JPH10323061A - Vibration actuator - Google Patents

Vibration actuator

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JPH10323061A
JPH10323061A JP9126587A JP12658797A JPH10323061A JP H10323061 A JPH10323061 A JP H10323061A JP 9126587 A JP9126587 A JP 9126587A JP 12658797 A JP12658797 A JP 12658797A JP H10323061 A JPH10323061 A JP H10323061A
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JP
Japan
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relative motion
vibration
support
vibrator
motion member
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JP9126587A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Matsumoto
豪 松本
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Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove play between a relative motion member and a supporting mechanism. SOLUTION: The actuator is provided with a vibrator 11 which excites longitudinal vibration and bending vibration in a flat plate-shaped or columnar elastic body, and produces elliptic motion in driving force take-out section formed on the elastic body in a specified position; and a supporting mechanism 31 which supports a relative motion member 21 placed almost in parallel with the elastic body on supporting sections 32 on the opposite side to the vibrator 11. The driving force take-out section is brought into contact with the relative motion member 21, thereby causing the relative motion member 21 to perform relative motion. In this case, the supporting mechanism 31 elastically holds the supporting sections 32.

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、支持機構により支
持された相対運動部材に、振動子からの力を作用させる
ことにより、その相対運動部材と相対運動を行う振動ア
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 a vibration actuator that performs relative movement with a relative motion member by applying a force from a vibrator to the relative motion member supported by a support mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、圧電体を装着された弾性体に
駆動信号を印加して縦振動及び屈曲振動を調和的に発生
させ、弾性体の表面に楕円運動を発生させることによ
り、その弾性体に加圧接触する相対運動部材を駆動する
振動アクチュエータが知られている。このような振動ア
クチュエータについては、「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3
93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。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。
2. Description of the Related Art Conventionally, a drive signal is applied to an elastic body on which a piezoelectric body is mounted so as to generate a longitudinal vibration and a bending vibration harmoniously, and to generate an elliptical motion on the surface of the elastic body. 2. Description of the Related Art Vibration actuators for driving a relative motion member that comes into pressure contact with a body are known. For such a vibration actuator, see "Piezoelectric Linear Motor for Moving Optical Pickup" (Yoshiaki Tomikawa et al .: Proceedings of the 5th Dynamic Symposium on Electromagnetic Force, No. 3
(Pages 93 to 398), the analysis results regarding the configuration and the load characteristics are described in detail. Further, a self-propelled device using this vibration actuator is disclosed in a new version of ultrasonic motor (by Sadayuki Ueba and Yoshiro Tomikawa, published by Trikeps, pages 145 to 146).

【0003】図4は、従来の振動アクチュエータの一例
を示す図であり、図4(a)はその側面図、図4(b)
は正面図、また、図4(c)はその振動アクチュエータ
の支持機構の一部を示す側面図である。図4(a)に見
られるように、従来の振動アクチュエータ100は、相
対運動部材120を駆動する振動子110、及び相対運
動部材を支持する支持機構130とから主に構成されて
いる。
FIG. 4 is a view showing an example of a conventional vibration actuator. FIG. 4 (a) is a side view thereof, and FIG. 4 (b).
Is a front view, and FIG. 4C is a side view showing a part of a support mechanism of the vibration actuator. As shown in FIG. 4A, the conventional vibration actuator 100 mainly includes a vibrator 110 that drives a relative motion member 120 and a support mechanism 130 that supports the relative motion member.

【0004】振動子110は、縦振動1次モード及び屈
曲振動4次モードのそれぞれの固有振動数が非常に近い
値となるように設計された平板状の弾性体112に2つ
圧電体114を接合したものである。各々の圧電体11
4には、所定周波数の交流電圧が、所定の位相差をもっ
て印加される。ここで、所定周波数とは、弾性体112
の上記2つの振動モードの固有振動数に近い周波数のこ
とである。交流電圧印加により、圧電体は振動し、弾性
体112に上記2つのモードの振動を調和的に発生させ
る。弾性体に生じる屈曲4次モードの振動の腹となる部
分には、突起116が設けられており、弾性体112が
振動すると、この突起部116の先端に楕円運動が生じ
る。突起部116の先端は、相対運動部材120の上面
と所定の圧力で接触しており、その先端が上記楕円運動
を行うと、相対運動部材120が直線的に駆動される。
[0004] A vibrator 110 is composed of two piezoelectric members 114 on a flat elastic member 112 designed so that the natural frequencies of the first-order longitudinal vibration mode and the fourth-order bending vibration mode have very close values. They are joined. Each piezoelectric body 11
4, an AC voltage having a predetermined frequency is applied with a predetermined phase difference. Here, the predetermined frequency refers to the elastic body 112
Are frequencies close to the natural frequencies of the above two vibration modes. The application of the AC voltage causes the piezoelectric body to vibrate, and causes the elastic body 112 to harmoniously generate the above two modes of vibration. A projection 116 is provided at the antinode of the vibration of the fourth bending mode generated in the elastic body. When the elastic body 112 vibrates, an elliptical motion occurs at the tip of the projection 116. The tip of the projection 116 is in contact with the upper surface of the relative movement member 120 at a predetermined pressure, and when the tip performs the above-described elliptical movement, the relative movement member 120 is linearly driven.

【0005】支持機構130は、相対運動部材120を
支持する機構である。支持機構130は、ベアリング等
からなる4つのローラ132と、そのローラ132を回
転中心において保持するハウジング134とからなる。
4つのローラ132は、相対運動部材120の下面に接
し、相対運動部材120が弾性体の突起部116から離
れることを防止している。
[0005] The support mechanism 130 is a mechanism for supporting the relative motion member 120. The support mechanism 130 includes four rollers 132 formed of bearings and the like, and a housing 134 that holds the rollers 132 at the center of rotation.
The four rollers 132 are in contact with the lower surface of the relative motion member 120 to prevent the relative motion member 120 from separating from the elastic projections 116.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の振動アクチュエータでは、ローラがハウジングに固定
されているので、振動アクチュエータを組み立てた段階
で、ローラと振動子との間隔が一定のものに固定されて
しまう。したがって、図4に例示した振動アクチュエー
タのように、相対運動部材の下面を4つのローラで支持
する場合には、各々のローラの僅かな配置の誤差によ
り、相対運動部材の荷重が各ローラに均等に分散しなく
なり、最悪の場合には、ローラと相対運動部材との間に
遊びが生じてしまうこともあった。一方、振動アクチュ
エータは、振動子が行うミクロンオーダーの振動を利用
して動作するものであるため、上記のように、各ローラ
の間で支持する荷重に差があったり、相対運動部材とロ
ーラの間で遊びが生じたりすると、振動アクチュエータ
の性能が十分に発揮されず、また、動作時に不快な騒音
が発生したりするという問題もあった。
However, in the above-mentioned conventional vibration actuator, since the roller is fixed to the housing, at the stage of assembling the vibration actuator, the distance between the roller and the vibrator is fixed to a fixed one. Will be done. Therefore, when the lower surface of the relative motion member is supported by four rollers as in the vibration actuator illustrated in FIG. 4, the load of the relative motion member is equally applied to each roller due to a slight error in the arrangement of each roller. In the worst case, play may occur between the roller and the relative motion member. On the other hand, the vibration actuator operates using micron-order vibration performed by the vibrator, and therefore, as described above, there is a difference in the load supported between the rollers, and there is a difference between the relative motion member and the roller. When play occurs between the vibration actuators, there is a problem that the performance of the vibration actuator is not sufficiently exhibited and unpleasant noise is generated during operation.

【0007】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたものであり、支持部が配置された位置の誤差に影響
を受けず、また、支持部の個数が3を越える場合であっ
ても、支持機構が相対運動部材を適切に支持する構成の
振動アクチュエータを提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and is not affected by an error in the position where the supporting portions are arranged. Another object of the present invention is to provide a vibration actuator having a configuration in which a support mechanism appropriately supports a relative motion member.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1に係る発明は、平板状又は柱状の弾性体に
縦振動と屈曲振動とを励振し、前記弾性体の所定位置に
設けられた駆動力取出部に楕円運動を発生させる振動子
と、前記弾性体に略平行に配置された相対運動部材を前
記振動子と反対の側から支持部により支持する支持機構
とを備え、前記駆動力取出部を前記相対運動部材に接触
させることにより前記相対運動部材と相対運動を行う振
動アクチュエータにおいて、前記支持機構は、前記支持
部を弾性的に保持していることを特徴とする振動アクチ
ュエータである。
According to a first aspect of the present invention, a flat or columnar elastic body is subjected to longitudinal vibration and bending vibration, and is moved to a predetermined position on the elastic body. A vibrator that generates an elliptical motion in the provided driving force take-out unit, and a support mechanism that supports a relative motion member disposed substantially parallel to the elastic body by a support unit from a side opposite to the vibrator, In a vibration actuator that performs relative movement with the relative movement member by bringing the driving force extracting portion into contact with the relative movement member, the support mechanism elastically holds the support portion. Actuator.

【0009】請求項2に係る発明は、請求項1に記載に
振動アクチュエータにおいて、前記支持機構は、前記支
持部の移動可能な方向を、前記屈曲振動の振幅方向と略
平行な方向に案内する案内部を有することを特徴として
いる振動アクチュエータである。請求項3に係る発明
は、請求項1又は請求項2に記載の振動アクチュエータ
において、前記支持部は、2つ以上あり、前記支持機構
は、各々の支持部を相互に独立した機構により弾性的に
保持していることを特徴とする振動アクチュエータであ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the first aspect, the support mechanism guides a movable direction of the support portion in a direction substantially parallel to an amplitude direction of the bending vibration. A vibration actuator having a guide portion. According to a third aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the first or second aspect, there are provided two or more support portions, and the support mechanism is configured such that each support portion is resilient by a mechanism independent of each other. The vibration actuator is characterized in that the vibration actuator is held.

【0010】請求項4に係る発明は、平板状又は柱状の
弾性体に縦振動と屈曲振動とを励振し、前記弾性体の所
定位置に設けられた駆動力取出部に楕円運動を発生させ
る振動子と、前記弾性体に略平行に配置された相対運動
部材を前記振動子と反対の側から支持部により支持する
支持機構と、前記駆動力取出部と前記相対運動部材を加
圧接触させための加圧力を前記振動子に加える加圧機構
とを備え、前記相対運動部材と相対運動を行う振動アク
チュエータにおいて、前記支持機構は、前記支持部を前
記屈曲振動の振幅方向と略平行な方向に案内する案内部
と、前記加圧力と反発する方向の力を前記支持部に作用
させることにより、前記支持部を前記相対運動部材に接
触させる力作用部とを有することを特徴としている振動
アクチュエータである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vibration device which excites a longitudinal vibration and a bending vibration in a flat or columnar elastic body and generates an elliptical motion in a driving force extracting portion provided at a predetermined position of the elastic body. Element, a support mechanism for supporting a relative motion member disposed substantially parallel to the elastic body from a side opposite to the vibrator by a support portion, and for bringing the driving force extracting portion and the relative motion member into pressure contact with each other. And a pressurizing mechanism for applying a pressing force to the vibrator, wherein the supporting mechanism moves the supporting portion in a direction substantially parallel to the amplitude direction of the bending vibration. A vibration actuator, comprising: a guide portion for guiding, and a force acting portion for bringing the support portion into contact with the relative motion member by applying a force in a direction repelling the pressing force to the support portion. That.

【0011】請求項5に係る発明は、請求項4に記載の
振動アクチュエータにおいて、前記力作用部は、バネ性
を有する部材であることを特徴とする振動アクチュエー
タである。請求項6に係る発明は、請求項4又は請求項
5に記載の振動アクチュエータにおいて、前記支持部
は、2つ以上あり、前記支持機構は、前記支持部の各々
に対応した別個の力作用部を有することを特徴とする振
動アクチュエータである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the fourth aspect, the force acting portion is a member having a spring property. According to a sixth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the fourth or fifth aspect, the number of the support portions is two or more, and the support mechanism is a separate force acting portion corresponding to each of the support portions. It is a vibration actuator characterized by having.

【0012】請求項7に係る発明は、平板状又は柱状の
弾性体に縦振動と屈曲振動とを励振し、前記弾性体の所
定位置に設けられた駆動力取出部に楕円運動を発生させ
る振動子と、前記弾性体に略平行に配置された相対運動
部材を前記振動子と反対の側から支持部により支持する
支持機構とを備え、前記駆動力取出部を前記相対運動部
材に接触させることにより前記相対運動部材と相対運動
を行う振動アクチュエータにおいて、前記支持機構は、
前記支持部を、前記屈曲振動の振幅方向と略平行な方向
に位置調整可能に保持していることを特徴としている振
動アクチュエータである。請求項8に係る発明は、請求
項7に記載の振動アクチュエータにおいて、前記支持部
は、2つ以上あり、前記支持部の各々は、独立にその位
置を調整可能であることを特徴とする振動アクチュエー
タである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a vibration device which excites a longitudinal vibration and a bending vibration in a flat or columnar elastic body, and generates an elliptical motion in a driving force extracting portion provided at a predetermined position of the elastic body. And a support mechanism for supporting a relative motion member disposed substantially parallel to the elastic body from a side opposite to the vibrator by a support portion, and bringing the driving force extracting portion into contact with the relative motion member. In the vibration actuator that performs relative motion with the relative motion member, the support mechanism includes:
A vibration actuator characterized in that the support portion is held so as to be position-adjustable in a direction substantially parallel to the amplitude direction of the bending vibration. According to an eighth aspect of the present invention, in the vibration actuator according to the seventh aspect, there are provided two or more support portions, and each of the support portions is capable of adjusting its position independently. Actuator.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
に係る実施形態について、さらに詳しく説明する。な
お、以降の説明は、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モータを例にとって行う。
Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. In the following description, an ultrasonic motor using an ultrasonic vibration region will be described as an example of a vibration actuator.

【0014】図1は、本発明に係る超音波モータの一実
施形態を示す図であり、図1(a)は側面図、図1
(b)は正面図、また、図1(c)は相対運動部材を支
持する支持機構の一部を示す側面図である。さらに、図
2は、図1に示す超音波モータの振動子の斜視図であ
る。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention. FIG. 1 (a) is a side view, and FIG.
FIG. 1B is a front view, and FIG. 1C is a side view showing a part of a support mechanism for supporting the relative motion member. FIG. 2 is a perspective view of the transducer of the ultrasonic motor shown in FIG.

【0015】はじめに、図2を用いて振動子11の構成
について説明する。振動子11は、4次の屈曲振動と1
次の縦振動とを同時に行うことにより、相対運動部材を
駆動するための駆動力を発生させる部材である。振動子
11は、弾性体12と、その弾性体12の上面に接合さ
れた2つの圧電体13a及び13bとから構成される。
First, the configuration of the vibrator 11 will be described with reference to FIG. The vibrator 11 has a fourth-order bending vibration and 1
This is a member that generates a driving force for driving the relative motion member by simultaneously performing the next longitudinal vibration. The vibrator 11 includes an elastic body 12 and two piezoelectric bodies 13a and 13b joined to the upper surface of the elastic body 12.

【0016】弾性体12は、金属材料又はプラスチック
材料等の弾性材料からなる矩形平板状の部材である。弾
性体12の下面であって、前述した4次の屈曲振動の腹
が生じる位置には、2つの直方体型の駆動力取出部12
a、12bが突起状に形成されている。また、弾性体1
2は、1次の伸縮振動(縦振動)の節位置、すなわち長
手方向の中央部に、断面が半円形をしている切り欠き部
12c及び12dを設けられている。2つの圧電体13
a、13bは、本実施形態ではPZTにより構成される
電気機械変換素子である。圧電体13a、13bは、弾
性体12の駆動力取出部12a、12bが形成されてい
るのと反対の面に接着されている。
The elastic body 12 is a rectangular flat plate made of an elastic material such as a metal material or a plastic material. On the lower surface of the elastic body 12, at the position where the antinode of the fourth-order bending vibration is generated, the two rectangular parallelepiped driving force extracting portions 12 are provided.
a and 12b are formed in a projection shape. Also, the elastic body 1
Reference numeral 2 denotes cut-out portions 12c and 12d having a semicircular cross section at a node position of primary stretching vibration (longitudinal vibration), that is, at a central portion in the longitudinal direction. Two piezoelectric bodies 13
Reference numerals a and 13b denote electromechanical transducers composed of PZT in the present embodiment. The piezoelectric members 13a and 13b are bonded to the surface of the elastic member 12 opposite to the surface on which the driving force extracting portions 12a and 12b are formed.

【0017】図1に示されるように、振動子11は、相
対運動部材21の上面に配置され、ハウジング40に固
定された支持ピン29a及び29bにより支持されてい
る。支持ピン29a及び29bは、その先端部を弾性体
12の切り欠き12c又は12dに配置させることで、
図面中の左右の方向及び図面に垂直な方向に関する振動
子11の位置決めを行っている。なお、ハウジング40
は、超音波モータ1の筐体の一部である。支持ピン29
a、29bの外周には、コイルバネ28a、28bが配
置されている。コイルバネ28a及び28bは、圧縮さ
れた状態にあり、振動子の出力取出部12a、12bが
所定の圧力をもって相対運動部材21の上面と加圧接触
するよう、振動子11に図面下方を向く力(加圧力)を
作用させている。
As shown in FIG. 1, the vibrator 11 is disposed on the upper surface of the relative motion member 21 and is supported by support pins 29a and 29b fixed to the housing 40. The support pins 29a and 29b have their tip portions arranged in the notches 12c or 12d of the elastic body 12,
The vibrator 11 is positioned with respect to the left and right directions in the drawing and the direction perpendicular to the drawing. The housing 40
Is a part of the housing of the ultrasonic motor 1. Support pin 29
The coil springs 28a and 28b are arranged on the outer circumferences of a and 29b. The coil springs 28a and 28b are in a compressed state, and the force (downward in the drawing) is applied to the vibrator 11 so that the output take-out portions 12a and 12b of the vibrator come into press contact with the upper surface of the relative motion member 21 with a predetermined pressure. Pressure).

【0018】相対運動部材21は、平板状の部材であ
り、図面中の左右方向へ移動可能となるように、その下
面を支持機構30により支持されている。支持機構30
は、ハウジング31に4つのローラ32を回転自在に取
り付けた構成を有し、その4つのローラ32を相対運動
部材21の下面に当てることにより、これを支持してい
る。ハウジング31は、ハウジング40と同様、超音波
モータ1の筐体の一部である。ハウジング31は、上面
に支持柱35をローラ32に対応する個数だけ有してい
る。支持柱35は、その上端に、振動子11が行う屈曲
振動の振幅の方向に対し平行に設けられた溝部36を有
しており、この溝部36には、ローラ32の回転軸33
が挿入されている。したがって、ローラ32は、溝部3
6に案内されて、相対運動部材21の下面に垂直な方向
へ移動可能となっている。
The relative movement member 21 is a plate-shaped member, and its lower surface is supported by a support mechanism 30 so as to be movable in the left-right direction in the drawing. Support mechanism 30
Has a configuration in which four rollers 32 are rotatably mounted on a housing 31, and the four rollers 32 are supported by contacting the lower surface of the relative motion member 21. The housing 31 is a part of the housing of the ultrasonic motor 1 like the housing 40. The housing 31 has a number of support columns 35 on the upper surface corresponding to the number of the rollers 32. The support column 35 has, at its upper end, a groove 36 provided in parallel to the direction of the amplitude of the bending vibration performed by the vibrator 11, and the groove 36 has a rotating shaft 33 of the roller 32.
Is inserted. Therefore, the roller 32 is provided in the groove 3
6 and is movable in a direction perpendicular to the lower surface of the relative motion member 21.

【0019】溝部36の中には、バネ34が備えられて
いる。バネ34は、ローラの回転軸33に、相対運動部
材21の方へ向いた力を作用させ、もって、ローラ32
を相対運動部材に押し付ける役割を果たすものである。
なお、本実施形態では、各溝部36にバネ34を配置し
ているので、4つのローラ32は、各々独立に弾性的に
支持されている。よって、各ローラ32は、厳密な位置
の設定をしなくても、また、相対運動部材21の下面に
多少の凹凸があっても、それぞれ確実に相対運動部材2
1の下面に接触し、これを支持する。
A spring 34 is provided in the groove 36. The spring 34 applies a force toward the relative motion member 21 to the rotating shaft 33 of the roller, so that the roller 32
Plays a role of pressing the relative motion member.
In the present embodiment, since the springs 34 are arranged in the respective groove portions 36, the four rollers 32 are elastically supported independently of each other. Therefore, even if the rollers 32 do not have to be set at a strict position, and even if there are some irregularities on the lower surface of the relative motion member 21, each of the rollers 32 can be reliably connected to the relative motion member 2 without fail.
1 is in contact with and supports the lower surface.

【0020】次に、超音波モータ1の駆動回路、及び超
音波モータ1の動作について説明する。図3は、超音波
モータ1の駆動回路を示すブロック図である。駆動回路
41は、駆動信号を発振する発振器42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43
と、圧電体13aに入力する駆動信号を増幅する増幅器
44と、圧電体13bに入力する変換された駆動信号を
増幅する増幅器45とを備える。
Next, the driving circuit of the ultrasonic motor 1 and the operation of the ultrasonic motor 1 will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating a drive circuit of the ultrasonic motor 1. The drive circuit 41 includes an oscillator 42 that oscillates a drive signal, and a phase shifter 43 that converts the drive signal into a signal having a phase difference of (π / 2).
And an amplifier 44 for amplifying the drive signal input to the piezoelectric body 13a and an amplifier 45 for amplifying the converted drive signal input to the piezoelectric body 13b.

【0021】駆動回路41により、圧電体13a、13
bには、電気的に位相が90°異なる交流電圧が印加さ
れる。なお、圧電体13a、13bに上記交流電圧を印
加する際に、弾性体12がGND電位に接続される。交
流電圧印加の結果、圧電体13aと13bは、互いに9
0°の位相差を有する振動を行い、弾性体12に1次の
縦振動及び4次の屈曲振動を調和的に発生させる。この
ような2種類のモードの振動が弾性体12に励振される
結果、これらの振動の合成である楕円運動が、駆動力取
出部12a、12bの端面に発生する。そして、駆動力
取出部12a、12は、この楕円運動を用いて、加圧接
触する相対運動部材21に1次元(図面中の左右方向)
の相対運動を行わせる。
The driving circuit 41 causes the piezoelectric bodies 13a, 13
An AC voltage having an electrical phase difference of 90 ° is applied to b. When applying the AC voltage to the piezoelectric bodies 13a and 13b, the elastic body 12 is connected to the GND potential. As a result of the AC voltage application, the piezoelectric bodies 13a and 13b
Vibration having a phase difference of 0 ° is performed, and a first-order longitudinal vibration and a fourth-order bending vibration are generated harmoniously in the elastic body 12. As a result of these two modes of vibration being excited in the elastic body 12, an elliptical motion, which is a combination of these vibrations, is generated on the end faces of the driving force output portions 12a and 12b. Then, the driving force extraction units 12a and 12 use this elliptical motion to make a one-dimensional (left-right direction in the drawing) contact with the relative motion member 21 that comes into pressure contact.
The relative motion of

【0022】以上説明したように、本実施形態では、ロ
ーラ32がハウジング31に固定されておらず、溝部3
6により移動可能に保持されている。よって、ローラ3
2は、相対運動部材21の下面の位置に合わせ、その位
置を調整することができ、従来のように、超音波モータ
の組立時にその位置を厳密に設定する必要はない。ま
た、本実施形態では、ローラ32をバネ34によって、
弾性的に支持している。つまり、ローラ32は、常にバ
ネ34により、相対運動部材の方へ向けて押されている
ので、ローラ32は、相対運動部材の下面を支持できる
位置へ自動的に配置される。よって、本実施形態では、
ローラ32の位置を調整するための特別な作業は必要と
されず、個々の相対運動部材の間で板厚のバラツキがあ
っても、あるいは1つの相対運動部材において板厚が位
置により変化することであっても、ローラ32は、常に
相対運動部材を適切に支持する。
As described above, in the present embodiment, the roller 32 is not fixed to the housing 31 and the groove 3
6 movably held. Therefore, roller 3
2, the position can be adjusted according to the position of the lower surface of the relative motion member 21, and it is not necessary to set the position strictly when assembling the ultrasonic motor as in the conventional case. Further, in the present embodiment, the roller 32 is
It is elastically supported. That is, since the roller 32 is always pushed by the spring 34 toward the relative motion member, the roller 32 is automatically arranged at a position where the lower surface of the relative motion member can be supported. Therefore, in this embodiment,
No special operation for adjusting the position of the roller 32 is required, and even if there is a variation in the thickness between the individual relative motion members, or the thickness of one relative motion member varies depending on the position. However, the roller 32 always properly supports the relative motion member.

【0023】さらに、本実施形態では、各ローラ32
を、それぞれ別個独立のバネ34により弾性的に支持す
ることとしている。よって、支持すべき相対運動部材2
1の下面が平坦でなくても、また、支持機構30に、平
面を定義するのに必要な個数を越える4個のローラが使
用されていても、いずれかのローラと相対運動部材の間
で遊びが生じることはなく、かかる遊びを起因として超
音波モータ1の性能が劣化したり、動作時に騒音が発生
したりすることはない。
Further, in this embodiment, each roller 32
Are elastically supported by separate and independent springs 34, respectively. Therefore, the relative motion member 2 to be supported
Even if the lower surface of the roller 1 is not flat and the support mechanism 30 uses four rollers in excess of the number required to define the plane, the distance between any one of the rollers and the relative motion member may be reduced. There is no play, and the play does not cause the performance of the ultrasonic motor 1 to deteriorate or generate noise during operation.

【0024】さらにまた、本実施形態では、溝部36に
より、ローラ32が移動できる方向を制限している。し
たがって、ローラ32が相対運動部材21に引きずられ
て、相対運動の方向と平行な方向に移動してしまい、そ
の結果、相対運動部材を十分に支持できなくなるなど、
ローラ32が移動可能となったことに基づく弊害が生じ
ることもない。
Further, in this embodiment, the direction in which the roller 32 can move is limited by the groove 36. Therefore, the roller 32 is dragged by the relative motion member 21 and moves in a direction parallel to the direction of the relative motion, and as a result, the relative motion member cannot be sufficiently supported.
There is no adverse effect due to the movable roller 32.

【0025】(その他の実施形態)なお、本発明は、上
記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態
は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された
技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効
果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技
術的範囲に包含される。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

【0026】1) 上記実施形態では、弾性体を励振す
る振動発生源として圧電体を用いる場合を例に説明をし
たが、これは、本発明において使用可能な振動発生源の
種類を何ら限定するものではない。振動発生源は、弾性
体に所定の振動を与えることができるものであればなん
でもよく、電気エネルギー、磁気エネルギー又は熱エネ
ルギー等を機械的変位に変換することで弾性体を励振す
るその他の素子(電歪素子、磁歪素子等)であってもよ
い。 2) 上記実施形態では、横幅の狭いローラを4つ用い
て相対運動部材を支持する場合を説明したが、これは、
ローラの形状及び個数を何ら限定する意味のものではな
く、相対運動部材の横幅と同程度の幅を有する幅広のロ
ーラを、相対運動部材の長手方向に2つ又は3つ以上配
置することとしてもよい。また、回転可能なローラの代
わりに、相対運動部材との摩擦係数が小さい摺動部材を
支持柱35の上端に配置し、相対運動部材を摺動部材上
で滑らせることとしてもよい。 3) 上記実施形態では、コイルバネの弾性力を用いて
ローラに力を相対運動部材に接触させる場合について説
明したが、これは、ゴム等の他の弾性部材の弾性力を利
用することであってもよく、また、磁力、静電力、流体
の圧力等を利用することであってもよい。
1) In the above embodiment, the case where a piezoelectric body is used as a vibration source for exciting an elastic body has been described as an example. However, this limits the types of vibration sources that can be used in the present invention. Not something. The vibration source may be any element that can apply predetermined vibration to the elastic body, and other elements that excite the elastic body by converting electric energy, magnetic energy, heat energy, or the like into mechanical displacement ( Electrostrictive element, magnetostrictive element, etc.). 2) In the above embodiment, the case where the relative motion member is supported using four rollers having a small width has been described.
It is not intended to limit the shape and number of the rollers at all, and it is also possible to arrange two or three or more wide rollers having a width approximately equal to the lateral width of the relative motion member in the longitudinal direction of the relative motion member. Good. Further, instead of the rotatable roller, a sliding member having a small coefficient of friction with the relative moving member may be arranged at the upper end of the support column 35, and the relative moving member may be slid on the sliding member. 3) In the above-described embodiment, the case where the force is caused to contact the roller with the relative motion member using the elastic force of the coil spring has been described, but this is to utilize the elastic force of another elastic member such as rubber. Alternatively, magnetic force, electrostatic force, fluid pressure, or the like may be used.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
支持機構の支持部の位置を厳密に設定しなくても、その
支持部は、確実に相対運動部材の一の面を支持する。よ
って、支持部と相対運動部材との間で遊びが生じ、振動
アクチュエータの特性が劣化したり、振動アクチュエー
タの動作時に騒音が発生したりすることはない。
As described above, according to the present invention,
Even if the position of the support portion of the support mechanism is not strictly set, the support portion reliably supports one surface of the relative motion member. Therefore, there is no play between the support portion and the relative motion member, and the characteristics of the vibration actuator are not degraded, and no noise is generated during the operation of the vibration actuator.

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

【図1】本発明に係る超音波モータの一実施形態を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention.

【図2】図1に示す超音波モータの振動子の斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view of a vibrator of the ultrasonic motor shown in FIG.

【図3】本発明に係る超音波モータの駆動回路を示すブ
ロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a drive circuit of the ultrasonic motor according to the present invention.

【図4】従来の振動アクチュエータを用いた振動アクチ
ュエータを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a vibration actuator using a conventional vibration actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波モータ 11 振動子 21 相対運動部材 30 支持機構 31 ハウジング 32 ローラ 34 バネ 35 支持柱 36 溝部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic motor 11 Vibrator 21 Relative motion member 30 Support mechanism 31 Housing 32 Roller 34 Spring 35 Support pillar 36 Groove

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平板状又は柱状の弾性体に縦振動と屈曲
振動とを励振し、前記弾性体の所定位置に設けられた駆
動力取出部に楕円運動を発生させる振動子と、 前記弾性体に略平行に配置された相対運動部材を前記振
動子と反対の側から支持部により支持する支持機構とを
備え、 前記駆動力取出部を前記相対運動部材に接触させること
により前記相対運動部材と相対運動を行う振動アクチュ
エータにおいて、 前記支持機構は、前記支持部を弾性的に保持しているこ
とを特徴とする振動アクチュエータ。
A vibrator that excites longitudinal and bending vibrations in a flat or columnar elastic body to generate an elliptical motion in a driving force extracting portion provided at a predetermined position of the elastic body; A supporting mechanism for supporting a relative motion member disposed substantially parallel to the vibrator from a side opposite to the vibrator by a support portion, wherein the driving force take-out portion is brought into contact with the relative motion member, and A vibration actuator performing relative motion, wherein the support mechanism elastically holds the support portion.
【請求項2】 請求項1に記載に振動アクチュエータに
おいて、 前記支持機構は、前記支持部の移動可能な方向を、前記
屈曲振動の振幅方向と略平行な方向に案内する案内部を
有す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 support mechanism has a guide portion for guiding a movable direction of the support portion in a direction substantially parallel to an amplitude direction of the bending vibration. Characteristic vibration actuator.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の振動アク
チュエータにおいて、 前記支持部は、2つ以上あり、 前記支持機構は、各々の支持部を相互に独立した機構に
より弾性的に保持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 number of the support portions is two or more, and the support mechanism elastically holds the respective support portions by mutually independent mechanisms. A vibration actuator.
【請求項4】 平板状又は柱状の弾性体に縦振動と屈曲
振動とを励振し、前記弾性体の所定位置に設けられた駆
動力取出部に楕円運動を発生させる振動子と、 前記弾性体に略平行に配置された相対運動部材を前記振
動子と反対の側から支持部により支持する支持機構と、 前記駆動力取出部と前記相対運動部材を加圧接触させた
めの加圧力を前記振動子に加える加圧機構とを備え、 前記相対運動部材と相対運動を行う振動アクチュエータ
において、 前記支持機構は、前記支持部を前記屈曲振動の振幅方向
と略平行な方向に案内する案内部と、 前記加圧力と反発する方向の力を前記支持部に作用させ
ることにより、前記支持部を前記相対運動部材に接触さ
せる力作用部とを有することを特徴とする振動アクチュ
エータ。
4. A vibrator that excites longitudinal and bending vibrations in a flat or columnar elastic body to generate an elliptical motion in a driving force extracting portion provided at a predetermined position of the elastic body; A support mechanism for supporting a relative motion member disposed substantially parallel to the vibrator from a side opposite to the vibrator by a support portion; and applying a pressing force for bringing the driving force extracting portion into press contact with the relative motion member. A vibration mechanism that performs a relative motion with the relative motion member, wherein the support mechanism guides the support portion in a direction substantially parallel to the amplitude direction of the bending vibration, A vibrating actuator comprising: a force acting portion that causes the support portion to contact the relative motion member by applying a force in a direction repelling the pressing force to the support portion.
【請求項5】 請求項4に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記力作用部は、バネ性を有する部材であることを特徴
とする振動アクチュエータ。
5. The vibration actuator according to claim 4, wherein the force acting portion is a member having a spring property.
【請求項6】 請求項4又は請求項5に記載の振動アク
チュエータにおいて、 前記支持部は、2つ以上あり、 前記支持機構は、前記支持部の各々に対応した別個の力
作用部を有す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 4, wherein the support portion has two or more support portions, and the support mechanism has a separate force application portion corresponding to each of the support portions. A vibration actuator characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 平板状又は柱状の弾性体に縦振動と屈曲
振動とを励振し、前記弾性体の所定位置に設けられた駆
動力取出部に楕円運動を発生させる振動子と、 前記弾性体に略平行に配置された相対運動部材を前記振
動子と反対の側から支持部により支持する支持機構とを
備え、 前記駆動力取出部を前記相対運動部材に接触させること
により前記相対運動部材と相対運動を行う振動アクチュ
エータにおいて、 前記支持機構は、前記支持部を、前記屈曲振動の振幅方
向と略平行な方向に位置調整可能に保持していることを
特徴とする振動アクチュエータ。
7. A vibrator that excites a longitudinal vibration and a bending vibration to a flat or columnar elastic body to generate an elliptical motion in a driving force extracting portion provided at a predetermined position of the elastic body; A supporting mechanism for supporting a relative motion member disposed substantially parallel to the vibrator from a side opposite to the vibrator by a support portion, wherein the driving force take-out portion is brought into contact with the relative motion member, and In a vibration actuator that performs relative motion, the support mechanism holds the support portion so as to be position-adjustable in a direction substantially parallel to an amplitude direction of the bending vibration.
【請求項8】 請求項7に記載の振動アクチュエータに
おいて、 前記支持部は、2つ以上あり、 前記支持部の各々は、独立にその位置を調整可能である
ことを特徴とする振動アクチュエータ。
8. The vibration actuator according to claim 7, wherein there are two or more support portions, and each of the support portions can adjust its position independently.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8436513B2 (en) 2010-04-06 2013-05-07 Panasonic Corporation Drive unit

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