力を0Vと5Vの間
で切り換える。その際、併設したRC回路で積分させる
ことにより作られる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
A triangular pulse (V 1 ) or a trapezoidal pulse (V
2 ) is a one-shot vibrator 2 as shown in FIG.
The square wave pulse generated by 3, 24 switches the analog switches 25, 26 to switch the output between 0V and 5V. At that time, it is created by integrating with an RC circuit attached.

【0030】この場合、マルチバイブレータ22で任意
の周波数のパルスが出力される。該パルスの立ち上がり
で各ワンショットバイブレータ23,24より方形パル
スが出力され、アナログスイッチ25、26及びその周
辺のRC回路で整形されて、三角波や台形波が形成され
る。さらに、第2のアナログスイッチ27で三角波、ま
たは台形波が選択されて増幅回路29に出力され、この
増幅回路29からねじり変形素子2に電力が供給され
る。
In this case, the multivibrator 22 outputs a pulse having an arbitrary frequency. Square pulses are output from the one-shot vibrators 23 and 24 at the rising edge of the pulse, and are shaped by the analog switches 25 and 26 and the RC circuit around them to form triangular waves or trapezoidal waves. Further, a triangular wave or a trapezoidal wave is selected by the second analog switch 27 and output to the amplifier circuit 29, and power is supplied from the amplifier circuit 29 to the torsion deformation element 2.

【0031】また、ワンショットバイブレータ23,2
4は無安定マルチバイブレータ22の方形波パルス(M
V)によりトリガがかけられる。無安定マルチバイブレ
ータ22の発振周波数を変えれば単位時間当りの三角パ
ルスや台形パルスの発生率も変わるので、アクチュエー
タ本体1の回転部材7の回転速度も変わる。
Also, the one-shot vibrators 23, 2
4 is a square wave pulse of the astable multivibrator 22 (M
V) triggers. When the oscillation frequency of the astable multivibrator 22 is changed, the generation rate of the triangular pulse or the trapezoidal pulse per unit time is also changed, so the rotation speed of the rotating member 7 of the actuator body 1 is also changed.

【0032】なお、マルチバイブレータ22の周波数を
変えてもアナログスイッチ25、26及びRC回路より
出力される波形の立ち上り速度や、立ち下がり速度は変
わらないが、単位時間当りのパルス数は変わるので、ア
クチュエータ本体1の回転部材7の移動速度が変化す
る。また、台形パルスと三角パルスの切り換えはスイッ
チ30でアナログスイッチ27に印加する電圧を切り換
えることにより行なう。
Even if the frequency of the multivibrator 22 is changed, the rising speed and the falling speed of the waveform output from the analog switches 25 and 26 and the RC circuit do not change, but the number of pulses per unit time changes. The moving speed of the rotating member 7 of the actuator body 1 changes. The trapezoidal pulse and the triangular pulse are switched by switching the voltage applied to the analog switch 27 with the switch 30.

【0033】そこで、上記構成のアクチュエータ駆動回
路21では三角波や台形波の駆動周波数を単純に変えた
場合のように波形が変わってしまい適切な衝撃力を与え
られなくなったり、ねじり変形素子2内に応力集中を生
じさせてねじり変形素子2の破壊を起こしたりするおそ
れがなく、アクチュエータ本体1を安定に駆動すること
ができる。
Therefore, in the actuator drive circuit 21 having the above-mentioned configuration, the waveform is changed as in the case where the drive frequency of the triangular wave or the trapezoidal wave is simply changed, and an appropriate impact force cannot be applied, or the torsional deformation element 2 is provided. The actuator body 1 can be stably driven without the risk of stress concentration causing breakage of the torsionally deformable element 2.

【0034】また、図7(A),(B)は第1の実施の
形態の回転型アクチュエータの第1の変形例を示すもの
である。これは、第1の実施の形態とは異なる構成のね
じり変形素子31を設けたものである。すなわち、本変
形例のねじり変形素子31は図7(A),(B)に示す
ように断面形状が円形を円周方向に4分割した略扇型形
状の4つの圧電振動子(または電歪振動子)32a〜3
2dの各分割面間を張り合わせて形成されたものであ
る。この場合、ねじり変形素子31の4つの圧電振動子
32a〜32dはねじり変形素子31の両端の電極33
a,33b間に電圧を印加すると電極33a,33bの
厚み方向と直交し、かつ図7(B)中に矢印で示す方向
にそれぞれ滑り変位し、ねじり変形素子3全体としてね
じり振動するするように設定されている。
Further, FIGS. 7A and 7B show a first modification of the rotary actuator of the first embodiment. This is provided with a torsional deformation element 31 having a configuration different from that of the first embodiment. That is, as shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), the torsional deformation element 31 of the present modification has four piezoelectric vibrators (or electrostrictive elements) each having a substantially fan-shaped cross section divided into four in the circumferential direction. Oscillator) 32a-3
It is formed by adhering the divided surfaces of 2d. In this case, the four piezoelectric vibrators 32 a to 32 d of the torsion deformation element 31 are connected to the electrodes 33 on both ends of the torsion deformation element 31.
When a voltage is applied between a and 33b, the electrodes 33a and 33b are slidably displaced in the thickness directions of the electrodes 33a and 33b and in the directions indicated by arrows in FIG. It is set.

【0035】また、図8(A)〜(C)は第1の実施の
形態の回転型アクチュエータの第2の変形例を示すもの
である。これは、第1の実施の形態および第1の変形例
とは異なる構成のねじり変形素子41を設けたものであ
る。すなわち、本変形例のねじり変形素子41は図8
(A)に示すように第1の実施の形態のねじり変形素子
2と同じ構成の2つのねじり変形素子42a,42bを
軸方向に2つ張り合わせたものである。この場合、図8
(B)に示す一方のねじり変形素子42aの2つの圧電
振動子43a,43bの張り合わせ面と、図8(C)に
示す他方のねじり変形素子42bの2つの圧電振動子4
4a,44bの張り合わせ面との間は略直交する状態に
配置されている。
8A to 8C show a second modification of the rotary actuator of the first embodiment. This is provided with a torsion deformation element 41 having a configuration different from those of the first embodiment and the first modification. That is, the torsionally deformable element 41 of the present modification is shown in FIG.
As shown in (A), two torsional deformation elements 42a and 42b having the same structure as the torsional deformation element 2 of the first embodiment are bonded together in the axial direction. In this case,
FIG. 8B shows the bonding surface of the two piezoelectric vibrators 43a and 43b of the one torsional deformation element 42a, and the two piezoelectric vibrators 4 of the other torsional deformation element 42b shown in FIG. 8C.
The bonding surfaces 4a and 44b are arranged so as to be substantially orthogonal to each other.

【0036】さらに、本変形例のねじり変形素子41で
はこのねじり変形素子41の両端に+の電極45a,4
5bが配設され、このねじり変形素子41の2つのねじ
り変形素子42a,42b間に−の電極45cが配設さ
れている。そして、電極45a,45c間に電圧を印加
すると図8(B)中に矢印で示すように一方のねじり変
形素子42aの2つの圧電振動子43a,43bが電極
45a,45cの厚み方向と直交する方向に沿ってそれ
ぞれ反対方向に滑り変位し、同様に電極45b,45c
間に電圧を印加すると図8(C)中に矢印で示すように
他方のねじり変形素子42bの2つの圧電振動子44
a,44bが電極45b,45cの厚み方向と直交する
方向に沿ってそれぞれ反対方向に滑り変位することによ
り、ねじり変形素子41全体としてねじり振動するする
ように設定されている。
Further, in the torsional deformation element 41 of this modification, the positive electrodes 45a, 4 are provided on both ends of the torsional deformation element 41.
5b is arranged, and a negative electrode 45c is arranged between the two torsion deformation elements 42a and 42b of the torsion deformation element 41. Then, when a voltage is applied between the electrodes 45a and 45c, the two piezoelectric vibrators 43a and 43b of the one torsionally deformable element 42a are orthogonal to the thickness direction of the electrodes 45a and 45c as indicated by the arrow in FIG. 8B. Sliding displacement in the opposite direction along the direction, and similarly the electrodes 45b, 45c
When a voltage is applied between the two piezoelectric vibrators 44 of the other torsionally deformable element 42b as indicated by an arrow in FIG. 8C.
It is set that the a and 44b are slidably displaced in the opposite directions along the directions orthogonal to the thickness directions of the electrodes 45b and 45c, respectively, so that the torsional deformation element 41 as a whole undergoes torsional vibration.

【0037】また、図9(A)〜(E)は第1の実施の
形態の回転型アクチュエータの第3の変形例を示すもの
である。本変形例は第1の実施の形態および第1、第2
の変形例とは異なる構成のねじり変形素子51を設けた
ものである。すなわち、本変形例のねじり変形素子51
は図9(A)に示す超音波モータであるねじり振動子5
2を設けたものである。
Further, FIGS. 9A to 9E show a third modification of the rotary actuator of the first embodiment. This modification is the same as the first embodiment and the first and second embodiments.
The torsional deformation element 51 having a structure different from that of the modification example is provided. That is, the torsional deformation element 51 of this modification example
Is a torsional oscillator 5 which is an ultrasonic motor shown in FIG.
2 is provided.

【0038】このねじり振動子52にはねじり結合子5
3と、アルミ円板54と、3つの電極55a,55b,
55cと、電極55a,55b間に配設された圧電振動
子56aと、電極55c,55b間に配設された圧電振
動子56bと、ボルト座金57と、このねじり振動子5
2の各構成部品間を一体的に締め付け固定する固定ボル
ト58とが設けられている。
The torsional oscillator 52 includes a torsional connector 5
3, aluminum disk 54, three electrodes 55a, 55b,
55c, a piezoelectric vibrator 56a arranged between the electrodes 55a and 55b, a piezoelectric vibrator 56b arranged between the electrodes 55c and 55b, a bolt washer 57, and the torsion vibrator 5
A fixing bolt 58 for integrally tightening and fixing the two component parts is provided.

【0039】さらに、ねじり結合子53は図9(D),
(E)に示すように円板59の底部に溝60を刻み、こ
の溝60の両側に三日月状の脚部61を2つ作り、さら
に溝60の中心にボルト挿通孔62を形成するととも
に、図9(D)に示すように円板59の上面に図9
(C)に示すように溝60の対角線位置に梁部63を突
設した構成になっている。
Further, the torsion connector 53 is shown in FIG.
As shown in (E), a groove 60 is formed on the bottom of the disk 59, two crescent-shaped legs 61 are formed on both sides of the groove 60, and a bolt insertion hole 62 is formed at the center of the groove 60. As shown in FIG.
As shown in (C), a beam portion 63 is provided so as to project at a diagonal position of the groove 60.

【0040】そして、このねじり結合子53では円板5
9の溝60を軸として円板59を蝶の羽のように振動さ
せると梁部63には図9(B)に示すように水平軸まわ
りのねじりが生じる。このねじりを円板59の周方向に
沿って見ると、円板59の垂直軸まわりのねじりになっ
ている。したがって、このねじり結合子53では円板5
9の三日月状の脚部61に縦振動が作用すると円板59
に蝶の羽のようなたわみ振動が生じ、これが梁部63の
ねじり振動を励振するので、楕円振動が生じるようにな
っている。
In this torsion connector 53, the disc 5
When the disc 59 is vibrated like a butterfly wing about the groove 60 of the shaft 9, the beam 63 is twisted about the horizontal axis as shown in FIG. 9B. When this twist is viewed along the circumferential direction of the disc 59, the twist is about the vertical axis of the disc 59. Therefore, in the torsion connector 53, the disc 5
When longitudinal vibration acts on the crescent-shaped leg 61 of the disk 9,
A flexural vibration, such as a butterfly wing, is generated at this point, and this excites the torsional vibration of the beam portion 63, so that an elliptical vibration is generated.

【0041】そして、本変形例のねじり変形素子51で
は超音波モータであるねじり振動子52をステータと
し、その端面にロータを圧着することにより、強力な回
転トルクを出力することができる。
In the torsional deformation element 51 of this modification, the torsional oscillator 52, which is an ultrasonic motor, is used as the stator, and the rotor is pressure-bonded to the end face of the torsional vibration element 52, whereby a strong rotational torque can be output.

【0042】また、図10(A),(B)は第1の実施
の形態の第4の変形例を示すものである。本変形例は第
1の実施の形態の回転型アクチュエータ本体1の駆動波
形を変更したものである。すなわち、本変形例ではアク
チュエータ本体1の駆動波形を図10(A),(B)に
示すような台形波によって形成したものである。なお、
図10(A)は正回転用の駆動波形、図10(B)は逆
回転用の駆動波形をそれぞれ示すものである。
Further, FIGS. 10A and 10B show a fourth modification of the first embodiment. In this modified example, the drive waveform of the rotary actuator body 1 of the first embodiment is changed. That is, in this modification, the drive waveform of the actuator body 1 is formed by a trapezoidal wave as shown in FIGS. In addition,
FIG. 10A shows a drive waveform for forward rotation, and FIG. 10B shows a drive waveform for reverse rotation.

【0043】また、図11(A),(B)は第1の実施
の形態の第5の変形例を示すものである。本変形例は回
転型アクチュエータ本体1のねじり変形素子2の連結部
材6と回転部材7との間に摩擦発生用の板ばね部材(摩
擦発生手段)71を設けたものである。この板ばね部材
71には連結部材6の端面に固定ボルト72によって固
定される固定部73と、この固定部73の周囲に屈曲形
成された4つの板ばね状の爪部74とが設けられてい
る。そして、各爪部74は図11(B)に示すように連
結部材6と回転部材7との間に挿入されている。この場
合、各爪部74には外方向に広がる方向に付勢する付勢
力が作用し、各爪部74の付勢力によって連結部材6と
回転部材7との間に摩擦力を発生させる構成になってい
る。
Further, FIGS. 11A and 11B show a fifth modification of the first embodiment. In this modification, a leaf spring member (friction generating means) 71 for generating friction is provided between the connecting member 6 of the torsional deformation element 2 of the rotary actuator body 1 and the rotating member 7. The leaf spring member 71 is provided with a fixing portion 73 fixed to the end surface of the connecting member 6 with a fixing bolt 72, and four leaf spring-like claw portions 74 bent around the fixing portion 73. There is. Then, each claw portion 74 is inserted between the connecting member 6 and the rotating member 7 as shown in FIG. In this case, an urging force that urges each claw portion 74 in the outward spreading direction acts, and a frictional force is generated between the connecting member 6 and the rotating member 7 by the urging force of each claw portion 74. Has become.

【0044】また、図11(C)は第1の実施の形態の
第6の変形例を示すものである。本変形例は、第1の実
施の形態の回転型アクチュエータ本体1におけるねじり
変形素子2の連結部材6と回転部材7との間の摩擦発生
手段を第5の変形例(図11(A),(B)参照)とは
異なる構成にしたものである。
FIG. 11C shows a sixth modified example of the first embodiment. In this modification, the friction generating means between the connecting member 6 of the torsional deformation element 2 and the rotating member 7 in the rotary actuator body 1 of the first embodiment is a fifth modification (FIG. 11A, (See (B)).

【0045】すなわち、本変形例ではねじり変形素子2
の連結部材6の端面に支持ボルト81が突設されてい
る。また、回転部材7の軸心部にはこの支持ボルト81
が挿通される挿通孔82とベアリング装着穴83とが設
けられている。さらに、回転部材7のベアリング装着穴
83の内周面と支持ボルト81の外周面との間には2組
のベアリング84が装着されている。また、支持ボルト
81にはベアリング84を押圧するコイルスプリング8
5が装着されている。そして、このコイルスプリング8
5のばね力によって連結部材6と回転部材7との間に摩
擦力を発生させる構成になっている。
That is, in this modification, the torsional deformation element 2 is used.
A support bolt 81 is projected from the end surface of the connecting member 6. Further, the support bolt 81 is attached to the shaft center of the rotating member 7.
An insertion hole 82 and a bearing mounting hole 83 are provided. Further, two sets of bearings 84 are mounted between the inner peripheral surface of the bearing mounting hole 83 of the rotating member 7 and the outer peripheral surface of the support bolt 81. In addition, the coil spring 8 that presses the bearing 84 against the support bolt 81.
5 is attached. And this coil spring 8
The spring force of 5 generates a frictional force between the connecting member 6 and the rotating member 7.

【0046】また、図12(D)は第1の実施の形態の
第7の変形例を示すものである。本変形例は、第1の実
施の形態の回転型アクチュエータ本体1におけるねじり
変形素子2の連結部材6と回転部材7との間の摩擦発生
手段を第5の変形例(図11(A),(B)参照)、第
6の変形例(図11(C)参照)とは異なる構成にした
ものである。
FIG. 12D shows a seventh modified example of the first embodiment. In this modification, the friction generating means between the connecting member 6 of the torsional deformation element 2 and the rotating member 7 in the rotary actuator body 1 of the first embodiment is a fifth modification (FIG. 11A, (See (B)) and the sixth modification (see FIG. 11C).

【0047】すなわち、本変形例ではねじり変形素子2
の連結部材6と回転部材7との間に磁力による摩擦発生
手段91を設けたものである。この場合、本変形例の連
結部材6は永久磁石92によって形成されている。ま
た、本変形例の回転部材7の軸心部には連結部材6の端
部が挿入される大径な穴部93と、この穴部93よりも
小径な磁石装着穴94とが形成されている。さらに、回
転部材7の磁石装着穴94内に永久磁石95が装着され
ている。
That is, in this modification, the torsional deformation element 2 is used.
The friction generating means 91 by magnetic force is provided between the connecting member 6 and the rotating member 7. In this case, the connecting member 6 of this modification is formed by the permanent magnet 92. Further, a large-diameter hole portion 93 into which the end portion of the connecting member 6 is inserted and a magnet mounting hole 94 having a smaller diameter than the hole portion 93 are formed in the shaft center portion of the rotating member 7 of the present modification. There is. Further, a permanent magnet 95 is mounted in the magnet mounting hole 94 of the rotating member 7.

【0048】そして、連結部材6の永久磁石92と回転
部材7の永久磁石95との間に作用する磁力によって連
結部材6と回転部材7との間に摩擦力を発生させる構成
になっている。
The magnetic force acting between the permanent magnet 92 of the connecting member 6 and the permanent magnet 95 of the rotating member 7 generates a frictional force between the connecting member 6 and the rotating member 7.

【0049】また、図12〜図14(A),(B)は本
発明の第2の実施の形態を示すものである。これは、第
1の実施の形態(図1〜図4(A),(B)参照)とは
異なる構成の回転型アクチュエータ本体101を設けた
ものである。本実施の形態のアクチュエータ本体101
には図13に示すように円柱状の固定部材(摩擦係合
体)102が設けられている。この固定部材102の基
端部は固定部103に固定されている。
12 to 14 (A) and (B) show a second embodiment of the present invention. This is provided with a rotary actuator main body 101 having a configuration different from that of the first embodiment (see FIGS. 1 to 4A and 4B). Actuator body 101 of the present embodiment
As shown in FIG. 13, a columnar fixing member (friction engaging body) 102 is provided in the. The base end portion of the fixing member 102 is fixed to the fixing portion 103.

【0050】さらに、本実施の形態のアクチュエータ本
体101には第1の実施の形態のねじり変形素子2と略
同一構成の円柱状のねじり変形素子104が設けられて
いる。このねじり変形素子104の一端部には大径な連
結部材105の一端部が連結されている。この連結部材
105の他端部には固定部材102の先端部が挿入され
る挿入穴106が形成されている。そして、本実施の形
態のねじり変形素子104は連結部材105を介して固
定部材102に対して回転可能に摩擦係合されている。
Further, the actuator main body 101 of the present embodiment is provided with a columnar torsional deformation element 104 having substantially the same configuration as the torsional deformation element 2 of the first embodiment. One end of a large-diameter connecting member 105 is connected to one end of the torsional deformation element 104. An insertion hole 106 into which the tip of the fixing member 102 is inserted is formed at the other end of the connecting member 105. The torsional deformation element 104 of the present embodiment is rotatably frictionally engaged with the fixed member 102 via the connecting member 105.

【0051】また、ねじり変形素子104の他端部には
この回転型アクチュエータによる駆動対象物、例えば内
視鏡内に組込まれている内視鏡用光学系の駆動機構等の
被移動体107が連結されている。
At the other end of the torsional deformation element 104, an object to be driven by this rotary actuator, for example, a movable body 107 such as a drive mechanism of an endoscope optical system incorporated in the endoscope is provided. It is connected.

【0052】さらに、本実施の形態のねじり変形素子1
04の円柱の両端部には図12に示すように電極108
a,108bが設けられている。この場合、各電極10
8a,108bの一端部にはL字状の接点部109a,
109bが外側に向けて突設されている。
Furthermore, the torsionally deformable element 1 of the present embodiment
As shown in FIG. 12, electrodes 108 are provided on both ends of the cylinder 04.
a and 108b are provided. In this case, each electrode 10
8a, 108b has L-shaped contact portions 109a,
109b is provided so as to project outward.

【0053】また、固定部103には電極108a,1
08bの接点部109a,109bと摺接するリング状
の固定電極110a,110bが設けられている。各固
定電極110a,110bはリード線111a,111
bを介して第1の実施の形態のアクチュエータ駆動回路
10(図2参照)に接続されている。このアクチュエー
タ駆動回路10は回転型アクチュエータのコントローラ
11(図2参照)に接続されている。
The fixed portion 103 has electrodes 108a, 1
Ring-shaped fixed electrodes 110a and 110b are provided so as to be in sliding contact with the contact portions 109a and 109b of 08b. The fixed electrodes 110a and 110b are connected to the lead wires 111a and 111, respectively.
It is connected to the actuator drive circuit 10 (see FIG. 2) of the first embodiment via b. The actuator drive circuit 10 is connected to a controller 11 (see FIG. 2) of the rotary actuator.

【0054】そして、回転型アクチュエータの駆動時に
はコントローラ11によってアクチュエータ駆動回路1
0の動作が制御され、ねじり変形素子104への電圧印
加が制御されるようになっている。このとき、電圧印加
時に起こるねじり変形素子104の急激なねじれ変位に
よりねじり変形素子104の連結部材105に衝撃力を
与えて、連結部材105と固定部材102との間の摩擦
係合力に打ち勝って、固定部103に対してねじり変形
素子104側を相対的に回転させ、被移動体107を回
転駆動するようになっている。
When the rotary actuator is driven, the controller 11 drives the actuator drive circuit 1
The operation of 0 is controlled, and the voltage application to the torsional deformation element 104 is controlled. At this time, an abrupt twist displacement of the torsional deformation element 104 that occurs when a voltage is applied gives an impact force to the connecting member 105 of the torsional deformation element 104 to overcome the frictional engagement force between the connecting member 105 and the fixing member 102. The torsional deformation element 104 side is relatively rotated with respect to the fixed portion 103, and the movable body 107 is rotationally driven.

【0055】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、図3(A)の正回転用の駆動波形によって駆動さ
れる本実施の形態の回転型アクチュエータ本体101の
動作を図14(A)を参照して説明する。なお、アクチ
ュエータ本体101は停止時には固定部材102は連結
部材105に対して圧接され、適当な摩擦力で摩擦係合
された状態で保持される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, the operation of the rotary actuator main body 101 of the present embodiment driven by the drive waveform for normal rotation in FIG. 3A will be described with reference to FIG. It should be noted that when the actuator body 101 is stopped, the fixing member 102 is pressed against the connecting member 105, and is held in a state of being frictionally engaged by an appropriate frictional force.

【0056】そして、アクチュエータ本体101のねじ
り変形素子104に正回転用の駆動波形をもつ電圧が印
加されると、この正回転用の駆動波形のa−b間の領域
ではねじり変形素子104は連結部材105側が図14
(A)の(a)に示す初期形状から(b)に示すねじり
変形形状まで急速にねじり変形し、b−c間の領域では
図14(A)の(b)に示すねじり変形形状から(c)
に示す元の初期形状まで緩やか(低速)に変形するサイ
クルをくり返す。
When a voltage having a drive waveform for normal rotation is applied to the torsion deformation element 104 of the actuator body 101, the torsion deformation element 104 is connected in the region between a and b of the drive waveform for normal rotation. FIG. 14 shows the member 105 side.
The initial shape shown in (a) of (A) is rapidly twisted to the twisted deformed shape shown in (b), and in the region between b and c, the twisted deformed shape shown in (b) of FIG. c)
Repeat the cycle of gradual (slow) deformation to the original initial shape shown in.

【0057】すなわち、正回転用の駆動波形のa−b間
の領域でねじり変形素子104が急速にねじり変形する
場合にはこのときのねじり変形素子104の急激なねじ
れ変位によりねじり変形素子104の連結部材105に
衝撃力を与えて、連結部材105と固定部材102との
間の摩擦係合力に打ち勝って、連結部材105のみが回
動し、被移動体107は図14(A)の(b)に示すよ
うに元の位置(図14(A)の(a)の位置)に静止し
たままの状態で保持される。
That is, when the torsional deformation element 104 is rapidly torsionally deformed in the region between a and b of the drive waveform for normal rotation, the abrupt torsional displacement of the torsional deformation element 104 at this time causes the torsional deformation element 104 to move. An impact force is applied to the connecting member 105 to overcome the frictional engagement force between the connecting member 105 and the fixed member 102, and only the connecting member 105 is rotated, and the movable body 107 is moved to the moving body 107 (b) in FIG. ), The original position (position (a) in FIG. 14 (A)) is held in a stationary state.

【0058】さらに、正回転用の駆動波形のb−c間の
領域でねじり変形素子104が元の初期形状まで緩やか
(低速)に変形する場合には連結部材105と固定部材
102との接触面間の摩擦係合力によって連結部材10
5は固定部材102に摩擦係合された状態で保持され
る。そのため、この場合にはこのねじり変形素子104
の緩やかな変形動作にともないねじり変形素子104と
一緒に被移動体107が図14(A)の(c)に示すよ
うに正回転方向に回転駆動される。
Furthermore, when the torsional deformation element 104 is gently (low-speed) deformed to the original initial shape in the region between bc of the drive waveform for forward rotation, the contact surface between the connecting member 105 and the fixing member 102. The frictional engagement force between the connecting members 10
5 is held in a state of being frictionally engaged with the fixing member 102. Therefore, in this case, the torsion deformation element 104
14A, the movable body 107 is rotationally driven in the forward rotation direction along with the torsional deformation element 104.

【0059】また、図3(B)の逆回転用の駆動波形に
よってアクチュエータ本体101が駆動される場合には
アクチュエータ本体101は図14(B)に示すように
動作する。ここで、アクチュエータ本体101のねじり
変形素子104に逆回転用の駆動波形をもつ電圧が印加
されると、この逆回転用の駆動波形のd−e間の領域で
はねじり変形素子104は図14(B)の(d)に示す
初期形状から(e)に示すねじり変形形状まで緩やか
(低速)にねじり変形し、e−f間の領域では図14
(B)の(e)に示すねじり変形形状から(f)に示す
元の初期形状まで急速に変形するサイクルをくり返す。
When the actuator body 101 is driven by the reverse rotation drive waveform shown in FIG. 3B, the actuator body 101 operates as shown in FIG. 14B. Here, when a voltage having a drive waveform for reverse rotation is applied to the torsional deformation element 104 of the actuator body 101, the torsional deformation element 104 is moved to the area between d and e of the drive waveform for reverse rotation as shown in FIG. 14B, the initial shape shown in FIG. 14D to the twisted shape shown in FIG.
The cycle of rapidly deforming from the twisted deformed shape shown in (e) of (B) to the original initial shape shown in (f) is repeated.

【0060】すなわち、逆回転用の駆動波形のd−e間
の領域でねじり変形素子104がゆっくりねじり変形す
る場合にはねじり変形素子104は連結部材105と固
定部材102との接触面間の摩擦係合力によって連結部
材105は固定部材102に摩擦係合された状態で保持
される。そのため、この場合にはこのねじり変形素子1
04の緩やかな変形動作にともないねじり変形素子10
4と一緒に被移動体107が図14(B)の(e)に示
すように逆回転方向に回転駆動される。
That is, when the torsional deformation element 104 is slowly torsionally deformed in the region between d and e of the driving waveform for reverse rotation, the torsional deformation element 104 causes the friction between the contact surfaces of the connecting member 105 and the fixing member 102. The connecting member 105 is held in a state of being frictionally engaged with the fixed member 102 by the engaging force. Therefore, in this case, the torsion deformation element 1
Torsional deformation element 10 accompanying the gentle deformation operation of 04.
Along with 4, the movable body 107 is rotationally driven in the reverse rotation direction as shown in (e) of FIG.

【0061】さらに、逆回転用の駆動波形のe−f間の
領域でねじり変形素子104が急速変形する場合にはこ
のねじり変形素子104の急速変形動作によってねじり
変形素子104の連結部材105に衝撃力を与えて、連
結部材105と固定部材102との間の摩擦係合力に打
ち勝って、連結部材105が回動し、被移動体107は
図14(B)の(f)に示すように元の位置(図14
(B)の(e)の位置)に静止したままの状態で保持さ
れる。
Further, when the torsional deformation element 104 is rapidly deformed in the region between e and f of the driving waveform for reverse rotation, the rapid deformation operation of the torsional deformation element 104 impacts the connecting member 105 of the torsional deformation element 104. A force is applied to overcome the frictional engagement force between the connecting member 105 and the fixed member 102, the connecting member 105 rotates, and the moving body 107 moves to the original position as shown in (f) of FIG. Position (Fig. 14
(B) (position (e)) is held in a stationary state.

【0062】したがって、アクチュエータ本体101の
動作時にはねじり変形素子104に正回転の駆動波形が
印加される場合には被移動体107は正回転方向に回転
駆動され、ねじり変形素子104に逆回転用の駆動波形
が印加される場合には被移動体107も逆回転方向に回
転駆動される。
Therefore, when the actuator body 101 is operating, if the drive waveform of the forward rotation is applied to the torsional deformation element 104, the movable body 107 is rotationally driven in the forward rotation direction, and the torsional deformation element 104 is rotated in the reverse direction. When the drive waveform is applied, the movable body 107 is also rotationally driven in the reverse rotation direction.

【0063】そこで、上記構成のものにあってもアクチ
ュエータ駆動回路10によってねじり変形素子104へ
の電圧印加を制御することにより、電圧印加時に起こる
ねじり変形素子104の急激なねじれ変位により連結部
材105に衝撃力を与えて、連結部材105と固定部材
102との間の摩擦係合力に打ち勝って、固定部103
に対して被移動体107側を回転駆動するようにしたの
で、従来のようにアクチュエータの移動体と可動部材と
の間に動力伝達機構等の他の機械要素を介設する必要が
ない。そのため、第1の実施の形態と同様に固定部10
3に対して回転動作する被移動体107を回転駆動する
回転駆動機構全体の構成を従来に比べて簡素化し、構成
部品数を減らして回転駆動機構全体の小形化を図ること
ができる。
Therefore, even in the case of the above-mentioned structure, by controlling the voltage application to the torsion deformation element 104 by the actuator drive circuit 10, the abrupt twist displacement of the torsion deformation element 104 occurring when the voltage is applied causes the connection member 105 to move. An impact force is applied to overcome the frictional engagement force between the connecting member 105 and the fixing member 102, and the fixing portion 103
On the other hand, since the movable body 107 side is rotationally driven, it is not necessary to provide another mechanical element such as a power transmission mechanism between the movable body and the movable member of the actuator as in the conventional case. Therefore, as in the first embodiment, the fixing portion 10
It is possible to simplify the configuration of the entire rotary drive mechanism that rotationally drives the movable body 107 that rotates with respect to the third embodiment, reduce the number of components, and reduce the size of the entire rotary drive mechanism.

【0064】また、図15は本発明の第3の実施の形態
を示すものである。本実施の形態は第1の実施の形態
(図1〜図4(A),(B)参照)、第2の実施の形態
(図12〜図14(A),(B)参照)とは異なる構成
の回転型アクチュエータ本体121を設けたものであ
る。本実施の形態のアクチュエータ本体121には円筒
状の固定部材(摩擦係合体)122が設けられている。
この固定部材122の基端部は固定部123に固定され
ている。
Further, FIG. 15 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment (see FIGS. 1 to 4 (A) and (B)) and the second embodiment (see FIGS. 12 to 14 (A) and (B)). The rotary actuator main body 121 having a different structure is provided. The actuator main body 121 of the present embodiment is provided with a cylindrical fixing member (friction engagement body) 122.
The base end portion of the fixing member 122 is fixed to the fixing portion 123.

【0065】さらに、本実施の形態のアクチュエータ本
体121には第1の実施の形態のねじり変形素子2と略
同一構成の円柱状のねじり変形素子124が設けられて
いる。このねじり変形素子124の一端部には小径な円
柱状の連結部材125の一端部が連結されている。この
連結部材125の他端部は固定部材122の筒内に挿入
されている。そして、本実施の形態のねじり変形素子1
24は連結部材125を介して固定部材122に対して
回転可能に摩擦係合されている。
Further, the actuator main body 121 of the present embodiment is provided with a cylindrical torsional deformation element 124 having substantially the same structure as the torsional deformation element 2 of the first embodiment. One end of a small-diameter columnar connecting member 125 is connected to one end of the torsional deformation element 124. The other end of the connecting member 125 is inserted into the cylinder of the fixing member 122. Then, the torsionally deformable element 1 of the present embodiment
24 is rotatably frictionally engaged with the fixed member 122 via a connecting member 125.

【0066】また、ねじり変形素子124の連結部材1
25の外周面にはこの回転型アクチュエータによる駆動
対象物、例えば内視鏡内に組込まれている内視鏡用光学
系の駆動機構等のリング状の被移動体126が装着され
ている。
Further, the connecting member 1 of the torsional deformation element 124
An object to be driven by the rotary actuator, for example, a ring-shaped movable body 126 such as a drive mechanism of an endoscope optical system incorporated in the endoscope is mounted on the outer peripheral surface of 25.

【0067】そして、本実施の形態ではねじり変形素子
124への電圧印加を制御することにより、電圧印加時
に起こるねじり変形素子124の急激なねじれ変位によ
り連結部材125に衝撃力を与えて、連結部材125と
固定部材122との間の摩擦係合力に打ち勝って、固定
部123に対して被移動体126側を回転駆動すること
ができる。そのため、本実施の形態でも第1の実施の形
態と同様にアクチュエータの移動体と可動部材との間に
動力伝達機構等の他の機械要素を介設する必要がないの
で、固定部123に対して回転動作する被移動体126
を回転駆動する回転駆動機構全体の構成を従来に比べて
簡素化し、構成部品数を減らして回転駆動機構全体の小
形化を図ることができる。
In the present embodiment, by controlling the voltage application to the torsional deformation element 124, an abrupt twist displacement of the torsional deformation element 124 that occurs when the voltage is applied gives an impact force to the coupling member 125, and the coupling member 125 The movable body 126 side can be rotationally driven with respect to the fixed portion 123 by overcoming the frictional engagement force between the 125 and the fixed member 122. Therefore, also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, it is not necessary to interpose other mechanical elements such as a power transmission mechanism between the moving body and the movable member of the actuator, and therefore the fixing portion 123 is not necessary. Moving object 126
It is possible to simplify the configuration of the entire rotary drive mechanism that drives the rotary drive, as compared with the related art, reduce the number of constituent parts, and reduce the size of the entire rotary drive mechanism.

【0068】また、図16は本発明の第4の実施の形態
を示すものである。これは、第3の実施の形態(図15
参照)の回転型アクチュエータ本体121のねじり変形
素子124における連結部材125との接合端部とは反
対側の端部に適宜の重量の慣性体127を連結したもの
である。この場合も第3の実施の形態と同様の効果を得
ることができる。
FIG. 16 shows a fourth embodiment of the present invention. This is the third embodiment (FIG. 15).
The inertial body 127 having an appropriate weight is connected to the end of the rotary actuator body 121 (see (1)) on the opposite side of the end of the torsional deformation element 124 from the joint with the connecting member 125. Also in this case, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.

【0069】また、図17および図18は本発明の第5
の実施の形態を示すものである。本実施の形態は図17
に示す内視鏡131の挿入部132における先端構成部
133の本体133a内に組込まれた観察光学系のズー
ム調整機構134の駆動手段として第1の実施の形態の
回転型アクチュエータを適用したものである。
17 and 18 show the fifth embodiment of the present invention.
FIG. This embodiment is shown in FIG.
The rotary actuator of the first embodiment is applied as a driving means of the zoom adjusting mechanism 134 of the observation optical system incorporated in the main body 133a of the distal end forming portion 133 in the insertion portion 132 of the endoscope 131 shown in FIG. is there.

【0070】この場合、内視鏡131の観察光学系には
先端構成部133の先端面に観察窓部135が配設され
ている。さらに、先端構成部本体133aの内部には観
察光学系装着穴133bが形成されているとともに、こ
の装着穴133bの周囲にズーム調整機構134のアク
チュエータ装着穴133cが隣接状態で形成されてい
る。
In this case, the observation optical system of the endoscope 131 is provided with an observation window portion 135 on the tip surface of the tip forming portion 133. Further, an observation optical system mounting hole 133b is formed inside the distal end configuration body 133a, and an actuator mounting hole 133c of the zoom adjusting mechanism 134 is formed adjacent to the mounting hole 133b.

【0071】また、観察光学系には観察窓部135に対
向配置された前部側固定レンズ136と、この前部側固
定レンズ136に対して離間対向配置された後部側固定
レンズ138と、これらの固定レンズ136,138間
に配置され、この観察光学系の光軸方向に沿って移動自
在なズームレンズ139とがそれぞれ設けられている。
そして、これらの各レンズ136,138,139によ
って観察光学系の対物レンズ群が形成されている。
Further, in the observation optical system, a front side fixed lens 136 arranged to face the observation window portion 135, a rear side fixed lens 138 arranged to face the front side fixed lens 136 at a distance, and these are arranged. And a zoom lens 139 which is disposed between the fixed lenses 136 and 138 and is movable along the optical axis direction of the observation optical system.
The lenses 136, 138, and 139 form an objective lens group of the observation optical system.

【0072】なお、後部側固定レンズ138の後方には
観察光学系の対物レンズ群によって結像された観察像を
電気信号に変換する例えばCCD等の固体撮像素子14
0が配設されている。
Behind the rear side fixed lens 138, a solid-state image sensor 14 such as a CCD for converting an observation image formed by the objective lens group of the observation optical system into an electric signal.
0 is provided.

【0073】また、前後の固定レンズ136,138を
保持する鏡筒137にはズームレンズ139のレンズ枠
141が観察光学系の光軸方向に沿って移動自在に支持
されている。このレンズ枠141にはアクチュエータ装
着穴133c側に向けて連結アーム142が突設されて
いる。この場合、鏡筒137には連結アーム142を挿
通するガイド孔143が形成されている。
The lens frame 141 of the zoom lens 139 is movably supported on the lens barrel 137 holding the front and rear fixed lenses 136 and 138 along the optical axis of the observation optical system. A connection arm 142 is provided on the lens frame 141 so as to project toward the actuator mounting hole 133c. In this case, the lens barrel 137 is formed with a guide hole 143 through which the connecting arm 142 is inserted.

【0074】さらに、アクチュエータ装着穴133cに
は第1の実施の形態の回転型アクチュエータのアクチュ
エータ本体1が装着されている。この場合、アクチュエ
ータ本体1の回転部材7にはボールねじ機構144の回
転ねじ145の基端部が固定されている。そして、ボー
ルねじ機構144の回転ねじ145はこの回転型アクチ
ュエータ本体1によって回転駆動されるようになってい
る。
Further, the actuator body 1 of the rotary actuator of the first embodiment is mounted in the actuator mounting hole 133c. In this case, the base end of the rotary screw 145 of the ball screw mechanism 144 is fixed to the rotary member 7 of the actuator body 1. The rotary screw 145 of the ball screw mechanism 144 is rotationally driven by the rotary actuator body 1.

【0075】また、ズームレンズ139のレンズ枠14
1の連結アーム142にはボールねじ機構144の回転
ねじ145と螺合する固定ナット146が固定されてい
る。そして、アクチュエータ本体1の駆動時には回転ね
じ145と固定ナット146との螺合部を介して回転ね
じ145の回転運動が回転ねじ145の軸方向に沿う連
結アーム142の進退運動に変換されることにより、回
転ねじ145の回転にともない固定ナット146を介し
て連結アーム142が回転ねじ145の軸方向に進退駆
動され、この連結アーム142とともにズームレンズ1
39のレンズ枠140が観察光学系の光軸方向に沿って
移動操作されるようになっている。
Further, the lens frame 14 of the zoom lens 139
A fixed nut 146, which is screwed with the rotary screw 145 of the ball screw mechanism 144, is fixed to the first connecting arm 142. When the actuator body 1 is driven, the rotational movement of the rotary screw 145 is converted into the forward / backward movement of the connecting arm 142 along the axial direction of the rotary screw 145 via the screwing portion of the rotary screw 145 and the fixed nut 146. With the rotation of the rotary screw 145, the connecting arm 142 is driven back and forth in the axial direction of the rotary screw 145 via the fixed nut 146, and together with the connecting arm 142, the zoom lens 1
The lens frame 140 of 39 can be moved and operated along the optical axis direction of the observation optical system.

【0076】また、アクチュエータ本体143における
ねじり変形素子3の2つの電極3a,3bは内視鏡13
1の挿入部132およびこの挿入部132の基端部に連
結された図18に示す手元側の操作部147、ユニバー
サルコード148内に配設されたリード線9a,9bを
介して外部の制御部149に接続されている。
In addition, the two electrodes 3a and 3b of the torsionally deformable element 3 in the actuator body 143 are the endoscope 13 and
18 is connected to the insertion end 132 of the first insertion part 132 and the proximal end part of the insertion part 132, and the external control part via the lead wires 9a and 9b arranged in the universal cord 148. It is connected to 149.

【0077】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、アクチュエータ本体1が図3(A)の正回転用の
駆動波形によって駆動される場合にはボールねじ機構1
44の回転ねじ145が正回転方向に回転駆動される。
そのため、この場合には回転ねじ145と固定ナット1
46との螺合部を介して回転ねじ145の回転運動が回
転ねじ145の軸方向に沿う連結アーム142の例えば
前進運動に変換され、この連結アーム142とともにズ
ームレンズ139のレンズ枠140が観察光学系の光軸
方向に沿って前進方向に移動操作される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when the actuator body 1 is driven by the drive waveform for forward rotation of FIG.
The rotary screw 145 of 44 is rotationally driven in the forward rotation direction.
Therefore, in this case, the rotary screw 145 and the fixed nut 1
Rotational movement of the rotary screw 145 is converted into, for example, forward movement of the connecting arm 142 along the axial direction of the rotary screw 145 via a screwing portion with the 46, and the lens frame 140 of the zoom lens 139 is observed together with the connecting arm 142. It is moved in the forward direction along the optical axis of the system.

【0078】また、アクチュエータ本体1が図3(B)
の逆回転用の駆動波形によって駆動される場合にはボー
ルねじ機構144の回転ねじ145が逆回転方向に回転
駆動される。そのため、この場合には回転ねじ145と
固定ナット146との螺合部を介して回転ねじ145の
回転運動が回転ねじ145の軸方向に沿う連結アーム1
42の例えば後退運動に変換され、この連結アーム14
2とともにズームレンズ139のレンズ枠140が観察
光学系の光軸方向に沿って後退方向に移動操作される。
Further, the actuator body 1 is shown in FIG.
When driven by the drive waveform for reverse rotation, the rotary screw 145 of the ball screw mechanism 144 is rotationally driven in the reverse rotation direction. Therefore, in this case, the rotational movement of the rotary screw 145 is coupled to the connecting arm 1 along the axial direction of the rotary screw 145 via the threaded portion between the rotary screw 145 and the fixed nut 146.
42 is converted into, for example, a backward movement, and this connecting arm 14
Along with 2, the lens frame 140 of the zoom lens 139 is moved in the backward direction along the optical axis direction of the observation optical system.

【0079】したがって、本実施の形態ではアクチュエ
ータ本体1の駆動によってズームレンズ139の位置を
内視鏡131の観察光学系の光軸に沿って前後方向に移
動させ、観察光学系のズーム調整を行うことができる。
Therefore, in this embodiment, the position of the zoom lens 139 is moved in the front-back direction along the optical axis of the observation optical system of the endoscope 131 by driving the actuator body 1 to adjust the zoom of the observation optical system. be able to.

【0080】また、図19は本発明の第6の実施の形態
を示すものである。本実施の形態は内視鏡の挿入部15
1の先端側に設けられた湾曲部152を全体的に上下に
湾曲する湾曲機構153の駆動手段として第1の実施の
形態の回転型アクチュエータを適用したものである。
FIG. 19 shows a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, the insertion portion 15 of the endoscope is used.
The rotary actuator according to the first embodiment is applied as a driving unit of a bending mechanism 153 that vertically bends the bending portion 152 provided on the distal end side of the No. 1 unit.

【0081】すなわち、湾曲部152には複数の湾曲駒
154がそれぞれ左右一対の回動ピン155を中心に上
下に回動可能に枢着されている。さらに、挿入部151
の内部には湾曲部152の基端部側に第1の実施の形態
の回転型アクチュエータ本体1が装着されている。
That is, a plurality of bending pieces 154 are pivotally attached to the bending portion 152 so as to be vertically rotatable about a pair of left and right rotating pins 155. Further, the insertion portion 151
The rotary actuator main body 1 of the first embodiment is mounted inside the curved portion 152 on the proximal end side thereof.

【0082】この回転型アクチュエータ本体1の回転部
材7には出力軸156の基端部が固定されている。そし
て、プーリ157はこの回転型アクチュエータ本体1に
よって回転駆動されるようになっている。
The base end of the output shaft 156 is fixed to the rotary member 7 of the rotary actuator body 1. The pulley 157 is driven to rotate by the rotary actuator body 1.

【0083】さらに、出力軸156の先端部にはプーリ
157が固定されている。このプーリ157には一対の
アングルワイヤ158a,158bの基端部が連結され
ている。各アングルワイヤ158a,158bの先端部
は湾曲部152の最先端の湾曲駒154に固定されてい
る。
Further, a pulley 157 is fixed to the tip of the output shaft 156. The pulley 157 is connected to the base ends of a pair of angle wires 158a and 158b. The tip ends of the respective angle wires 158a and 158b are fixed to the tipmost bending piece 154 of the bending portion 152.

【0084】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、アクチュエータ本体1が図3(A)の正回転用の
駆動波形によって駆動される場合には出力軸156を介
してプーリ157が正回転方向に回転駆動される。その
ため、この場合には一方のアングルワイヤ、例えば上側
のアングルワイヤ158aが牽引されて湾曲部152が
上向きに湾曲駆動される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when the actuator body 1 is driven by the drive waveform for normal rotation of FIG. 3A, the pulley 157 is rotationally driven in the positive rotation direction via the output shaft 156. Therefore, in this case, one angle wire, for example, the upper angle wire 158a is pulled to drive the bending portion 152 to bend upward.

【0085】また、アクチュエータ本体1が図3(B)
の逆回転用の駆動波形によって駆動される場合には出力
軸156を介してプーリ157が逆回転方向に回転駆動
される。そのため、この場合には下側のアングルワイヤ
158bが牽引され、湾曲部152が下向きに湾曲され
る。
Also, the actuator body 1 is shown in FIG.
When driven by the reverse rotation drive waveform, the pulley 157 is rotationally driven in the reverse rotation direction via the output shaft 156. Therefore, in this case, the lower angle wire 158b is pulled and the bending portion 152 is bent downward.

【0086】また、図20は本発明の第7の実施の形態
を示すものである。本実施の形態は、内視鏡用処置具で
ある鉗子161の挿入部162の先端に配設された把持
部163を開閉させる開閉機構164の駆動手段として
第1の実施の形態の回転型アクチュエータを適用したも
のである。
Further, FIG. 20 shows a seventh embodiment of the present invention. The present embodiment is a rotary actuator according to the first embodiment as a driving means of an opening / closing mechanism 164 that opens and closes a gripping portion 163 arranged at the tip of an insertion portion 162 of a forceps 161 which is an endoscopic treatment tool. Is applied.

【0087】この場合、挿入部162の先端には管状の
先端硬性部165が固定されている。この先端硬性部1
65内には基端部側に第1の実施の形態の回転型アクチ
ュエータ本体1が固定されている。
In this case, a tubular tip hard portion 165 is fixed to the tip of the insertion portion 162. This tip hard part 1
The rotary actuator main body 1 of the first embodiment is fixed inside the base 65 on the proximal end side.

【0088】また、把持部163の開閉機構164には
パンタグラフ機構を構成するリンク機構166が設けら
れている。このリンク機構166の基端部は先端硬性部
165内を軸心方向にスライドするスライダ167の先
端部に連結されている。このスライダ167には先端硬
性部165の内周面に突設されたガイド部材168と係
合する係合溝169が形成されている。この係合溝16
9は先端硬性部165の軸心方向に沿って延設されてい
る。そして、先端硬性部165のガイド部材168とス
ライダ167の係合溝169との係合部によってスライ
ダ167の回り止めが行われている。
Further, the opening / closing mechanism 164 of the grip portion 163 is provided with a link mechanism 166 constituting a pantograph mechanism. The base end of the link mechanism 166 is connected to the tip of a slider 167 that slides in the tip rigid portion 165 in the axial direction. The slider 167 is formed with an engagement groove 169 that engages with a guide member 168 protruding from the inner peripheral surface of the hard tip portion 165. This engagement groove 16
Reference numeral 9 extends along the axial direction of the hard tip portion 165. The guide member 168 of the hard tip portion 165 and the engaging groove 169 of the slider 167 engage with each other to prevent the slider 167 from rotating.

【0089】また、スライダ167の基端部にはナット
部材170が固定されている。このナット部材170の
ねじ穴内にはアクチュエータ本体1の回転部材7に固定
された送りねじ171が螺挿されている。そして、この
送りねじ171は回転型アクチュエータ本体1によって
回転駆動されるようになっている。
A nut member 170 is fixed to the base end of the slider 167. A feed screw 171 fixed to the rotating member 7 of the actuator body 1 is screwed into the screw hole of the nut member 170. The feed screw 171 is rotatably driven by the rotary actuator body 1.

【0090】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、アクチュエータ本体1が図3(A)の正回転用の
駆動波形によって駆動される場合には送りねじ171が
正回転方向に回転駆動される。そのため、この場合には
送りねじ171とスライダ167のナット部材170と
の螺合部を介して送りねじ171の回転運動が送りねじ
171の軸方向に沿うスライダ167の例えば前進運動
に変換され、このスライダ167の前進によってリンク
機構166を介して把持部163が開操作される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when the actuator body 1 is driven by the drive waveform for normal rotation in FIG. 3A, the feed screw 171 is rotationally driven in the normal rotation direction. Therefore, in this case, the rotational movement of the feed screw 171 is converted into, for example, the forward movement of the slider 167 along the axial direction of the feed screw 171 via the screwing portion of the feed screw 171 and the nut member 170 of the slider 167. As the slider 167 moves forward, the grip portion 163 is opened via the link mechanism 166.

【0091】また、アクチュエータ本体1が図3(B)
の逆回転用の駆動波形によって駆動される場合には送り
ねじ171が逆回転方向に回転駆動される。そのため、
この場合には送りねじ171とスライダ167のナット
部材170との螺合部を介して送りねじ171の回転運
動が送りねじ171の軸方向に沿うスライダ167の後
退運動に変換され、このスライダ167の後退によって
リンク機構166を介して把持部163が閉操作され
る。
Further, the actuator body 1 is shown in FIG.
When driven by the reverse rotation drive waveform, the feed screw 171 is rotationally driven in the reverse rotation direction. for that reason,
In this case, the rotational movement of the feed screw 171 is converted into the backward movement of the slider 167 along the axial direction of the feed screw 171 via the threaded portion between the feed screw 171 and the nut member 170 of the slider 167, and the slider 167 moves backward. By the backward movement, the grip portion 163 is closed via the link mechanism 166.

【0092】したがって、本実施の形態ではアクチュエ
ータ本体1の駆動によってスライダ167が先端硬性部
165内を前後動することにより、把持部163が開閉
するようになっている。
Therefore, in this embodiment, the slider 167 is moved back and forth in the hard tip portion 165 by driving the actuator body 1, whereby the grip portion 163 is opened and closed.

【0093】また、図21は本発明の第8の実施の形態
を示すものである。本実施の形態は、側視型内視鏡の鉗
子チャンネル181のチャンネル口182の内底部に設
けた鉗子起上レバー183を起上操作する鉗子起上機構
184の駆動手段として第1の実施の形態の回転型アク
チュエータを適用したものである。
FIG. 21 shows the eighth embodiment of the present invention. The present embodiment is the first embodiment as a driving means of a forceps raising mechanism 184 for raising a forceps raising lever 183 provided on the inner bottom portion of the channel opening 182 of the forceps channel 181 of the side-viewing endoscope. The rotary actuator of the embodiment is applied.

【0094】ここで、チャンネル口182は内視鏡の先
端部本体185の外周面に形成されている。さらに、こ
の先端部本体185におけるチャンネル口182の内底
部には鉗子起上レバー183の基端部が枢支ピン186
によって枢支されている。
Here, the channel port 182 is formed on the outer peripheral surface of the distal end body 185 of the endoscope. Further, the base end of the forceps raising lever 183 is provided at the inner bottom of the channel port 182 of the tip end main body 185 with the pivot pin 186.
Is pivoted by

【0095】そして、鉗子チャンネル181内に挿入さ
れた鉗子187はチャンネル口182から先端部本体1
85の外側に突出されるようになっている。このとき、
チャンネル口182から先端部本体185の外側に突出
された鉗子187の突出部分の向きは鉗子起上レバー1
83の回動操作にともない適宜調整可能になっている。
Then, the forceps 187 inserted into the forceps channel 181 is moved from the channel opening 182 to the tip portion main body 1
It is adapted to be projected to the outside of 85. At this time,
The direction of the protruding portion of the forceps 187 protruding from the channel opening 182 to the outside of the tip portion main body 185 is the forceps raising lever 1
It can be adjusted as needed by the turning operation of 83.

【0096】また、鉗子起上機構184には鉗子起上レ
バー183を回動操作する回転板188が設けられてい
る。この回転板188の外周縁部には操作ピン189が
突設されている。この操作ピン189は鉗子起上レバー
183に対して鉗子187と反対側から当接されてい
る。
The forceps raising mechanism 184 is provided with a rotary plate 188 for rotating the forceps raising lever 183. An operation pin 189 is projectingly provided on the outer peripheral edge of the rotary plate 188. The operation pin 189 is in contact with the forceps raising lever 183 from the side opposite to the forceps 187.

【0097】さらに、回転板188の軸心部には回転型
アクチュエータ本体1の出力軸が連結されている。そし
て、回転板188はこの回転型アクチュエータ本体1に
よって回転駆動されるようになっている。
Further, the output shaft of the rotary actuator main body 1 is connected to the axial center of the rotary plate 188. The rotary plate 188 is rotationally driven by the rotary actuator body 1.

【0098】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、アクチュエータ本体1が図3(A)の正回転用の
駆動波形によって駆動される場合には出力軸を介して回
転板188が正回転方向に回転駆動される。そのため、
この場合には回転板188の操作ピン189の回動動作
にともない鉗子起上レバー183が例えば図21中に点
線位置から実線位置の方向に回動される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when the actuator body 1 is driven by the drive waveform for normal rotation in FIG. 3A, the rotary plate 188 is rotationally driven in the normal rotation direction via the output shaft. for that reason,
In this case, the forceps raising lever 183 is rotated, for example, in the direction from the dotted line position to the solid line position in FIG. 21 in accordance with the rotation operation of the operation pin 189 of the rotary plate 188.

【0099】また、アクチュエータ本体1が図3(B)
の逆回転用の駆動波形によって駆動される場合には出力
軸を介して回転板188が逆回転方向に回転駆動され
る。そのため、この場合には回転板188の操作ピン1
89の回動動作にともない鉗子起上レバー183が図2
1中に実線位置から点線位置の方向に回動される。
Further, the actuator body 1 is shown in FIG.
When driven by the drive waveform for reverse rotation, the rotary plate 188 is rotationally driven in the reverse rotation direction via the output shaft. Therefore, in this case, the operation pin 1 of the rotary plate 188 is
The forceps raising lever 183 moves as shown in FIG.
During the time 1, the solid line position is rotated in the direction of the dotted line position.

【0100】したがって、本実施の形態ではチャンネル
口182から先端部本体185の外側に突出された鉗子
187の突出部分の向きがアクチュエータ本体1による
回転板188の駆動によって適宜調整される。
Therefore, in the present embodiment, the direction of the protruding portion of the forceps 187 protruding from the channel opening 182 to the outside of the tip end body 185 is appropriately adjusted by driving the rotary plate 188 by the actuator body 1.

【0101】また、図22および23は本発明の第9の
実施の形態を示すものである。本実施の形態は立体視硬
性内視鏡191の左右のリレー光学系192a、192
bにそれぞれ入射される左右の入射光の光軸間の角度で
ある輻輳(ふくそう)角θを調整する輻輳角調整機構1
93の駆動手段として第1の実施の形態の回転型アクチ
ュエータを適用したものである。
22 and 23 show a ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, the left and right relay optical systems 192a and 192 of the stereoscopic rigid endoscope 191 are used.
Convergence angle adjusting mechanism 1 for adjusting the convergence angle θ which is the angle between the optical axes of the left and right incident lights respectively incident on b
The rotary actuator of the first embodiment is applied as the driving means of 93.

【0102】この立体視硬性内視鏡191には体内に挿
入される硬性の挿入部194の基端部に図23に示すよ
うに手元側の操作部195が連結されている。さらに、
立体視硬性内視鏡191には立体観察を行うための左右
一対のリレー光学系192a、192bが伝達した被写
体像を撮像する2つのCCD196a、196bとが設
けられており、視差の有る左右被写体像を得るようにな
っている。
In this stereoscopic rigid endoscope 191, a proximal operating portion 195 is connected to the proximal end portion of a rigid insertion portion 194 to be inserted into the body as shown in FIG. further,
The stereoscopic rigid endoscope 191 is provided with two CCDs 196a and 196b for picking up a subject image transmitted by a pair of left and right relay optical systems 192a and 192b for stereoscopic observation, and a left and right subject image with parallax. To get.

【0103】また、左右一対のリレー光学系192a、
192bは立体視硬性内視鏡191の挿入部194に内
蔵されている。これらのリレー光学系192a、192
b間は図示しない遮光部材により互いに遮光されてい
る。
Further, a pair of left and right relay optical systems 192a,
192b is built in the insertion part 194 of the stereoscopic rigid endoscope 191. These relay optical systems 192a and 192
The portion b is shielded from each other by a light shielding member (not shown).

【0104】手元側の操作部195内には図23に示す
ようにリレー光学系192a、192bが伝達した左右
の各被写体像を、その光軸の直角方向に反射するプリズ
ム197が配設されている。さらに、操作部195内に
はプリズム197で反射された二つの被写体像をリレー
光学系192a、192bの光軸と平行な方向に反射す
るミラー198a、198bと、これらミラー198
a、198bが反射した像をCCD196a、196b
の露光面上に結像する図示しない結像レンズとが内蔵さ
れている。なお、CCD196a、196bの後端には
周辺回路がそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 23, a prism 197 for reflecting the left and right subject images transmitted by the relay optical systems 192a and 192b in the direction perpendicular to the optical axis thereof is provided in the operating portion 195 on the near side. There is. Further, inside the operation unit 195, mirrors 198a and 198b for reflecting the two subject images reflected by the prism 197 in a direction parallel to the optical axes of the relay optical systems 192a and 192b, and these mirrors 198.
The images reflected by a and 198b are CCDs 196a and 196b.
And an imaging lens (not shown) that forms an image on the exposure surface of. Peripheral circuits are provided at the rear ends of the CCDs 196a and 196b, respectively.

【0105】また、CCD196a、196bは結像し
た左被写体像および右被写体像を電気信号にそれぞれ変
換し、周辺回路、及び信号ケーブルを介して制御装置2
00に出力するようになっている。
Further, the CCDs 196a and 196b respectively convert the formed left and right subject images into electric signals, and the control device 2 is provided via a peripheral circuit and a signal cable.
It outputs to 00.

【0106】さらに、立体視硬性内視鏡191には図示
しない照明光学系が内蔵されている。そして、図示しな
い光源装置から供給される照明光がこの照明光学系を通
して挿入部194の先端の照明窓部に導かれ、被写体に
照明光が照射されるようになっている。
Further, the stereoscopic rigid endoscope 191 has a built-in illumination optical system (not shown). Then, the illumination light supplied from a light source device (not shown) is guided to the illumination window portion at the tip of the insertion portion 194 through this illumination optical system so that the subject is illuminated with the illumination light.

【0107】また、制御装置200内にはCCD196
a、196bが出力する電気信号に対してγ補正等の処
理を施す信号処理回路202a、202bが設けられて
いる。各信号処理回路202a、202bはそれぞれA
/D変換器203a、203b、フレームメモリ204
a、204b、D/A変換器205a、205bを順次
介して三次元変換処理回路206に接続されている。こ
の三次元変換処理回路206はモニタ201に接続され
ている。
Further, the CCD 196 is provided in the control device 200.
Signal processing circuits 202a and 202b that perform processes such as γ correction on the electric signals output by a and 196b are provided. Each of the signal processing circuits 202a and 202b is A
/ D converters 203a and 203b, frame memory 204
a, 204b, and D / A converters 205a, 205b are sequentially connected to the three-dimensional conversion processing circuit 206. The three-dimensional conversion processing circuit 206 is connected to the monitor 201.

【0108】そして、各信号処理回路202a、202
bから出力される各映像信号がA/D変換器203a、
203bでA/D変換された後、各A/D変換出力がフ
レーム毎にフレームメモリ204a、204bに格納さ
れるようになっている。さらに、各フレームメモリ20
4a、204bから読み出された各信号はD/A変換器
205a、205bによってD/A変換され、各D/A
変換器205a、205bの各出力が三次元変換処理回
路206によって交互にモニタ201に表示されるよう
になっている。
Then, the signal processing circuits 202a, 202
Each video signal output from b is an A / D converter 203a,
After A / D conversion in 203b, each A / D conversion output is stored in the frame memories 204a and 204b for each frame. Furthermore, each frame memory 20
4a and 204b are read from the respective signals by D / A converters 205a and 205b.
The outputs of the converters 205a and 205b are alternately displayed on the monitor 201 by the three-dimensional conversion processing circuit 206.

【0109】ここで、制御装置200はCCD196
a、196bを駆動すると共に、各CCD196a、1
96bから出力された電気信号を信号処理し、モニタ2
01に左被写体像と右被写体像とを1秒間に、例えば3
0回交互に表示するようになっている。
Here, the control device 200 is the CCD 196.
a, 196b, and each CCD 196a, 1
The electric signal output from 96b is processed, and the monitor 2
In 01, a left subject image and a right subject image are displayed in 1 second, for example, 3
It is designed to be displayed alternately 0 times.

【0110】このとき、観察者は、このモニタ201の
表示画面の切換え動作に同期して左右の視野を交互に開
閉する例えば偏光シャッタが内蔵されたメガネを介して
モニタ201の像を見ることにより、被写体を立体感の
ある像として観察できるようになっている。これは、残
像現象を利用して観察者に立体感を与えるもので、二つ
のリレー光学系192a、192bにより伝達された左
被写体像と右被写体像とが視差を有するので、立体像と
して観察できるようになっている。尚、立体視を実現さ
せる方式としては、モニタ201に左右の像を交互に表
示するもの以外に、同時に表示するものでも良い。
At this time, the observer can see the image on the monitor 201 through glasses that have a built-in polarization shutter, for example, which opens and closes the left and right visual fields alternately in synchronization with the switching operation of the display screen of the monitor 201. , The subject can be viewed as a stereoscopic image. This gives an observer a stereoscopic effect by utilizing the afterimage phenomenon. Since the left subject image and the right subject image transmitted by the two relay optical systems 192a and 192b have a parallax, they can be observed as a stereoscopic image. It is like this. As a method of realizing stereoscopic vision, a method of simultaneously displaying the left and right images on the monitor 201 may be used instead of the method of alternately displaying the left and right images.

【0111】また、A/D変換器203a、203bに
は輪郭抽出回路207a、207bを介して左右の画像
のズレ量を検出する画像ズレ検出回路208が接続され
ている。この画像ズレ検出回路208にはメモリ制御回
路209a、209b、内視鏡191の操作部195に
設けたズレ量検出ボタン210およびアクチュエータ制
御回路219がそれぞれ接続されている。
Further, the A / D converters 203a and 203b are connected to an image shift detection circuit 208 for detecting the shift amount between the left and right images via the contour extraction circuits 207a and 207b. The image shift detection circuit 208 is connected to memory control circuits 209a and 209b, a shift amount detection button 210 provided on the operation unit 195 of the endoscope 191, and an actuator control circuit 219, respectively.

【0112】そして、A/D変換器203a、203b
から出力される各映像信号から輪郭抽出回路207a、
207bによって像の輪郭が抽出される。さらに、画像
ズレ検出回路208によってこの輪郭抽出回路207
a、207bの出力を比較して、左右の画像のズレ量が
検出される。続いて、この画像ズレ検出回路208の出
力に応じてメモリ制御回路209a、209bによって
フレームメモリ204a、204bの読み出しがそれぞ
れ制御されるようになっている。
Then, the A / D converters 203a and 203b
From each video signal output from the contour extraction circuit 207a,
The contour of the image is extracted by 207b. Further, the image shift detection circuit 208 causes the contour extraction circuit 207 to
The shift amounts of the left and right images are detected by comparing the outputs of a and 207b. Subsequently, the memory control circuits 209a and 209b respectively control the reading of the frame memories 204a and 204b according to the output of the image shift detection circuit 208.

【0113】また、画像ズレ検出回路208は内視鏡1
91の操作部195のズレ量検出ボタン210をONす
ると、左右の画像のズレ量検出を行うようになってい
る。そして、メモリ制御回路209a、209bは、左
右の画像のズレ量が一致するように、フレームメモリ2
04a、204bのアドレスの読み出し順を制御するよ
うになっている。
Further, the image shift detection circuit 208 uses the endoscope 1
When the shift amount detection button 210 of the operation unit 195 of 91 is turned on, the shift amount of the left and right images is detected. Then, the memory control circuits 209a and 209b adjust the frame memory 2 so that the left and right images are aligned in the same amount.
The reading order of the addresses 04a and 204b is controlled.

【0114】ここで、制御装置200は、左右の画像の
ズレ量検出を一度だけ検出するようにしても良いし、あ
るいは再度、画像ズレ検出回路208により、左右の画
像のズレ量を検出し、左右の画像のズレが適正な範囲に
納まったことを確認するようにしても良い。確認してズ
レていた場合には、再度、左右の画像のズレ量を一致さ
せるように調整する。前記フレームメモリ204a、2
04bから読み出された映像信号は、モニタ201上
で、表示位置がほぼ一致し、観察者が立体感のある被写
体像として観察できる。
Here, the control device 200 may detect the deviation amount of the left and right images only once, or may detect the deviation amount of the left and right images again by the image deviation detection circuit 208. It may be possible to confirm that the displacement between the left and right images is within an appropriate range. If there is a deviation after confirmation, the amounts of misalignment of the left and right images are adjusted again. The frame memories 204a, 2
The video signals read from 04b are displayed at substantially the same display position on the monitor 201 and can be viewed by the observer as a stereoscopic subject image.

【0115】さらに、立体視硬性内視鏡191の輻輳角
調整機構193は次のように構成されている。すなわ
ち、この輻輳角調整機構193には図22に示すように
挿入部194の先端面の観察窓部199の内側に左右一
対のプリズム212a,212bが双眼の各光軸上に配
設されている。各プリズム212a,212bは取り付
け台213a,213bの内端部に固定されている。こ
れらの取り付け台213a,213bにはそれぞれ回転
型アクチュエータ本体1の出力軸214が連結されてい
る。そして、各取り付け台213a,213bはこの回
転型アクチュエータ本体1によって回転駆動され、各取
り付け台213a,213bの回動動作にともない左右
のプリズム212a,212bが図22中に矢印で示す
ように揺動されるようになっている。
Further, the vergence angle adjusting mechanism 193 of the stereoscopic rigid endoscope 191 is constructed as follows. That is, in this convergence angle adjusting mechanism 193, as shown in FIG. 22, a pair of left and right prisms 212a and 212b are arranged on the respective optical axes of the binocular inside the observation window 199 on the distal end surface of the insertion portion 194. . The prisms 212a and 212b are fixed to the inner ends of the mounts 213a and 213b. An output shaft 214 of the rotary actuator body 1 is connected to each of the mounting bases 213a and 213b. Then, the mounting bases 213a and 213b are rotationally driven by the rotary actuator main body 1, and the left and right prisms 212a and 212b swing as shown by arrows in FIG. 22 as the mounting bases 213a and 213b rotate. It is supposed to be done.

【0116】次に、上記構成の立体視硬性内視鏡191
の輻輳角調整機構193の作用について説明する。ま
ず、立体視内視鏡191の左右の各眼より得られた像
は、信号処理され、画像ズレ検出回路208によって左
右の各像のズレ量(ズレ量が大きいと良好な三次元画像
とならない)が検出されて三次元画像化される。このと
き、同時に該ズレ量のデータがアクチュエータ制御回路
219に送られる。
Next, the stereoscopic rigid endoscope 191 having the above structure.
The operation of the convergence angle adjusting mechanism 193 will be described. First, the images obtained from the left and right eyes of the stereoscopic endoscope 191 are signal-processed, and the image shift detection circuit 208 shifts the left and right images (if the shift amount is large, a good three-dimensional image is not obtained. ) Is detected and three-dimensionally imaged. At this time, the data of the shift amount is sent to the actuator control circuit 219 at the same time.

【0117】アクチュエータ制御回路219では画像ズ
レ検出回路208からの出力信号に基いて左右のプリズ
ム212a,212bのアクチュエータ本体1を駆動さ
せる。各アクチュエータ本体1の動作にともない取り付
け台213a,213bが出力軸214を中心に回動さ
れ、プリズム212a,212bが図22中で、矢印方
向に回動されることにより、輻輳角θが変えられる。
The actuator control circuit 219 drives the actuator body 1 of the left and right prisms 212a and 212b based on the output signal from the image shift detection circuit 208. With the operation of each actuator body 1, the mounting bases 213a and 213b are rotated around the output shaft 214, and the prisms 212a and 212b are rotated in the arrow direction in FIG. 22, thereby changing the convergence angle θ. .

【0118】このように輻輳角θが変わることにより、
内視鏡191の左右の各眼の入射光の光軸の交点が移動
する。このとき、アクチュエータ制御回路219は左右
の入射光の光軸の交点が観察対象の位置にくるように左
右のプリズム212a,212bのアクチュエータ本体
1の動作を制御する(左右の入射光の光軸の交点が観察
対象の位置にくると左右の各像のズレ量が極小にな
る)。
By changing the vergence angle θ in this way,
The intersection of the optical axes of the incident lights of the left and right eyes of the endoscope 191 moves. At this time, the actuator control circuit 219 controls the operation of the actuator main body 1 of the left and right prisms 212a and 212b so that the intersection of the optical axes of the left and right incident light is at the position of the observation target (the optical axis of the left and right incident light When the intersection comes to the position of the observation target, the amount of misalignment between the left and right images becomes minimal).

【0119】そこで、上記構成のものにあっては立体視
硬性内視鏡191の輻輳角調整機構193によって左右
の入射光の光軸の交点が観察対象の位置にくるように制
御することができるので、観察対象と内視鏡191との
距離が変わっても良好な三次元画像が得られる。
Therefore, in the above configuration, the convergence angle adjusting mechanism 193 of the stereoscopic rigid endoscope 191 can be controlled so that the intersection of the optical axes of the left and right incident lights comes to the position of the observation target. Therefore, a good three-dimensional image can be obtained even if the distance between the observation target and the endoscope 191 changes.

【0120】また、図24および図25は本発明の第1
0の実施の形態を示すものである。本実施の形態は図2
4に示すように内視鏡221の挿入部222における先
端構成部223の硬質な本体223a内に組込まれた観
察光学系の絞り機構224の駆動手段として第1の実施
の形態の回転型アクチュエータを適用したものである。
なお、図24中で、225は観察窓部、226は観察光
学系に組込まれた複数の対物レンズ、227は撮像用の
CCDである。
FIGS. 24 and 25 show the first embodiment of the present invention.
0 shows an embodiment. This embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the rotary actuator of the first embodiment is used as the driving means of the diaphragm mechanism 224 of the observation optical system incorporated in the rigid main body 223a of the distal end forming portion 223 of the insertion portion 222 of the endoscope 221. It is applied.
In FIG. 24, reference numeral 225 is an observation window portion, 226 is a plurality of objective lenses incorporated in the observation optical system, and 227 is an image pickup CCD.

【0121】また、絞り機構224は対物レンズ226
群より先端側に配設されている。この絞り機構224に
は図25に示すように複数、本実施の形態では3枚の遮
蔽板230が設けられている。
Further, the diaphragm mechanism 224 has an objective lens 226.
It is arranged on the tip side of the group. As shown in FIG. 25, the diaphragm mechanism 224 is provided with a plurality of, in the present embodiment, three shield plates 230.

【0122】さらに、各遮蔽板230は先端構成部本体
223aに突設された支持ピン231によって回動自在
に支持されている。また、各遮蔽板230の端部にはリ
ンク232の一端部が第1の係合ピン233を介して回
動自在に連結されている。さらに、各リンク232の他
端部は第2の係合ピン234を介して他の遮蔽板230
に回動自在に連結されている。
Further, each shield plate 230 is rotatably supported by a support pin 231 protruding from the tip body 223a. Further, one end of a link 232 is rotatably connected to the end of each shield plate 230 via a first engagement pin 233. Further, the other end of each link 232 is provided with another shield plate 230 via the second engagement pin 234.
Is rotatably connected to.

【0123】また、3枚の遮蔽板230のうちの1つに
は3枚の遮蔽板230を開放位置方向に付勢するコイル
スプリング235と、このコイルスプリング235のば
ね力に抗して3枚の遮蔽板230を絞り位置方向に回動
操作する遮蔽板駆動機構236とが設けられている。こ
こで、遮蔽板駆動機構236には回転板237が設けら
れている。この回転板237の外周縁部には遮蔽板23
0を押圧操作する操作ピン238が突設されている。
Further, one of the three shield plates 230 has a coil spring 235 for biasing the three shield plates 230 toward the open position, and three coil springs 235 resist the spring force of the coil spring 235. And a shield plate drive mechanism 236 for rotating the shield plate 230 in the direction of the diaphragm position. Here, the shield plate drive mechanism 236 is provided with a rotary plate 237. The shield plate 23 is provided on the outer peripheral edge of the rotary plate 237.
An operation pin 238 for pressing 0 is provided in a protruding manner.

【0124】さらに、回転板237の軸心部には回転型
アクチュエータ本体1の出力軸239が連結されてい
る。そして、回転板237はこの回転型アクチュエータ
本体1によって回転駆動されるようになっている。
Further, the output shaft 239 of the rotary actuator main body 1 is connected to the shaft center portion of the rotary plate 237. The rotary plate 237 is driven to rotate by the rotary actuator body 1.

【0125】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、アクチュエータ本体1が図3(A)の正回転用の
駆動波形によって駆動される場合には出力軸239を介
して回転板237が正回転方向に回転駆動される。その
ため、この場合には回転板237の操作ピン238の回
動動作にともない1つの遮蔽板230が支持ピン231
を中心に回動駆動される。このとき、1つの遮蔽板23
0の回動動作はリンク232を介して他の遮蔽板230
に伝達される。そのため、操作ピン238によって回動
駆動される遮蔽板230の回動動作に連動して他の遮蔽
板230も同時に同じように回動駆動される。そして、
このときの3枚の遮蔽板230の回動動作にともない例
えば観察光学系の光路が絞られる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
First, when the actuator body 1 is driven by the drive waveform for normal rotation in FIG. 3A, the rotary plate 237 is rotationally driven in the normal rotation direction via the output shaft 239. Therefore, in this case, one shield plate 230 is supported by the support pin 231 as the operation pin 238 of the rotary plate 237 rotates.
It is driven to rotate around. At this time, one shield plate 23
The turning operation of 0 is performed by the other shield plate 230 via the link 232.
Is transmitted to Therefore, the other shield plates 230 are simultaneously driven to rotate in the same manner in conjunction with the rotation operation of the shield plate 230 which is driven to rotate by the operation pin 238. And
As the three shield plates 230 rotate at this time, for example, the optical path of the observation optical system is narrowed.

【0126】また、アクチュエータ本体1が図3(B)
の逆回転用の駆動波形によって駆動される場合には出力
軸239を介して回転板237が逆回転方向に回転駆動
される。そのため、この場合には回転板237の操作ピ
ン238の回動動作にともないコイルスプリング235
のばね力によって3枚の遮蔽板230が観察光学系の光
路を開放する開放位置方向に回動駆動される。そして、
この遮蔽板230の開閉動作にともない対物レンズ22
6群に入射される光量の調節が行われて視写界深度が調
整される。
Further, the actuator body 1 is shown in FIG.
When driven by the reverse rotation drive waveform, the rotary plate 237 is rotationally driven in the reverse rotation direction via the output shaft 239. Therefore, in this case, the coil spring 235 is accompanied by the rotation of the operation pin 238 of the rotary plate 237.
The three shield plates 230 are driven to rotate by the spring force in the direction of the open position that opens the optical path of the observation optical system. And
With the opening / closing operation of the shield plate 230, the objective lens 22
The amount of light incident on the sixth group is adjusted to adjust the depth of field.

【0127】また、図26(A)は本発明の第11の実
施の形態を示すものである。本実施の形態は第1の実施
の形態(図1〜図4(A),(B)参照)、第2の実施
の形態(図12〜図14(A),(B)参照)、第3の
実施の形態(図15参照)、第4の実施の形態(図16
参照)とは異なる構成の回転および直動型アクチュエー
タ本体241を設けたものである。
FIG. 26A shows the 11th embodiment of the present invention. This embodiment is the first embodiment (see FIGS. 1 to 4 (A) and (B)), the second embodiment (see FIGS. 12 to 14 (A) and (B)), and the second embodiment. Embodiment 3 (see FIG. 15) and Embodiment 4 (see FIG. 16)
The rotary and direct acting actuator main body 241 having a different structure from that of the reference (see) is provided.

【0128】すなわち、本実施の形態のアクチュエータ
本体241には第1の実施の形態の回転型アクチュエー
タ本体1のねじり変形素子2と連結部材6との間に伸縮
型圧電振動子(または電歪素子)242が配設されてい
る。この伸縮型圧電振動子242は例えばチタン酸バリ
ウム、チタン酸ジルコン酸鉛、磁器等のセラミックスに
電極を形成し、この電極に直流電流を加えることによ
り、機械的な伸び変形を生じるものである。なお、圧電
振動子は逆電圧効果により電界強度に比例した歪みが生
じる素子である。また、電歪素子は駆動電圧を印加した
際に電界強度の2乗に比例した歪みが生じる素子であ
る。
That is, in the actuator body 241 of the present embodiment, the expansion-type piezoelectric vibrator (or electrostrictive element) is provided between the torsion deformation element 2 and the connecting member 6 of the rotary actuator body 1 of the first embodiment. ) 242 is provided. The expandable piezoelectric vibrator 242 is one in which an electrode is formed on a ceramic such as barium titanate, lead zirconate titanate, or porcelain, and a direct current is applied to the electrode to cause mechanical extensional deformation. The piezoelectric vibrator is an element in which a distortion proportional to the electric field strength is generated by the reverse voltage effect. Further, the electrostrictive element is an element in which distortion proportional to the square of the electric field strength occurs when a drive voltage is applied.

【0129】また、アクチュエータ本体241の連結部
材6と回転部材7との間には摩擦発生用の板ばね部材
(摩擦発生手段)243が配設されている。この板ばね
部材243には回転部材7の端面に固定ボルト244に
よって固定されるリング状の固定部245と、この固定
部245の内周部位に屈曲形成された複数の板ばね状の
爪部246とが設けられている。そして、各爪部246
は連結部材6と回転部材7との間に挿入されている。こ
の場合、各爪部246には内方向に縮む方向に付勢する
付勢力が作用し、各爪部246の付勢力によって連結部
材6と回転部材7との間に摩擦力を発生させる構成にな
っている。
A leaf spring member (friction generating means) 243 for generating friction is disposed between the connecting member 6 of the actuator body 241 and the rotating member 7. The leaf spring member 243 has a ring-shaped fixing portion 245 fixed to the end surface of the rotating member 7 by a fixing bolt 244, and a plurality of leaf spring-like claw portions 246 bent and formed in an inner peripheral portion of the fixing portion 245. And are provided. Then, each claw portion 246
Is inserted between the connecting member 6 and the rotating member 7. In this case, an urging force that urges each claw 246 in the direction of contracting inwardly acts, and a frictional force is generated between the connecting member 6 and the rotating member 7 by the urging force of each claw 246. Has become.

【0130】そこで、上記構成のものにあってはねじり
変形素子2への電圧印加を制御することにより、電圧印
加時に起こるねじり変形素子2の急激なねじれ変位によ
り連結部材6に衝撃力を与えて、連結部材6と回転部材
7との間の摩擦係合力に打ち勝って、固定部5に対して
回転部材7側を回転させ、被移動体8を回転駆動するこ
とができるとともに、伸縮型圧電振動子242への電圧
印加を制御することにより、連結部材6に対して回転部
材7をこの回転部材7の軸心方向に進退駆動することが
できる。
Therefore, in the structure described above, by controlling the voltage application to the torsional deformation element 2, an abrupt twist displacement of the torsional deformation element 2 that occurs at the time of applying a voltage gives an impact force to the connecting member 6. It is possible to overcome the frictional engagement force between the connecting member 6 and the rotating member 7 and rotate the rotating member 7 side with respect to the fixed portion 5 to rotationally drive the movable body 8, and at the same time, expandable piezoelectric vibration. By controlling the voltage application to the child 242, the rotary member 7 can be moved forward and backward with respect to the connecting member 6 in the axial direction of the rotary member 7.

【0131】また、図26(B),(C)は本発明の第
12の実施の形態を示すものである。本実施の形態は超
音波プローブ251のシース252内に配設された超音
波振動子253を回転駆動および進退駆動するための駆
動手段として第11の実施の形態(図26(A)参照)
の回転および直動型アクチュエータ本体241を適用し
たものである。
26B and 26C show the twelfth embodiment of the present invention. The present embodiment is an eleventh embodiment (see FIG. 26 (A)) as a driving means for rotationally driving and advancing / retreating an ultrasonic transducer 253 arranged in a sheath 252 of an ultrasonic probe 251.
The rotary and linear actuator body 241 is applied.

【0132】このアクチュエータ本体241の回転部材
7の先端部には超音波振動子253を保持する保持部材
254が連結されている。さらに、回転部材7の外周面
および内周面にはそれぞれ超音波振動子253の電極2
55,256が装着されている。
A holding member 254 for holding the ultrasonic transducer 253 is connected to the tip of the rotary member 7 of the actuator body 241. Further, the electrode 2 of the ultrasonic transducer 253 is provided on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the rotating member 7, respectively.
55 and 256 are attached.

【0133】また、超音波プローブ251のシース25
2の内周面にはリード線257に接続された接点258
が設けられている。そして、超音波振動子253の電極
255にはこの接点258を介し、電流が供給されるよ
うになっている。
Also, the sheath 25 of the ultrasonic probe 251
A contact point 258 connected to the lead wire 257 is provided on the inner peripheral surface of 2.
Is provided. Then, an electric current is supplied to the electrode 255 of the ultrasonic transducer 253 via the contact 258.

【0134】なお、アクチュエータ本体241のねじり
変形素子2の連結部材6と回転部材7との間には図11
(A),(B)に示す構成の摩擦発生用の板ばね部材
(摩擦発生手段)71が装着されている。
It should be noted that a space between the connecting member 6 of the torsional deformation element 2 of the actuator body 241 and the rotating member 7 is shown in FIG.
A leaf spring member (friction generating means) 71 for friction generation having the configuration shown in (A) and (B) is mounted.

【0135】そして、本実施の形態の超音波プローブ2
51では超音波振動子253によってパルス状の超音波
を生体に放射し、そのエコーを同じ超音波振動子253
で受信する。このときのエコーの時間と強度の分布より
生体における音響インピーダンスの断層像を計測するこ
とができる。
Then, the ultrasonic probe 2 of the present embodiment
In 51, the ultrasonic transducer 253 radiates a pulsed ultrasonic wave to the living body, and echoes the same ultrasonic transducer 253.
To receive. A tomographic image of acoustic impedance in the living body can be measured from the distribution of echo time and intensity at this time.

【0136】また、超音波診断中、アクチュエータ本体
241のねじり変形素子2によって回転部材7を介して
超音波振動子253を回転させることにより、プローブ
251の軸に直交する方向の音響インピーダンスの断層
像が得られ、さらにアクチュエータ本体241の伸縮型
圧電振動子242によって回転部材7を介して超音波振
動子253をプローブ251の軸方向に進退させること
により、プローブ251の軸方向と平行方向の音響イン
ピーダンスの断層像が得られる。さらに、超音波振動子
253の回転方向の動きと直動の動きとを合成すること
により、3次元的な断層像が得られる。
During ultrasonic diagnosis, the torsional deformation element 2 of the actuator body 241 rotates the ultrasonic transducer 253 through the rotating member 7 to obtain a tomographic image of the acoustic impedance in the direction orthogonal to the axis of the probe 251. And the ultrasonic transducer 253 is moved back and forth in the axial direction of the probe 251 via the rotary member 7 by the expandable piezoelectric vibrator 242 of the actuator body 241, so that the acoustic impedance in the direction parallel to the axial direction of the probe 251 is obtained. A tomographic image of is obtained. Furthermore, a three-dimensional tomographic image is obtained by combining the rotational movement and the linear movement of the ultrasonic transducer 253.

【0137】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形実施できることは勿論である。次に、本出願の他の
特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Next, other characteristic technical matters of the present application will be additionally described as follows.

【0138】記 (付記項1) 被移動体を回転駆動するアクチュエータ
において、ねじり変位を発生するねじり変形素子と、回
転部材と、前記ねじり変形素子の一端に接続され、前記
回転部材と回転可能に摩擦係合する連結部材と、前記ね
じり変形素子に急激な捻れ変位を起こし、前記ねじり変
形素子により前記連結部材に衝撃力を与えて、前記連結
部材と前記回転部材との間の摩擦係合力に打ち勝って、
前記回転部材を前記連結部材に対して相対に回転させる
駆動手段と、を設けたことを特徴とする回転型アクチュ
エータ。
(Additional Item 1) In an actuator for rotationally driving a body to be moved, a torsional deformation element that generates torsional displacement, a rotating member, and one end of the torsional deformation element are connected and are rotatable with the rotating member. An abrupt torsional displacement is caused between the coupling member that frictionally engages with the torsional deformation element, and an impact force is applied to the coupling member by the torsional deformation element, so that the frictional engagement force between the coupling member and the rotating member is increased. Overcome,
And a drive unit for rotating the rotating member relative to the connecting member.

【0139】(付記項2) 前記ねじり変形素子の他端
を固定し、被移動体を前記回転部材に接続したことを特
徴とする付記項1記載の回転型アクチュエータ。 (付記項3) 前記回転部材を固定し、被移動体を前記
ねじり変形素子の他端に接続したことを特徴とする付記
項1記載の回転型アクチュエータ。
(Additional Item 2) The rotary actuator according to Additional Item 1, wherein the other end of the torsionally deformable element is fixed and the movable body is connected to the rotating member. (Additional Item 3) The rotary actuator according to Additional Item 1, wherein the rotating member is fixed, and the movable body is connected to the other end of the torsionally deformable element.

【0140】(付記項4) 前記回転部材を固定し、被
移動体を前記連結部材に接続したことを特徴とする付記
項1記載の回転型アクチュエータ。 (付記項5) 前記回転部材を固定し、被移動体を前記
連結部材に接続し、前記ねじり変形素子の他端に慣性体
を接続したことを特徴とする付記項1記載の回転型アク
チュエータ。
(Additional Item 4) The rotary actuator according to Additional Item 1, wherein the rotating member is fixed and the movable body is connected to the connecting member. (Additional Item 5) The rotary actuator according to Additional Item 1, wherein the rotating member is fixed, a movable body is connected to the connecting member, and an inertial body is connected to the other end of the torsionally deformable element.

【0141】(付記項6) 前記ねじり変形素子が、電
歪素子または圧電素子を備えていることを特徴とする付
記項1記載の回転型アクチュエータ。 (付記項7) 前記ねじり変形素子が、厚み滑り変位す
る電歪素子または圧電素子からなるバイモルフ要素を備
えていることを特徴とする付記項6記載の回転型アクチ
ュエータ。
(Additional Item 6) The rotary actuator according to Additional Item 1, wherein the torsional deformation element includes an electrostrictive element or a piezoelectric element. (Additional Item 7) The rotary actuator according to Additional Item 6, wherein the torsionally deformable element includes a bimorph element including an electrostrictive element or a piezoelectric element that is displaced in thickness.

【0142】(付記項8) 前記ねじり変形素子が、電
歪素子または圧電素子と、前記電歪素子または圧電素子
の縦振動をねじり変位に変換するねじり結合子を備えて
いることを特徴とする付記項6記載の回転型アクチュエ
ータ。
(Additional Item 8) The torsional deformation element is provided with an electrostrictive element or a piezoelectric element and a torsional connector for converting longitudinal vibration of the electrostrictive element or the piezoelectric element into a torsional displacement. The rotary actuator according to appendix 6.

【0143】(付記項9) 前記駆動手段がスピードの
異なる第1のねじり変位と、第2の変位とを有する付記
項1記載の回転型アクチュエータ。 (付記項10) 前記駆動手段が、全波整流波を有する
付記項9記載の回転型アクチニエータ。
(Additional Item 9) The rotary actuator according to Additional Item 1, wherein the driving means has a first torsional displacement and a second displacement that are different in speed. (Additional Item 10) The rotary actuator according to Additional Item 9, wherein the driving unit has a full-wave rectified wave.

【0144】(付記項11) 前記駆動手段が、台形波
を有する付記項9記載の回転型アクチュエータ。 (付記項12) 前記回転部材と前記連結部材とが磁力
により摩擦力を発生する摩擦係合手段を有する付記項1
記載の回転型アクチュエータ。
(Additional Item 11) The rotary actuator according to Additional Item 9, wherein the driving means has a trapezoidal wave. (Additional Item 12) Additional Item 1 wherein the rotating member and the connecting member have friction engagement means for generating a frictional force by a magnetic force.
The rotary actuator described.

【0145】(付記項13) 前記駆動手段は、単位時
間当たりのパルス変更し移動速度を変化させるパルス電
圧供給手段を有する付記項1記載の回転型アクチュエー
タ。 (付記項14) 前記変形素子は、前記駆動手段からの
電力を供給するとともに前記変形素子の回転を拘束しな
い回転可能な接点電極を有する付記項3,4,5記載の
回転型アクチュエータ。
(Additional Item 13) The rotary actuator according to Additional Item 1, wherein the driving means includes pulse voltage supply means for changing a pulse per unit time to change a moving speed. (Additional Item 14) The rotary actuator according to Additional Items 3, 4, and 5, wherein the deformable element has a rotatable contact electrode that supplies electric power from the driving unit and does not restrain rotation of the deformable element.

【0146】(付記項15) 内視鏡の可動部分を駆動
するアクチュエータ装置において、捻れ変位を発生する
ねじり変形素子と、回転部材と、前記ねじり変形素子の
一端に接続され、前記回転部材と回転可能に摩擦係合す
る連結部材と、前記ねじり変形素子に急激な捻れ変位を
起こし、前記ねじり変形素子により前記連結部材に衝撃
力を与えて、前記連結部材と前記回転部材との間の摩擦
係合力に打ち勝って、前記回転部材を前記連結部材に対
して相対に回転させる駆動手段と、を設けたことを特徴
とする回転型アクチュエータ。
(Additional Item 15) In an actuator device for driving a movable part of an endoscope, a torsional deformation element for generating a torsional displacement, a rotating member, and one end of the torsional deformation element are connected to rotate with the rotating member. An abrupt torsional displacement is caused between the connection member that frictionally engages with the torsional deformation element, and the torsional deformation element applies an impact force to the connection member so that the frictional engagement between the connection member and the rotary member is increased. And a drive unit that overcomes the resultant force and rotates the rotating member relative to the connecting member.

【0147】(付記項16) 前記ねじり変形素子の他
端を固定し、被移動体を前記回転部材に接続したことを
特徴とする付記項15記載の回転型アクチュエータ。 (付記項17) 前記回転部材を固定し、被移動体を前
記ねじり変形素子の他端に接続したことを特徴とする付
記項15記載の回転型アクチュエータ。
(Additional Item 16) The rotary actuator according to Additional Item 15, wherein the other end of the torsionally deformable element is fixed and the movable body is connected to the rotating member. (Additional Item 17) The rotary actuator according to Additional Item 15, wherein the rotating member is fixed and the movable body is connected to the other end of the torsionally deformable element.

【0148】(付記項18) 前記回転部材を固定し、
被移動体を前記連結部材に接続したことを特徴とする付
記項15記載の回転型アクチュエータ。 (付記項19) 前記回転部材を固定し、被移動体を前
記連結部材に接続し、前記ねじり変形素子の他端に慣性
体を接続したことを特徴とする付記項15記載の回転型
アクチュエータ。
(Additional Item 18) The rotating member is fixed,
16. The rotary actuator according to claim 15, wherein the movable body is connected to the connecting member. (Additional Item 19) The rotary actuator according to Additional Item 15, wherein the rotating member is fixed, a movable body is connected to the connecting member, and an inertial body is connected to the other end of the torsionally deformable element.

【0149】(付記項20) 内視鏡の観察光学系およ
びまたは照明光学系を駆動する付記項15記載の回転型
アクチュエータ。 (付記項21) 内視鏡のズームレンズを駆動する付記
項15記載の回転型アクチュエータ。
(Additional Item 20) The rotary actuator according to Additional Item 15, which drives the observation optical system and / or the illumination optical system of the endoscope. (Additional Item 21) The rotary actuator according to Additional Item 15, which drives a zoom lens of an endoscope.

【0150】(付記項22) 内視鏡のフォーカスレン
ズを駆動する付記項15記載の回転型アクチュエータ。 (付記項23) 内視鏡の観察光学系の入射光の光量を
調節する絞り機構を駆動する付記項15記載の回転型ア
クチュエータ。
(Additional Item 22) The rotary actuator according to Additional Item 15 which drives a focus lens of an endoscope. (Additional Item 23) The rotary actuator according to Additional Item 15, which drives a diaphragm mechanism that adjusts the amount of incident light in the observation optical system of the endoscope.

【0151】(付記項24) 内視鏡の輻輳角を調整す
る機構を駆動する付記項15記載の回転型アクチュエー
タ。 (付記項25) 内視鏡の湾曲機構を駆動する付記項1
5記載の回転型アクチュエータ。
(Additional Item 24) The rotary actuator according to Additional Item 15 which drives a mechanism for adjusting the vergence angle of the endoscope. (Appendix 25) Appendix 1 for driving a bending mechanism of an endoscope
5. The rotary actuator according to item 5.

【0152】(付記項26) 処置具の湾曲機構を駆動
する付記項15記載の回転型アクチュエータ。 (付記項27) 処置具の導出方向の調整を行う内視鏡
の鉗子机上を駆動する付記項15記載の回転型アクチュ
エータ。
(Additional Item 26) The rotary actuator according to Additional Item 15 which drives the bending mechanism of the treatment tool. (Additional Item 27) The rotary actuator according to Additional Item 15, which drives on the forceps table of the endoscope for adjusting the pulling-out direction of the treatment tool.

【0153】(付記項28) 被移動体を回転駆動する
アクチュエータにおいて、ねじり変位および伸縮変位を
選択的に発生する変形素子と、移動部材と、前記変形素
子の一端に接続され、前記移動部材と回転および直線移
動可能に摩擦係合する連結部材と、前記変形素子に急激
な捻れ変位を起こし、前記変形素子により前記連結部材
に衝撃力を与えて、前記連結部材と前記移動部材との間
の摩擦係合力に打ち勝って、前記移動部材を前記連結部
材に対して相対に回転または移動させる駆動手段と、を
設けたことを特徴とする回転・直線動作複合型アクチュ
エータ。
(Additional Item 28) In an actuator for rotationally driving a body to be moved, a deformable element for selectively generating a torsional displacement and an expansion / contraction displacement, a movable member, and a movable member connected to one end of the deformable element. A sharp twist displacement is generated between the connecting member that frictionally engages in a rotatable and linearly movable manner, and the deforming element, and the deforming element applies an impact force to the connecting member so that the connecting member and the moving member are connected. A combined rotary / linear motion actuator, comprising: a driving unit that overcomes the frictional engagement force and rotates or moves the moving member relative to the connecting member.

【0154】(付記項29) 内視鏡の可動部分を駆動
するアクチュエータ装置において、付記項28記載の回
転・直線動作複合型アクチュエータを設けたことを特徴
とするアクチュエータ装置。
(Additional Item 29) An actuator device for driving a movable part of an endoscope, wherein the combined rotary / linear motion actuator according to Additional Item 28 is provided.

【0155】[0155]

【発明の効果】本発明によれば固定部に対して回転動作
する被移動体を回転駆動する回転駆動機構全体の構成を
簡素化し、構成部品数を減らして回転駆動機構全体の小
形化を図ることができる。
According to the present invention, the structure of the entire rotary drive mechanism for rotationally driving the movable body that rotates with respect to the fixed portion is simplified, the number of constituent parts is reduced, and the entire rotary drive mechanism is downsized. be able to.

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

【図1】 本発明の第1の実施の形態の回転型アクチュ
エータの要部構成を示す縦断面図。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the main configuration of a rotary actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 (A)は第1の実施の形態における回転型ア
クチュエータのねじり変形素子の縦断面図、(B)は図
2(A)のL1 −L1 線断面図。
2A is a vertical cross-sectional view of a torsional deformation element of the rotary actuator according to the first embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line L 1 -L 1 of FIG. 2A.

【図3】 (A)は第1の実施の形態における回転型ア
クチュエータの正回転のための駆動波形を示す特性図、
(B)は同実施の形態における回転型アクチュエータの
逆回転のための駆動波形を示す特性図。
FIG. 3A is a characteristic diagram showing a drive waveform for forward rotation of the rotary actuator according to the first embodiment,
FIG. 7B is a characteristic diagram showing a drive waveform for reverse rotation of the rotary actuator in the same embodiment.

【図4】 (A)は図3(A)の正回転の駆動波形の各
時点のねじり変形素子の動作状態を説明するための説明
図、(B)は図3(B)の逆回転の駆動波形の各時点の
ねじり変形素子の動作状態を説明するための説明図。
4A is an explanatory view for explaining an operating state of the torsional deformation element at each time point of the drive waveform for normal rotation in FIG. 3A, and FIG. 4B is a reverse rotation diagram of FIG. 3B. Explanatory drawing for demonstrating the operating state of the torsion deformation | transformation element at each time of a drive waveform.

【図5】 第1の実施の形態の回転型アクチュエータの
駆動回路を示す概略構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a drive circuit of the rotary actuator according to the first embodiment.

【図6】 第1の実施の形態の回転型アクチュエータの
動作特性を説明するための特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining operating characteristics of the rotary actuator according to the first embodiment.

【図7】 第1の実施の形態の回転型アクチュエータの
第1の変形例を示すもので、(A)はねじり変形素子の
縦断面図、(B)は図7(A)のL1 −L1線断面図。
[7] shows a first modification of the rotary actuator of the first embodiment, (A) is a longitudinal sectional view of the torsional deformation element, L 1 (B) in FIG. 7 (A) - Sectional drawing of L 1 line.

【図8】 第1の実施の形態の回転型アクチュエータの
第2の変形例を示すもので、(A)はねじり変形素子の
縦断面図、(B)は図8(A)のL1 −L1線断面図、
(C)は図8(A)のL2 −L2 線断面図。
8A and 8B show a second modification of the rotary actuator according to the first embodiment, where FIG. 8A is a vertical cross-sectional view of a torsionally deformable element, and FIG. 8B is a cross sectional view taken along line L 1- of FIG. 8A. L 1 line sectional view,
(C) Figure 8 L 2 -L 2 line cross-sectional view of (A).

【図9】 第1の実施の形態の回転型アクチュエータの
第3の変形例を示すもので、(A)はねじり結合子を備
えたねじり振動子の縦断面図、(B)はねじり結合子の
変形状態を示す斜視図、(C)は図9(D)の左側面
図、(D)はねじり結合子の側面図、(E)は図9
(D)の右側面図。
9A and 9B show a third modification of the rotary actuator of the first embodiment, in which FIG. 9A is a vertical cross-sectional view of a torsional oscillator including a torsional connector, and FIG. 9B is a torsional connector. 9C is a perspective view showing a deformed state of FIG. 9, FIG. 9C is a left side view of FIG. 9D, FIG. 9D is a side view of the torsion connector, and FIG.
The right view of (D).

【図10】 (A)は第1の実施の形態の第4の変形例
を示すもので、(A)は回転型アクチュエータの正回転
のための台形波の駆動波形を示す特性図、(B)は同実
施の形態における回転型アクチュエータの逆回転のため
の駆動波形を示す特性図。
FIG. 10A shows a fourth modification of the first embodiment, and FIG. 10A is a characteristic diagram showing a trapezoidal drive waveform for forward rotation of a rotary actuator. FIG. 7B is a characteristic diagram showing a drive waveform for the reverse rotation of the rotary actuator in the same embodiment.

【図11】 (A)は第1の実施の形態の第5の変形例
の回転型アクチュエータにおける連結部材と回転部材と
の間の板ばね部材の取付け状態を示す要部の縦断面図、
(B)は図11(A)のL1 −L1 線断面図、(C)は
第1の実施の形態の第6の変形例の回転型アクチュエー
タにおける連結部材と回転部材との間の摩擦発生手段を
示す要部の縦断面図、(D)は第1の実施の形態の第7
の変形例の回転型アクチュエータにおける連結部材と回
転部材との間の摩擦発生手段を示す要部の縦断面図。
FIG. 11A is a vertical cross-sectional view of a main part showing a mounting state of a leaf spring member between a connecting member and a rotating member in a rotary actuator according to a fifth modification of the first embodiment;
11B is a sectional view taken along the line L 1 -L 1 of FIG. 11A, and FIG. 11C is the friction between the connecting member and the rotating member in the rotary actuator of the sixth modified example of the first embodiment. FIG. 7D is a vertical cross-sectional view of the main part showing the generating means, FIG.
FIG. 10 is a longitudinal cross-sectional view of a main part showing a friction generating unit between a connecting member and a rotating member in the rotary actuator of the modification example of FIG.

【図12】 本発明の第2の実施の形態の回転型アクチ
ュエータの接点構造を示す縦断面図。
FIG. 12 is a vertical sectional view showing a contact structure of a rotary actuator according to a second embodiment of the invention.

【図13】 第2の実施の形態の回転型アクチュエータ
の要部構成を示す縦断面図。
FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing the main configuration of the rotary actuator according to the second embodiment.

【図14】 (A)は図3(A)の正回転の駆動波形の
各時点での第2の実施の形態のねじり変形素子の動作状
態を説明するための説明図、(B)は図3(B)の逆回
転の駆動波形の各時点での第2の実施の形態のねじり変
形素子の動作状態を説明するための説明図。
14A is an explanatory diagram for explaining an operating state of the torsionally deformable element according to the second embodiment at each time point of the drive waveform for normal rotation in FIG. 3A, and FIG. 3 (B) is an explanatory diagram for explaining an operating state of the torsionally deformable element according to the second embodiment at each time point of the reverse rotation drive waveform of FIG.

【図15】 本発明の第3の実施の形態の回転型アクチ
ュエータの要部構成を示す縦断面図。
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view showing the main configuration of a rotary actuator according to a third embodiment of the invention.

【図16】 本発明の第4の実施の形態の回転型アクチ
ュエータの要部構成を示す縦断面図。
FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing the main configuration of a rotary actuator according to a fourth embodiment of the invention.

【図17】 本発明の第5の実施の形態を示す要部の縦
断面図。
FIG. 17 is a vertical cross-sectional view of a main part showing a fifth embodiment of the present invention.

【図18】 第5の実施の形態の内視鏡の操作部を示す
要部の側面図。
FIG. 18 is a side view of a main portion showing an operation portion of the endoscope according to the fifth embodiment.

【図19】 本発明の第6の実施の形態の概略構成を示
す要部の斜視図。
FIG. 19 is a perspective view of essential parts showing a schematic configuration of a sixth embodiment of the present invention.

【図20】 本発明の第7の実施の形態の概略構成を示
す要部の縦断面図。
FIG. 20 is a vertical cross-sectional view of a main part showing a schematic configuration of a seventh embodiment of the present invention.

【図21】 本発明の第8の実施の形態の概略構成を示
す要部の縦断面図。
FIG. 21 is a vertical cross-sectional view of a main part showing a schematic configuration of an eighth embodiment of the present invention.

【図22】 本発明の第9の実施の形態の概略構成を示
す要部の縦断面図。
FIG. 22 is a vertical cross-sectional view of a main part showing a schematic configuration of a ninth embodiment of the present invention.

【図23】 第9の実施の形態の内視鏡の輻輳角変更機
構の制御回路を示す概略構成図。
FIG. 23 is a schematic configuration diagram showing a control circuit of a convergence angle changing mechanism of an endoscope of a ninth embodiment.

【図24】 本発明の第10の実施の形態の概略構成を
示す要部の縦断面図。
FIG. 24 is a vertical cross-sectional view of the essential parts showing the schematic configuration of the tenth embodiment of the present invention.

【図25】 図24のL1 −L1 線断面図。25 is a cross-sectional view taken along line L 1 -L 1 of FIG.

【図26】 (A)は本発明の第11の実施の形態の回
転および直動型アクチュエータ本体を示す要部の縦断面
図、(B)は本発明の第12の実施の形態の超音波プロ
ーブに組込まれたアクチュエータの駆動前の初期状態を
示す要部の縦断面図、(C)は第12の実施の形態の超
音波プローブに組込まれたアクチュエータの駆動後の超
音波振動子の移動状態を示す要部の縦断面図。
FIG. 26 (A) is a longitudinal sectional view of an essential part showing a rotary and linear actuator body according to an eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 26 (B) is an ultrasonic wave according to a twelfth embodiment of the present invention. FIG. 16C is a vertical cross-sectional view of a main part showing an initial state before driving the actuator incorporated in the probe, and (C) is a movement of the ultrasonic transducer after driving the actuator incorporated in the ultrasonic probe of the twelfth embodiment. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a main part showing a state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101,121 回転型アクチュエータ本体 2,31,41,51,104,124 ねじり変形
素子 5,103,123 固定部 6,105,125 連結部材 7 回転部材(摩擦係合体) 8,107,126 被移動体 10 アクチュエータ駆動回路(駆動手段) 102,122 固定部材(摩擦係合体)
1, 101, 121 Rotating actuator body 2, 31, 41, 51, 104, 124 Torsional deformation element 5, 103, 123 Fixing part 6, 105, 125 Connecting member 7 Rotating member (friction engaging body) 8, 107, 126 Moved object 10 Actuator drive circuit (driving means) 102, 122 Fixed member (friction engagement body)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧印加時に急激なねじり変位を発生す
るねじり変形素子と、このねじり変形素子に連結された
連結部材と、この連結部材に対して相対的に回転可能に
摩擦係合された摩擦係合体とを備えた回転型アクチュエ
ータ本体を設けるとともに、 前記ねじり変形素子または前記摩擦係合体のいずれか一
方を固定部側に固定し、かつこの固定部側に固定された
固定要素以外の前記回転型アクチュエータ本体の回転要
素側に被移動体を連結し、 さらに前記ねじり変形素子への電圧印加を制御して電圧
印加時に起こる前記ねじり変形素子の急激なねじれ変位
により前記連結部材に衝撃力を与えて、前記連結部材と
前記摩擦係合体との間の摩擦係合力に打ち勝って、前記
固定要素に対して前記回転要素側を相対的に回転させ、
前記被移動体を回転駆動する駆動手段を設けたことを特
徴とする回転型アクチュエータ。
1. A torsional deformation element that generates a sudden torsional displacement when a voltage is applied, a coupling member coupled to the torsional deformation element, and friction frictionally engaged with the coupling member so as to be rotatable relative thereto. A rotary actuator main body including an engaging body is provided, and one of the torsional deformation element and the frictional engaging body is fixed to the fixed portion side, and the rotation other than the fixed element fixed to the fixed portion side. A movable body is connected to the rotating element side of the mold actuator body, and a voltage is applied to the torsional deformation element to apply an impact force to the coupling member due to a sharp twist displacement of the torsional deformation element that occurs when the voltage is applied. And overcomes the frictional engagement force between the coupling member and the frictional engagement body to relatively rotate the rotary element side with respect to the fixed element,
A rotary actuator comprising drive means for rotating the movable body.
【請求項2】 電圧印加時に急激なねじり変位を発生す
るねじり変形素子と、このねじり変形素子に連結された
連結部材と、この連結部材に対して相対的に回転可能に
摩擦係合された摩擦係合体とを備えた回転型アクチュエ
ータ本体を設けるとともに、 前記ねじり変形素子または前記摩擦係合体のいずれか一
方を内視鏡内の固定部側に固定し、かつこの固定部側に
固定された固定要素以外の前記回転型アクチュエータ本
体の回転要素側に前記内視鏡内の回転部材を連結し、 さらに前記ねじり変形素子への電圧印加を制御して電圧
印加時に起こる前記ねじり変形素子の急激なねじれ変位
により前記連結部材に衝撃力を与えて、前記連結部材と
前記摩擦係合体との間の摩擦係合力に打ち勝って、前記
固定要素に対して前記回転要素側を相対的に回転させ、
前記回転部材を回転駆動する駆動手段を設けたことを特
徴とする回転型アクチュエータ。
2. A torsional deformation element that generates a rapid torsional displacement when a voltage is applied, a coupling member coupled to the torsional deformation element, and friction frictionally engaged with the coupling member in a rotatable manner. A rotary actuator body including an engaging body is provided, and either the torsional deformation element or the frictional engaging body is fixed to the fixed portion side in the endoscope, and fixed to the fixed portion side. A rotary member inside the endoscope is connected to the rotary element side of the rotary actuator body other than the elements, and the voltage application to the torsional deformation element is further controlled to rapidly twist the torsional deformation element when the voltage is applied. The displacement exerts an impact force on the coupling member to overcome the frictional engagement force between the coupling member and the frictional engagement body, so that the rotary element side is relatively rotated with respect to the fixed element. Then,
A rotary actuator comprising drive means for rotating the rotary member.
JP8086731A 1996-04-09 1996-04-09 Rotation type actuator Withdrawn JPH09285148A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003102184A (en) * 2001-09-26 2003-04-04 Mitsuba Corp Actuator, wiper, display, and motor
JP2008271668A (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Alps Electric Co Ltd Actuator
JP2008271667A (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Alps Electric Co Ltd Actuator

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