JPH1056787A - Vibrating actuator - Google Patents

Vibrating actuator

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Publication number
JPH1056787A
JPH1056787A JP9117117A JP11711797A JPH1056787A JP H1056787 A JPH1056787 A JP H1056787A JP 9117117 A JP9117117 A JP 9117117A JP 11711797 A JP11711797 A JP 11711797A JP H1056787 A JPH1056787 A JP H1056787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
vibrator
gear
moving
motion
Prior art date
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Pending
Application number
JP9117117A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Okazaki
光宏 岡崎
Masaya Miyazaki
将哉 宮崎
Isao Sugaya
功 菅谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9117117A priority Critical patent/JPH1056787A/en
Publication of JPH1056787A publication Critical patent/JPH1056787A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the driving efficiency of an ultrasonic actuator by a method wherein a pillar-shaped relative motion member is pressurized to, and brought into contact with, one edge of a vibrator, a motion transmission member is installed at the relative motion member and the propagation of a longitudinal vibration to the motion transmission member is prevented. SOLUTION: In a moving element 24 as a relative motion member, a hollow and nearly cylindrical moving-member matrix 36 is installed at an end part on the side which is at a distance from a vibrator 23, and a torus-shaped sliding material 37 is pasted on the edge on the side of the vibrator 23 of the moving- member matrix 36. In addition, a gear 38 as a motion transmission member is fitted to a small-diameter part 36a at the moving-member matrix 36, and a gap part 41 is formed between the moving-element matrix 36 and the gear 38 so that an impact stress which is generated in the moving member 24 is not propagated to the gear 38. Consequently, the impact stress which is generated in the moving member 24 is reflected by the edge on the side opposite to the sliding face of the moving-member matrix 36, and the energy of a longitudinal vibration is propagated inside the moving member 24. Thereby, the driving efficiency of an ultrasonic actuator 21 can be enhanced.

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、縦振動及び捩じり
振動を利用する振動子を備える振動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 vibration actuator having a vibrator utilizing longitudinal vibration and torsional vibration.

【0002】[0002]

【従来の技術】小型,軽量,低速性さらには高トルク等
を特徴とする振動アクチュエータは、カメラを始めとす
る様々な製品において実用化が次々に図られており、近
年では、その開発がよりいっそう活発化してきている。
2. Description of the Related Art Vibration actuators characterized by small size, light weight, low speed, high torque, etc. are being put to practical use in various products such as cameras. It is becoming more active.

【0003】図10は、実開平4−2987号公報によ
り提案された振動アクチュエータ1の構造を示す説明図
である。図10に示すように、この振動アクチュエータ
1は、振動子(ステータ)2と、ヘッドマス5及び相対
運動部材である移動子(ロータ)10とを備える。振動
子2は、積層圧電アクチュエータで構成された縦振動子
3と、ランジュバン型振動励振用圧電素子(捩じり振動
子)4と、ヘッドマス5と、金属ブロック6と、絶縁体
8a,8bとにより構成される。これらはボルト9によ
り貫通されて固定され、金属ブロック6の端面側に六角
ボルト7がねじ止めされることにより、ボルト9に固定
され支持される。
FIG. 10 is an explanatory view showing the structure of a vibration actuator 1 proposed by Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-2987. As shown in FIG. 10, the vibration actuator 1 includes a vibrator (stator) 2, a head mass 5, and a mover (rotor) 10 as a relative motion member. The vibrator 2 includes a longitudinal vibrator 3 formed of a laminated piezoelectric actuator, a Langevin-type vibration-exciting piezoelectric element (torsional vibrator) 4, a head mass 5, a metal block 6, and insulators 8a and 8b. It consists of. These are penetrated and fixed by bolts 9, and are fixed to and supported by the bolts 9 by screwing the hexagonal bolts 7 on the end surface side of the metal block 6.

【0004】移動子10は、内蔵されたベアリング11
を介してボルト9に回転自在に支持される。さらに、移
動子10は、ボルト9にねじ止めされたナット14及び
コイルバネ13により台座12を介して、ヘッドマス5
に押し付けられる。さらに、移動子10の外周部上端面
側には、平歯車等の運動伝達部材10aが移動子10と
一体に形成される。縦振動子3は、振動子2の共振周波
数に一致した形で非共振で励振される。また、振動子2
は捩じり振動モードを利用したメカニカルチャンネルフ
ィルタの変換子部分の動作において、丸棒の捩じり変形
によるモードにより動作する。しかも、振動子2はヘッ
ドマス5により運動量がさらに増幅される。したがっ
て、この振動子2により、移動子10が接触するヘッド
マス5の端面において、共振周波数において、時計回り
方向と反対回り方向への回転力が生み出される。
The movable element 10 has a built-in bearing 11
And is rotatably supported by the bolt 9 via. Further, the moving element 10 is connected to the head mass 5 via the pedestal 12 by the nut 14 and the coil spring 13 screwed to the bolt 9.
Pressed to. Further, a motion transmitting member 10 a such as a spur gear is formed integrally with the movable element 10 on the upper end surface side of the outer peripheral portion of the movable element 10. The vertical vibrator 3 is excited non-resonantly in a form that matches the resonance frequency of the vibrator 2. Also, the vibrator 2
In the operation of the transducer portion of the mechanical channel filter using the torsional vibration mode, the operation is performed in the mode due to the torsional deformation of the round bar. In addition, the momentum of the vibrator 2 is further amplified by the head mass 5. Therefore, the vibrator 2 generates a rotating force in the clockwise direction and the counterclockwise direction at the resonance frequency at the end face of the head mass 5 with which the moving element 10 contacts.

【0005】図10に示す振動アクチュエータ1では、
運動伝達部材10aを組み入れた振動子2の形状の簡素
化,振動アクチュエータ1の振動設計の容易さ、さらに
は、振動子2の振動拘束の抑制を図るため、移動子10
の外周部上端面側に平歯車10aを一体的に形成してい
る。
[0005] In the vibration actuator 1 shown in FIG.
In order to simplify the shape of the vibrator 2 incorporating the motion transmitting member 10a, facilitate the vibration design of the vibration actuator 1, and suppress the vibration constraint of the vibrator 2, the moving element 10
A spur gear 10a is integrally formed on the upper end surface side of the outer peripheral portion of.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の振動ア
クチュエータ1では、振動子2との衝突により移動子1
0に伝搬される縦振動のエネルギーの一部が、平歯車1
0aとかみ合う外部装置に吸収されてしまう。そのた
め、振動子2と移動子10との断続的な接触を、設計目
標通りに行うことが出来なくなり、振動アクチュエータ
1の駆動効率の低下を招いてしまうという課題がある。
However, in the vibration actuator 1 described above, the moving element 1
A part of the energy of the longitudinal vibration transmitted to the spur gear 1
0a is absorbed by an external device that engages with Oa. Therefore, the intermittent contact between the vibrator 2 and the moving element 10 cannot be performed as designed, and there is a problem that the driving efficiency of the vibration actuator 1 is reduced.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、振動
アクチュエータが、軸方向への縦振動及び軸方向に関す
る捩じり振動を発生する柱状の振動子と、前記振動子の
一方の端面に加圧接触する柱状の相対運動部材と、前記
相対運動部材に設けられる運動伝達部材と、前記縦振動
の前記運動伝達機構への伝播を防止する振動防止機構と
を有していることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, a vibration actuator generates a columnar vibrator for generating longitudinal vibration in an axial direction and torsional vibration in an axial direction, and one end face of the vibrator. A relative motion member having a columnar shape that comes into pressure contact with the motor, a motion transmission member provided on the relative motion member, and a vibration prevention mechanism that prevents the longitudinal vibration from propagating to the motion transmission mechanism. And

【0008】請求項2の発明は、請求項1に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記振動防止機構は、前記相
対運動部材と前記運動伝達部材との間に配置され、前記
縦振動の振動方向と交わる方向に沿って設けられた間隙
部を有してい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, the vibration preventing mechanism is disposed between the relative motion member and the motion transmission member, and intersects the vibration direction of the longitudinal vibration. It has a gap provided along the direction.

【0009】請求項3の発明は、請求項1に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記振動防止機構は、前記相
対運動部材と前記運動伝達部材との間に配置され、弾性
変形部を有していることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the first aspect, the vibration preventing mechanism is disposed between the relative motion member and the motion transmission member, and has an elastic deformation portion. It is characterized by the following.

【0010】請求項4の発明は、請求項3に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記弾性変形部は、前記軸方
向に関する位置が、前記運動伝達部材と前記運動伝達部
材によって駆動される被駆動部材とが接触状態にある領
域の内側となるように配置されていることを特徴とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the third aspect, the position of the elastic deformation portion with respect to the axial direction is determined by the motion transmitting member and a driven member driven by the motion transmitting member. Are arranged inside a region in a contact state.

【0011】請求項5の発明は、請求項3に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記弾性変形部は、前記運動
伝達部材の前記振動子側の端面で前記相対運動部材に結
合されることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the third aspect, the elastic deformation portion is coupled to the relative motion member at an end face of the motion transmission member on the vibrator side. I do.

【0012】請求項6の発明は、請求項3に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記弾性変形部は、前記運動
伝達部材の前記軸方向に関してほぼ中心となる位置に設
けられることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the third aspect, the elastic deformation portion is provided at a position substantially at the center in the axial direction of the motion transmitting member.

【0013】請求項7の発明は、請求項3に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記振動子と前記相対運動部
材を支持する固定軸と、前記相対運動部材に設置されて
前記相対運動部材を前記固定軸に対して支持する支持部
材とを更に有し、前記弾性変形部と前記支持部材とは前
記軸方向に関してほぼ同じ位置に設けられることを特徴
とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the third aspect, a fixed shaft for supporting the vibrator and the relative movement member, and the fixed shaft provided on the relative movement member to fix the relative movement member. A support member for supporting the shaft, wherein the elastically deformable portion and the support member are provided at substantially the same position in the axial direction.

【0014】請求項8の発明は、請求項1に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記運動伝達部材は、樹脂材
料からなることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the first aspect, the motion transmitting member is made of a resin material.

【0015】請求項9の発明は、請求項1に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記運動伝達部材は、歯車又
はカムであることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the first aspect, the motion transmitting member is a gear or a cam.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)以下、本発明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。図1は、本実
施形態の超音波アクチュエータ21を示す側面図であ
り、図2は、この超音波アクチュエータ21の縦断面図
である。本実施形態の超音波アクチュエータ21は、棒
状の固定軸22と、固定軸22に固定・保持される振動
子23と、固定軸22に回動自在に保持される相対運動
部材である移動子24とを備える。以下、これらの構成
要素を説明する。
(First Embodiment) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the description of each embodiment is as follows.
An example of an ultrasonic actuator using an ultrasonic vibration region as the vibration actuator will be described. FIG. 1 is a side view showing an ultrasonic actuator 21 of the present embodiment, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the ultrasonic actuator 21. The ultrasonic actuator 21 of the present embodiment includes a rod-shaped fixed shaft 22, a vibrator 23 fixed and held on the fixed shaft 22, and a movable member 24 which is a relative motion member rotatably held on the fixed shaft 22. And Hereinafter, these components will be described.

【0017】固定軸22は、棒状部材であって、上端部
22a側にねじ部が設けられる。一方、下端部22b側
は、図示しない搭載対象機器の固定部に固定され設置さ
れる。さらに、固定軸22には、ボルト貫通孔25a,
25b,25c及び25dが形成されるとともに、長手
方向ほぼ中央部には、固定ピン貫通孔26が形成され
る。
The fixed shaft 22 is a rod-shaped member, and has a threaded portion on the upper end 22a side. On the other hand, the lower end 22b side is fixed and installed on a fixing portion of a mounting target device (not shown). Further, the fixed shaft 22 has bolt through holes 25a,
25b, 25c and 25d are formed, and a fixing pin through-hole 26 is formed substantially at the center in the longitudinal direction.

【0018】振動子23は、中空円柱状の弾性体を中心
軸を含む平面で縦に2分割することにより得られる半中
空円柱状弾性体27a,27bと、半中空円柱状弾性体
27a,27bの二つの分割面に2層ずつ積層した状態
で配置される捩じり振動用の圧電素子である電気機械変
換素子28aと、縦振動用の圧電素子である電気機械変
換素子28bとによって、構成される。
The vibrator 23 has semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a and 27b obtained by vertically dividing a hollow cylindrical elastic body into two planes including a central axis, and semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a and 27b. An electromechanical transducer 28a, which is a piezoelectric element for torsional vibration, and an electromechanical transducer 28b, which is a piezoelectric element for longitudinal vibration, are arranged in a state where two layers are stacked on each of the two divided surfaces. Is done.

【0019】半中空円柱状弾性体27a,27bは、ス
テンレス鋼等の金属材料又はプラスチック材料等により
構成される。本実施形態では、密度や弾性率が高いステ
ンレス鋼により構成される。そのため、移動子24と振
動子23との衝突により発生する衝突力又は衝撃応力を
大きくすることができる。これにより、超音波アクチュ
エータの発生トルクを大きくすることができる。半中空
円柱状弾性体27a,27bの側面には、溝部が設けら
れて小径部30a,30b,30cが形成される。この
小径部は、2分割前の中空円柱状弾性体に形成される。
小径部30a及び30cは半中空円柱状弾性体27a,
27bに発生する2次の捩じり振動の節位置に形成さ
れ、一方、小径部30bは半中空円柱状弾性体27a,
27bに発生する1次の縦振動の節位置に形成される。
半中空円柱状弾性体27a,27bに小径部30a〜3
0cを形成するのは、半中空円柱状弾性体27a,27
bに発生させる捩じり振動,縦振動それぞれの共振周波
数を近接又は一致させるためである。
The semi-hollow cylindrical elastic members 27a and 27b are made of a metal material such as stainless steel or a plastic material. In this embodiment, it is made of stainless steel having a high density and a high elastic modulus. Therefore, the collision force or impact stress generated by the collision between the moving element 24 and the vibrator 23 can be increased. Thereby, the torque generated by the ultrasonic actuator can be increased. Grooves are provided on the side surfaces of the semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a, 27b to form small diameter parts 30a, 30b, 30c. The small diameter portion is formed in the hollow cylindrical elastic body before the division into two.
The small diameter portions 30a and 30c are semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a,
The small-diameter portion 30b is formed at a node position of the secondary torsional vibration generated in the semi-hollow cylindrical elastic body 27a, 27b.
It is formed at the node position of the primary longitudinal vibration generated at 27b.
The small-diameter portions 30a to 3
0c is formed by semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a, 27a.
This is to make the resonance frequencies of torsional vibration and longitudinal vibration generated in b close to each other or coincide with each other.

【0020】半中空円柱状弾性体27a,27bには、
小径部30a〜30cによって区切られることにより、
大径部30A,30B,30C及び30Dが形成され
る。大径部30A〜30Dの振動子長手方向に関するほ
ぼ中央部には、ボルト貫通孔31a,31b,31c及
び31dが形成されるとともに、小径部30bの振動子
長手方向に関するほぼ中央部には、固定ピン貫通孔32
が形成される。
The semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a and 27b include:
By being separated by the small diameter portions 30a to 30c,
Large diameter portions 30A, 30B, 30C and 30D are formed. Bolt through holes 31a, 31b, 31c and 31d are formed substantially at the center of the large diameter portions 30A to 30D in the transducer longitudinal direction, and fixed at substantially the center of the small diameter portion 30b in the transducer longitudinal direction. Pin through hole 32
Is formed.

【0021】ボルト貫通孔31a〜31dの孔径及び設
置ピッチは、固定軸24に形成されるボルト貫通孔25
a〜25dの孔径及び設置ピッチと一致させる。また、
固定ピン貫通孔32の孔径及び設置位置は、固定ピン貫
通孔26の孔径及び設置位置と一致させる。
The hole diameters and installation pitches of the bolt through holes 31 a to 31 d are determined by the bolt through holes 25 formed in the fixed shaft 24.
Match the hole diameter and the installation pitch of a to 25d. Also,
The hole diameter and the installation position of the fixed pin through hole 32 are made to match the hole diameter and the installation position of the fixed pin through hole 26.

【0022】捩じり振動用の圧電素子28a、縦振動用
の圧電素子28bは、いずれも、電気エネルギーを機械
的変位に変換する電気機械変換素子である。各圧電素子
は、PZTにより、薄板状に形成される。捩じり振動用
の圧電素子28aは、半中空円柱状弾性体27a,27
bに発生する捩じり振動の二つの節位置のうちの一つを
含む位置に、電極31eを挟んだ状態で配置される。一
方、縦振動用の圧電素子28bは、半中空円柱状弾性体
27a,27bに発生する縦振動の節位置を含む位置
に、電極31fを挟んだ状態で配置される。
Each of the piezoelectric element 28a for torsional vibration and the piezoelectric element 28b for longitudinal vibration is an electromechanical transducer for converting electric energy into mechanical displacement. Each piezoelectric element is formed in a thin plate shape by PZT. The piezoelectric element 28a for torsional vibration includes semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a, 27a.
The electrode 31e is disposed at a position including one of the two node positions of the torsional vibration generated in b with the electrode 31e interposed therebetween. On the other hand, the piezoelectric element 28b for longitudinal vibration is disposed at a position including a node position of longitudinal vibration generated in the semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a, 27b with the electrode 31f interposed therebetween.

【0023】振動子23には、半中空円柱状弾性体27
a,27bの二つの分割面に2層の圧電素子28a,2
8b及び、電極31e,31fを接着して固定すること
により、中空部が形成される。この中空部に、環状のカ
ラー部材22c,22dを装着した固定軸22を挿入す
る。この振動子23及び固定軸22に、ボルト33a,
33b,33c,33dを、それぞれボルト貫通孔25
a〜25d及びボルト貫通孔31a〜31dに貫通して
からナット34a,34b,34c,34dをねじ止め
する。更に、固定ピン貫通孔26及び固定ピン貫通孔3
2に同一外径の固定ピン35を貫通させて固定すること
により、図2に示す状態で固定軸22により固定され
る。なお、カラー部材22c,22dは固定軸22の駆
動時における軸振れの防止のために設置される。
The vibrator 23 has a semi-hollow cylindrical elastic body 27
a, 27b, two layers of piezoelectric elements 28a, 28b
A hollow portion is formed by bonding and fixing the electrode 8b and the electrodes 31e and 31f. The fixed shaft 22 to which the annular collar members 22c and 22d are attached is inserted into this hollow portion. Bolts 33 a,
33b, 33c and 33d are respectively inserted into the bolt through holes 25.
Then, the nuts 34a, 34b, 34c, and 34d are screwed after penetrating the bolts a to 25d and the bolt through holes 31a to 31d. Further, the fixed pin through hole 26 and the fixed pin through hole 3
2 is fixed by the fixed shaft 22 in a state shown in FIG. The collar members 22c and 22d are provided to prevent shaft runout when the fixed shaft 22 is driven.

【0024】移動子24は、振動子23から離れた側の
端部に小径部36aを有する中空でほぼ円柱状の移動子
母材36と,移動子母材36の振動子23側の端面に貼
り付けられる円環状の摺動材37と,小径部36aには
め込まれる運動伝達部材である歯車38とを備える。
The movable element 24 has a hollow, substantially cylindrical movable element base material 36 having a small diameter portion 36a at an end remote from the oscillator 23, and an end face of the movable element base material 36 on the oscillator 23 side. An annular sliding member 37 to be attached and a gear 38 which is a motion transmitting member to be fitted into the small diameter portion 36a are provided.

【0025】移動子母材36は、本実施形態ではステン
レス鋼からなり、振動子23側端面には、環状の凸部3
6bが形成されており、この凸部36bの端面に摺動材
37が貼り付けられる。移動子母材36の振動子23か
ら離れた端面側には、溝部39が環状に形成されてお
り、この溝部39にベアリング40がはめ込まれる。ベ
アリング40は固定軸22に支持される。これにより、
移動子母材36は、固定軸22に回動自在に支持され
る。
In the present embodiment, the moving element base material 36 is made of stainless steel.
6b is formed, and a sliding member 37 is attached to an end face of the convex portion 36b. A groove 39 is formed in an annular shape on the end face side of the mover base material 36 away from the vibrator 23, and a bearing 40 is fitted into the groove 39. The bearing 40 is supported on the fixed shaft 22. This allows
The moving element base material 36 is rotatably supported by the fixed shaft 22.

【0026】円環状の歯車38は、移動子母材36の小
径部36aにはめ込まれる。すなわち、歯車38は、高
密度が必要ではなく駆動力伝達に必要な強度を有してい
ればよい。また、歯車38は移動子母材36の外周部に
設けられるため、歯車38の質量は移動子母材36に発
生する慣性モーメントに関する影響が大きい。歯車38
の質量が大きいと慣性モーメントが大きくなり、移動子
24の回転応答速度が低くなる。そのため、本実施形態
では、移動子24の材質は比強度の高いアルミニウム合
金を用い、さらに耐磨耗性を向上させるために表面をア
ルマイト処理してある。
The annular gear 38 is fitted into the small diameter portion 36 a of the moving element base material 36. That is, the gear 38 does not need to have a high density, but only needs to have a strength necessary for transmitting the driving force. Further, since the gear 38 is provided on the outer peripheral portion of the moving element base material 36, the mass of the gear 38 has a large influence on the inertia moment generated in the moving element base material 36. Gear 38
Is large, the moment of inertia increases, and the rotational response speed of the moving element 24 decreases. For this reason, in the present embodiment, the material of the moving element 24 is an aluminum alloy having a high specific strength, and the surface is anodized to further improve abrasion resistance.

【0027】なお、本実施形態では移動子母材36と歯
車38とをはめ合わせているが、これ以外の方法であっ
てもよい。例えば、圧入,接着又はキー溝やすり割り等
の手段を用いることにより、移動子母材36に歯車38
を固定するようにしてもよい。さらには、これらの方法
を適宜組み合わせることにより、固定してもよい。本実
施形態では、移動子母材36と歯車38との間に、半中
空円柱状弾性体27a,27bに発生する縦振動の振動
方向(図面における上下方向)に関する間隙部41が、
環状に形成される。
In the present embodiment, the moving element base material 36 and the gear 38 are fitted, but other methods may be used. For example, by using means such as press-fitting, bonding, or keyway file, a gear 38
May be fixed. Further, these methods may be appropriately combined and fixed. In the present embodiment, a gap 41 between the moving element base material 36 and the gear 38 with respect to the vibration direction (vertical direction in the drawing) of the longitudinal vibration generated in the semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a and 27b is provided.
It is formed in an annular shape.

【0028】ベアリング40の上部には、外向きフラン
ジが形成された加圧力伝達部材42が固定軸22により
保持される。また、固定軸22に形成されたねじ部22
aには、加圧力調整部材であるナット43がねじ止め固
定されており、加圧力伝達部材42とナット43との間
には、加圧部材である皿ばね44が装着される。ナット
43の固定軸22に対するねじ止め位置を調整すること
により、皿ばね44のばね力が調整され、振動子23と
移動子24との間の加圧力が調整される。なお、加圧部
材には、皿ばね44以外にコイルばねや板ばね等を用い
てもよい。
On the upper part of the bearing 40, a pressing force transmitting member 42 formed with an outward flange is held by a fixed shaft 22. In addition, the screw portion 22 formed on the fixed shaft 22
A nut 43 as a pressing force adjusting member is screwed and fixed to a. A disc spring 44 as a pressing member is mounted between the pressing force transmitting member 42 and the nut 43. By adjusting the screwing position of the nut 43 with respect to the fixed shaft 22, the spring force of the disc spring 44 is adjusted, and the pressing force between the vibrator 23 and the moving element 24 is adjusted. Note that a coil spring, a leaf spring, or the like may be used as the pressing member in addition to the disc spring 44.

【0029】以上のように構成される本実施形態の振動
アクチュエータ21では、捩じり振動用の圧電素子28
a、縦振動用の圧電素子28bそれぞれに図示しない駆
動電圧発生装置から、電極31e,31fを介して、
(π/2)の位相差を有する2相の駆動電圧を印加する
と、半中空円柱状弾性体27a及び27bには、振動子
の軸方向への1次の縦振動と振動子の軸方向に関する2
次の捩じり振動とが発生する。発生する縦振動及び捩じ
り振動は合成されて、振動子23の一方の端面である駆
動面23aに楕円状の振幅が発生する。
In the vibration actuator 21 of the present embodiment configured as described above, the piezoelectric element 28 for torsional vibration
a, from a drive voltage generator (not shown) for each of the piezoelectric elements 28b for longitudinal vibration, via electrodes 31e and 31f.
When a two-phase driving voltage having a phase difference of (π / 2) is applied, the semi-hollow cylindrical elastic bodies 27a and 27b are affected by the primary longitudinal vibration in the axial direction of the vibrator and the axial direction of the vibrator. 2
The following torsional vibration occurs. The generated longitudinal vibration and torsional vibration are combined, and an elliptical amplitude is generated on the driving surface 23a, which is one end surface of the vibrator 23.

【0030】発生した楕円状の振幅は、駆動面23aに
加圧接触する移動子24に伝搬される。これにより、移
動子24は回転駆動される。この際、振動子23に発生
する縦振動は、振動子23及び移動子24の断続的な接
触を行うクラッチ作用を奏し、振動子23に発生する捩
じり振動を一方向にだけ伝搬する。したがって、本実施
形態の振動アクチュエータ21の性能をできるだけ高く
維持するには、捩じり振動による一方向への回転変位が
生じている時期だけに、縦振動により振動子23及び移
動子24を接触させることが重要である。
The generated elliptical amplitude is transmitted to the moving element 24 which comes into pressure contact with the driving surface 23a. Thereby, the moving element 24 is driven to rotate. At this time, the longitudinal vibration generated in the vibrator 23 has a clutch effect of intermittent contact between the vibrator 23 and the moving element 24, and propagates the torsional vibration generated in the vibrator 23 in only one direction. Therefore, in order to maintain the performance of the vibration actuator 21 of this embodiment as high as possible, the vibrator 23 and the moving element 24 are brought into contact by the It is important that

【0031】ここで、縦振動により振動子23及び移動
子24が衝突した際には、衝突による衝撃応力が移動子
24の接触面に発生する。発生した衝撃応力は、移動子
24の内部を順次伝搬するが、この衝突によるエネルギ
ーを移動子24の外部にできるだけ拡散させないように
することが、縦振動の振動エネルギーを有効に利用する
ためには、極めて重要である。
Here, when the vibrator 23 and the moving element 24 collide with each other due to longitudinal vibration, impact stress due to the collision is generated on the contact surface of the moving element 24. The generated impact stress sequentially propagates inside the moving element 24. In order to effectively use the vibration energy of the longitudinal vibration, it is necessary to minimize the energy due to the collision to the outside of the moving element 24 as much as possible. Is crucial.

【0032】本実施形態では、移動子24に発生した衝
撃応力を歯車38にできるだけ伝搬させないために、移
動子母材36と歯車38との間に間隙部41を設けるこ
とにより、縦振動方向に関して、移動子母材36と歯車
38とを分離してある。その結果、移動子母材36の摺
動面とは反対側の端面は、間隙部41が形成されること
により自由端となっている。そのため、移動子24と振
動子23との接触面において移動子24に発生した衝撃
応力は、移動子母材36の摺動面とは反対側の端面にお
いて反射する際に、移動子24の外部へ拡散しなくな
る。その結果、移動子24に発生した衝撃応力を、移動
子母材36の摺動面とは反対側の端面で確実に反射させ
ることが可能となる。
In this embodiment, a gap 41 is provided between the moving element base material 36 and the gear 38 so that the impact stress generated in the moving element 24 is not propagated to the gear 38 as much as possible. , The moving element base material 36 and the gear 38 are separated. As a result, the end surface of the movable element base material 36 opposite to the sliding surface is a free end due to the formation of the gap 41. Therefore, when the impact stress generated in the movable element 24 at the contact surface between the movable element 24 and the vibrator 23 is reflected on the end face opposite to the sliding surface of the movable element base material 36, Will not spread to As a result, it is possible to reliably reflect the impact stress generated in the movable element 24 on the end face of the movable element base material 36 opposite to the sliding surface.

【0033】反射した衝撃応力は、移動子24の振動子
23との接触面に到達する。このように、縦振動のエネ
ルギーは移動子24内に伝搬することになる。その結
果、縦振動の振動エネルギーが有効に利用され、振動子
23及び移動子24の分離が容易に行われる。これによ
り、間隙部41が形成されていない場合に、移動子24
に発生する衝撃応力が歯車38を通過して移動子24の
外部へ拡散することにより発生する、振動子23及び移
動子24の間の分離不良が解消される。そのため、振動
アクチュエータ21の回転数及びトルクの低下や低速回
転域における駆動の不安定さが解消される。
The reflected impact stress reaches the contact surface of the moving element 24 with the vibrator 23. As described above, the energy of the longitudinal vibration propagates into the moving element 24. As a result, the vibration energy of the longitudinal vibration is effectively used, and the vibrator 23 and the moving element 24 are easily separated. Thereby, when the gap portion 41 is not formed, the moving element 24
The improper separation between the vibrator 23 and the moving element 24, which is caused by the impact stress generated in the vibration element 23 being diffused to the outside of the moving element 24 through the gear 38, is eliminated. Therefore, reduction of the rotation speed and torque of the vibration actuator 21 and instability of driving in the low-speed rotation range are eliminated.

【0034】(第2実施形態)以下、本発明の第2実施
形態を説明する。なお、以降の各実施形態の説明は、先
に説明した実施形態と相違する部分だけを説明すること
とし、共通する部分に関する重複する説明は、適宜省略
する。本実施形態では、歯車38を、例えばポリアセタ
ール,ナイロン,PTFE含有樹脂等の樹脂材料により
構成する。これらの樹脂材料を用いることにより、静粛
性及び耐磨耗性の向上,歯車38とかみ合う歯車の損傷
防止,軽量性,さらには射出成形による低コスト化等を
図ることが可能となる。また、これらの樹脂材料は固体
潤滑性を有するため、基本的に、潤滑油を用いる必要が
ない。そのため、振動子23及び移動子24の接触面に
潤滑油が漏れて動力伝達不良を発生するおそれが解消さ
れる。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description of each embodiment, only portions different from the above-described embodiment will be described, and redundant description of common portions will be omitted as appropriate. In the present embodiment, the gear 38 is made of a resin material such as polyacetal, nylon, or a resin containing PTFE. By using these resin materials, it is possible to improve quietness and abrasion resistance, prevent damage to gears meshing with the gears 38, reduce weight, and reduce costs by injection molding. Further, since these resin materials have solid lubricating properties, there is basically no need to use a lubricating oil. Therefore, the possibility that the lubricating oil leaks to the contact surface between the vibrator 23 and the moving element 24 to cause power transmission failure is eliminated.

【0035】さらに、これらの樹脂材料には、強度を向
上させるために、前述した樹脂材料に、ガラス繊維,カ
ーボン繊維,ウィスカー等を添加してもよい。なお、移
動子母材36との固定には、圧入を用いることが望まし
い。振動吸収能力が大きい樹脂材料により歯車38が構
成されている場合には、間隙部41が形成されていない
と、移動子24に発生する衝撃応力が歯車38により吸
収され、振動子23及び移動子24の間の分離不良が極
めて発生し易い。したがって、歯車38が樹脂材料によ
り構成されている場合には、移動子母材36と歯車38
との間に間隙部41を設けることは、特に効果が大き
い。
Further, to these resin materials, glass fibers, carbon fibers, whiskers and the like may be added to the above-mentioned resin materials in order to improve the strength. In addition, it is desirable to use press fitting for fixing to the moving element base material 36. In the case where the gear 38 is formed of a resin material having a large vibration absorbing ability, if the gap portion 41 is not formed, the shock stress generated in the moving element 24 is absorbed by the gear 38 and the vibrator 23 and the moving element It is extremely easy to cause separation failure between the two. Therefore, when the gear 38 is made of a resin material, the moving child base material 36 and the gear 38
Providing the gap portion 41 between them has a particularly large effect.

【0036】(第3実施形態)図3は、第3実施形態の
超音波アクチュエータ21−1の移動子24−1を抽出
して示す断面図である。本実施形態の超音波アクチュエ
ータ21−1の移動子24−1が、第1実施形態の超音
波アクチュエータ21の移動子24と相違するのは、ベ
アリング40だけでなく、加圧力伝達部材42,ナット
43及び皿ばね44も移動子母材36に内蔵した点であ
る。このように構成することにより、超音波アクチュエ
ータ21−1の全長を低減することが可能となる。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a sectional view showing a moving element 24-1 of an ultrasonic actuator 21-1 according to a third embodiment. The moving element 24-1 of the ultrasonic actuator 21-1 according to the present embodiment is different from the moving element 24 of the ultrasonic actuator 21 according to the first embodiment not only in the bearing 40 but also in the pressing force transmitting member 42 and the nut. 43 and a disc spring 44 are also incorporated in the moving element base material 36. With this configuration, it is possible to reduce the overall length of the ultrasonic actuator 21-1.

【0037】(第4実施形態)図4は、第4実施形態の
超音波アクチュエータ21−2の移動子24−2を抽出
して示す断面図である。本実施形態の超音波アクチュエ
ータ21−2は、第3実施形態の超音波アクチュエータ
21−1をさらに改良したものであり、歯車38に環状
に溝部45を形成して、弾性変形部46を構成する。す
なわち、本実施形態の超音波アクチュエータ21−2で
は、歯車38は駆動時に、歯車38とかみ合う相手の歯
車(図示しない)から半径方向に関する反力を受ける。
この反力により、移動子24−2の振動子23との接触
面が傾斜することがあり、振動子23との密着性が低下
して、駆動性能の低下が起こる可能性がある。また、歯
車38回転時に発生する歯車38の振動が移動子母材3
6に伝搬するため、振動子23との密着性が低下し、同
様に駆動性能の低下が起こる可能性がある。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a sectional view showing a moving element 24-2 of an ultrasonic actuator 21-2 according to a fourth embodiment. The ultrasonic actuator 21-2 according to the present embodiment is a further improvement of the ultrasonic actuator 21-1 according to the third embodiment, and an annular groove 45 is formed in the gear 38 to form an elastic deformation portion 46. . That is, in the ultrasonic actuator 21-2 of the present embodiment, the gear 38 receives a reaction force in the radial direction from a mating gear (not shown) that meshes with the gear 38 when driven.
Due to this reaction force, the contact surface of the moving element 24-2 with the vibrator 23 may be inclined, and the adhesion to the vibrator 23 may be reduced, and the driving performance may be reduced. Further, the vibration of the gear 38 generated when the gear 38 is rotated is
6, the adhesion to the vibrator 23 is reduced, and the driving performance may be similarly reduced.

【0038】このような超音波アクチュエータ21−2
の性能低下を防止するため、歯車38に溝部45を形成
して弾性変形部46を構成し、移動子24−2を傾斜さ
せる外力を、弾性変形部46の弾性変形により吸収す
る。これにより、歯車38がかみ合う相手の歯車から反
力を受けたり振動が発生しても、弾性変形部46が弾性
変形することにより、移動子24−2と振動子23との
密着性が保たれる。これにより、歯車38が受ける半径
方向の反力による駆動性能の低下を防止することができ
る。なお、本実施形態では、歯車38に弾性変形部46
を形成している。このように、弾性変形部46は運動伝
達部材である歯車38に一体的に形成してもよく、又は
移動子24−2に形成してもよい。さらに、歯車38,
移動子24−2とは別の部材に形成するようにしてもよ
い。
Such an ultrasonic actuator 21-2
In order to prevent the performance degradation, the elastic deformation portion 46 is formed by forming the groove portion 45 in the gear 38, and the external force that inclines the movable member 24-2 is absorbed by the elastic deformation of the elastic deformation portion 46. Thereby, even if the gear 38 receives a reaction force or generates vibration from the gear of the mating gear, the elastic deformation portion 46 is elastically deformed, so that the close contact between the moving member 24-2 and the vibrator 23 is maintained. It is. As a result, it is possible to prevent a reduction in driving performance due to a radial reaction force received by the gear 38. In this embodiment, the gear 38 has an elastically deformable portion 46.
Is formed. As described above, the elastic deformation portion 46 may be formed integrally with the gear 38 as the motion transmitting member, or may be formed on the moving member 24-2. Further, the gear 38,
The moving member 24-2 may be formed on another member.

【0039】(第5実施形態)図5(a)は、第5実施
形態の超音波アクチュエータ21−3の移動子24−3
に装着する駆動力取出部材であるカム47を示す上面図
であり、図5(b)は、第5実施形態の超音波アクチュ
エータ21−3の移動子24−3を抽出して示す断面図
である。本実施形態の超音波アクチュエータ21−3で
は、移動子24−3に駆動力取出部材として、カム47
をはめ込んで装着する。このように、駆動力取出部材を
変更することにより、駆動力を所望の形態で得ることが
可能となる。なお、第1実施形態〜第4実施形態におけ
る歯車38や第5実施形態におけるカム47以外に、例
えばクランク等を設置することも可能である。
(Fifth Embodiment) FIG. 5A shows a moving element 24-3 of an ultrasonic actuator 21-3 according to a fifth embodiment.
FIG. 5B is a top view showing a cam 47 which is a driving force extracting member attached to the moving member 24, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing a moving member 24-3 of an ultrasonic actuator 21-3 of the fifth embodiment. is there. In the ultrasonic actuator 21-3 according to the present embodiment, the cam 47 is provided to the movable element 24-3 as a driving force extracting member.
And fit it. As described above, by changing the driving force extracting member, it is possible to obtain the driving force in a desired form. In addition to the gear 38 in the first to fourth embodiments and the cam 47 in the fifth embodiment, for example, a crank or the like can be installed.

【0040】(第6実施形態)図6は、第6実施形態の
超音波アクチュエータ21−4を示した縦断面図であ
る。本実施形態の超音波アクチュエータ21−4は、固
定ピン35が振動子23に発生する捩じり振動の二つの
節位置のうちの移動子24寄りの節位置に設置されてい
る。この節位置は、小径部30aが形成されている位置
である。これにより、振動子23に発生する捩じり振動
を殆ど拘束しないので、振動子23に発生する捩じり振
動の振幅を大きく確保することが可能になる。その結
果、超音波アクチュエータ21−4の回転数を増加させ
ることができ、高回転型の超音波アクチュエータ21−
4を提供することができる。また、本実施形態の振動ア
クチュエータ21−4は、加圧部材としてコイルばね4
7を用いている。コイルばね47の上端は加圧環48に
よって支持されている。また、コイルばね47は、止め
輪49によって軸方向に関する位置が固定されている。
なお、この加圧部材は、他の実施形態と同様に皿ばね4
4を用いても良いし、板ばね等を用いても良い。
(Sixth Embodiment) FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an ultrasonic actuator 21-4 according to a sixth embodiment. In the ultrasonic actuator 21-4 of the present embodiment, the fixed pin 35 is installed at a node position closer to the moving element 24 among the two node positions of torsional vibration generated in the oscillator 23. This node position is a position where the small diameter portion 30a is formed. Thereby, since the torsional vibration generated in the vibrator 23 is hardly restricted, it is possible to ensure a large amplitude of the torsional vibration generated in the vibrator 23. As a result, the number of revolutions of the ultrasonic actuator 21-4 can be increased, and the high-rotation type ultrasonic actuator 21-
4 can be provided. Further, the vibration actuator 21-4 of the present embodiment includes a coil spring 4 as a pressing member.
7 is used. The upper end of the coil spring 47 is supported by a pressure ring 48. The position of the coil spring 47 in the axial direction is fixed by a retaining ring 49.
In addition, this pressurizing member is the same as the other embodiments,
4 or a leaf spring or the like may be used.

【0041】本実施形態の超音波アクチュエータ21−
4の移動子24−4は、第4実施形態の移動子24−2
をさらに改良したものであり、歯車38の両端面に環状
に溝部45を形成することにより、歯車38の厚さ方向
に関するほぼ中心位置に弾性変形部46が形成される。
また、図6に示すように、弾性変形部46は、軸方向に
関する位置が、歯車38と歯車38によって駆動される
被駆動部材である歯車50とが接触する領域50aの内
側となるように配置されている。弾性変形部46が軸方
向に関して歯車38と歯車50との接触領域50aの内
側に配置されていることにより、弾性変形部46の変形
によって生じる歯車38の軸ぶれを減少させることがで
きる。そのため、歯車38と歯車50との軸間距離の変
化を小さくすることができる。その結果、適切な軸間距
離が保たれ、反動の少ない歯車駆動が可能となる。更
に、弾性変形部46が、軸方向に関してベアリング40
と同じ位置に位置するよう配置すると良い。これによ
り、歯車50から受ける歯車38の半径方向に関する反
力は、軸方向に関してベアリング40と同じ位置で作用
する。その結果、振動子23と移動子24との密着性を
悪くするモーメントを小さくすることができる。
The ultrasonic actuator 21 of the present embodiment
The fourth moving element 24-4 is the moving element 24-2 according to the fourth embodiment.
Is further improved. By forming annular grooves 45 on both end surfaces of the gear 38, an elastically deformable portion 46 is formed at a substantially central position in the thickness direction of the gear 38.
As shown in FIG. 6, the elastic deformation portion 46 is arranged such that the position in the axial direction is inside the region 50 a where the gear 38 and the gear 50, which is the driven member driven by the gear 38, come into contact. Have been. Since the elastic deformation portion 46 is arranged inside the contact area 50a between the gear 38 and the gear 50 in the axial direction, the axial deflection of the gear 38 caused by the deformation of the elastic deformation portion 46 can be reduced. Therefore, a change in the distance between the shafts of the gear 38 and the gear 50 can be reduced. As a result, an appropriate distance between the shafts is maintained, and gear driving with less reaction can be performed. Further, the elastic deformation portion 46 is provided with the bearing 40 in the axial direction.
It is good to arrange so that it may be located in the same position as. Thus, the radial reaction force of the gear 38 received from the gear 50 acts at the same position as the bearing 40 in the axial direction. As a result, the moment that deteriorates the adhesion between the vibrator 23 and the moving element 24 can be reduced.

【0042】(第7実施形態)図7は、第7実施形態の
超音波アクチュエータ21−5の移動子24−5を抽出
して示す断面図である。本実施形態の移動子24−5
は、第3実施形態の移動子24−1の移動子母材36と
歯車38とを一体に形成したものである。これにより、
第3実施形態と同様の効果を有する上に、移動子母材3
6と歯車38とが一体に形成されていることにより、移
動子の軸中心に対する傾きの精度が向上する。また、移
動子を加工する際の寸法精度が向上する。その結果、移
動子のがたつきが少ない振動アクチュエータを提供する
ことができる。
(Seventh Embodiment) FIG. 7 is a sectional view showing a movable element 24-5 of an ultrasonic actuator 21-5 according to a seventh embodiment. The mover 24-5 of the present embodiment
In this embodiment, the moving element base material 36 and the gear 38 of the moving element 24-1 according to the third embodiment are integrally formed. This allows
In addition to having the same effects as the third embodiment, the moving child base material 3
Since the gear 6 and the gear 38 are integrally formed, the accuracy of the inclination of the movable element with respect to the axial center is improved. Further, the dimensional accuracy when processing the moving element is improved. As a result, it is possible to provide a vibration actuator with less rattling of the moving element.

【0043】(第8実施形態)図8は、第8実施形態の
超音波アクチュエータ21−6の移動子24−6を抽出
して示す断面図である。本実施形態の移動子24−6
は、第4実施形態の移動子24−2の移動子母材36と
歯車38とを一体に形成したものである。これにより、
第4実施形態と同様の効果を有する上に、移動子母材3
6と歯車38とが一体に形成されていることにより、移
動子の軸中心に対する傾きの精度が向上する。また、移
動子を加工する際の寸法精度が向上する。そのため、移
動子のがたつきが少ない振動アクチュエータを提供する
ことができる。
(Eighth Embodiment) FIG. 8 is a cross-sectional view showing a moving element 24-6 of an ultrasonic actuator 21-6 according to an eighth embodiment. The mover 24-6 of the present embodiment
In this embodiment, the moving element base material 36 and the gear 38 of the moving element 24-2 according to the fourth embodiment are integrally formed. This allows
In addition to having the same effects as the fourth embodiment, the moving child base material 3
Since the gear 6 and the gear 38 are integrally formed, the accuracy of the inclination of the movable element with respect to the axial center is improved. Further, the dimensional accuracy when processing the moving element is improved. For this reason, it is possible to provide a vibration actuator with less rattling of the moving element.

【0044】(第9実施形態)図9は、第9実施形態の
超音波アクチュエータ21−7を示した縦断面図であ
る。本実施形態の振動アクチュエータ21−7は、第6
実施形態の振動アクチュエータ21−4の移動子母材3
6と歯車38とを一体に形成したものである。これによ
り、第6実施形態と同様の効果を有する上に、移動子母
材36と歯車38とが一体に形成されていることによ
り、移動子の軸中心に対する傾きの精度が向上する。ま
た、移動子を加工する際の寸法精度が向上する。そのた
め、移動子のがたつきが少ない振動アクチュエータを提
供することができる。
(Ninth Embodiment) FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing an ultrasonic actuator 21-7 according to a ninth embodiment. The vibration actuator 21-7 of the present embodiment is
Moving element base material 3 of vibration actuator 21-4 of embodiment
6 and the gear 38 are integrally formed. Thus, in addition to having the same effect as in the sixth embodiment, since the mover base material 36 and the gear 38 are formed integrally, the accuracy of the inclination of the mover with respect to the axial center is improved. Further, the dimensional accuracy when processing the moving element is improved. For this reason, it is possible to provide a vibration actuator with less rattling of the moving element.

【0045】(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
利用した振動アクチュエータについても等しく適用され
る。また、各実施形態では、電気機械変換素子として圧
電素子を用いたが、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、電気エネ
ルギーを機械的変位に変換することができるものであれ
ば等しく適用される。圧電素子以外に、例えば電歪素子
を例示することができる。
(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 an embodiment, and other vibration actuators may be used. The same applies to a vibration actuator using a region. In each embodiment, a piezoelectric element is used as the electromechanical conversion element. However, the vibration actuator according to the present invention is not limited to such an aspect, and can convert electric energy into mechanical displacement. If they apply equally. In addition to the piezoelectric element, for example, an electrostrictive element can be exemplified.

【0046】また、各実施形態では、振動子に1次の縦
振動と2次の捩じり振動とが発生する場合を例にとった
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
以上の捩じり振動とが発生する振動アクチュエータにつ
いても、等しく適用される。
Further, in each of the embodiments, the case where the primary longitudinal vibration and the secondary torsional vibration are generated in the vibrator is taken as an example, but the vibration actuator according to the present invention has such a mode. The present invention is not limited thereto, and the present invention is equally applied to a vibration actuator that generates a primary or higher-order longitudinal vibration and a secondary or higher-order torsional vibration.

【0047】また、各実施形態では、2つの半中空円柱
状弾性体の分割面に捩じり振動用圧電素子,縦振動用圧
電素子を挟持する型の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型
に限定されるものではなく、縦振動及び捩じり振動を発
生する柱状の振動子と,振動子の一方の端面に加圧接触
する柱状の相対運動部材と,相対運動部材に設けられる
運動伝達部材とを備える振動アクチュエータ全てに等し
く適用される。
In each embodiment, a vibration actuator of a type in which a torsional vibration piezoelectric element and a longitudinal vibration piezoelectric element are sandwiched between divided surfaces of two semi-hollow cylindrical elastic bodies is described as an example. The vibration actuator according to the present invention is not limited to such a type, but includes a columnar vibrator that generates longitudinal vibration and torsional vibration, and a columnar relative motion member that comes into pressure contact with one end face of the vibrator. And the motion transmitting member provided on the relative motion member.

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

【図1】第1実施形態の超音波アクチュエータを示す側
面図である。
FIG. 1 is a side view showing 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縦断面
図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the ultrasonic actuator according to the first embodiment.

【図3】第3実施形態の超音波アクチュエータの移動子
を抽出して示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a moving element of an ultrasonic actuator according to a third embodiment.

【図4】第4実施形態の超音波アクチュエータの移動子
を抽出して示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a moving element of an ultrasonic actuator according to a fourth embodiment.

【図5】図5(a)は、第5実施形態の超音波アクチュ
エータの移動子に装着する駆動力取出部材であるカムを
示す上面図であり、図5(b)は、第5実施形態の超音
波アクチュエータの移動子を抽出して示す断面図であ
る。
FIG. 5A is a top view showing a cam which is a driving force extracting member mounted on a moving element of an ultrasonic actuator according to a fifth embodiment, and FIG. 5B is a top view showing the fifth embodiment; FIG. 5 is a cross-sectional view showing extracted moving elements of the ultrasonic actuator of FIG.

【図6】第6実施形態の超音波アクチュエータの縦断面
図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an ultrasonic actuator according to a sixth embodiment.

【図7】第7実施形態の超音波アクチュエータの移動子
を抽出して示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a moving element of an ultrasonic actuator according to a seventh embodiment.

【図8】第8実施形態の超音波アクチュエータの移動子
を抽出して示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a moving element of an ultrasonic actuator according to an eighth embodiment.

【図9】第9実施形態の超音波アクチュエータの縦断面
図である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of an ultrasonic actuator according to a ninth embodiment.

【図10】実開平4−2987号公報により提案された
振動アクチュエータの構造を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing the structure of a vibration actuator proposed by Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-2987.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 超音波アクチュエータ 22 固定軸 23 振動子 24 移動子(相対運動部材) 25a〜25d ボルト貫通孔 26 固定ピン貫通孔 27a,27b 半中空円柱状弾性体 28a 捩じり振動用圧電素子(電気機械変換素子) 28b 縦振動用圧電素子(電気機械変換素子) 30a〜30c 小径部 30A〜30D 大径部 31a〜31d ボルト貫通孔 31e,31f 電極 32 固定ピン貫通孔 33a〜33d ボルト 34a〜34d ナット 35 固定ピン 36 移動子母材 36a 小径部 36b 凸部 37 摺動材 38 歯車 39 溝部 40 ベアリング 41 間隙部 42 加圧力伝達部材 43 ナット 44 皿ばね 45 溝 46 弾性変形部 47 コイルばね 48 加圧環 49 止め輪 50 歯車 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Ultrasonic actuator 22 Fixed axis 23 Vibrator 24 Moving element (relative motion member) 25a-25d Bolt through hole 26 Fixed pin through hole 27a, 27b Semi-hollow cylindrical elastic body 28a Piezoelectric element for torsional vibration (electromechanical conversion) Element) 28b Piezoelectric element for vertical vibration (electromechanical conversion element) 30a to 30c Small diameter portion 30A to 30D Large diameter portion 31a to 31d Bolt through hole 31e, 31f Electrode 32 Fixed pin through hole 33a to 33d Bolt 34a to 34d Nut 35 Fixed Pin 36 Mover base material 36a Small diameter portion 36b Convex portion 37 Sliding member 38 Gear 39 Groove 40 Bearing 41 Gap 42 Pressure transmitting member 43 Nut 44 Disc spring 45 Groove 46 Elastic deformation portion 47 Coil spring 48 Press ring 49 Stop ring 50 gears

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸方向への縦振動及び軸方向に関する捩
じり振動を発生する柱状の振動子と、 前記振動子の一方の端面に加圧接触する相対運動部材
と、 前記相対運動部材に設けられる運動伝達部材と、 前記縦振動の前記運動伝達部材への伝播を防止する振動
防止機構とを有することを特徴とする振動アクチュエー
タ。
1. A columnar vibrator that generates longitudinal vibration in the axial direction and torsional vibration in the axial direction, a relative motion member that presses and contacts one end surface of the vibrator, and a relative motion member. A vibration actuator, comprising: a motion transmitting member provided; and a vibration preventing mechanism for preventing propagation of the longitudinal vibration to the motion transmitting member.
【請求項2】 請求項1に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記振動防止機構は、前記相対運動部材と前記運動伝達
部材との間に配置され、前記縦振動の振動方向と交わる
方向に沿って設けられた間隙部を有していることを特徴
とする振動アクチュエータ。
2. The vibration actuator according to claim 1, wherein the vibration preventing mechanism is disposed between the relative motion member and the motion transmitting member, and is provided along a direction intersecting a vibration direction of the longitudinal vibration. A vibration actuator characterized by having a clearance.
【請求項3】 請求項1に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記振動防止機構は、前記相対運動部材と前記運動伝達
部材との間に配置され、弾性変形部を有していることを
特徴とする振動アクチュエータ。
3. The vibration actuator according to claim 1, wherein the vibration preventing mechanism is disposed between the relative motion member and the motion transmission member, and has an elastic deformation portion. Vibration actuator.
【請求項4】 請求項3に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記弾性変形部は、前記軸方向に関する位置が、前記運
動伝達部材と前記運動伝達部材によって駆動される被駆
動部材とが接触状態にある領域の内側となるように配置
されている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 the position of the elastic deformation portion in the axial direction is such that the motion transmitting member and a driven member driven by the motion transmitting member are in contact with each other. A vibration actuator, which is arranged so as to be inside a region.
【請求項5】 請求項3に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記弾性変形部は、前記運動伝達部材の前記振動子側の
端面で前記相対運動部材に結合されることを特徴とする
振動アクチュエータ。
5. The vibration actuator according to claim 3, wherein the elastic deformation portion is coupled to the relative motion member at an end face of the motion transmission member on the vibrator side.
【請求項6】 請求項3に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記弾性変形部は、前記運動伝達部材の前記軸方向に関
してほぼ中心となる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。
6. The vibration actuator according to claim 3, wherein the elastic deformation portion is provided at a position substantially at the center in the axial direction of the motion transmitting member.
【請求項7】 請求項3に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記振動子と前記相対運動部材を支持する固定軸と、 前記相対運動部材に設置されて前記相対運動部材を前記
固定軸に対して支持する支持部材とを更に有し、 前記弾性変形部と前記支持部材とは前記軸方向に関して
ほぼ同じ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。
7. The vibration actuator according to claim 3, wherein a fixed shaft supporting the vibrator and the relative motion member is provided on the relative motion member to support the relative motion member with respect to the fixed shaft. A vibration member, further comprising: a support member configured to move the elastically deformable portion and the support member at substantially the same position in the axial direction.
【請求項8】 請求項1に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記運動伝達部材は、樹脂材料からなることを特徴とす
る振動アクチュエータ。
8. The vibration actuator according to claim 1, wherein the motion transmitting member is made of a resin material.
【請求項9】 請求項1に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記運動伝達部材は、歯車又はカムであることを特徴と
する振動アクチュエータ。
9. The vibration actuator according to claim 1, wherein the motion transmitting member is a gear or a cam.
JP9117117A 1996-06-04 1997-05-07 Vibrating actuator Pending JPH1056787A (en)

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JP8-141229 1996-06-04
JP14122996 1996-06-04
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Publications (1)

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ID=26455294

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016153066A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Vibration actuator having a stable rotational driving performance, and electronic apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016153066A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Vibration actuator having a stable rotational driving performance, and electronic apparatus
JP2016182018A (en) * 2015-03-25 2016-10-13 キヤノン株式会社 Vibration type actuator, barrel, and imaging apparatus

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