JPH1094277A - Vibration actuator - Google Patents

Vibration actuator

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JPH1094277A
JPH1094277A JP8247332A JP24733296A JPH1094277A JP H1094277 A JPH1094277 A JP H1094277A JP 8247332 A JP8247332 A JP 8247332A JP 24733296 A JP24733296 A JP 24733296A JP H1094277 A JPH1094277 A JP H1094277A
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JP
Japan
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vibration
elastic body
vibrator
driving force
actuator
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Application number
JP8247332A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Matsumoto
豪 松本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH1094277A publication Critical patent/JPH1094277A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the thickness and size by a method wherein a driving-force fetch part is installed and a part which comes into contact with a relative motion member is formed so as to be tilted respectively to a first vibration direction and a second vibration direction. SOLUTION: An elastic body 12 is nearly rectangular flat boardlike, and both edges 12a, 12b in the length direction are formed to be slopes at a prescribed angle α with reference to a plane part. At this time, when an AC voltage is applied across piezoelectric bodies 13a, 13b, an oval motion is generated at driving-force fetch parts 12a, 12b. Then, when the driving-force fetch parts 12a, 12b which are formed at the elastic body 12 and a moving element are pressurized so as to be brought into contact, driving forces are propagated to the moving element from the driving-force fetch parts 12a, 12b due to the friction of both, and the moving elements is turned and driven. Thereby, an ultrasonic actuator 10 can be made thin as a whole, and it is possible to obtain the ultrasonic actuator whose output efficiency is excellent.

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、第1振動及び第2
振動を発生する振動子と、この振動子に加圧接触する相
対運動部材とを備え、振動子と相対運動部材との間で相
対運動を発生する振動アクチュエータに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a first vibration and a second vibration.
The present invention relates to a vibration actuator that includes a vibrator that generates vibration and a relative motion member that comes into pressure contact with the vibrator, and that generates a relative motion between the vibrator and the relative motion member.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、弾性体と弾性体に装着される
電気機械変換素子とにより構成される振動子に駆動電圧
を印加して第1振動(屈曲振動)及び第2振動(縦振
動)を調和的に発生させ、振動子の表面に楕円運動を発
生させることにより、振動子に加圧接触する相対運動部
材との間で相対運動を発生する振動アクチュエータが知
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a driving voltage is applied to a vibrator constituted by an elastic body and an electromechanical transducer mounted on the elastic body to perform first vibration (bending vibration) and second vibration (longitudinal vibration). There is known a vibration actuator that generates a relative motion between a relative motion member that presses and contacts the vibrator by generating the elliptical motion harmoniously and generating an elliptical motion on the surface of the vibrator.

【0003】このような振動アクチュエータとしては、
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5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)において、その構成及び負荷特性に関する解析結果
が詳細に説明されている。
[0003] As such a vibration actuator,
For example, "Piezoelectric linear motor for optical pickup movement" (Mr. Yoshiro Tomikawa et al .: Proceedings of the 5th Dynamic Symposium on Electromagnetic Force, pp. 393-398)
Page), the results of the analysis on the configuration 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、この振動アクチュエータを用いた自走式装置
が開示されている。
Also, a new ultrasonic motor (co-authored by Mr. Sadayuki Ueba and Mr. Yoshiro Tomikawa, published by Trikeps, pages 145 to 146)
Page) discloses a self-propelled device using the vibration actuator.

【0005】図6は、このような振動アクチュエータ1
00の一例の構成を示す正面図である。矩形平板状の弾
性体101の一方の平面には、PZT(チタン酸ジルコ
ン酸鉛)からなる薄板状の圧電体102a,102bが
接着により装着される。圧電体102a,102bは、
それぞれ駆動電圧を印加されることにより、弾性体10
1に、長手方向への4次の屈曲振動と長手方向へ伸縮す
る1次の縦振動とを発生する。弾性体101の他方の平
面であって、発生する4次の屈曲振動における2ヵ所の
腹位置は、駆動力取出部101a,101bとして機能
する。駆動力取出部101a,101bには、弾性体1
01に発生する屈曲振動及び縦振動の合成振動である楕
円運動が発生する。
FIG. 6 shows such a vibration actuator 1.
It is a front view which shows the structure of an example of 00. Thin plate-like piezoelectric members 102a and 102b made of PZT (lead zirconate titanate) are attached to one flat surface of the rectangular plate-like elastic member 101 by bonding. The piezoelectric bodies 102a and 102b
The drive voltage is applied to each of the elastic members 10.
First, a fourth-order bending vibration in the longitudinal direction and a first-order longitudinal vibration expanding and contracting in the longitudinal direction are generated. Two antinode positions in the generated fourth-order bending vibration on the other flat surface of the elastic body 101 function as the driving force extracting portions 101a and 101b. The driving force extracting portions 101a and 101b include an elastic body 1
Elliptic motion, which is a composite vibration of the bending vibration and the longitudinal vibration, occurs at 01.

【0006】図6に示す例では、弾性体101と圧電体
102a,102bとにより、振動子103が構成され
る。この振動アクチュエータ100では、弾性体101
に発生する4次の屈曲振動、及び1次の縦振動それぞれ
の固有振動数が非常に近い値になるように設計される。
そのため、それぞれの固有振動数に近い周波数の交流電
圧を2相印加することにより、2つの振動を調和した状
態で発生させることができる。
In the example shown in FIG. 6, a vibrator 103 is constituted by an elastic body 101 and piezoelectric bodies 102a and 102b. In this vibration actuator 100, the elastic body 101
Are designed so that the natural frequencies of the fourth-order bending vibration and the first-order longitudinal vibration that occur in the first and second longitudinal vibrations are very close to each other.
Therefore, the two vibrations can be generated in a harmonious state by applying two phases of AC voltages having frequencies close to the respective natural frequencies.

【0007】弾性体101に形成される駆動力取出部1
01a,101bの端面は、弾性体101に発生する屈
曲振動の振動方向(図面上の上下方向)と直交する方向
に平面状に形成される。
Driving force take-out portion 1 formed on elastic body 101
The end faces of 01a and 101b are formed in a plane shape in a direction orthogonal to the vibration direction (vertical direction in the drawing) of the bending vibration generated in the elastic body 101.

【0008】この駆動力取出部101a,101bに、
相対運動部材であるローラ状の移動子104a,104
bが回転自在に支持された状態で接触する。さらに、弾
性体101は、固定部105に保持された支持部材10
6と弾性体101及び固定部105の間に設置される付
勢部材107とを介して支持される。これにより、弾性
体101は、移動子104a,104bに向けて適宜圧
力で加圧接触される。
The driving force take-out portions 101a, 101b
Roller-like movers 104a, 104 as relative movement members
b makes contact while being rotatably supported. Further, the elastic body 101 is supported by the support member 10 held by the fixing portion 105.
6 and an urging member 107 installed between the elastic body 101 and the fixing portion 105. As a result, the elastic body 101 is pressed against the moving elements 104a and 104b with appropriate pressure.

【0009】このようにして、弾性体101の駆動力取
出部101a,101bに発生する楕円運動が移動子1
04a,104bに伝搬され、弾性体101と移動子1
04a,104bとの間で相対運動が発生する。
In this manner, the elliptical motion generated in the driving force take-out portions 101a and 101b of the elastic body 101 causes the moving element 1
04a, 104b, the elastic body 101 and the moving element 1
Relative motion is generated between the first and second substrates 04a and 104b.

【0010】なお、この振動アクチュエータ100は、
弾性体101に発生する屈曲振動及び縦振動それぞれの
固有振動数が非常に近い値になるように設計される。し
たがって、2つの固有振動数に近い周波数の交流電圧
を、圧電体104a,104bにそれぞれ印加すること
により、屈曲振動及び縦振動を調和させること(合成振
動である楕円運動を発生すること)ができ、弾性体10
1と移動子104a,104bとの間で相対運動を発生
することができる。
The vibration actuator 100 is
It is designed such that the natural frequencies of the bending vibration and the longitudinal vibration generated in the elastic body 101 are very close to each other. Therefore, by applying an AC voltage having a frequency close to the two natural frequencies to each of the piezoelectric bodies 104a and 104b, it is possible to harmonize the bending vibration and the longitudinal vibration (to generate an elliptic motion which is a synthetic vibration). , Elastic body 10
1 and the moving elements 104a and 104b can generate a relative motion.

【0011】このように従来の振動アクチュエータ10
0では、駆動力取出部101a,101bの移動子10
4a,104bとの接触面は、弾性体101に発生する
屈曲振動,縦振動それぞれの振動方向に対して、平行と
なる方向又は垂直となる方向を指向して、設けられてい
た。
As described above, the conventional vibration actuator 10
0, the moving element 10 of the driving force extraction units 101a and 101b
The contact surfaces with 4a and 104b are provided so as to be directed in a direction parallel or perpendicular to the respective vibration directions of the bending vibration and the longitudinal vibration generated in the elastic body 101.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の振動ア
クチュエータでは、弾性体101の一方の平面に駆動力
取出部101a,101bを設けこの駆動力取出部10
1a,101bに移動子104a,104bを接触させ
るため、移動子104a,104bを設けた分だけ振動
アクチュエータ100全体の厚さが厚くなってしまう。
そのため、小型化が可能であるという振動アクチュエー
タ100の大きな長所が失われてしまうという課題があ
った。
However, in the conventional vibration actuator, the driving force extracting portions 101a and 101b are provided on one plane of the elastic body 101.
Since the movable elements 104a and 104b are brought into contact with the movable elements 1a and 101b, the thickness of the entire vibration actuator 100 is increased by the provision of the movable elements 104a and 104b.
For this reason, there is a problem that a great advantage of the vibration actuator 100 that the size can be reduced is lost.

【0013】なお、振動アクチュエータ100の厚さを
できるだけ抑制して駆動力取出部を形成する手段とし
て、駆動力取出部を弾性体101の側面に設ける手段も
考えられる。図7は、このような手段による振動アクチ
ュエータ200の構成を示す正面図である。
As a means for forming the driving force take-out portion while suppressing the thickness of the vibration actuator 100 as much as possible, a means in which the drive force take-out portion is provided on the side surface of the elastic body 101 may be considered. FIG. 7 is a front view showing the configuration of the vibration actuator 200 using such means.

【0014】図7に示す振動アクチュエータ200によ
れば、弾性体101と駆動力取出部101c,101d
との位置関係により、振動アクチュエータ200は厚さ
方向には確かに薄くなるものの、移動子104a,10
4bの駆動に屈曲振動を利用するとともに、弾性体10
1と移動子104a,104bとの間の駆動力の断続に
縦振動を用いることになる。そのため、移動子104
a,104bを縦振動の振動方向(図面上の左右方向)
に移動させる機構を設ける必要がある。
According to the vibration actuator 200 shown in FIG. 7, the elastic member 101 and the driving force extracting portions 101c and 101d are provided.
Although the vibration actuator 200 is certainly thinner in the thickness direction due to the positional relationship with the moving members 104a,
4b uses the bending vibration to drive the elastic body 10b.
Longitudinal vibration will be used for intermittent driving force between the motor 1 and the moving elements 104a and 104b. Therefore, the moving element 104
a, 104b is the vibration direction of the longitudinal vibration (left-right direction on the drawing)
It is necessary to provide a mechanism for moving the object.

【0015】図7に示す振動アクチュエータ200で
は、移動子104a,104bをバネ108により連結
し、バネ108のバネ力により、移動子104a,10
4bを移動させるように構成している。そのため、振動
アクチュエータ200全体の構造が複雑化してしまうと
いう課題があった。
In the vibration actuator 200 shown in FIG. 7, the moving elements 104a and 104b are connected by a spring 108, and the moving elements 104a and 104b are
4b is moved. Therefore, there is a problem that the entire structure of the vibration actuator 200 is complicated.

【0016】さらに、一般的に、図6及び図7に示す構
造の振動アクチュエータでは、駆動力取出部101a,
101b(101c,101d)に発生する楕円運動
は、弾性体101の振動面に対してある角度α(0°<
α<90°)だけ傾いた状態で発生する。そのため、弾
性体101に発生する楕円運動の長径又は短径が、駆動
力取出部101a,101b(101c,101d)の
移動子104a,104bとの接触面と一致していな
い。そのため、弾性体101に発生する楕円運動が無駄
なく移動子104a,104bには伝達されず、駆動力
の取出効率が理想的な状態よりも低下してしまうという
課題があった。
Further, in general, in the vibration actuator having the structure shown in FIGS. 6 and 7, the driving force extracting portions 101a,
The elliptical motion generated in 101b (101c, 101d) is at a certain angle α (0 ° <
(<90 °). Therefore, the major axis or minor axis of the elliptical motion generated in the elastic body 101 does not coincide with the contact surface of the driving force extraction units 101a, 101b (101c, 101d) with the moving elements 104a, 104b. Therefore, there is a problem that the elliptical motion generated in the elastic body 101 is not transmitted to the moving elements 104a and 104b without waste, and the driving force extraction efficiency is lower than an ideal state.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、請求項1の本発明は、駆動力取出部を設けられる振
動子と,駆動力取出部を介して振動子に加圧された状態
で接触する相対運動部材とを備え、振動子に第1振動及
び第2振動を発生してこれらの合成運動を生じることに
より、振動子と相対運動部材との間で相対運動を発生す
る振動アクチュエータであって、駆動力取出部が設けら
れており、相対運動部材と接触する部分が、第1振動及
び第2振動それぞれの振動方向に対して傾斜するよう
に、形成されることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vibrator provided with a driving force extracting unit, and a vibrator pressurized through the driving force extracting unit. A relative motion member that contacts in a state, and generates a first vibration and a second vibration in the vibrator to generate a combined motion thereof, thereby generating a relative motion between the vibrator and the relative motion member. An actuator, wherein a driving force extracting portion is provided, and a portion that comes into contact with the relative motion member is formed so as to be inclined with respect to the respective vibration directions of the first vibration and the second vibration. I do.

【0018】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、駆動力取出部の相対運動
部材との接触面が、楕円運動の長径方向又は短径方向と
略平行な方向に、形成さ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, the contact surface of the driving force extracting portion with the relative motion member is in a direction substantially parallel to the major axis direction or the minor axis direction of the elliptical motion. , Is formed.

【0019】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、振動子と相
対運動部材とが、楕円運動の長径方向と略同一な方向に
加圧されるとともに、楕円運動の短径方向が、相対運動
の方向と略同一な方向であることを特徴とする。
The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
In the vibration actuator described in the above, the vibrator and the relative motion member are pressed in a direction substantially the same as the major axis direction of the elliptical motion, and the minor axis direction of the elliptical motion is substantially the same as the direction of the relative motion. Direction.

【0020】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、駆動力取出部が、振動子
の一方の平面に、又は振動子の側面に形成されることを
特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the third aspect, the driving force extracting portion is formed on one plane of the vibrator or on a side surface of the vibrator.

【0021】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振動が屈曲振動であるとともに、第2振動
が縦振動であ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 vibration is a bending vibration and the second vibration is a longitudinal vibration.

【0022】[0022]

【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.

【0023】図1は、本発明の第1実施形態にかかる超
音波アクチュエータ本体の構造を示す斜視図であり、図
2は、この超音波アクチュエータの構造を示す正面図で
ある。さらに、図3は、この超音波アクチュエータを搭
載機器の固定部に固定保持した状態を示す正面図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the ultrasonic actuator body according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing the structure of the ultrasonic actuator. FIG. 3 is a front view showing a state in which the ultrasonic actuator is fixedly held on a fixed portion of the mounted device.

【0024】図1〜図3に示すように、本実施形態にお
ける超音波アクチュエータ10の本体をなす振動子11
は、矩形平板状の弾性体12と、この弾性体12の一方
の平面に例えば接着により装着される4枚の圧電体12
a,12b,12p,12p’とにより、構成される。
As shown in FIGS. 1 to 3, a vibrator 11 forming a main body of an ultrasonic actuator 10 according to the present embodiment.
Is a rectangular flat plate-like elastic body 12, and four piezoelectric bodies 12 mounted on one plane of this elastic body 12 by, for example, bonding.
a, 12b, 12p, and 12p '.

【0025】弾性体12は、例えば金属材料又はプラス
チック材料等の弾性材料からなる。弾性体12は略矩形
平板状に形成されており、長手方向の両端面12a,1
2bは、平面部に対して所定の角度α(α:0°超90
°未満,90°超180°未満)を有する傾斜面として
形成される。本実施形態の超音波アクチュエータ10で
は、この傾斜面12a,12bが駆動力取出部として用
いられる。
The elastic body 12 is made of an elastic material such as a metal material or a plastic material. The elastic body 12 is formed in a substantially rectangular flat plate shape, and has both end faces 12a, 1a in the longitudinal direction.
2b is a predetermined angle α (α: more than 0 ° 90
°, more than 90 ° and less than 180 °). In the ultrasonic actuator 10 according to the present embodiment, the inclined surfaces 12a and 12b are used as a driving force extracting unit.

【0026】また、弾性体12の長手方向中央部には、
その4面について溝部12cが設けられており、小断面
積部が形成される。この溝部12cは、後述する連結部
材14と係合することにより、相対運動時に弾性体12
が位置ずれすることを防止するために形成される。
In the center of the elastic body 12 in the longitudinal direction,
Grooves 12c are provided on the four surfaces, and small cross-sectional area portions are formed. The groove 12 c is engaged with a connecting member 14 described later, so that the elastic body 12
Is formed in order to prevent misalignment.

【0027】弾性体12の一方の平面に装着される圧電
体13a,13bには、電気的に位相が90度異なる2
相の交流電圧が印加される。また、圧電体13p,13
p’は弾性体12に発生する振動の状態をモニタするた
めの圧電体であり、図4を参照しながら後述する制御回
路に接続される。また、弾性体12本体はGND電位に
接続される。
The piezoelectric bodies 13a and 13b mounted on one plane of the elastic body 12 have two phases electrically different from each other by 90 degrees.
A phase AC voltage is applied. Further, the piezoelectric bodies 13p, 13
p 'is a piezoelectric body for monitoring the state of vibration generated in the elastic body 12, and is connected to a control circuit described later with reference to FIG. The elastic body 12 is connected to the GND potential.

【0028】このように構成された超音波アクチュエー
タ10の振動子11においては、圧電体13a,13b
に電気的に位相が90度異なる2相の交流電圧を印加す
ることにより、弾性体12の駆動力取出部12a,12
bに楕円運動が発生する。
In the vibrator 11 of the ultrasonic actuator 10 configured as described above, the piezoelectric bodies 13a, 13b
By applying two-phase AC voltages having phases electrically different from each other by 90 degrees, the driving force extracting portions 12a and 12
Elliptic motion occurs in b.

【0029】また、弾性体12は、搭載機器のハウジン
グ15に設置された連結部材14によりに固定保持され
ており、また、ハウジング15と振動子11との間には
加圧用バネ16が装着される。これにより、弾性体12
の駆動力取出部12a,12bが、相対運動部材である
移動子17a,17bに加圧される。
The elastic body 12 is fixed and held by a connecting member 14 installed in a housing 15 of a mounted device, and a pressing spring 16 is mounted between the housing 15 and the vibrator 11. You. Thereby, the elastic body 12
The driving force take-out portions 12a, 12b are pressed by the moving members 17a, 17b, which are relative moving members.

【0030】このように、この駆動力取出部12a,1
2bには、相対運動部材であるローラ状の移動子17
a,17bが加圧接触される。移動子17a,17b
は、図示しない軸支機構によって回転自在に支持され
る。
As described above, the driving force extracting portions 12a, 1
2b, a roller-shaped moving element 17 as a relative moving member is provided.
a and 17b are brought into pressure contact. Movers 17a, 17b
Is rotatably supported by a shaft support mechanism (not shown).

【0031】このように、弾性体12に形成された駆動
力取出部12a,12bと移動子17a,17bとを加
圧接触させることにより、両者の摩擦により、駆動力取
出部12a,12bから駆動力が移動子17a,17b
に伝搬されて、移動子17a,17bが回転駆動され
る。
As described above, by bringing the driving force extracting portions 12a, 12b formed on the elastic body 12 into pressure contact with the moving elements 17a, 17b, the friction between the two causes the driving force extracting portions 12a, 12b to drive. Force is moving element 17a, 17b
And the movable elements 17a and 17b are rotationally driven.

【0032】図4は、本実施形態の超音波アクチュエー
タ10の駆動回路20を示すブロック図である。駆動回
路20は、駆動信号を発振する発振器21と、この駆動
信号を(π/2)位相差のある信号に変換する移相器2
2と、圧電体13aに入力する駆動信号を増幅する増幅
器23と、圧電体13bに入力する駆動信号を増幅する
変換された駆動信号を増幅する増幅器24とを備える。
FIG. 4 is a block diagram showing a drive circuit 20 of the ultrasonic actuator 10 according to the present embodiment. The drive circuit 20 includes an oscillator 21 that oscillates a drive signal, and a phase shifter 2 that converts the drive signal into a signal having a phase difference of (π / 2).
2, an amplifier 23 for amplifying the drive signal input to the piezoelectric body 13a, and an amplifier 24 for amplifying the converted drive signal for amplifying the drive signal input to the piezoelectric body 13b.

【0033】圧電体13p,13p’により検出された
振動変位は電気信号として制御回路25に送られる。制
御回路25では、検出された変位量に基づき、補正信号
を発振器21に送り、発振器21から出力される駆動信
号が適正化される。
The vibration displacement detected by the piezoelectric bodies 13p and 13p 'is sent to the control circuit 25 as an electric signal. The control circuit 25 sends a correction signal to the oscillator 21 based on the detected displacement amount, and the drive signal output from the oscillator 21 is optimized.

【0034】このような制御回路20により、圧電体1
3a,13bに電気的に位相が90°異なる交流電圧を
印加することにより、弾性体12には屈曲振動及び縦振
動が調和的に発生し、これらの振動の合成である楕円運
動が、弾性体12の駆動力取出部12a,12bに発生
する。
The piezoelectric circuit 1 is controlled by the control circuit 20 as described above.
By applying an AC voltage having a phase difference of 90 ° to the electrodes 3a and 13b, bending vibration and longitudinal vibration are generated in the elastic body 12 in harmony. This occurs at the driving force take-out portions 12a and 12b.

【0035】本実施形態の超音波アクチュエータ10に
よれば、弾性体12に形成された駆動力取出部12a,
12bは、弾性体12に発生する屈曲振動又は縦振動の
振動方向と水平方向又は垂直方向ではなくなるととも
に、駆動力取出部12a,12bにおける楕円運動の短
径方向を指向する。したがって、弾性体12の駆動力取
出部12a,12bと移動子17a,17bとの加圧方
向が、楕円運動の長径方向となり、超音波アクチュエー
タ10の駆動力が向上する。また、楕円運動の短径方向
が駆動方向となり、低速な駆動に適するようになる。
According to the ultrasonic actuator 10 of the present embodiment, the driving force output portions 12a,
Numeral 12b is not the horizontal direction or the vertical direction of the vibration direction of the bending vibration or the longitudinal vibration generated in the elastic body 12, and is directed in the minor axis direction of the elliptical motion in the driving force output portions 12a and 12b. Therefore, the pressing direction between the driving force extracting portions 12a and 12b of the elastic body 12 and the moving elements 17a and 17b is the major axis direction of the elliptical motion, and the driving force of the ultrasonic actuator 10 is improved. In addition, the short axis direction of the elliptical motion becomes the driving direction, which is suitable for low-speed driving.

【0036】このように、本実施形態の超音波アクチュ
エータ10によれば、弾性体12の側面に移動子17
a,17bを配置することができるため、超音波アクチ
ュエータ10全体の薄型化を図ることが可能になる。ま
た、出力の取出効率に優れた超音波アクチュエータを実
現することも可能になる。
As described above, according to the ultrasonic actuator 10 of the present embodiment, the movable element 17 is provided on the side of the elastic body 12.
Since the a and 17b can be arranged, the overall thickness of the ultrasonic actuator 10 can be reduced. In addition, it is possible to realize an ultrasonic actuator excellent in output output efficiency.

【0037】(第2実施形態)図5は、第2実施形態の
超音波アクチュエータ10−1の構造を示す正面図であ
る。なお、第2実施形態の超音波アクチュエータ10−
1は、第1実施形態と殆どの部分で共通するため、共通
する部分に同一の図中符号を付すことにより重複する説
明を省略し、相違する部分だけを説明することとする。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a front view showing the structure of an ultrasonic actuator 10-1 according to a second embodiment. The ultrasonic actuator 10-
1 is common to most parts in the first embodiment, and therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings to omit redundant description, and only different parts will be described.

【0038】図5に示すように、第2実施形態の超音波
アクチュエータ10−1では、ハウジング15で弾性体
12を支持するのではなく、断面コの字型のハウジング
15−1により、連結部材14及び加圧用バネ16を介
して、弾性体12をハウジング15−1の開口部側に向
けて付勢した状態で支持する。また、ハウジング15−
1の開口部側の2ヵ所に、移動子であるローラ17a,
17bが回転自在に支持される。
As shown in FIG. 5, in the ultrasonic actuator 10-1 of the second embodiment, the elastic member 12 is not supported by the housing 15, but the connecting member is formed by the housing 15-1 having a U-shaped cross section. The elastic body 12 is supported via the pressure spring 14 and the pressure spring 16 in a state of being urged toward the opening of the housing 15-1. Also, the housing 15-
Rollers 17a, which are moving elements,
17b is rotatably supported.

【0039】本実施形態では、このローラ17a,17
bに弾性体12の駆動力取出部12a,12bが加圧接
触されており、弾性体12に発生する楕円運動がローラ
17a,17bに伝搬される。
In this embodiment, the rollers 17a, 17a
The driving force take-out portions 12a and 12b of the elastic body 12 are in pressure contact with b, and the elliptical motion generated in the elastic body 12 is transmitted to the rollers 17a and 17b.

【0040】超音波アクチュエータ10−1は、ローラ
17a,17bを介して相対運動部材である固定面18
上に搭載される。そのため、弾性体12に発生する振動
により、超音波アクチュエータ10−1は固定面18上
を自走することができる。
The ultrasonic actuator 10-1 is fixed to a fixed surface 18 as a relative moving member via rollers 17a and 17b.
Mounted on top. Therefore, the ultrasonic actuator 10-1 can move on the fixed surface 18 by the vibration generated in the elastic body 12.

【0041】(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の振動域を利
用した超音波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、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することができる。
(Modification) In each of the embodiments described in detail above, an ultrasonic actuator utilizing an ultrasonic vibration region is taken as an example of the vibration actuator. However, the vibration actuator according to the present invention has such an aspect. The present invention is not limited thereto, and the present invention can be equally applied to a vibration actuator using another vibration region.

【0042】また、各実施形態では、第1振動として屈
曲4次振動を、第2振動として縦1次振動をそれぞれ利
用した振動子を用いた超音波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、他の振動を利用した超
音波アクチュエータについても等しく適用される。
Further, in each embodiment, the ultrasonic actuator using the vibrator using the bending fourth-order vibration as the first vibration and the longitudinal primary vibration as the second vibration is described as an example. Such a vibration actuator is not limited to such an embodiment, and is equally applicable to an ultrasonic actuator utilizing other vibrations.

【0043】また、各実施形態の説明では、振動子の側
面に駆動力取出部を形成したが、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、振動子の圧電体非装着面側に形成するようにしても
よい。この場合、振動子の圧電体非装着面側の平面に駆
動力取出部を突起状に形成し、この駆動力取出部の底面
である相対運動部材との接触面に傾斜面を形成する形態
を例示することができる。
Further, in the description of each embodiment, the driving force extracting portion is formed on the side surface of the vibrator. However, the vibration actuator according to the present invention is not limited to such a mode, and the piezoelectric member of the vibrator is not limited to such a mode. It may be formed on the non-mounting surface side. In this case, a form in which the driving force extracting portion is formed in a protruding shape on the plane on the piezoelectric body non-mounting surface side of the vibrator, and an inclined surface is formed on the contact surface with the relative motion member which is the bottom surface of the driving force extracting portion. Examples can be given.

【0044】さらに、各実施形態の説明では、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
きるものであればよい。例えば、電歪素子や磁歪素子等
を例示することができる。
Further, in the description of each embodiment, a piezoelectric body is used as the electromechanical transducer. However, the vibration actuator according to the present invention is not limited to such a mode, and electric energy is converted into mechanical displacement. Anything that can be converted may be used. For example, an electrostrictive element or a magnetostrictive element can be exemplified.

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

【図1】本発明の第1実施形態にかかる超音波アクチュ
エータ本体の構造を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a structure of an ultrasonic actuator main body according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施形態にかかる超音波アクチュエータの
構造を示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing the structure of the ultrasonic actuator according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態にかかる超音波アクチュエータを
搭載機器の固定部に固定保持した状態を示す正面図であ
る。
FIG. 3 is a front view showing a state in which the ultrasonic actuator according to the first embodiment is fixedly held on a fixing portion of the mounted device.

【図4】第1実施形態にかかる超音波アクチュエータの
駆動回路のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a drive circuit of the ultrasonic actuator according to the first embodiment.

【図5】第2実施形態の超音波アクチュエータの構造を
示す正面図である。
FIG. 5 is a front view illustrating a structure of an ultrasonic actuator according to a second embodiment.

【図6】従来の振動アクチュエータの一例の構成を示す
正面図である。
FIG. 6 is a front view showing a configuration of an example of a conventional vibration actuator.

【図7】従来の振動アクチュエータにおいて、振動アク
チュエータの厚さをできるだけ抑制して駆動力取出部を
形成する手段を示す正面図である。
FIG. 7 is a front view showing a means for forming a driving force extracting portion in a conventional vibration actuator while suppressing the thickness of the vibration actuator as much as possible.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10−1 超音波アクチュエータ(振動アクチュ
エータ) 11 振動子 12 弾性体 12a,12b 駆動力取出部(両端面,傾斜面) 12c 溝部 13a,13b 駆動用圧電体 13p,13p’ 振動モニタ用圧電体 14 支持部材 15,15−1 ハウジング 16 加圧用バネ 17a,17b 移動子(相対運動部材) 18 固定面 20 駆動回路 21 発振器 22 移相器 23 増幅器 24 増幅器
10, 10-1 Ultrasonic actuator (vibration actuator) 11 Vibrator 12 Elastic body 12a, 12b Driving force take-out portion (both end surfaces, inclined surface) 12c Groove portion 13a, 13b Driving piezoelectric body 13p, 13p 'Vibration monitoring piezoelectric body DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Support member 15, 15-1 Housing 16 Pressure spring 17a, 17b Moving element (relative moving member) 18 Fixed surface 20 Drive circuit 21 Oscillator 22 Phase shifter 23 Amplifier 24 Amplifier

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 駆動力取出部を設けられる振動子と,前
記駆動力取出部を介して前記振動子に加圧された状態で
接触する相対運動部材とを備え、前記振動子に第1振動
及び第2振動を発生してこれらの合成運動を生じること
により、前記振動子と前記相対運動部材との間で相対運
動を発生する振動アクチュエータであって、 前記駆動力取出部が設けられており、前記相対運動部材
と接触する部分は、前記第1振動及び前記第2振動それ
ぞれの振動方向に対して傾斜するように、形成されるこ
とを特徴とする振動アクチュエータ。
1. A vibrator provided with a driving force take-out portion, and a relative motion member which comes into contact with the vibrator while being pressed through the driving force take-out portion, wherein the vibrator is provided with a first vibration A vibration actuator that generates a relative motion between the vibrator and the relative motion member by generating a combined motion by generating the second vibration and the driving force extracting unit. And a portion that contacts the relative motion member is formed so as to be inclined with respect to the respective vibration directions of the first vibration and the second vibration.
【請求項2】 請求項1に記載された振動アクチュエー
タにおいて、 前記接触面は、前記楕円運動の長径方向又は短径方向と
略平行な方向に、形成さ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 contact surface is formed in a direction substantially parallel to a major axis direction or a minor axis direction of the elliptical motion.
【請求項3】 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、 前記振動子と前記相対運動部材とは、前記楕円運動の長
径方向と略同一な方向に加圧されるとともに、前記楕円
運動の短径方向は、前記相対運動の方向と略同一な方向
であ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 vibrator and the relative motion member are pressed in a direction substantially the same as a major axis direction of the elliptical motion, and A minor axis direction of the elliptical motion is substantially the same as the direction of the relative motion.
【請求項4】 請求項3に記載された振動アクチュエー
タにおいて、 前記駆動力取出部は、前記振動子の一方の平面に、又は
前記振動子の側面に形成され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 driving force output portion is formed on one plane of the vibrator or on a side surface of the vibrator.
【請求項5】 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、 前記第1振動は屈曲振動であるとともに、前記第2振動
は縦振動であ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 vibration is a bending vibration, and the second vibration is a longitudinal vibration.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112987313A (en) * 2021-03-05 2021-06-18 歌尔股份有限公司 AR glasses

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