JPH10210767A - Oscillation actuator - Google Patents
Oscillation actuatorInfo
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- JPH10210767A JPH10210767A JP9009989A JP998997A JPH10210767A JP H10210767 A JPH10210767 A JP H10210767A JP 9009989 A JP9009989 A JP 9009989A JP 998997 A JP998997 A JP 998997A JP H10210767 A JPH10210767 A JP H10210767A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性体と、弾性体
に装着されて弾性体に縦振動及び屈曲振動を発生する電
気機械変換素子と、電気機械変換素子に駆動信号を入力
する電極とを備える振動アクチュエータに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an elastic body, an electromechanical transducer mounted on the elastic body to generate longitudinal vibration and bending vibration in the elastic body, and an electrode for inputting a drive signal to the electromechanical transducer. The present invention relates to a vibration actuator including:
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の振動アクチュエータは、
弾性体に接合した電気機械変換素子(圧電体,電歪素子
等、以下代表して圧電体と記す)に電極を介して交流電
圧を印加して、その弾性体に複数の振動モード(例え
ば、縦振動と屈曲振動)を調和的に発生させることによ
り、駆動力を得て、その弾性体に接触する相対運動部材
との間で相対運動を行う構造が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, this type of vibration actuator has
An AC voltage is applied through an electrode to an electromechanical transducer (e.g., a piezoelectric body, an electrostrictive element, etc., hereinafter, generally referred to as a piezoelectric body) bonded to an elastic body, and a plurality of vibration modes (for example, There is known a structure in which a longitudinal force and a bending vibration) are generated in harmony to obtain a driving force and perform relative movement with a relative movement member that comes into contact with the elastic body.
【0003】例えば、「光ピックアップ移動を目的とし
た圧電リニア・モータ」(富川義朗氏他:第五回電磁力
関連のダイナミックシンポジウム講演論文集第393頁
〜第398頁)の中には、その構造及び負荷特性が詳細
に説明されている。[0003] For example, "Piezoelectric linear motor for moving optical pickup" (Mr. Yoshiro Tomikawa et al .: Proceedings of the 5th Electromagnetic Force-Related Dynamic Symposium, pp. 393-398), The structure and load characteristics are described in detail.
【0004】また、新版超音波モータ(上羽貞行氏,富
川義朗氏共著、トリケップス刊第145頁〜第146
頁)には、自走式の構造が示されている。このアクチュ
エータは、平板形状を呈しており、縦振動1次モードと
屈曲振動6次モード(又は4次,8次モード)の共振周
波数が非常に近い値となる形状に設計されている。そし
て、圧電体に2つの共振周波数に近い周波数の交流電圧
を2相印加することにより、弾性体に2つのモードが調
和した振動を発生させる。[0004] Also, a new ultrasonic motor (co-authored by Sadayuki Ueba and Yoshiro Tomikawa, pp. 145-146, published by Trikeps).
Page) shows a self-propelled structure. This actuator has a flat plate shape, and is designed to have a shape in which the resonance frequencies of the first-order longitudinal vibration mode and the sixth-order bending vibration mode (or fourth and eighth-order modes) are very close to each other. Then, by applying two phases of an AC voltage having a frequency close to the two resonance frequencies to the piezoelectric body, the elastic body generates vibration in which the two modes are in harmony.
【0005】この弾性体は、屈曲振動6次モードの腹と
なる部分に、突起部が設けられており、この突起部の先
端が楕円運動することにより、駆動力を得る。図4は、
このような縦1次−屈曲6次振動を利用した振動子1の
構造を示す説明図であり、図4(a)は上面図,図4
(b)は底面透視図,図4(c)は弾性体2に発生する
縦1次−屈曲6次振動モードの一例を示す説明図であ
る。This elastic body has a projection at the antinode of the sixth mode of the bending vibration, and the driving force is obtained by the elliptical movement of the tip of the projection. FIG.
FIG. 4A is an explanatory view showing the structure of the vibrator 1 utilizing such vertical primary-flexural sixth vibration, and FIG.
4B is a perspective view of the bottom surface, and FIG. 4C is an explanatory diagram illustrating an example of a longitudinal primary-bending sixth vibration mode generated in the elastic body 2.
【0006】図4(a)に示すように、矩形平板状の弾
性体2の一方の平面には、この平面を完全に覆う形状に
薄板状に形成されたPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)か
らなる圧電体3が例えば接着されて装着される。As shown in FIG. 4A, one flat surface of the rectangular flat elastic body 2 is made of PZT (lead zirconate titanate) formed in a thin plate shape so as to completely cover the flat surface. The piezoelectric body 3 is mounted, for example, by bonding.
【0007】この圧電体3の平面であって、弾性体2に
発生する6次の屈曲振動の腹位置を含む位置に、互いに
独立した6枚の電極4a,4b,4c,4d,4e,4
fが装着される。一方、圧電体3と弾性体2との間に
は、図4(b)に破線で示すように、電極4a〜4fの
装着範囲に一致させて下部電極5が装着される。電極4
a〜4fと下部電極5との間に駆動電圧を印加すること
により、圧電体3は励振し、弾性体2に振動を発生す
る。The six independent electrodes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4 are located on the plane of the piezoelectric body 3, including the antinode position of the sixth-order bending vibration generated in the elastic body 2.
f is attached. On the other hand, the lower electrode 5 is mounted between the piezoelectric body 3 and the elastic body 2 so as to match the mounting range of the electrodes 4a to 4f as shown by the broken line in FIG. Electrode 4
When a drive voltage is applied between a to 4f and the lower electrode 5, the piezoelectric body 3 is excited, and the elastic body 2 generates vibration.
【0008】図示しない駆動信号発生装置に設けられた
二相ドライブ回路から、電極4a,4c,4eにsin
波信号の駆動信号を、電極4b,4d,4fにcos信
号の駆動信号をそれぞれ印加することにより、圧電体3
は励振し、弾性体2に1次の縦振動と6次の屈曲振動と
を発生させることができる。[0008] From a two-phase drive circuit provided in a drive signal generator (not shown), sin is applied to the electrodes 4a, 4c and 4e.
By applying a driving signal of a wave signal and a driving signal of a cos signal to the electrodes 4b, 4d and 4f, respectively,
Can be excited to generate a first-order longitudinal vibration and a sixth-order bending vibration in the elastic body 2.
【0009】ここで、外部の電源(図示しない。)か
ら、各電極4a〜4fへの駆動信号の入力は、各電極4
a〜4fに一本ずつリード線を半田付けし、このリード
線を介して行っていた。Here, a drive signal is input from an external power supply (not shown) to each of the electrodes 4a to 4f.
Leads were soldered one by one to a to 4f, and this was performed via the leads.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように電
極4a〜4fに一本ずつリード線をはんだ付けすること
は、半田付け作業工数を考えると、決して望ましいもの
ではなく、作業工数の増加に伴う製造コスト上昇を招く
おそれがある。However, soldering lead wires one by one to the electrodes 4a to 4f in this manner is not desirable in view of the number of soldering operations, and increases the number of operations. There is a possibility that the production cost will increase.
【0011】また、半田付け点数が増加することによ
り、半田付け不良の発生数が増加し、製造される振動ア
クチュエータの歩留りを低下させる可能性がある。さら
に、弾性体2に直接リード線を取り付けるのではないも
のの、弾性体2に間接的に装着される電極4a〜4fに
多数のリード線を取り付けることになるため、弾性体2
に発生する振動を拘束し、振動アクチュエータ1の駆動
効率を低下させる可能性がある。Further, as the number of soldering points increases, the number of occurrences of defective soldering increases, which may lower the yield of the manufactured vibration actuator. Further, although a lead wire is not directly attached to the elastic body 2, a large number of lead wires are attached to the electrodes 4a to 4f which are indirectly attached to the elastic body 2.
May be restricted, and the driving efficiency of the vibration actuator 1 may be reduced.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題に
鑑みてなされたものであり、安価及び確実に駆動信号を
入力することが可能であるとともに、駆動信号の入力に
伴う性能劣化をできるだけ抑制することができる振動ア
クチュエータを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to input a drive signal inexpensively and reliably. An object of the present invention is to provide a vibration actuator that can be suppressed as much as possible.
【0013】請求項1の発明は、矩形平板状の弾性体
と、弾性体に装着されて弾性体に縦振動及び屈曲振動を
発生する電気機械変換素子と、電気機械変換素子に第1
位相の駆動信号を入力する複数の第1電極と、電気機械
変換素子に第2位相の駆動信号を入力するとともに第1
電極には接触しない複数の第2電極とを備える振動アク
チュエータであって、複数の第1電極が互いに第1電極
接続部を介して接続されること、及び/又は、複数の第
2電極が互いに第2電極接続部を介して接続されること
を特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an electromechanical transducer having a rectangular flat plate-like shape, an electromechanical transducer mounted on the elastic body to generate longitudinal vibration and bending vibration in the elastic body, and a first electromechanical transducer.
A plurality of first electrodes for inputting a phase drive signal, and a second phase drive signal input to the electromechanical transducer and
A vibration actuator including a plurality of second electrodes that do not contact the electrodes, wherein the plurality of first electrodes are connected to each other via a first electrode connection unit, and / or the plurality of second electrodes are connected to each other. It is characterized by being connected via the second electrode connection part.
【0014】請求項2の発明は、請求項1に記載された
振動アクチュエータにおいて、複数の第1電極及び複数
の第2電極が、いずれも、電気機械変換素子の表面に設
けられることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the first aspect, each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes is provided on a surface of the electromechanical transducer. I do.
【0015】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
に記載された振動アクチュエータにおいて、複数の第1
電極及び複数の第2電極が、互いに離間して、弾性体の
長手方向に、交互に連設されることを特徴とする。[0015] The invention of claim 3 is claim 1 or claim 2.
A plurality of first actuators.
The electrode and the plurality of second electrodes are separated from each other, and are alternately provided in the longitudinal direction of the elastic body.
【0016】請求項4の発明は、請求項3に記載された
振動アクチュエータにおいて、第1電極接続部の面積
が、隣接する第2電極の面積よりも小さいとともに、第
2電極接続部の面積が、隣接する第1電極の面積よりも
小さいことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the third aspect, the area of the first electrode connection is smaller than the area of the adjacent second electrode, and the area of the second electrode connection is smaller. , And is smaller than the area of the adjacent first electrode.
【0017】請求項5の発明は、請求項1から請求項4
までのいずれか1項に記載された振動アクチュエータに
おいて、第1電極及び第2電極が、弾性体に発生する屈
曲振動の腹位置を含む位置に設けられることを特徴とす
る。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the first to fourth aspects.
In the vibration actuator described in any one of the above, the first electrode and the second electrode are provided at positions including antinode positions of bending vibration generated in the elastic body.
【0018】請求項6の発明は、請求項1から請求項5
までのいずれか1項に記載された振動アクチュエータに
おいて、第1電極,第2電極,第1電極接続部及び第2
電極接続部が、いずれも、印刷法又は薄膜形成法によ
り、形成されることを特徴とする。The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1 to 5.
In the vibration actuator described in any one of the above, the first electrode, the second electrode, the first electrode connection portion, and the second electrode
Each of the electrode connecting portions is formed by a printing method or a thin film forming method.
【0019】請求項7の発明は、請求項6に記載された
振動アクチュエータにおいて、第1電極及び第1電極接
続部が一体に形成されるとともに、第2電極及び第2電
極接続部が一体に形成されることを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the sixth aspect, the first electrode and the first electrode connecting portion are integrally formed, and the second electrode and the second electrode connecting portion are integrally formed. It is characterized by being formed.
【0020】請求項8の発明は、矩形平板状の弾性体
と、弾性体に装着されて弾性体に縦振動及び屈曲振動を
発生する電気機械相互変換素子と、電気機械相互変換素
子から電気エネルギを取り出す複数の電極とを備える振
動アクチュエータであって、複数の電極が互いに電極接
続部を介して接続されることを特徴とする。[0020] The invention of claim 8 provides an elastic body in the shape of a rectangular plate, an electromechanical interconversion element mounted on the elastic body to generate longitudinal vibration and bending vibration in the elastic body, and an electric energy from the electromechanical interconversion element. And a plurality of electrodes for taking out the plurality of electrodes, wherein the plurality of electrodes are connected to each other via an electrode connection part.
【0021】[0021]
(第1実施形態)以下、本発明の実施形態を添付図面を
参照しながら詳細に説明する。なお、以降の各実施形態
の説明は、振動アクチュエータとして超音波の振動域を
利用する超音波アクチュエータを例にとって、行う。(First Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of each embodiment, an ultrasonic actuator using an ultrasonic vibration region is used as an example of the vibration actuator.
【0022】図1は、第1実施形態の超音波アクチュエ
ータ10の構造を示す上面図であり、図2は超音波アク
チュエータ10の下面図である。なお、本実施形態の超
音波アクチュエータ10が従来の超音波アクチュエータ
と相違するのは、電極の構造だけであり、その他の構造
は同一であるため、同一の部分については簡単に説明す
ることとする。FIG. 1 is a top view showing the structure of the ultrasonic actuator 10 of the first embodiment, and FIG. 2 is a bottom view of the ultrasonic actuator 10. The ultrasonic actuator 10 of the present embodiment is different from the conventional ultrasonic actuator only in the structure of the electrodes, and the other structures are the same. Therefore, the same parts will be briefly described. .
【0023】図1に示すように、本実施形態の超音波ア
クチュエータ10に用いる振動子11は、弾性体12
と、弾性体12に装着されて弾性体12に、1次の縦振
動及び6次の屈曲振動を調和的に発生する圧電体13
と、圧電体13の表面に装着されて、第1位相の駆動信
号を入力する第1電極14a,14c及び14e、及び
圧電体13に第2位相の駆動信号を入力する第2電極1
4b,14d及び14fとを備える。As shown in FIG. 1, a vibrator 11 used for an ultrasonic actuator 10 of the present embodiment is an elastic body 12.
And a piezoelectric body 13 mounted on the elastic body 12 and generating a first-order longitudinal vibration and a sixth-order bending vibration in the elastic body 12 in harmony.
And first electrodes 14 a, 14 c and 14 e mounted on the surface of the piezoelectric body 13 and inputting a first phase drive signal, and a second electrode 1 inputting a second phase drive signal to the piezoelectric body 13
4b, 14d and 14f.
【0024】第1電極14a,14c及び14e、第2
電極14b,14d及び14fはいずれも矩形断面を呈
しており、互いに離間し、絶縁される。また、第1電極
14a,14c及び14eと、第2電極14b,14d
及び14fとも、互いに離間し、絶縁される。このよう
に、各第1電極14a,14c及び14eと各第2電極
14b,14d及び14fが、互いに離間して、弾性体
12の長手方向に、交互に連続して設置されている。各
電極14a〜14fの装着位置は、弾性体12に発生す
る屈曲振動の腹位置を含む位置である。The first electrodes 14a, 14c and 14e, the second
The electrodes 14b, 14d, and 14f all have a rectangular cross section, are separated from each other, and are insulated. Also, the first electrodes 14a, 14c and 14e and the second electrodes 14b and 14d
And 14f are separated from each other and insulated. As described above, the first electrodes 14a, 14c, and 14e and the second electrodes 14b, 14d, and 14f are spaced apart from each other and arranged alternately and continuously in the longitudinal direction of the elastic body 12. The mounting positions of the electrodes 14 a to 14 f are positions including antinode positions of bending vibration generated in the elastic body 12.
【0025】ここで、本実施形態の超音波アクチュエー
タ10では、第1電極14a,14c及び14eは、弾
性体12の上縁部近傍に線状に形成された第1電極接続
部(ライン電極)15により、接続される。また、本実
施形態では、第2電極14b,14d及び14fも、弾
性体12の下端部近傍に線状に形成された第2電極接続
部(ライン電極)16により、接続される。Here, in the ultrasonic actuator 10 of the present embodiment, the first electrodes 14a, 14c and 14e are linear electrode-formed first electrode connecting portions (line electrodes) near the upper edge of the elastic body 12. 15 are connected. Further, in the present embodiment, the second electrodes 14b, 14d, and 14f are also connected by the second electrode connection portion (line electrode) 16 formed linearly near the lower end of the elastic body 12.
【0026】第1電極接続部15との接触を防ぐため
に、第2電極14b,14dは弾性体12の端部までは
形成されない。また、第2電極接続部16との接触を防
ぐために、第1電極14c,14eは弾性体12の端部
までは形成されない。The second electrodes 14 b and 14 d are not formed up to the end of the elastic body 12 in order to prevent contact with the first electrode connection portion 15. The first electrodes 14 c and 14 e are not formed up to the end of the elastic body 12 in order to prevent contact with the second electrode connection portion 16.
【0027】このように、第1電極接続部15の面積
は、隣接する第2電極14b,14dの面積よりも小さ
いとともに、第2電極接続部16の面積は、隣接する第
1電極14c,14eの面積よりも小さい。As described above, the area of the first electrode connection 15 is smaller than the area of the adjacent second electrodes 14b and 14d, and the area of the second electrode connection 16 is equal to the area of the adjacent first electrodes 14c and 14e. Smaller than the area.
【0028】本実施形態では、第1電極14a,14c
及び14e、第2電極14b,14d及び14fと第1
電極接続部15と第2電極接続部16とは、圧電体13
の表面に、例えば、シルク印刷法等の印刷法により薄膜
状に形成される。すなわち、圧電体13の表面に所定の
パターンのマスキングを行って形成されるため、簡易か
つ確実に、形成することができる。In this embodiment, the first electrodes 14a, 14c
And 14e, the second electrodes 14b, 14d and 14f and the first
The electrode connection part 15 and the second electrode connection part 16 are
Is formed into a thin film by a printing method such as a silk printing method. That is, since the piezoelectric body 13 is formed by masking a predetermined pattern on the surface thereof, it can be formed easily and surely.
【0029】なお、本実施形態においても、図2に示す
ように、圧電体13と弾性体12との間には、下部電極
17が形成される。下部電極17は、第1電極接続部1
5,第2電極接続部16に一致する部分を避けるために
切り欠いている。これにより、第1電極接続部15,第
2電極接続部16と下部電極17との間の対面電極を存
在させないことになる。したがって、第1電極接続部1
5,第2電極接続部16によって発生する振動の発生を
少なく抑制することが可能になる。In this embodiment, as shown in FIG. 2, a lower electrode 17 is formed between the piezoelectric body 13 and the elastic body 12. The lower electrode 17 is connected to the first electrode connecting portion 1.
5, notched to avoid a portion corresponding to the second electrode connection portion 16. As a result, the facing electrode between the first electrode connecting portion 15 and the second electrode connecting portion 16 and the lower electrode 17 does not exist. Therefore, the first electrode connection portion 1
5. It is possible to reduce the occurrence of the vibration generated by the second electrode connection portion 16.
【0030】すなわち、下部電極17が図4(b)に示
すように矩形平板状であると、例えば図2のA部におい
て、電極14bと第1電極接続部15とは各々sin信
号,cos信号により動作する。これは、弾性体12に
発生する屈曲振動の同一の腹位置にsin信号とcos
信号とが共存し、それぞれの駆動信号により発生する振
動が相殺されるため、振動発生効率の点で望ましくな
い。そこで、本実施形態では、下部電極17の一部に切
り欠きを設けることにより、第1電極接続部15,第2
電極接続部16のそれぞれが形成された範囲において互
いに逆位相となる2組の駆動電圧が印加されることを防
ぐ。That is, when the lower electrode 17 has a rectangular flat plate shape as shown in FIG. 4B, for example, in the portion A of FIG. 2, the electrode 14b and the first electrode connecting portion 15 respectively have a sine signal and a cos signal. It works by. This is because the sin signal and the cos are at the same antinode position of the bending vibration generated in the elastic body 12.
The signals coexist, and the vibrations generated by the respective drive signals are canceled out, which is not desirable in terms of the vibration generation efficiency. Therefore, in the present embodiment, the first electrode connecting portion 15 and the second electrode
This prevents two sets of drive voltages having phases opposite to each other from being applied in a range where each of the electrode connection portions 16 is formed.
【0031】本実施形態によれば、同一位相の交流電圧
が印加される2つの電極群(第1電極14a,14c及
び14eと、第2電極14b,14d及び14f)がそ
れぞれ接続されている。According to the present embodiment, two electrode groups (first electrodes 14a, 14c and 14e and second electrodes 14b, 14d and 14f) to which AC voltages of the same phase are applied are respectively connected.
【0032】したがって、第1電極14a,14c,1
4e及び第1電極接続部15の一か所にリード線を半田
付けするとともに、第2電極14b,14d,14f及
び第2電極接続部16の一か所にリード線を半田付けす
ることにより、各電極14a〜14fの全てに駆動信号
を印加することができる。Therefore, the first electrodes 14a, 14c, 1
By soldering a lead wire to 4e and one place of the first electrode connection part 15, and soldering a lead wire to one place of the second electrodes 14b, 14d, 14f and the second electrode connection part 16, A drive signal can be applied to all of the electrodes 14a to 14f.
【0033】本実施形態においては、リード線は、図1
におけるPにより電極に接続することが望ましい。この
P点は、弾性体12に発生する屈曲振動の節位置である
ため、屈曲振動の減衰を抑制することができるからであ
る。In the present embodiment, the lead wire is
It is desirable to connect to the electrode by P in the above. This point P is a node position of the bending vibration generated in the elastic body 12, so that the attenuation of the bending vibration can be suppressed.
【0034】このように、本実施形態によれば、リード
線のはんだ付け作業数を大幅に低減することができ、作
業工数を低減して製造コスト上昇を抑制することが可能
となる。As described above, according to the present embodiment, the number of lead wire soldering operations can be greatly reduced, and the number of operation steps can be reduced, thereby suppressing an increase in manufacturing cost.
【0035】また、本実施形態によれば、半田付け点数
が低減されることにより、半田付け不良の発生数が減少
し、製造される振動アクチュエータの歩留り低下を抑制
することができる。Further, according to the present embodiment, the number of soldering failures is reduced by reducing the number of soldering points, and a reduction in the yield of the manufactured vibration actuator can be suppressed.
【0036】さらに、本実施形態によれば、弾性体12
に対するリード線の装着位置の自由度を増加することが
できるため、弾性体12に発生する振動の腹位置を確実
に回避することができる。これにより、弾性体12に発
生する振動を拘束することが抑制され、振動アクチュエ
ータ10の駆動効率低下を防止することができる。Further, according to the present embodiment, the elastic body 12
The degree of freedom of the mounting position of the lead wire with respect to can be increased, so that the antinode position of the vibration generated in the elastic body 12 can be reliably avoided. Thereby, the restraint of the vibration generated in the elastic body 12 is suppressed, and a decrease in the driving efficiency of the vibration actuator 10 can be prevented.
【0037】(第2実施形態)図3は、第2実施形態の
超音波アクチュエータの構造を示す説明図であり、図3
(a)は上面図,図3(b)は弾性体12に発生する縦
1次−屈曲4次振動モードの一例を示す説明図である。(Second Embodiment) FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of an ultrasonic actuator according to a second embodiment.
FIG. 3A is a top view, and FIG. 3B is an explanatory diagram illustrating an example of a longitudinal primary-bending quaternary vibration mode generated in the elastic body 12.
【0038】本実施形態の超音波アクチュエータ20
は、縦1次−屈曲4次振動を利用した振動子21を備え
る超音波アクチュエータ20である。このような超音波
アクチュエータ20ついては、前述した「光ピックアッ
プ移動を目的とした圧電リニア・モータ」や「新版超音
波モータ」等により、詳細に説明されており、その構造
等は公知であるため、簡単に説明することとする。The ultrasonic actuator 20 of the present embodiment
Is an ultrasonic actuator 20 provided with a vibrator 21 utilizing vertical primary-bending fourth vibration. Such an ultrasonic actuator 20 has been described in detail by the above-described “piezoelectric linear motor for moving the optical pickup” or “new ultrasonic motor”, and since its structure is known, This will be briefly described.
【0039】本実施形態の超音波アクチュエータ20
は、矩形平板状の弾性体21と、弾性体21に装着され
て弾性体21に縦振動及び屈曲振動を発生する電気機械
相互変換素子である圧電体22と、圧電体22から電気
エネルギを取り出す2枚の振動検出用電極23a,23
bとを備え、振動検出用電極23a,23bが互いに電
極接続部であるライン電極24を介して接続される。The ultrasonic actuator 20 of the present embodiment
Is a rectangular plate-shaped elastic body 21, a piezoelectric body 22 which is an electromechanical interconversion element mounted on the elastic body 21 and generates longitudinal vibration and bending vibration on the elastic body 21, and extracts electric energy from the piezoelectric body 22. Two vibration detection electrodes 23a, 23
b, and the vibration detecting electrodes 23a and 23b are connected to each other via a line electrode 24 which is an electrode connecting portion.
【0040】本実施形態の超音波アクチュエータ20
は、弾性体21に縦1次振動と屈曲4次振動とを発生す
るため、弾性体21の一方の平面であって発生する屈曲
振動の腹位置には、第1電極25a,25cと、第2電
極25b,25dとが接着されて装着される。本実施形
態では、第1実施形態と同様に、第1電極25a,25
cは第1電極接続部(ライン電極)26により、第2電
極25b,25dは第2電極接続部(ライン電極)27
により、接続されている。The ultrasonic actuator 20 of the present embodiment
Generates the first longitudinal vibration and the fourth bending vibration in the elastic body 21, so that the first electrodes 25 a and 25 c and the first electrode 25 a and 25 c The two electrodes 25b and 25d are attached and mounted. In the present embodiment, as in the first embodiment, the first electrodes 25a and 25
c denotes a first electrode connection (line electrode) 26, and second electrodes 25b and 25d denote a second electrode connection (line electrode) 27.
Are connected.
【0041】第1電極接続部26,第2電極接続部27
それぞれの作用は第1実施形態と同じであるため、これ
以上の説明は省略する。本実施形態では、弾性体21に
発生する振動により電気エネルギを発生する圧電体22
に装着される振動検出用電極23a,23bを、ライン
電極24により接続している。そのため、振動検出用電
極23a,23b及びライン電極24の適当な一か所に
電気エネルギ取出用のリード線を半田付けすればよく、
半田付け点数を低減できる。The first electrode connection 26 and the second electrode connection 27
Since each operation is the same as that of the first embodiment, further description is omitted. In the present embodiment, the piezoelectric body 22 that generates electric energy by the vibration generated in the elastic body 21
The electrodes 23a and 23b for vibration detection mounted on are connected by a line electrode 24. Therefore, a lead wire for extracting electric energy may be soldered to an appropriate one of the vibration detection electrodes 23a and 23b and the line electrode 24.
The number of soldering points can be reduced.
【0042】これにより、本実施形態によれば、振動検
出用電極23a,23bに関しても、第1実施形態と同
様の効果を得ることができる。また、本実施形態によれ
ば、振動検出用電極23a,23bから検出される電気
エネルギは重畳されて検出される。そのため、振動検出
用電極23a,23bから検出される電気エネルギを個
別に取り出す従来の場合には、取り出した二つの信号を
電気的に平均する回路等が必要になるが、本実施形態で
は、このような回路が不要になり、より望ましい。Thus, according to the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained for the vibration detecting electrodes 23a and 23b. Further, according to the present embodiment, the electric energy detected from the vibration detection electrodes 23a and 23b is detected in a superimposed manner. Therefore, in the case of the related art in which the electric energy detected from the vibration detection electrodes 23a and 23b is individually extracted, a circuit or the like for electrically averaging the two extracted signals is required. Such a circuit becomes unnecessary, which is more desirable.
【0043】(変形形態)以上詳細に説明した各実施形
態では、振動アクチュエータとして超音波アクチュエー
タを用いたが、本発明にかかる振動アクチュエータはこ
のような態様に限定されるものではなく、他の振動域を
用いた振動アクチュエータについても等しく適用され
る。(Modification) In each of the embodiments described in detail above, the ultrasonic actuator is used as the vibration actuator. However, the vibration actuator according to the present invention is not limited to such a mode. The same applies to a vibration actuator using a region.
【0044】また、各実施形態では、電気機械変換素子
として圧電体を用いたが、本発明にかかる振動アクチュ
エータは他の電気エネルギを機械的変位に変換すること
ができる素子についても等しく適用される。圧電体以外
に電歪素子を例示することができる。In each of the embodiments, a piezoelectric body is used as the electromechanical transducer. However, the vibration actuator according to the present invention is equally applicable to other elements that can convert electric energy into mechanical displacement. . An electrostrictive element other than the piezoelectric body can be exemplified.
【0045】また、各実施形態では、弾性体に1次の縦
振動と、6次又は4次の屈曲振動とを発生する振動アク
チュエータを例にとったが、本発明にかかる振動アクチ
ュエータはこのような態様に限定されるものではなく、
1次以上の縦振動と2次以上の屈曲振動とを発生する振
動アクチュエータについても同様に適用される。Further, in each of the embodiments, the vibration actuator which generates the primary longitudinal vibration and the sixth or fourth bending vibration in the elastic body is taken as an example. It is not limited to a simple mode,
The same applies to a vibration actuator that generates a primary vibration or more and a secondary vibration or more.
【0046】また、第1実施形態では、第1電極14a
〜14e,第2電極14b〜14f,第1電極接続部1
5及び第2電極接続部16は、いずれも、印刷法によっ
て薄膜状に形成したが、本発明にかかる振動アクチュエ
ータはこのような態様に限定されるものではなく、例え
ばスパッタリング法等の薄膜形成法により成膜してもよ
い。In the first embodiment, the first electrode 14a
To 14e, second electrodes 14b to 14f, first electrode connection part 1
Each of the fifth electrode connection portion 16 and the second electrode connection portion 16 is formed in a thin film shape by a printing method. However, the vibration actuator according to the present invention is not limited to such an embodiment. May be formed.
【0047】また、第1電極接続部15により接続され
た第1電極14a〜14eと、第2電極接続部16によ
り接続された第2電極14b〜14fとを、図1に示す
形状に例えばワイヤカッター法等により切り抜き、圧電
体13の表面に接着することにより、形成してもよい。
この場合、第1電極接続部15及び第2電極接続部16
は、いずれも各電極14a〜14fと同一平面上に形成
する必要はないため、例えば弾性体12の厚さ方向に屈
曲させて各電極14a〜14fとの接触を防ぐように構
成してもよい。こうすることにより、各電極14a〜1
4fを弾性体12の表面に一杯に装着することができ、
駆動力の低下を抑制することができる。Further, the first electrodes 14a to 14e connected by the first electrode connection portion 15 and the second electrodes 14b to 14f connected by the second electrode connection portion 16 are formed, for example, in a shape shown in FIG. It may be formed by cutting out by a cutter method or the like and bonding it to the surface of the piezoelectric body 13.
In this case, the first electrode connection 15 and the second electrode connection 16
Does not need to be formed on the same plane as the electrodes 14a to 14f, and may be configured to bend in the thickness direction of the elastic body 12 to prevent contact with the electrodes 14a to 14f. . By doing so, each of the electrodes 14a to 14a
4f can be fully mounted on the surface of the elastic body 12,
A decrease in driving force can be suppressed.
【図1】第1実施形態の超音波アクチュエータの構造を
示す上面図である。FIG. 1 is a top view illustrating a structure of an ultrasonic actuator according to a first embodiment.
【図2】第1実施形態の超音波アクチュエータの下面図
である。FIG. 2 is a bottom view of the ultrasonic actuator according to the first embodiment.
【図3】第2実施形態の超音波アクチュエータの構造を
示す説明図であり、図3(a)は上面図,図3(b)は
弾性体に発生する縦1次−屈曲4次振動モードの一例を
示す説明図である。3A and 3B are explanatory views showing the structure of an ultrasonic actuator according to a second embodiment, wherein FIG. 3A is a top view, and FIG. 3B is a longitudinal first-bending fourth-order vibration mode generated in an elastic body. It is explanatory drawing which shows an example of.
【図4】従来の縦1次−屈曲6次振動を利用した振動子
の構造を示す説明図であり、図4(a)は上面図,図4
(b)は底面図,図4(c)は弾性体に発生する縦1次
−屈曲6次振動モードの一例を示す説明図である。4A and 4B are explanatory views showing the structure of a conventional vibrator utilizing longitudinal primary-bending sixth order vibration. FIG. 4A is a top view, FIG.
4B is a bottom view, and FIG. 4C is an explanatory diagram showing an example of a longitudinal primary-bending sixth-order vibration mode generated in the elastic body.
10 超音波アクチュエータ 11 振動子 12 弾性体 13 圧電体 14a,14c,14e 第1電極 14b,14d,14f 第2電極 15 第1電極接続部(ライン電極) 16 第2電極接続部(ライン電極) 17 下部電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic actuator 11 Vibrator 12 Elastic body 13 Piezoelectric body 14a, 14c, 14e 1st electrode 14b, 14d, 14f 2nd electrode 15 1st electrode connection part (line electrode) 16 2nd electrode connection part (line electrode) 17 Lower electrode
Claims (8)
動を発生する電気機械変換素子と、 前記電気機械変換素子に第1位相の駆動信号を入力する
複数の第1電極と、 前記電気機械変換素子に第2位相の駆動信号を入力する
とともに前記第1電極には接触しない複数の第2電極と
を備える振動アクチュエータであって、 複数の前記第1電極は互いに第1電極接続部を介して接
続されること、及び/又は、複数の前記第2電極は互い
に第2電極接続部を介して接続されることを特徴とする
振動アクチュエータ。An electromechanical transducer mounted on the elastic body to generate longitudinal and bending vibrations in the elastic body; a first phase drive signal transmitted to the electromechanical transducer. And a plurality of second electrodes that input a second-phase drive signal to the electromechanical transducer and do not contact the first electrode. A vibration actuator, wherein the first electrodes are connected to each other via a first electrode connection, and / or the plurality of second electrodes are connected to each other via a second electrode connection.
タにおいて、 複数の前記第1電極及び複数の前記第2電極は、いずれ
も、前記電気機械変換素子の表面に設けられることを特
徴とする振動アクチュエータ。2. The vibration actuator according to claim 1, wherein the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes are all provided on a surface of the electromechanical transducer. Actuator.
アクチュエータにおいて、 複数の前記第1電極及び複数の前記第2電極は、互いに
離間して、前記弾性体の長手方向に、交互に連設される
ことを特徴とする振動アクチュエータ。3. The vibration actuator according to claim 1, wherein the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes are separated from each other and alternately in a longitudinal direction of the elastic body. A vibration actuator, which is provided continuously.
タにおいて、 前記第1電極接続部の面積は、隣接する前記第2電極の
面積よりも小さいとともに、前記第2電極接続部の面積
は、隣接する前記第1電極の面積よりも小さいことを特
徴とする振動アクチュエータ。4. The vibration actuator according to claim 3, wherein an area of the first electrode connection is smaller than an area of the adjacent second electrode, and an area of the second electrode connection is adjacent to the second electrode. The vibration actuator is smaller than the area of the first electrode.
項に記載された振動アクチュエータにおいて、 前記第1電極及び前記第2電極は、前記弾性体に発生す
る前記屈曲振動の腹位置を含む位置に設けられることを
特徴とする振動アクチュエータ。5. The method according to claim 1, wherein:
In the vibration actuator described in the paragraph, the first electrode and the second electrode are provided at positions including antinode positions of the bending vibration generated in the elastic body.
項に記載された振動アクチュエータにおいて、 前記第1電極,前記第2電極,前記第1電極接続部及び
前記第2電極接続部は、いずれも、印刷法又は薄膜形成
法により、形成されることを特徴とする振動アクチュエ
ータ。6. Any one of claims 1 to 5
In the vibration actuator described in the paragraph, the first electrode, the second electrode, the first electrode connection portion, and the second electrode connection portion are all formed by a printing method or a thin film forming method. Characteristic vibration actuator.
タにおいて、 前記第1電極及び前記第1電極接続部は一体に形成され
るとともに、前記第2電極及び前記第2電極接続部は一
体に形成されることを特徴とする振動アクチュエータ。7. The vibration actuator according to claim 6, wherein the first electrode and the first electrode connection are integrally formed, and the second electrode and the second electrode connection are integrally formed. A vibration actuator.
動を発生する電気機械相互変換素子と、 前記電気機械相互変換素子から電気エネルギを取り出す
複数の電極とを備える振動アクチュエータであって、 複数の前記電極は互いに電極接続部を介して接続される
ことを特徴とする振動アクチュエータ。8. An elastic body having a rectangular flat plate shape, an electromechanical interconversion element mounted on the elastic body to generate longitudinal vibration and bending vibration on the elastic body, and extracting electric energy from the electromechanical interconversion element. A vibration actuator comprising: a plurality of electrodes; wherein the plurality of electrodes are connected to each other via an electrode connection unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9009989A JPH10210767A (en) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Oscillation actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9009989A JPH10210767A (en) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Oscillation actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10210767A true JPH10210767A (en) | 1998-08-07 |
Family
ID=11735289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9009989A Pending JPH10210767A (en) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | Oscillation actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10210767A (en) |
-
1997
- 1997-01-23 JP JP9009989A patent/JPH10210767A/en active Pending
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