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JPH1014263A - Oscillation actuator - Google Patents

Oscillation actuator

Info

Publication number
JPH1014263A
JPH1014263A JP8159334A JP15933496A JPH1014263A JP H1014263 A JPH1014263 A JP H1014263A JP 8159334 A JP8159334 A JP 8159334A JP 15933496 A JP15933496 A JP 15933496A JP H1014263 A JPH1014263 A JP H1014263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elastic body
vibration
actuator
longitudinal
ultrasonic actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8159334A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Matsumoto
豪 松本
Tadao Takagi
忠雄 高木
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8159334A priority Critical patent/JPH1014263A/en
Publication of JPH1014263A publication Critical patent/JPH1014263A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that the positional control of an body becomes difficult due to shaking by providing members for supporting the elastic body at a plurality of nodes of bending oscillation occurring in the elastic body or the vicinity thereof. SOLUTION: The joints between supporting members 4a, 4b and an elastic member 2 are formed as narrow constricted parts 5a, 5b, extending in the longitudinal direction of the elastic member. The constricted part 5a, 5b functions as a rigidity lowering part for the bending oscillation or the longitudinal osciliation, occurring in the elastic member 2 in the amplitude direction. Consequently, the oscillation damping through the supporting members 4a, 4b can be suppressed for not only the bending oscillation but also the longitudinal oscillation. Furthermore, the elastic member 2 can be protected against torsion, because it is supported at a plurality of nodes. An ultrasonic actuator 1 is fixed to the fixing part of an objective apparatus through the supporting members 4a, 4b.

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、弾性体と、この弾
性体に装着されて縦振動と屈曲振動とを調和的に発生す
る電気機械変換素子とを備え、弾性体に加圧接触する相
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
ータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromechanical transducer mounted on an elastic body for generating longitudinal vibration and bending vibration in harmony, and which is in pressure contact with the elastic body. The present invention relates to a vibration actuator that generates a relative motion with a moving member.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電気機械変換素子である圧電
体を装着された弾性体に駆動電圧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、弾性体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 drive voltage is applied to an elastic body having a piezoelectric body, which is an electromechanical transducer, to generate a longitudinal vibration and a bending vibration harmoniously, thereby generating an elliptical motion on the surface of the elastic body. There is known a vibration actuator which generates a relative motion between the elastic member and a relative motion member which comes into pressure contact with an elastic body.

【0003】このような振動アクチュエータは、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。
Such a vibration actuator is described in, for example, "Piezoelectric Linear Motor for Moving Optical Pickup" (Yoshiaki Tomikawa et al .: Proceedings of the 5th Dynamic Symposium on Electromagnetic Force, pp. 393-398). page)
Describes in detail the configuration and the analysis results relating to the load characteristics.

【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7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斜視図であり、図8はその上面
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103a,103bが接着により接着される。圧
電体103a,103bは、それぞれ駆動電圧を印加さ
れることにより、弾性体101に長手方向へ伸縮する1
次の縦振動と長手方向への4次の屈曲振動とを発生す
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か所の腹位置には、突起状に駆動
力取出部101a,101bが形成される。駆動力取出
部101a,101bの端面には、縦振動及び屈曲振動
の合成振動である楕円運動が発生する。
FIG. 7 shows such a vibration actuator 1.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of the configuration of the 00, and FIG. 8 is a top view thereof. Thin piezoelectric members 103a and 103b made of PZT (lead zirconate titanate) are bonded to one flat surface of the rectangular flat elastic member 101 by bonding. The piezoelectric bodies 103a and 103b are expanded and contracted in the longitudinal direction by the elastic body 101 when a driving voltage is applied.
A next longitudinal vibration and a fourth-order bending vibration in the longitudinal direction are generated. Driving force take-out portions 101a and 101b are formed on the other flat surface of the elastic body 101 at two antinode positions in the generated fourth-order bending vibration. On the end faces of the driving force extracting portions 101a and 101b, an elliptical motion which is a combined vibration of the longitudinal vibration and the bending vibration is generated.

【0006】これらの駆動力取出部101a,101b
の端面には、図示しない相対運動部材である移動子が加
圧接触する。これにより、前述した楕円運動により、弾
性体101と移動子との間で相対運動が発生する。
[0006] These driving force extraction units 101a, 101b
A moving element, which is a relative moving member (not shown), comes into pressure contact with the end face of the moving element. Accordingly, relative motion occurs between the elastic body 101 and the moving element due to the elliptical motion described above.

【0007】この振動アクチュエータ100は、弾性体
101に発生する縦振動及び屈曲振動それぞれの固有振
動数が非常に近い値となるように設計される。これによ
り、2つの固有振動数に近い周波数の交流電圧を、圧電
体103a,103bにそれぞれ印加することにより、
縦振動及び屈曲振動を調和した状態で発生させることが
でき、弾性体101と移動子との間で相対運動を発生す
ることができる。
The vibration actuator 100 is designed so that the natural frequencies of the longitudinal vibration and the bending vibration generated in the elastic body 101 are very close to each other. Thus, by applying an AC voltage having a frequency close to the two natural frequencies to the piezoelectric bodies 103a and 103b, respectively,
The longitudinal vibration and the bending vibration can be generated in a harmonized state, and a relative motion can be generated between the elastic body 101 and the moving element.

【0008】ところで、弾性体101を支持して相対運
動部材に加圧接触させるために、弾性体101の側面に
おける長さ方向中央部には、半円状の切り欠き部104
a,104bが形成されており、これらの切り欠き部1
04a,104bに嵌合するピン102a,102bを
備える矩形の平面形状の支持枠102により、弾性体1
01を長手方向について位置規制することにより、弾性
体101の支持を行っていた。
By the way, in order to support the elastic body 101 and bring it into pressure contact with the relative motion member, a semicircular cutout 104 is formed at the center in the length direction on the side surface of the elastic body 101.
a, 104b are formed, and these notches 1
The elastic body 1 is provided by a rectangular flat support frame 102 having pins 102a and 102b fitted to the support members 04a and 104b.
By restricting the position of the elastic member 101 in the longitudinal direction, the elastic body 101 is supported.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように、弾性体1
01は、弾性体101に設けた切り欠き部104a,1
04bと支持枠102に形成されたピン102a,10
2bとの嵌め合いを利用して支持される。しかし、切り
欠き部104a,104bとピン102a,102bと
の間には不可避的に隙間が存在するため、相対運動方向
にガタ付きを生じてしまうという課題があった。したが
って、このガタ付きにより、弾性体101の位置制御が
困難になるという課題があった。
As described above, the elastic body 1
01 is a notch 104a, 1 provided in the elastic body 101.
04b and pins 102a, 102 formed on the support frame 102.
It is supported using the fitting with 2b. However, since there is an unavoidable gap between the notches 104a, 104b and the pins 102a, 102b, there has been a problem that rattling occurs in the relative movement direction. Therefore, there is a problem that the position control of the elastic body 101 becomes difficult due to the backlash.

【0010】また、移動子から弾性体に反力が作用する
ため、弾性体101が面内方向及び面外方向に位置ずれ
してしまうという課題もあった。
Further, since a reaction force acts on the elastic body from the moving element, there is another problem that the elastic body 101 is displaced in an in-plane direction and an out-of-plane direction.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、弾性
体と,弾性体に装着されて1次以上の縦振動と2次以上
の屈曲振動とを調和的に発生する電気機械変換素子とを
備え、弾性体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であって、弾性体に
発生する屈曲振動の複数の節位置又はその近傍に、弾性
体を支持する支持部材がそれぞれ設けられることを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electromechanical transducer which is attached to an elastic body and which generates a primary or more longitudinal vibration and a secondary or more bending vibration in a harmonic manner. A vibration actuator that generates relative motion between a relative motion member that comes into pressure contact with the elastic body, and supports the elastic body at or near a plurality of node positions of bending vibration generated in the elastic body. The support members are provided respectively.

【0012】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、支持部材には、縦振動の
振幅方向に関する剛性低下部が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 support member has a reduced rigidity portion in the amplitude direction of the longitudinal vibration.

【0013】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
に記載された振動アクチュエータにおいて、複数の支持
部材の全部又は一部が、互いに、接続されることを特徴
とする。
[0013] The invention of claim 3 is claim 1 or claim 2.
In the vibration actuator described in (1), all or some of the plurality of support members are connected to each other.

【0014】請求項4の発明は、請求項1から請求項3
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、複数の支持部材が、弾性体の長さ方向及び/又
は幅方向及び/又は厚さ方向に関して対称な位置に設け
られることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the first to third aspects.
In the vibration actuator described in any one of the above, the plurality of support members are provided at symmetrical positions with respect to the length direction and / or the width direction and / or the thickness direction of the elastic body.

【0015】[0015]

【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.

【0016】図1は、本実施形態における超音波アクチ
ュエータ1及びその支持部材4a,4bを示す斜視図で
あり、図2は、図1に示す超音波アクチュエータ1及び
その支持部材4a,4bの上面図である。さらに、図3
(a)は、図1に示す超音波アクチュエータ1及びその
支持部材4a,4bの側面図,図3(b)は、図1に示
す超音波アクチュエータ1の弾性体2に発生する屈曲振
動の変位例を示す説明図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the ultrasonic actuator 1 and its supporting members 4a and 4b in this embodiment, and FIG. 2 is a top view of the ultrasonic actuator 1 and its supporting members 4a and 4b shown in FIG. FIG. Further, FIG.
(A) is a side view of the ultrasonic actuator 1 and its supporting members 4a and 4b shown in FIG. 1, and FIG. 3 (b) is a displacement of bending vibration generated in the elastic body 2 of the ultrasonic actuator 1 shown in FIG. It is explanatory drawing which shows an example.

【0017】本実施形態の超音波アクチュエータ1の本
体は、前述した図7,図8に示す超音波アクチュエータ
100と全く同様に構成されるため、簡単に説明する。
超音波アクチュエータ1は、矩形平板状の弾性体2と、
この弾性体2の一方の平面に接着により装着されて弾性
体2に縦振動及び屈曲振動を調和的に発生する電気機械
変換素子である圧電体3a,3bを備える。圧電体3
a,3bには電気的に位相が90°異なる交流電圧が印
加される。
The main body of the ultrasonic actuator 1 according to the present embodiment is configured in exactly the same manner as the ultrasonic actuator 100 shown in FIGS.
The ultrasonic actuator 1 includes a rectangular plate-shaped elastic body 2,
The elastic body 2 includes piezoelectric bodies 3a and 3b, which are electromechanical transducers that are attached to one flat surface of the elastic body 2 by adhesion and generate longitudinal vibration and bending vibration in the elastic body 2 in harmony. Piezoelectric body 3
AC voltages having phases that are electrically different from each other by 90 ° are applied to a and 3b.

【0018】なお、図中符号3p,3p’も圧電体であ
るが、これらは、弾性体2に発生する振動状態をモニタ
するための圧電体であり、後述する図4を用いて説明す
る制御回路15に接続される。なお、弾性体2本体はG
ND電位に接続される。
Although the reference numerals 3p and 3p 'in the figure are also piezoelectric members, these are piezoelectric members for monitoring the vibration state generated in the elastic member 2, and are controlled by a control described later with reference to FIG. Connected to circuit 15. The main body of the elastic body 2 is G
Connected to ND potential.

【0019】弾性体2の他方の平面であって4次の屈曲
振動の腹位置のうちの外側の2か所(図3(b)におけ
る位置X,Y)には、突起状に駆動力取出部2a,2b
が形成される。
The other two planes (the positions X and Y in FIG. 3B) of the antinode position of the fourth-order bending vibration on the other plane of the elastic body 2 take out the driving force in a protruding manner. Parts 2a, 2b
Is formed.

【0020】図4は、本実施形態の超音波アクチュエー
タ1の駆動回路10を示すブロック図である。駆動回路
10は、駆動信号を発振する発振器11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12
と、圧電体3aに入力する駆動信号を増幅する増幅器1
3と、圧電体3bに入力する変換された駆動信号を増幅
する増幅器14とを備える。
FIG. 4 is a block diagram showing a drive circuit 10 of the ultrasonic actuator 1 according to the present embodiment. The drive circuit 10 includes an oscillator 11 that oscillates a drive signal, and a phase shifter 12 that converts the drive signal into a signal having a phase difference of (π / 2).
And an amplifier 1 for amplifying a drive signal input to the piezoelectric body 3a
3 and an amplifier 14 for amplifying the converted drive signal input to the piezoelectric body 3b.

【0021】圧電体3p,3p’により検出された振動
変位は電気信号として制御回路15に送られる。制御回
路15では、検出された変位量に基づき、補正信号を発
振器11に送り、発振器11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 3p and 3p 'is sent to the control circuit 15 as an electric signal. The control circuit 15 sends a correction signal to the oscillator 11 based on the detected displacement amount, and the drive signal output from the oscillator 11 is optimized.

【0022】このような駆動回路10により、圧電体3
a,3b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2には縦振動及び屈曲振動が調
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2の駆動力取出部2a,2bの端面に発生する。
この楕円運動により、駆動力取出部2a,2bを介して
加圧接触する相対運動部材(図示しない)が1次元に相
対運動する。
With such a drive circuit 10, the piezoelectric body 3
By applying an AC voltage having a phase difference of 90 ° to the a and 3b, a longitudinal vibration and a bending vibration are generated harmoniously in the elastic body 2, and an elliptic motion which is a composite of these vibrations is generated.
It is generated on the end faces of the driving force extracting portions 2a and 2b of the elastic body 2.
Due to this elliptical motion, a relative motion member (not shown) which comes into pressure contact with the driving force take-out portions 2a and 2b makes a one-dimensional relative motion.

【0023】図1〜図3において、弾性体2の二つの側
面2c,2dであって発生する屈曲振動の二つの節位置
(図3(b)における位置Z1 ,Z2 )には、弾性体2
を支持する4角棒状の支持部材4a,4bが、弾性体幅
方向と平行な方向に向けて、設置される。この設置位置
は、弾性体2の長さ方向,厚さ方向及び幅方向それぞれ
に関して対称な位置である。支持部材4a,4bの設置
位置は、図3(a)に示すように、屈曲振動の節位置Z
1 ,Z2 であるため、弾性体2に発生する屈曲振動を減
衰させることなく支持することが可能となる。
In FIG. 1 to FIG. 3, two nodes (positions Z 1 and Z 2 in FIG. 3 (b)) of the bending vibration generated on the two side surfaces 2c and 2d of the elastic body 2 have elasticity. Body 2
Are installed in a direction parallel to the elastic body width direction. This installation position is a symmetrical position in each of the length direction, the thickness direction, and the width direction of the elastic body 2. As shown in FIG. 3A, the installation position of the support members 4a and 4b is set at the node position Z of the bending vibration.
1 and Z 2 , it is possible to support the bending vibration generated in the elastic body 2 without attenuating it.

【0024】本実施形態では、支持部材4a,4bの弾
性体2との接続部は、弾性体長手方向に関して幅が細い
くびれ部5a,5bとして形成される。くびれ部5a,
5bは、弾性体2に発生する屈曲振動及び縦振動それぞ
れの振幅方向(弾性体長手方向)に関する剛性低下部と
して機能する。そのため、支持部材4a,4bの支持に
よる振動減衰を、屈曲振動に関するだけでなく、縦振動
に関しても、抑制することができる。また、本実施形態
では、弾性体2を複数の節位置で支持するため、弾性体
2に発生するねじれを防止することも可能となる。
In the present embodiment, the connecting portions of the support members 4a and 4b with the elastic body 2 are formed as narrow portions 5a and 5b whose width is narrow in the longitudinal direction of the elastic body. Constriction 5a,
5b functions as a stiffness reduction section in the amplitude direction (longitudinal direction of the elastic body) of each of the bending vibration and the longitudinal vibration generated in the elastic body 2. Therefore, the vibration damping due to the support of the support members 4a and 4b can be suppressed not only for the bending vibration but also for the longitudinal vibration. Further, in the present embodiment, since the elastic body 2 is supported at a plurality of joint positions, it is possible to prevent the elastic body 2 from being twisted.

【0025】このようにして、本実施形態の超音波アク
チュエータ1は、支持部材4a,4bを介して、搭載対
象機器の固定部に固定される。図5は、本実施形態の超
音波アクチュエータ1を、搭載対象機器である板状材2
0の搬送装置21に組み込んだ状況を示す断面図であ
る。
As described above, the ultrasonic actuator 1 of the present embodiment is fixed to the fixed portion of the device to be mounted via the support members 4a and 4b. FIG. 5 shows an ultrasonic actuator 1 according to the present embodiment, which is a plate-like material 2 which is a mounting target device.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state in which the device is incorporated in a transfer device 21 of No. 0;

【0026】搬送装置21のハウジング22は、溝型の
断面を有する枠体である。ハウジング22の内面底部2
2aには、開口部側に向けてベアリング保持台23が、
例えば接着されることにより固定される。このベアリン
グ保持台23により、ベアリング24が保持される。な
お、ベアリング保持台23はハウジング22と一体に構
成してもよい。
The housing 22 of the transfer device 21 is a frame having a groove-shaped cross section. Inner surface bottom 2 of housing 22
2a, the bearing holding base 23 is directed toward the opening,
For example, it is fixed by being adhered. The bearing holder 23 holds the bearing 24. The bearing holder 23 may be formed integrally with the housing 22.

【0027】一方、ハウジング22の内面底部22aに
は、断面L字型の移動式ベアリング保持台25が、図面
上左右方向に向けて往復移動自在となるように配置され
る。移動式ベアリング保持台25には、図面上左右方向
に向けてボルト貫通孔25aが設けられている。ボルト
貫通孔25aには、頭付きボルト26が挿入されてお
り、この頭付きボルト26の先端は、ハウジング22の
一方の縦壁部22bにネジ止めされる。さらに、この縦
壁部22bと移動式ベアリング保持台25との間の部分
には、頭付きボルト26に嵌め込まれてコイルスプリン
グ27が取付けられる。このコイルスプリング27のバ
ネ力により、移動式ベアリング保持台25は、ハウジン
グ22の他方の縦壁部22c側に向けて付勢される。
On the other hand, a movable bearing holder 25 having an L-shaped cross section is disposed on the inner bottom surface 22a of the housing 22 so as to be reciprocally movable in the horizontal direction in the drawing. The movable bearing holder 25 is provided with a bolt through hole 25a extending in the left-right direction in the drawing. A headed bolt 26 is inserted into the bolt through hole 25 a, and the tip of the headed bolt 26 is screwed to one vertical wall portion 22 b of the housing 22. Further, a coil spring 27 is attached to a portion between the vertical wall portion 22b and the movable bearing holder 25 by being fitted into a headed bolt 26. Due to the spring force of the coil spring 27, the movable bearing holder 25 is urged toward the other vertical wall portion 22c of the housing 22.

【0028】移動式ベアリング保持台25の上部側先端
には、ベアリング28が縦壁部22c側を指向する向き
に保持される。縦壁部22cには、内部側に臨む空間部
29が形成されており、この空間部29内に圧電体3が
収容されるようにして、本実施形態の超音波アクチュエ
ータ1が設置される。超音波アクチュエータ1は、図2
において、4つの支持部材4a,4a,4b,4bの丸
印部に貫通孔が設けられており、これら4つの貫通孔を
利用して、4本のボルト30a,30bにより、縦壁部
22cに固定される。
At the upper end of the movable bearing holder 25, a bearing 28 is held so as to face the vertical wall portion 22c. A space 29 facing the inside is formed in the vertical wall portion 22c, and the ultrasonic actuator 1 of the present embodiment is installed so that the piezoelectric body 3 is accommodated in the space 29. The ultrasonic actuator 1 is shown in FIG.
, Through holes are provided in the circles of the four support members 4a, 4a, 4b, 4b, and four bolts 30a, 30b make use of these four through holes to the vertical wall portion 22c. Fixed.

【0029】断面矩形の板状材20の底面には、ベアリ
ング24が接触し、一つの側面にはベアリング28が接
触する。これにより、板状材20は図面と直交する方向
に案内される。
A bearing 24 is in contact with the bottom surface of the plate member 20 having a rectangular cross section, and a bearing 28 is in contact with one side surface. Thereby, the plate-shaped material 20 is guided in a direction orthogonal to the drawing.

【0030】さらに、板状材20のもう一つの側面に
は、縦壁部22cに固定された超音波アクチュエータ1
の駆動力取出部2a,2bが接触する。板状材20は、
コイルスプリング27のバネ力により、ベアリング28
を介して、駆動力取出部2a,2bに所望の加圧力で加
圧される。
Further, on another side surface of the plate member 20, an ultrasonic actuator 1 fixed to the vertical wall portion 22c is provided.
Drive force take-out portions 2a and 2b come into contact with each other. The plate member 20 is
Due to the spring force of the coil spring 27, the bearing 28
Are applied to the driving force take-out portions 2a and 2b with a desired pressing force.

【0031】この状態で、超音波アクチュエータ1を駆
動すると、駆動力取出部2a,2bに発生する楕円運動
により板状材20は、図面と直交する方向に関する駆動
力を受ける。この駆動力により、板状材20は搬送され
る。また、これとは逆の駆動電圧を超音波アクチュエー
タ1に入力することにより、板状材20は逆方向に搬送
される。
When the ultrasonic actuator 1 is driven in this state, the plate member 20 receives a driving force in a direction orthogonal to the drawing due to the elliptical motion generated in the driving force extracting portions 2a and 2b. The plate material 20 is transported by this driving force. By inputting a driving voltage opposite to this to the ultrasonic actuator 1, the plate-shaped material 20 is conveyed in the opposite direction.

【0032】(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、以降の第2実施形態の説明は、
第1実施形態と相違する部分についてのみ行うことと
し、共通する部分については同一の図中符号を付すこと
により適宜説明を省略する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the following description of the second embodiment is as follows.
Only the parts different from those of the first embodiment will be described, and the common parts will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be appropriately omitted.

【0033】図6(a)は、第2実施形態の超音波アク
チュエータ1−1及びその保持部材6a,6bの上面及
び側面図,図6(b)は、第2実施形態の超音波アクチ
ュエータ1の弾性体2に発生する屈曲振動の変位例を示
す説明図である。
FIG. 6A is a top view and a side view of the ultrasonic actuator 1-1 and the holding members 6a and 6b of the second embodiment, and FIG. 6B is an ultrasonic actuator 1 of the second embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of displacement of bending vibration generated in an elastic body 2 of FIG.

【0034】本実施形態の超音波アクチュエータ1−1
が第1実施形態と装置するのは、隣接する支持部材同士
を結合して、それぞれ一体型の支持部材6a,6bとし
た点である。
The ultrasonic actuator 1-1 of the present embodiment
Is that the supporting members adjacent to each other are connected to each other to form integral supporting members 6a and 6b.

【0035】すなわち、支持部材6aは二つのくびれ部
7a,7aを介して弾性体2の側面2cに接続され、支
持部材6bは二つのくびれ部7b,7bを介して弾性体
2の側面2dに接続される。第1実施形態では、支持部
材は、振動減衰を抑制するために、くびれ部7a,7b
を設けて剛性を低下させてある。そのため、設置時等の
ハンドリングにより、くびれ部7b,7bが変形するお
それがある。そこで、本実施形態では、隣接する支持部
材同士を結合することにより、振動減衰を抑制しない範
囲で剛性を増加してハンドリング時の変形を防止するも
のである。
That is, the support member 6a is connected to the side surface 2c of the elastic body 2 via the two constricted portions 7a, 7a, and the support member 6b is connected to the side surface 2d of the elastic body 2 via the two constricted portions 7b, 7b. Connected. In the first embodiment, the support member is provided with the constricted portions 7a and 7b in order to suppress vibration attenuation.
Is provided to reduce rigidity. Therefore, there is a possibility that the constricted portions 7b, 7b may be deformed due to handling at the time of installation or the like. Thus, in the present embodiment, by connecting adjacent support members, rigidity is increased within a range where vibration damping is not suppressed, and deformation during handling is prevented.

【0036】また、隣接する支持部材同士を結合するこ
とにより、支持部材の設置位置の精度が向上し、超音波
アクチュエータの搭載対象機器への取付け精度が向上す
る。
Further, by joining the adjacent support members to each other, the accuracy of the installation position of the support members is improved, and the mounting accuracy of the ultrasonic actuator to the device to be mounted is improved.

【0037】(変形形態)以上の各実施形態の説明で
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
うな態様のみに限定されるものではなく、他の超音波域
以外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。
(Modification) In the above description of each embodiment, the ultrasonic actuator is used as the vibration actuator. However, the vibration actuator according to the present invention is not limited to only such an embodiment, and other vibration actuators may be used. The same applies to a vibration actuator using a vibration region other than the sound wave region.

【0038】また、各実施形態では、電気機械変換素子
として圧電体を用いたが、本発明にかかる振動アクチュ
エータは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することができる。例えば、圧電体
以外に電歪素子を例示することができる。
Further, in each of the embodiments, the 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 converts electric energy into mechanical displacement. Anything that can be applied can be equally applied. For example, an electrostrictive element other than the piezoelectric body can be exemplified.

【0039】また、各実施形態では、支持部材は弾性体
に発生する屈曲振動の節位置に設置しているが、節位置
からの多少のずれは許容される。すなわち、屈曲振動の
減衰をできるだけ抑制するためには節位置で支持するこ
とが最も望ましいが、屈曲振動の減衰を余り問題にしな
い場合には、節位置の近傍に設置してもよい。
Further, in each embodiment, the support member is installed at a node position of the bending vibration generated in the elastic body, but a slight deviation from the node position is allowed. In other words, it is most desirable to support the joint at the node position in order to suppress the attenuation of the bending vibration as much as possible. However, when the attenuation of the bending vibration is not a problem, the antenna may be installed near the node position.

【0040】また、第2実施形態では、隣接する支持部
材同士を接続した場合を示したが、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、弾性体幅方向に対向する位置の支持部材同士や、
全ての支持部材同士を接続するように構成してもよい。
In the second embodiment, the case where adjacent supporting members are connected to each other has been described. However, the vibration actuator according to the present invention is not limited to such a mode, and may be opposed in the elastic body width direction. Between support members at different positions,
You may comprise so that all the support members may be connected.

【0041】また、各実施形態では、弾性体を2ヵ所の
節位置で支持するようにしているが、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、3ヵ所以上の節位置で支持するようにしてもよ
い。
Further, in each embodiment, the elastic body is supported at two nodal positions. However, the vibration actuator according to the present invention is not limited to such a mode, and the vibration actuator according to the present invention is not limited to three or more nodal positions. You may make it support at a knot position.

【0042】また、各実施形態の説明では、弾性体に1
次の縦振動と4次の屈曲振動とが生じる振動アクチュエ
ータを例にとったが、本発明にかかる振動アクチュエー
タはこのような態様に限定されるものではなく、m次
(m:自然数)の縦振動とn次(n:2以上の自然数)
の屈曲振動とが生じる振動アクチュエータについても等
しく適用される。
Also, in the description of each embodiment, one elastic body is used.
The vibration actuator that generates the next longitudinal vibration and the fourth-order bending vibration is taken as an example, but the vibration actuator according to the present invention is not limited to such an embodiment, and the m-th (m: natural number) vertical vibration is used. Vibration and nth order (n: natural number of 2 or more)
The same applies to a vibration actuator that generates bending vibration.

【0043】また、各実施形態の説明では、支持部材
は、弾性体の長さ方向及び厚さ方向それぞれの対称位置
に形成した場合を例にとった。しかし、本発明はこれら
の態様に限定されるものではなく、支持体は、弾性体の
長さ方向,幅方向及び厚さ方向の1つ又は2つ以上に対
して対称な位置に、配置すればよい。
In the description of each embodiment, the case where the support member is formed at symmetrical positions in the length direction and the thickness direction of the elastic body is taken as an example. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the support is disposed at a position symmetrical with respect to one or more of the elastic body in the length direction, width direction, and thickness direction. I just need.

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

【図1】第1実施形態における超音波アクチュエータ及
びその支持部材を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an ultrasonic actuator and a support member thereof according to a first embodiment.

【図2】図1に示す超音波アクチュエータ及びその支持
部材の上面図である。
FIG. 2 is a top view of the ultrasonic actuator and its support member shown in FIG.

【図3】図3(a)は、図1に示す超音波アクチュエー
タ及びその支持部材の側面図,図3(b)は、図1に示
す超音波アクチュエータの弾性体に発生する屈曲振動の
変位例を示す説明図である。
3 (a) is a side view of the ultrasonic actuator shown in FIG. 1 and a supporting member thereof, and FIG. 3 (b) is a displacement of bending vibration generated in an elastic body of the ultrasonic actuator shown in FIG. It is explanatory drawing which shows an example.

【図4】第1実施形態の超音波アクチュエータの駆動回
路を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a drive circuit of the ultrasonic actuator according to the first embodiment.

【図5】第1実施形態の超音波アクチュエータを、板状
材の搬送装置に組み込んだ状況を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the ultrasonic actuator according to the first embodiment is incorporated in a plate-like material conveying device.

【図6】図6(a)は、第2実施形態の超音波アクチュ
エータ及びその支持部材の上面及び側面図,図6(b)
は、第2実施形態の超音波アクチュエータの弾性体に発
生する屈曲振動の変位例を示す説明図である。
FIG. 6A is a top view and a side view of an ultrasonic actuator and a support member thereof according to a second embodiment, and FIG. 6B.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of displacement of bending vibration generated in an elastic body of the ultrasonic actuator according to the second embodiment.

【図7】従来の振動アクチュエータの一例の構成を示す
斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of an example of a conventional vibration actuator.

【図8】図7に示す従来の振動アクチュエータの上面図
である。
FIG. 8 is a top view of the conventional vibration actuator shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波アクチュエータ(振動アクチュエータ) 2 弾性体 2a,2b 駆動力取出部 3a,3b 圧電体(電気機械変換素子) 4a,4b 支持部材 5a,5b くびれ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic actuator (vibration actuator) 2 Elastic body 2a, 2b Driving force extraction part 3a, 3b Piezoelectric body (electromechanical conversion element) 4a, 4b Support member 5a, 5b Neck

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性体と,前記弾性体に装着されて1次
以上の縦振動と2次以上の屈曲振動とを調和的に発生す
る電気機械変換素子とを備え、前記弾性体に加圧接触す
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
ュエータであって、 前記弾性体に発生する前記屈曲振動の複数の節位置又は
その近傍に、前記弾性体を支持する支持部材がそれぞれ
設けられることを特徴とする振動アクチュエータ。
1. An elastic body, and an electromechanical transducer mounted on the elastic body for generating first-order or more longitudinal vibration and second-order or more bending vibration in harmony, and pressurizing the elastic body. A vibration actuator that generates relative motion between a contacting relative motion member and a support member that supports the elastic body is provided at or near a plurality of node positions of the bending vibration generated in the elastic body. A vibration actuator characterized in that:
【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、 前記支持部材には、前記縦振動の振幅方向に関する剛性
低下部が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 a rigidity-reducing portion in an amplitude direction of the longitudinal vibration is formed in the support member.
【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、 複数の前記支持部材の全部又は一部は、互いに、接続さ
れることを特徴とする振動アクチュエータ。
3. The vibration actuator according to claim 1, wherein all or some of the plurality of support members are connected to each other.
【請求項4】 請求項1から請求項3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、 複数の前記支持部材は、前記弾性体の長さ方向及び/又
は幅方向及び/又は厚さ方向に関して対称な位置に設け
られることを特徴とする振動アクチュエータ。
4. One of claims 1 to 3
In the vibration actuator described in the paragraph, the plurality of support members are provided at symmetrical positions with respect to a length direction and / or a width direction and / or a thickness direction of the elastic body.
JP8159334A 1996-06-20 1996-06-20 Oscillation actuator Pending JPH1014263A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005333749A (en) * 2004-05-20 2005-12-02 Olympus Corp Ultrasonic vibrator and ultrasonic motor using the same

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