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JP2007325466A - Driving apparatus - Google Patents

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Publication number
JP2007325466A
JP2007325466A JP2006155734A JP2006155734A JP2007325466A JP 2007325466 A JP2007325466 A JP 2007325466A JP 2006155734 A JP2006155734 A JP 2006155734A JP 2006155734 A JP2006155734 A JP 2006155734A JP 2007325466 A JP2007325466 A JP 2007325466A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
drive device
vibration mode
expansion
contraction deformation
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006155734A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Matsuo
隆 松尾
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.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
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 Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2006155734A priority Critical patent/JP2007325466A/en
Publication of JP2007325466A publication Critical patent/JP2007325466A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving apparatus for efficiently obtaining a driving output, using a compact constitution. <P>SOLUTION: The driving apparatus includes an oscillation section 4 excited in longitudinal first-order vibration mode for generating an expansion/contraction deformation, perpendicular to the driving direction and long; first-order vibration mode for generating an elastic deformation by applying a voltage at a resonance frequency; and two guide rods 3 for pinching both sides of the oscillation section 4 in a pressed state. Rotational movements Ka, Kb that become reverse in rotation are generated on the both sides of the oscillation section 4, contacting the guide rods 3 i.e. protrusions 411-412, 413, by exciting the oscillation section 4 in the longitudinal first-order vibration mode and the primary flection oscillation mode. The oscillation section 4 is moved relative to the guide rods 3 by the rotational movements. The driving output can be extracted efficiently by using such a driving apparatus of compact constitution. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定方向への駆動を行う駆動装置に関する。   The present invention relates to a driving device that performs driving in a predetermined direction.

超音波アクチュエータ(駆動装置)は、コンパクト化や静音化といったメリットがあるため、小型カメラのレンズ駆動機構等での活用が期待されている。   Ultrasonic actuators (drive devices) have advantages such as compactness and noise reduction, and are expected to be used in lens drive mechanisms for small cameras.

超音波アクチューエータとしては、例えば特許文献1に開示されるものがある。このアクチュエータでは、超音波振動子(振動体)の上下両端部に複数の突起部を設け一対のガイド部材で振動体を挟み込むとともに、振動体の移動方向に関する伸縮振動と図22に示す2次の屈曲振動とが励起された振動体9において上下両端部に生じる回転運動により、ガイド部材に対して振動体の移動が可能となっている。   An example of the ultrasonic actuator is disclosed in Patent Document 1. In this actuator, a plurality of protrusions are provided at both upper and lower ends of the ultrasonic vibrator (vibrating body), the vibrating body is sandwiched between a pair of guide members, and the stretching vibration in the moving direction of the vibrating body and the secondary vibration shown in FIG. The vibrating body can be moved with respect to the guide member by the rotational motion generated at the upper and lower ends of the vibrating body 9 in which the bending vibration is excited.

特開2004−104984号公報JP 2004-104984 A

しかしながら、上記特許文献1のアクチュエータでは、図22のように複数の振動の節・腹が生じるように振動体9を共振させるため、移動方向に関する振動体の長さが長くなる。このように移動方向に長い振動体で必要な駆動ストロークを確保するには、その分ガイド部材も長くなって、アクチュエータの大型化を招くこととなる。   However, in the actuator of Patent Document 1, the vibrating body 9 is resonated so that a plurality of vibration nodes and antinodes are generated as shown in FIG. In this way, in order to ensure the required drive stroke with the vibrating body that is long in the moving direction, the guide member becomes longer correspondingly, leading to an increase in the size of the actuator.

また、振動体9の上下両端部の回転運動については、図22に示すように振動体9の上端面9uにおいて回転運動91、94と回転運動92、93とが逆方向の回転となり、下端面9dにおいて回転運動95、98と回転運動96、97とが逆方向の回転となる。一方、振動体9を移動させるには上端面9uと下端面9dとで生じる回転運動を逆方向にしなければならない。よって、振動体9では、ガイド部材に接触する突起部を例えば回転運動91、94が生じる上端面9uの各位置に設けるとともに、回転運動96、97が生じる下端面9dの各位置に設ける必要がある。   Further, regarding the rotational motion of the upper and lower end portions of the vibrating body 9, as shown in FIG. 22, the rotational motions 91 and 94 and the rotational motions 92 and 93 rotate in opposite directions on the upper end surface 9u of the vibrating body 9, and the lower end surface In 9d, the rotational motions 95 and 98 and the rotational motions 96 and 97 are rotated in opposite directions. On the other hand, in order to move the vibrating body 9, the rotational motion generated between the upper end surface 9u and the lower end surface 9d must be reversed. Therefore, in the vibrating body 9, it is necessary to provide protrusions that contact the guide member at each position of the upper end surface 9u where the rotational motions 91 and 94 occur, and at each position of the lower end surface 9d where the rotational motions 96 and 97 occur. is there.

しかし、このような位置に突起部を設けると、上端面9uの回転運動91、94に比べて下端面9dの回転運動96、97の回転径が小さくなるため、その速度差による滑りが上下の端面9u、9dの間で生じることとなる。これでは、駆動ロスが発生して効率よく駆動出力を取り出せないとともに、磨耗の原因にもなる。   However, when the protrusion is provided at such a position, the rotational diameters of the rotational motions 96 and 97 of the lower end surface 9d are smaller than the rotational motions 91 and 94 of the upper end surface 9u. This occurs between the end faces 9u and 9d. As a result, a drive loss occurs and the drive output cannot be taken out efficiently, and it also causes wear.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、コンパクトな構成で効率良く駆動出力を取り出すことができる駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a drive device that can efficiently extract drive output with a compact configuration.

上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、所定方向への駆動を行う駆動装置であって、(a)前記所定方向に対して垂直方向に伸縮変形を行う第1の振動モードと、前記伸縮変形と異なった変形を行う第2の振動モードとを励起可能な振動部と、(b)前記所定方向に沿って配置され、前記振動部の両サイドを加圧状態で挟持する2のガイド部材とを備え、前記振動部において前記第1の振動モードと前記第2の振動モードとを励起することにより、前記振動部の両サイドで互いに逆回りとなる回転運動を生じさせるとともに、前記回転運動を用いて前記振動部がガイド部材に対し相対的に移動することで前記所定方向への駆動が行われる。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is a drive device that performs driving in a predetermined direction, and (a) a first vibration mode that performs expansion and contraction in a direction perpendicular to the predetermined direction; A vibration part that can excite a second vibration mode that performs a deformation different from the expansion and contraction deformation, and (b) arranged along the predetermined direction, and sandwiching both sides of the vibration part in a pressurized state 2 And exciting the first vibration mode and the second vibration mode in the vibration unit, thereby causing rotational motions that are opposite to each other on both sides of the vibration unit, and Driving in the predetermined direction is performed by moving the vibration portion relative to the guide member using the rotational motion.

また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る駆動装置において、前記振動部の両サイドそれぞれでは、サイド全域にわたって前記回転運動の回転方向が同一である。   According to a second aspect of the present invention, in the drive device according to the first aspect of the present invention, the rotational direction of the rotational motion is the same over the entire side area on both sides of the vibrating section.

また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係る駆動装置において、前記第1の振動モードは、前記振動部の伸縮変形に関する一次振動モードであり、前記第2の振動モードは、前記振動部の屈曲変形に関する一次振動モードである。   According to a third aspect of the present invention, in the drive device according to the first or second aspect of the present invention, the first vibration mode is a primary vibration mode related to expansion / contraction deformation of the vibration section, and the second vibration mode. The mode is a primary vibration mode related to bending deformation of the vibration part.

また、請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記振動部は、(a-1)前記所定方向に対する垂直方向に沿って並列に配置され、当該垂直方向にそれぞれ伸縮変形が可能な一対の伸縮変形部と、(a-2)前記一対の伸縮変形部の両端それぞれを連結する連結部材とを有し、前記第1の振動モードは、前記一対の伸縮変形部が伸縮変形に関する同位相の振動を行うことで励起されるとともに、前記第2の振動モードは、前記一対の伸縮変形部が伸縮変形に関する逆位相の振動を行うことで励起される。   According to a fourth aspect of the present invention, in the drive device according to any one of the first to third aspects, the vibrating section is (a-1) arranged in parallel along a direction perpendicular to the predetermined direction. And a pair of expansion / contraction deformation parts capable of expansion / contraction deformation in the vertical direction, and (a-2) a connecting member that connects both ends of the pair of expansion / contraction deformation parts, and the first vibration mode includes: The pair of expansion / contraction deformation parts are excited by performing in-phase vibration related to expansion / contraction deformation, and the second vibration mode is excited by the pair of expansion / contraction deformation parts performing reverse phase vibration related to expansion / contraction deformation. Is done.

また、請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記振動部の両サイドのうち少なくとも一方のサイドにより、ガイド部材に対する前記振動部の姿勢が規制される。   According to a fifth aspect of the present invention, in the drive device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the posture of the vibrating portion relative to the guide member is determined by at least one of the two sides of the vibrating portion. Be regulated.

また、請求項6の発明は、請求項5の発明に係る駆動装置において、前記少なくとも一方のサイドには、前記ガイド部材に接触する複数の突起が設けられている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the drive device according to the fifth aspect of the present invention, the at least one side is provided with a plurality of protrusions that come into contact with the guide member.

また、請求項7の発明は、請求項5の発明に係る駆動装置において、前記少なくとも一方のサイドには、一定の接触長さをもって前記ガイド部材に接触する接触部が設けられている。   According to a seventh aspect of the present invention, in the drive device according to the fifth aspect of the present invention, the at least one side is provided with a contact portion that contacts the guide member with a certain contact length.

また、請求項8の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記2のガイド部材それぞれは、(b-1)前記ガイド部材の外形を形成するパイプ部と、(b-2)前記パイプ部の内部に配設された制振部材とを有する。   The invention according to claim 8 is the drive device according to any one of claims 1 to 7, wherein each of the two guide members includes (b-1) a pipe portion that forms an outer shape of the guide member. And (b-2) a vibration damping member disposed inside the pipe portion.

請求項1から請求項8の発明によれば、所定方向に対して垂直方向に伸縮変形を行う第1の振動モードと、伸縮変形と異なった変形を行う第2の振動モードとを振動部において励起することにより、振動部の両サイドで互いに逆回りとなる回転運動を生じさせるとともに、この回転運動を用いて振動部の両サイドを加圧状態で挟持する2のガイド部材に対し振動部が相対的に移動することで所定方向への駆動が行われる。その結果、コンパクトな構成で効率良く駆動出力を取り出すことができる。   According to the first to eighth aspects of the present invention, the vibration section includes the first vibration mode for performing expansion / contraction deformation in a direction perpendicular to the predetermined direction and the second vibration mode for performing deformation different from expansion / contraction deformation. Excitation causes rotational movements that are opposite to each other on both sides of the vibration part, and the vibration part uses the rotational movement to hold the both sides of the vibration part in a pressurized state against the two guide members. Driving in a predetermined direction is performed by relatively moving. As a result, the drive output can be efficiently extracted with a compact configuration.

特に、請求項2の発明においては、振動部の両サイドそれぞれではサイド全域にわたって回転運動の回転方向が同一であるため、駆動装置の構成を簡素化できる。   In particular, in the invention of claim 2, since the rotational direction of the rotational motion is the same over the entire side of each side of the vibrating section, the configuration of the driving device can be simplified.

また、請求項3の発明においては、第1の振動モードが振動部の伸縮変形に関する一次振動モードであり、第2の振動モードが振動部の屈曲変形に関する一次振動モードであるため、振動部の小型化が図れる。   In the invention of claim 3, since the first vibration mode is a primary vibration mode related to expansion and contraction of the vibration part, and the second vibration mode is a primary vibration mode related to bending deformation of the vibration part, Miniaturization can be achieved.

また、請求項4の発明においては、所定方向に対する垂直方向に沿って並列に配置され当該垂直方向にそれぞれ伸縮変形が可能な一対の伸縮変形部が伸縮変形に関する同位相の振動を行うことで第1の振動モードが励起されるとともに、一対の伸縮変形部が伸縮変形に関する逆位相の振動を行うことで第2の振動モードが励起される。その結果、振動部の構成を簡素化できる。   According to a fourth aspect of the present invention, a pair of expansion / contraction deformation portions arranged in parallel along a vertical direction with respect to a predetermined direction and capable of expansion / contraction deformation in the vertical direction respectively perform vibration in the same phase related to expansion / contraction deformation. The first vibration mode is excited, and the pair of expansion / contraction deformation portions vibrate in the opposite phase with respect to expansion / contraction deformation, thereby exciting the second vibration mode. As a result, the configuration of the vibration part can be simplified.

また、請求項5の発明においては、振動部の両サイドのうち少なくとも一方のサイドによりガイド部材に対する振動部の姿勢が規制されるため、振動部の姿勢を安定化できる。   In the invention of claim 5, since the posture of the vibrating portion with respect to the guide member is regulated by at least one of the two sides of the vibrating portion, the posture of the vibrating portion can be stabilized.

また、請求項6の発明においては、少なくとも一方のサイドにはガイド部材に接触する複数の突起が設けられているため、振動部の姿勢を簡易に安定化できる。   In the invention of claim 6, since the plurality of protrusions that contact the guide member are provided on at least one side, the posture of the vibrating portion can be easily stabilized.

また、請求項7の発明においては、少なくとも一方のサイドには一定の接触長さをもってガイド部材に接触する接触部が設けられているため、振動部の姿勢を簡易に安定化できる。   In the invention of claim 7, since the contact portion that contacts the guide member with a constant contact length is provided on at least one side, the posture of the vibration portion can be easily stabilized.

また、請求項8の発明においては、2のガイド部材それぞれはガイド部材の外形を形成するパイプ部の内部に制振部材が配設されているため、振動部によるガイド部材の振動を適切に抑制できる。   In the invention of claim 8, since each of the two guide members is provided with a damping member inside the pipe portion that forms the outer shape of the guide member, vibration of the guide member by the vibrating portion is appropriately suppressed. it can.

<第1実施形態>
<駆動装置の構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係る駆動装置1Aの要部構成を示す図である。ここで、図1(a)は、駆動装置1Aの正面図を示しており、図1(b)は、駆動装置1Aの側面図を示している。
<First Embodiment>
<Configuration of drive device>
FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of a drive device 1A according to the first embodiment of the present invention. Here, FIG. 1A shows a front view of the drive device 1A, and FIG. 1B shows a side view of the drive device 1A.

駆動装置1Aは、例えば超音波アクチュエータとして構成されており、ベース部2と、ベース部2によって保持される一対のガイド棒3(下部ガイド棒31および上部ガイド棒32)と、この2本のガイド棒(ガイド部材)3の間に挟まれる振動部4とを備えている。この駆動装置1Aでは、共振周波数の電圧印加によって共振する振動部3が2本のガイド棒3に沿って移動することにより駆動方向Dkへの駆動が行われる。   The drive device 1A is configured as, for example, an ultrasonic actuator, and includes a base portion 2, a pair of guide rods 3 (a lower guide rod 31 and an upper guide rod 32) held by the base portion 2, and the two guides. And a vibrating portion 4 sandwiched between rods (guide members) 3. In the driving device 1A, the vibration unit 3 that resonates when a voltage having a resonance frequency is applied moves along the two guide rods 3 to drive in the driving direction Dk.

ベース部2は、「コ」の字状の外形を有するフレーム部21と、上部ガイド棒32を加圧する加圧部材22とを備えている。   The base portion 2 includes a frame portion 21 having a “U” -shaped outer shape and a pressing member 22 that pressurizes the upper guide bar 32.

フレーム部21は、例えば駆動装置1Aが搭載される装置内に固定されており、その側面21sには、円形状の形状を有し下部ガイド棒31を固定する下孔21aと、両端が円形の長穴を有し上部ガイド棒32を保持する上孔21bとが形成されている。そして、下孔21aには、圧入や接着によって下部ガイド棒31が固定されるとともに、上孔21bには、上部ガイド棒32が上下方向Udに移動可能なように遊挿されている。この上部ガイド棒32の両端部には、下部ガイド棒31と平行な状態で上部ガイド棒32を上下方向Udに移動させるとともに上孔21bから上部ガイド棒31が外れるのを防止するリング部材32rが固定されている。なお、リング部材32rに関しては、上部ガイド棒32と一体として成形しても良い。   The frame portion 21 is fixed, for example, in a device on which the driving device 1A is mounted. A side hole 21a having a circular shape and fixing the lower guide rod 31 is formed on the side surface 21s, and both ends are circular. An upper hole 21b having a long hole and holding the upper guide rod 32 is formed. The lower guide bar 31 is fixed to the lower hole 21a by press-fitting or bonding, and the upper guide bar 32 is loosely inserted into the upper hole 21b so as to be movable in the vertical direction Ud. At both ends of the upper guide bar 32, ring members 32r that move the upper guide bar 32 in the vertical direction Ud while being parallel to the lower guide bar 31 and prevent the upper guide bar 31 from coming off from the upper hole 21b. It is fixed. The ring member 32r may be molded integrally with the upper guide bar 32.

加圧部材22は、例えば板ばねとして構成されており、その一部がフレーム部21の内壁に固定され適度な加圧力で上部ガイド部材32を下部ガイド棒31の方向に付勢する。このような加圧部材22により、駆動方向Dkに沿って配置される2本のガイド棒3が振動部4の両サイドを加圧状態で挟持できることとなる。なお、加圧部材22については、板ばねに限らずコイルばねで構成するようにしても良い。   The pressure member 22 is configured as, for example, a leaf spring, and a part of the pressure member 22 is fixed to the inner wall of the frame portion 21 and biases the upper guide member 32 toward the lower guide bar 31 with an appropriate pressure. With such a pressure member 22, the two guide rods 3 arranged along the driving direction Dk can hold both sides of the vibration part 4 in a pressurized state. Note that the pressing member 22 is not limited to a leaf spring, and may be configured by a coil spring.

2本のガイド棒3は、円形断面の棒状部材として構成されており、振動部4の移動をガイドするガイド部材として機能する。このガイド棒3は、例えば安価で製造しやすいステンレスなどの金属材料で形成されており、その表面には、振動部4との磨耗を抑えるため焼入れや窒化処理などの表面硬化処理が施されている。なお、表面硬化処理については、窒化クロム(CrN)や炭窒化チタン(TiCN)などのセラミックコーティングを施しても良く、またアルミナやジルコニアなどのセラミックを使用して耐磨耗性を向上させても良い。   The two guide rods 3 are configured as rod-shaped members having a circular cross section, and function as guide members that guide the movement of the vibration unit 4. The guide rod 3 is made of, for example, a metal material such as stainless steel that is inexpensive and easy to manufacture. The surface of the guide rod 3 is subjected to surface hardening treatment such as quenching or nitriding treatment in order to suppress wear with the vibrating portion 4. Yes. As for the surface hardening treatment, ceramic coating such as chromium nitride (CrN) or titanium carbonitride (TiCN) may be applied, or the wear resistance may be improved by using ceramic such as alumina or zirconia. good.

振動部4の構成について、図2を参照しつつ説明する。   The configuration of the vibration unit 4 will be described with reference to FIG.

図2は、振動部4の要部構成を示す図である。ここで、図2(a)は、振動部4の正面図を示しており、図2(b)は、振動部4の側面図を示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a main configuration of the vibration unit 4. Here, FIG. 2A shows a front view of the vibration part 4, and FIG. 2B shows a side view of the vibration part 4.

振動部4は、略直方体状の形状を有しており、ガイド棒3に当接する当接部41と、圧電部42とで構成されている。   The vibration part 4 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and includes a contact part 41 that comes into contact with the guide rod 3 and a piezoelectric part 42.

当接部41は、下部ガイド棒31に当接する2つの突起部411、412と、上部ガイド棒32に当接する1つの突起部413とを備えている。各突起部411〜413には、図2(b)に示すように前後方向Fbへの振動部4の移動を防止するために、ガイド棒3と係合するV溝41vが形成されている。このように2本のガイド棒3に対して突起部411〜413の3点で振動部4を支持することにより、ガイド棒3に対する振動部4の姿勢が安定することとなる。すなわち、ガイド棒3に対する振動部4の移動に伴って、1つの突起部413のみが接触する上部ガイド棒32では若干の傾きが生じる可能性があるものの、下孔21aに固定された下部ガイド棒32に対し2つの突起部411、412で支持される振動部4の姿勢は、常に変化しない。これにより、高精度な位置制御や速度制御が可能になる。   The abutting portion 41 includes two projecting portions 411 and 412 that abut on the lower guide rod 31 and one projecting portion 413 that abuts on the upper guide rod 32. Each protrusion 411 to 413 is formed with a V-groove 41v that engages with the guide rod 3 in order to prevent the vibration part 4 from moving in the front-rear direction Fb as shown in FIG. In this way, by supporting the vibrating portion 4 at the three points of the protruding portions 411 to 413 with respect to the two guide rods 3, the posture of the vibrating portion 4 with respect to the guide rod 3 is stabilized. That is, with the movement of the vibrating portion 4 with respect to the guide rod 3, there is a possibility that the upper guide rod 32 with which only one protrusion 413 contacts is slightly inclined, but the lower guide rod fixed to the lower hole 21a. The posture of the vibrating part 4 supported by the two protrusions 411 and 412 with respect to 32 does not always change. Thereby, highly accurate position control and speed control are attained.

突起部411〜413は、ガイド棒3との磨耗を低減するために超硬合金やアルミナ、ジルコニアなどのセラミックスで形成されており、エポキシなどの比較的高弾性の接着剤によって圧電部42に固定されている。   The protrusions 411 to 413 are made of cemented carbide, ceramics such as alumina or zirconia in order to reduce wear on the guide rod 3, and are fixed to the piezoelectric part 42 by a relatively high elastic adhesive such as epoxy. Has been.

圧電部42は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの圧電特性を持つ長方形の圧電セラミックス薄板(以下では「圧電薄板」と略称する)421が積層された構造を有しており、圧電薄板421の間には、図3(a)に示すような2分割された左側内部電極L1および右側内部電極R1と、図3(b)に示すような2分割された左側内部電極L2および右側内部電極R2とが交互に介挿されている。また、圧電部42の前面および背面には、4つの外部電極、具体的には左前の外部電極Lf、左後ろの外部電極Lb、右前の外部電極Rfおよび右後ろの外部電極Rbが圧電薄板421の積層方向に沿って配設されている。なお、これらの外部電極Lf、Lb、Rf、Rbは、銀などの金属からなっており、リード線やフレキシブルプリント配線板(FPC)を介して駆動回路と電気的に接続している(図示省略)。   The piezoelectric portion 42 has a structure in which rectangular piezoelectric ceramic thin plates (hereinafter abbreviated as “piezoelectric thin plates”) 421 having piezoelectric characteristics such as PZT (lead zirconate titanate) are laminated. Between 421, the left internal electrode L1 and the right internal electrode R1 divided into two as shown in FIG. 3A, and the left internal electrode L2 and the right internal electrode divided into two as shown in FIG. Electrodes R2 are alternately inserted. Further, on the front surface and the back surface of the piezoelectric portion 42, there are four external electrodes, specifically, a left front external electrode Lf, a left rear external electrode Lb, a right front external electrode Rf, and a right rear external electrode Rb. Are disposed along the stacking direction. These external electrodes Lf, Lb, Rf, and Rb are made of a metal such as silver and are electrically connected to a drive circuit via a lead wire or a flexible printed wiring board (FPC) (not shown). ).

そして、左前の外部電極Lfには、左側内部電極L2が電気的に接続されるとともに、左後ろの外部電極Lbには、左側内部電極L1が電気的に接続されている。また、右前の外部電極Rfには、右側内部電極R2が電気的に接続されるとともに、右後ろの外部電極Rbには、右側内部電極R1が電気的に接続されている。   The left internal electrode L2 is electrically connected to the left front external electrode Lf, and the left internal electrode L1 is electrically connected to the left rear external electrode Lb. The right internal electrode R2 is electrically connected to the right front external electrode Rf, and the right internal electrode R1 is electrically connected to the right rear external electrode Rb.

以上のような構成を有する振動部4に対して、振動部4を共振させる高周波(例えば人間の可聴周波数域から外れた超音波領域の周波数)の電圧を駆動回路(不図示)から印加し圧電部42の圧電薄板421で周期的な変位を生じさせると、振動部42が共振して、例えば図4に示すように下部ガイド棒31に当接する突起部411、412には時計回りの楕円軌道を描く回転運動Kaが発生し、上部ガイド棒32に当接する突起部413には反時計回りの楕円軌道を描く回転運動Kbが発生する。このように互いに逆方向に回転する回転運動Ka、Kbが振動部4の両端で生じると、ガイド棒3と突起部411〜413との間に働く摩擦力によって、ガイド棒3に対する駆動力が各突起部411〜413で発生するため、ガイド棒3に沿った方向Drに振動部4が移動できることとなる。なお、突起部411〜413では、加圧部材22からの加圧力によって生じる垂直抗力と、ガイド棒3に対する摩擦係数とで決まる駆動力が発生する。以下では、圧電部42の動作について詳しく説明する。   A voltage of a high frequency (for example, a frequency in an ultrasonic region that deviates from the human audible frequency range) that resonates the vibration unit 4 is applied to the vibration unit 4 having the above-described configuration from a drive circuit (not shown). When a periodic displacement is generated in the piezoelectric thin plate 421 of the portion 42, the vibrating portion 42 resonates, for example, as shown in FIG. 4, the protrusions 411 and 412 contacting the lower guide rod 31 have a clockwise elliptical orbit. Is generated, and a rotational motion Kb that draws a counterclockwise elliptical orbit is generated at the protrusion 413 that contacts the upper guide rod 32. When the rotational movements Ka and Kb that rotate in opposite directions are generated at both ends of the vibration part 4 in this way, the driving force for the guide bar 3 is caused by the frictional force that acts between the guide bar 3 and the protrusions 411 to 413. Since the protrusions 411 to 413 occur, the vibration part 4 can move in the direction Dr along the guide rod 3. Note that the protrusions 411 to 413 generate a driving force that is determined by the vertical drag generated by the pressure applied from the pressing member 22 and the friction coefficient with respect to the guide rod 3. Hereinafter, the operation of the piezoelectric unit 42 will be described in detail.

圧電部42は、共振周波数の電圧印加によって励起される縦(伸縮)一次振動モードおよび屈曲一次振動モードという2種類の固有振動モードを利用することにより突起部411〜413で回転運動を生じさせる。これらの振動モードについて以下で説明する。   The piezoelectric part 42 causes the protrusions 411 to 413 to generate a rotational motion by using two kinds of natural vibration modes, that is, a longitudinal (stretching) primary vibration mode and a bending primary vibration mode that are excited by voltage application at a resonance frequency. These vibration modes will be described below.

(i)縦一次振動モード
図5(a)に縦一次振動モードの変形の様子を示している。電圧無印加時の状態Mo(破線で図示)に対して全体的に伸長した状態M1と不図示の収縮した状態を繰り返す。このように振動部4が駆動方向Dk(図1)に対して垂直方向に伸縮変形を行う一次振動モード(第1の振動モード)が、縦一次振動モードである。
(i) Longitudinal primary vibration mode FIG. 5A shows a state of deformation of the longitudinal primary vibration mode. The state M1 extended as a whole and the contracted state (not shown) are repeated with respect to the state Mo (not shown by a broken line) when no voltage is applied. The primary vibration mode (first vibration mode) in which the vibration unit 4 performs expansion and contraction in the direction perpendicular to the drive direction Dk (FIG. 1) in this way is the longitudinal primary vibration mode.

振動部4の圧電部42において、左前の外部電極Lfおよび左後ろの外部電極Lbの間と、右前の外部電極Rfおよび右後ろの外部電極Rbの間とに同極性の電圧を印加すると、圧電部42において左半分および右半分の圧電薄板421が同期した伸長変形(収縮変形)を行う。従って、左側電極と右側電極とに対して縦一次振動モードの共振周波数で同位相の電圧を印加することにより、縦一次振動モードが励起され、縦方向(伸縮方向)に変位が大きく拡大される。   When a voltage of the same polarity is applied between the left front external electrode Lf and the left rear external electrode Lb and between the right front external electrode Rf and the right rear external electrode Rb in the piezoelectric unit 42 of the vibration unit 4, In the part 42, the piezoelectric thin plates 421 in the left half and the right half are subjected to expansion deformation (contraction deformation) in synchronization. Therefore, by applying a voltage in phase with the resonance frequency of the longitudinal primary vibration mode to the left electrode and the right electrode, the longitudinal primary vibration mode is excited and the displacement is greatly expanded in the longitudinal direction (stretching direction). .

(ii)屈曲一次振動モード
図5(b)に屈曲一次振動モードの変形の様子を示している。全体に屈曲した状態M2と不図示の反対に屈曲した状態を繰り返す。このように振動部4が縦一次振動モードでの伸長変形と異なった屈曲変形を行う一次振動モード(第2の振動モード)が、屈曲一次振動モードである。
(ii) Bending Primary Vibration Mode FIG. 5 (b) shows how the bending primary vibration mode is deformed. The whole bent state M2 and the oppositely bent state not shown are repeated. Thus, the primary vibration mode (second vibration mode) in which the vibration part 4 performs bending deformation different from the extension deformation in the longitudinal primary vibration mode is the bending primary vibration mode.

振動部4の圧電部42において、左前の外部電極Lfおよび左後ろの外部電極Lbの間と、右前の外部電極Rfおよび右後ろの外部電極Rbの間とに逆極性の電圧を印加すると、圧電部42において左半分の圧電薄板421が伸長(または収縮)する一方、右半分の圧電薄板421が収縮(または伸長)するため、圧電部42は全体として右方向または左方向に屈曲変形することとなる。従って、左側電極と右側電極に対して屈曲一次振動モードの共振周波数で逆位相の電圧を印加することにより、屈曲振動モードが励起され、屈曲方向に変位が大きく拡大される。   When a voltage of reverse polarity is applied between the left front external electrode Lf and the left rear external electrode Lb and between the right front external electrode Rf and the right rear external electrode Rb in the piezoelectric unit 42 of the vibration unit 4, In the portion 42, the left half piezoelectric thin plate 421 expands (or contracts) while the right half piezoelectric thin plate 421 contracts (or expands), so that the piezoelectric portion 42 is bent and deformed rightward or leftward as a whole. Become. Therefore, by applying a voltage having an antiphase with the resonance frequency of the bending primary vibration mode to the left electrode and the right electrode, the bending vibration mode is excited and the displacement is greatly expanded in the bending direction.

以上のような縦一次振動モードの共振周波数と屈曲一次振動モードの共振周波数とを、例えば振動部4の縦横比を調整することで略一致させるとともに、その共振周波数において位相を90度ずらせた電圧信号(図6参照)を圧電部42の左半分・右半分に印加して縦一次振動モードおよび屈曲一次振動モードを同時に励起することにより、圧電部42の上下端部に例えば回転運動Ka、Kb(図4)を発生させることが可能となる。すなわち、振動部4において縦一次振動モードと屈曲一次振動モードとを励起することにより、振動部4の両サイドで互いに逆回りとなる回転運動が生じるとともに、振動部4の両サイドそれぞれではサイド全域にわたって回転運動の回転方向が同一となる。   A voltage in which the resonance frequency of the longitudinal primary vibration mode and the resonance frequency of the bending primary vibration mode as described above are substantially matched by adjusting the aspect ratio of the vibration unit 4, for example, and the phase is shifted by 90 degrees at the resonance frequency. A signal (see FIG. 6) is applied to the left and right halves of the piezoelectric portion 42 to simultaneously excite the longitudinal primary vibration mode and the bending primary vibration mode, so that, for example, rotational movements Ka and Kb are applied to the upper and lower ends of the piezoelectric portion 42. (FIG. 4) can be generated. That is, by exciting the longitudinal primary vibration mode and the bending primary vibration mode in the vibration unit 4, rotational movements that are opposite to each other are generated on both sides of the vibration unit 4, and on both sides of the vibration unit 4, The rotational direction of the rotational motion is the same over the entire area.

ここで、振動部4の両端で生じる回転運動の回転方向については、一方の電圧信号に対して他方の電圧信号の位相を90度進ませたり90度遅らせたりすることで回転方向の反転を行えるため、ガイド棒3に対する振動部4の移動方向を容易に変更できる。   Here, with respect to the rotational direction of the rotational motion generated at both ends of the vibration unit 4, the rotational direction can be reversed by advancing the phase of the other voltage signal by 90 degrees or delaying by 90 degrees with respect to one voltage signal. Therefore, the moving direction of the vibration part 4 with respect to the guide rod 3 can be easily changed.

以上の駆動装置1Aの構成および動作により、振動部4において縦一次振動モードと屈曲一次振動モードとを励起し、ガイド棒3と接触する振動部4の両サイド、つまり突起部411〜412と突起部413とで互いに逆回りとなる回転運動を生じさせることで振動部4がガイド棒3に対して移動するため、コンパクトな構成で効率良く駆動出力を取り出すことができる。すなわち、縦一次振動モードの縦振動方向に2本のガイド棒3で振動部4を挟持することにより振動部4の移動方向の寸法(長さ)を小さくできるため、振動部4の駆動ストロークを確保するために必要なガイド棒3の長さが短くなって駆動装置1Aを小型化できる。   With the configuration and operation of the driving device 1A described above, the longitudinal primary vibration mode and the bending primary vibration mode are excited in the vibration unit 4 and both sides of the vibration unit 4 in contact with the guide rod 3, that is, the protrusions 411 to 412 and the protrusions Since the vibration part 4 moves with respect to the guide rod 3 by causing the parts 413 to rotate in opposite directions, the drive output can be efficiently extracted with a compact configuration. That is, since the size (length) in the moving direction of the vibration part 4 can be reduced by sandwiching the vibration part 4 between the two guide rods 3 in the vertical vibration direction of the vertical primary vibration mode, the drive stroke of the vibration part 4 can be reduced. The length of the guide bar 3 necessary for securing the driving device 1A can be shortened, and the drive device 1A can be downsized.

また、駆動装置1Aでは、振動部4の両端部それぞれで生じる回転運動を利用して駆動力を取出すため、振動体の片端のみから駆動力を取出していた従来のアクチュエータ(例えば特開平7−143770号公報参照)に比べて、大きな駆動力を取り出すことができる。さらに、振動体の片端から駆動出力を得ていた従来のアクチュエータでは他端にローラやベアリングなどの回転支持機構が必要であったが、本実施形態の駆動装置1Aでは、そのような回転支持機構が不要である。よって、駆動装置1Aの小型化が図れるとともに、回転支持機構での回転負荷(ロス)が発生しない。   Further, in the driving apparatus 1A, since the driving force is taken out using the rotational motion generated at both ends of the vibrating part 4, a conventional actuator (for example, JP-A-7-143770) that takes out the driving force from only one end of the vibrating body. Compared to the publication No. gazette), a large driving force can be taken out. Further, the conventional actuator that has obtained the drive output from one end of the vibrating body requires a rotation support mechanism such as a roller or a bearing at the other end. However, in the drive device 1A of the present embodiment, such a rotation support mechanism Is unnecessary. Therefore, the size of the drive device 1A can be reduced, and a rotation load (loss) in the rotation support mechanism does not occur.

また、駆動装置1Aでは、振動部4の両サイドのうち一方のサイドには2個の突起部411、412が設けられているが、これらの突起部411、412によりガイド棒3に対する振動部4の姿勢が規制される。これにより、移動する際でも振動部4の姿勢が安定することとなる。   In the driving device 1A, two protrusions 411 and 412 are provided on one side of both sides of the vibration part 4, and the vibration part 4 with respect to the guide rod 3 is provided by these protrusions 411 and 412. Is regulated. Thereby, even when moving, the posture of the vibration part 4 is stabilized.

また、ガイド棒3に接触する振動部4の各端部(各サイド)では端面の全領域において回転運動の回転方向が同一であるため、突起部を必ず設ける必要がなく当接部の設計自由度が向上する。以下では、上述した当接部41と異なる構成を有する当接部について、図7〜図9を参照しつつ説明する。なお、図7〜図9については、(a)が振動部の正面図を示しており、(b)が振動部の側面図を示している。   In addition, each end portion (each side) of the vibrating portion 4 that contacts the guide rod 3 has the same rotational direction of the rotational motion in the entire region of the end face, so that it is not necessary to provide a protrusion and the design of the contact portion is free. The degree is improved. Below, the contact part which has a different structure from the contact part 41 mentioned above is demonstrated, referring FIGS. 7-9. 7-9, (a) has shown the front view of the vibration part, (b) has shown the side view of the vibration part.

図7に示す当接部43は、一定の接触長さをもって下部ガイド棒31に接触する接触部431と、上部ガイド棒32に接触する突起部432とを有している。ここで、接触部431は、その長手方向(振動部4の移動方向)の長さLaが振動部4の移動方向の長さLbの半分以上であるとともに、突起部432は、上述した突起部413(図2)と同様の構成を有している。このような構成を有する当接部43により、下部ガイド棒31に対して比較的広範囲に接触する接触部431によって振動部4が支持されるため、振動部4の姿勢が安定する。   The contact portion 43 shown in FIG. 7 includes a contact portion 431 that contacts the lower guide rod 31 with a certain contact length, and a protrusion 432 that contacts the upper guide rod 32. Here, the contact part 431 has a length La in the longitudinal direction (movement direction of the vibration part 4) of more than half of a length Lb in the movement direction of the vibration part 4, and the protrusion part 432 is the protrusion part described above. 413 (FIG. 2). Since the vibration part 4 is supported by the contact part 431 that comes into contact with the lower guide rod 31 in a relatively wide range by the contact part 43 having such a configuration, the posture of the vibration part 4 is stabilized.

図8に示す当接部44は、下部ガイド棒31に当接する接触部441と、上部ガイド棒32に当接する接触部442とを有している。ここで、接触部441および接触部442それぞれは、上記の接触部431(図7)と同様の構成を有している。このような構成を有する当接部44においても、2本のガイド棒3に挟まれる振動部4の姿勢が安定することとなる。   The contact portion 44 shown in FIG. 8 has a contact portion 441 that contacts the lower guide rod 31 and a contact portion 442 that contacts the upper guide rod 32. Here, each of the contact part 441 and the contact part 442 has the same configuration as the contact part 431 (FIG. 7). Even in the abutting portion 44 having such a configuration, the posture of the vibrating portion 4 sandwiched between the two guide rods 3 is stabilized.

図9に示す当接部45は、下部ガイド棒31に接触する接触部451と、上部ガイド棒32に接触する接触部452とを有している。ここで、接触部451および接触部452それぞれは、圧電体断面と同形状の直方体状の形状を有している。そして、ガイド棒3に接触する部分には、突起部411〜413のようなV溝41v(図2)が形成されておらず、平坦な構造となっている。なお、このように平坦な端面を持つ接触部4では振動部4を規制できないため、振動部4の厚み(奥行き)方向の移動を規制する部材等(規制手段)が別途必要となる。以上のような構成の当接部45は、圧電部42の積層構造と一体的であるため、その構造が簡素化されて製造面やコスト面で有利になる。   The contact portion 45 shown in FIG. 9 has a contact portion 451 that contacts the lower guide rod 31 and a contact portion 452 that contacts the upper guide rod 32. Here, each of the contact portion 451 and the contact portion 452 has a rectangular parallelepiped shape that is the same shape as the cross section of the piezoelectric body. And the V-groove 41v (FIG. 2) like the projection parts 411-413 is not formed in the part which contacts the guide rod 3, but it has a flat structure. In addition, since the vibration part 4 cannot be regulated by the contact part 4 having such a flat end surface, a member (regulation means) for regulating movement of the vibration part 4 in the thickness (depth) direction is separately required. Since the abutting portion 45 having the above-described configuration is integral with the laminated structure of the piezoelectric portion 42, the structure is simplified, which is advantageous in terms of manufacturing and cost.

また、振動部4の圧電部については、図10〜図13に示すような構成を有していても良い。図10、図12および図13においては、(a)が振動部の正面図を示しており、(b)が振動部の側面図を示している。また、図12および図13においては、(c)が振動部の背面図を示している。以下では、図10〜図13に示す各当接部の構成を順に説明する。   Moreover, about the piezoelectric part of the vibration part 4, you may have a structure as shown in FIGS. 10, FIG. 12, and FIG. 13, (a) shows a front view of the vibration part, and (b) shows a side view of the vibration part. 12 and 13, (c) shows a rear view of the vibration part. Below, the structure of each contact part shown in FIGS. 10-13 is demonstrated in order.

図10に示す圧電部46は、上述した圧電部42(図2)のように圧電薄板421を振動部4の高さ方向(上下方向)に積層するものとは異なり、圧電薄板461を振動部4の厚み(奥行き)方向に積層する構成となっている。そして、圧電薄板461の間には、図11(a)に示すような2分割された左側内部電極S1および右側内部電極T1と、図11(b)に示すような2分割された左側内部電極S2および右側内部電極T2とが交互に介挿されている。また、圧電部46の左側面および右側面には、4つの外部電極、具体的には左上の外部電極Su、左下の外部電極Sd、右上の外部電極Tuおよび右下の外部電極Tdが圧電薄板461の積層方向に沿って配設されている。そして、左上の外部電極Suには、左側内部電極S2が電気的に接続されるとともに、左下の外部電極Sdには、左側内部電極S1が電気的に接続されている。また、右上の外部電極Tuには、右側内部電極T2が電気的に接続されるとともに、右下の外部電極Tdには、右側内部電極T1が電気的に接続されている。   The piezoelectric unit 46 shown in FIG. 10 differs from the piezoelectric unit 42 (FIG. 2) described above in which the piezoelectric thin plate 421 is stacked in the height direction (vertical direction) of the vibrating unit 4, and the piezoelectric thin plate 461 is used as the vibrating unit. 4 is laminated in the thickness (depth) direction. Between the piezoelectric thin plates 461, the left internal electrode S1 and the right internal electrode T1 divided into two as shown in FIG. 11A and the left internal electrode divided into two as shown in FIG. S2 and the right internal electrode T2 are alternately inserted. On the left side and right side of the piezoelectric portion 46, there are four external electrodes, specifically, an upper left external electrode Su, a lower left external electrode Sd, an upper right external electrode Tu, and a lower right external electrode Td. 461 is disposed along the stacking direction. The left internal electrode S2 is electrically connected to the upper left external electrode Su, and the left internal electrode S1 is electrically connected to the lower left external electrode Sd. The right internal electrode T2 is electrically connected to the upper right external electrode Tu, and the right internal electrode T1 is electrically connected to the lower right external electrode Td.

以上の構成を有する圧電部46に外部電極を介し図2の実施例と同様の電圧を印加してガイド棒3に沿った駆動出力を取出す際には、縦一次振動モードの振動方向(縦振動方向)が積層方向と垂直な方向(いわゆる31方向)であるため、縦振動方向を積層方向(いわゆる33方向)とする上述の圧電部42(図2)に比べて駆動量が減少するものの、圧電部46では圧電薄板461の積層数が少なくなるため、上述の圧電部42より製造面で有利となる。また、圧電薄板を構成する圧電素子は積層方向の引張力に弱いため、圧電部46は上述の圧電部42に比べて強度面でも有利となる。   When the same voltage as in the embodiment of FIG. 2 is applied to the piezoelectric portion 46 having the above configuration via the external electrode to extract the drive output along the guide rod 3, the vibration direction of the longitudinal primary vibration mode (longitudinal vibration) (Direction) is a direction perpendicular to the stacking direction (so-called 31 direction), so that the driving amount is reduced as compared with the above-described piezoelectric unit 42 (FIG. 2) in which the longitudinal vibration direction is the stacking direction (so-called 33 direction). In the piezoelectric part 46, since the number of laminated piezoelectric thin plates 461 is reduced, it is more advantageous in manufacturing than the piezoelectric part 42 described above. In addition, since the piezoelectric element constituting the piezoelectric thin plate is weak in the tensile force in the stacking direction, the piezoelectric portion 46 is advantageous in terms of strength as compared with the piezoelectric portion 42 described above.

図12に示す圧電部47は、図10の圧電部46のように複数の圧電薄板461が積層されている積層構造でなく、単層(バルク)圧電体471として構成されている。そして、圧電部47の前面には図12(a)に示すような2分割された電極Sfおよび電極Tfが配設され、圧電部47の背面には図12(c)に示すような1つの電極STbが共通電極として配設されている。   The piezoelectric portion 47 shown in FIG. 12 is configured as a single layer (bulk) piezoelectric body 471 instead of a laminated structure in which a plurality of piezoelectric thin plates 461 are laminated like the piezoelectric portion 46 in FIG. Then, the electrode Sf and the electrode Tf divided into two as shown in FIG. 12A are arranged on the front surface of the piezoelectric portion 47, and one electrode as shown in FIG. The electrode STb is disposed as a common electrode.

以上の構成を有する圧電部47に電極を介して図2の実施例と同様の電圧を印加すると、上記の圧電部46と同様にガイド棒3に沿った駆動出力を取り出せることとなる。なお、圧電部47においては、圧電薄板461の積層構造を有する圧電部46と同等の駆動量を取出すためには高電圧の電圧印加を必要とするが、圧電部46よりシンプルな構造であるため、製造面やコスト面で有利となる。   When a voltage similar to that of the embodiment of FIG. 2 is applied to the piezoelectric portion 47 having the above-described configuration via an electrode, a drive output along the guide rod 3 can be taken out similarly to the piezoelectric portion 46 described above. The piezoelectric portion 47 requires a high voltage to be taken out in order to extract a driving amount equivalent to the piezoelectric portion 46 having the laminated structure of the piezoelectric thin plates 461, but has a simpler structure than the piezoelectric portion 46. This is advantageous in terms of manufacturing and cost.

図13に示す構成は、薄板状の弾性体480の前面および背面に圧電薄板481、482が導電性接着剤などで貼付された構成を有している。また、圧電部48の前面には図13(a)に示すような2分割された外部電極Sfおよび外部電極Tfが配設され、圧電部48の背面には図13(c)に示すような2分割された外部電極Sbおよび外部電極Tbが配設され、外部電極Sfと外部電極Tb、外部電極Tfと外部電極Sbが共通電極となるように接続される。また、弾性体480を全ての圧電薄板の共通電極(GND)とする。弾性体480は、振動に係る減衰係数が低く耐磨耗性の高い金属材料、例えば窒化処理が施されたステンレスからなっている。   The configuration shown in FIG. 13 has a configuration in which piezoelectric thin plates 481 and 482 are attached to the front and back surfaces of a thin plate-like elastic body 480 with a conductive adhesive or the like. Further, the external electrode Sf and the external electrode Tf divided into two as shown in FIG. 13A are arranged on the front surface of the piezoelectric portion 48, and the rear surface of the piezoelectric portion 48 is shown in FIG. 13C. The external electrode Sb and the external electrode Tb divided into two are disposed, and the external electrode Sf and the external electrode Tb, and the external electrode Tf and the external electrode Sb are connected to be a common electrode. The elastic body 480 is used as a common electrode (GND) for all piezoelectric thin plates. The elastic body 480 is made of a metal material having a low damping coefficient related to vibration and high wear resistance, for example, stainless steel subjected to nitriding treatment.

以上の構成を有する圧電部48に外部電極を介して図2の実施例と同様の電圧を印加すると、上記の圧電部46と同様にガイド棒3に沿った駆動出力を取り出せることとなる。そして、弾性体480に対して突起部41a〜41cを一体的に形成できるので、製造の簡素化が図れるとともに、弾性体480は、減衰の小さい金属材料で構成されることとなるためセラミック等に比べて駆動効率が向上する。   When a voltage similar to that of the embodiment of FIG. 2 is applied to the piezoelectric portion 48 having the above configuration via an external electrode, the drive output along the guide rod 3 can be taken out as with the piezoelectric portion 46 described above. And since protrusion part 41a-41c can be integrally formed with respect to the elastic body 480, while simplifying manufacture, since the elastic body 480 is comprised with a metal material with a small attenuation | damping, it is made from a ceramic etc. Compared with driving efficiency.

<第2実施形態>
<駆動装置の構成>
図14は、本発明の第2実施形態に係る駆動装置1Bの要部構成を示す図である。ここで、図14(a)は、駆動装置1Bの正面図を示しており、図14(b)は、駆動装置1Bの側面図を示している。
Second Embodiment
<Configuration of drive device>
FIG. 14 is a diagram showing a main configuration of a drive device 1B according to the second embodiment of the present invention. Here, FIG. 14A shows a front view of the drive device 1B, and FIG. 14B shows a side view of the drive device 1B.

駆動装置1Bは、第1実施形態の駆動装置1Aと類似の構成を有しているが、振動部が異なっている。以下では、駆動装置1Bの振動部5の構成について、詳しく説明する。   The drive device 1B has a configuration similar to that of the drive device 1A of the first embodiment, but the vibration part is different. Below, the structure of the vibration part 5 of the drive device 1B is demonstrated in detail.

図15は、振動部5の要部構成を示す図である。ここで、図5(a)は、振動部5の正面図を示しており、図5(b)は、振動部5の側面図を示している。   FIG. 15 is a diagram illustrating a main configuration of the vibration unit 5. Here, FIG. 5A shows a front view of the vibration part 5, and FIG. 5B shows a side view of the vibration part 5.

振動部5は、ガイド棒3に当接する当接部51と、圧電部52とで構成されている。   The vibration unit 5 includes a contact portion 51 that contacts the guide rod 3 and a piezoelectric portion 52.

圧電部52は、駆動方向Dk(図14)に対する垂直方向に沿って並列に配置されるとともに、当該垂直方向にそれぞれ伸縮変形が可能な一対の伸縮変形部52a、52bを備えている。各伸縮変形部52aは、例えばPZTなどの圧電特性を持つ長方形の圧電薄板521が内部電極を挟み込みつつ積層されており、いわゆる一般的な積層型圧電素子として構成されている。また、直方体状の各伸縮変形部52a、52bの前面および背面には、第1実施形態と同様の外部電極Lf、Lb、Rf、Rbが配設されている。   The piezoelectric portion 52 includes a pair of expansion / contraction deformation portions 52a and 52b that are arranged in parallel along the vertical direction with respect to the driving direction Dk (FIG. 14) and can be expanded and contracted in the vertical direction. Each expansion / contraction deformation part 52a is formed by stacking rectangular piezoelectric thin plates 521 having piezoelectric characteristics such as PZT while sandwiching an internal electrode, and is configured as a so-called general laminated piezoelectric element. In addition, external electrodes Lf, Lb, Rf, and Rb similar to those in the first embodiment are disposed on the front and back surfaces of the respective rectangular parallelepiped expansion / contraction deformation parts 52a and 52b.

当接部51は、第1実施形態の突起部411〜413と同様の構成を有する突起部511〜513と、伸縮変形部52a、52bの両端それぞれをエポキシなどの比較的高弾性の接着剤を用いて固定し連結する連結部514、515とを備えている。なお、各突起部511〜513には、第1実施形態と同様に前後方向への振動部5の移動を防止するために、ガイド棒3と係合するV溝51vが形成されている。   The abutment portion 51 has a relatively high elastic adhesive such as epoxy at both ends of the projection portions 511 to 513 having the same configuration as the projection portions 411 to 413 of the first embodiment and the expansion / contraction deformation portions 52a and 52b. And connecting portions 514 and 515 that are fixed and connected. Each protrusion 511 to 513 is formed with a V-groove 51v that engages with the guide rod 3 in order to prevent the vibration part 5 from moving in the front-rear direction as in the first embodiment.

以上のような構成を有する振動部5では、第1実施形態の振動部4と同様に、共振周波数において励起される縦一次振動モードおよび屈曲一次振動モードを利用することにより突起部511〜513で回転運動を生じさせる。これらの振動モードについて以下で説明する。   In the vibration part 5 having the above-described configuration, similar to the vibration part 4 of the first embodiment, by using the longitudinal primary vibration mode and the bending primary vibration mode excited at the resonance frequency, the protrusions 511 to 513 Causes rotational movement. These vibration modes will be described below.

(i)縦一次振動モード
図16(a)に縦一次振動モードの変形の様子を示している。電圧無印加時の状態(不図示)に対して全体的に伸長した状態M11と不図示の収縮した状態を繰り返す。このように圧電部52が駆動方向Dk(図14)に対して垂直方向に伸縮変形を行う一次振動モード(第1の振動モード)が、縦一次振動モードである。
(i) Longitudinal primary vibration mode FIG. 16A shows a state of deformation in the longitudinal primary vibration mode. The expanded state M11 and the contracted state (not shown) are repeated with respect to the state (not shown) when no voltage is applied. Thus, the primary vibration mode (first vibration mode) in which the piezoelectric section 52 expands and contracts in the direction perpendicular to the drive direction Dk (FIG. 14) is the longitudinal primary vibration mode.

振動部5の圧電部52において、外部電極Lfおよび外部電極Lbの間と、外部電極Rfおよび外部電極Rbの間とに同極性の電圧を印加すると、圧電部52において各伸縮変形部52a、52bが同期した伸長変形(収縮変形)を行う。従って、左側電極と右側電極とに対して縦一次振動モードの共振周波数で同位相の電圧を印加することにより、縦一次振動モードが励起され、縦方向(伸縮方向)に変位が大きく拡大される。   When a voltage having the same polarity is applied between the external electrode Lf and the external electrode Lb and between the external electrode Rf and the external electrode Rb in the piezoelectric unit 52 of the vibration unit 5, the expansion / contraction deformation units 52 a and 52 b are applied to the piezoelectric unit 52. Performs the expansion deformation (contraction deformation) synchronized with each other. Therefore, by applying a voltage in phase with the resonance frequency of the longitudinal primary vibration mode to the left electrode and the right electrode, the longitudinal primary vibration mode is excited and the displacement is greatly expanded in the longitudinal direction (stretching direction). .

(ii)屈曲一次振動モード
図16(b)に屈曲一次振動モードの変形の様子を示している。全体に屈曲した状態M12と不図示の反対に屈曲した状態を繰り返す。このように圧電部52が縦一次振動モードでの伸長変形と異なった屈曲変形を行う一次振動モード(第2の振動モード)が、屈曲一次振動モードである。
(ii) Bending primary vibration mode FIG. 16 (b) shows the deformation of the bending primary vibration mode. The whole bent state M12 and the oppositely bent state (not shown) are repeated. Thus, the primary vibration mode (second vibration mode) in which the piezoelectric portion 52 performs bending deformation different from the extension deformation in the longitudinal primary vibration mode is the bending primary vibration mode.

振動部5の圧電部52において、外部電極Lfおよび外部電極Lbの間と、外部電極Rfおよび外部電極Rbの間とに逆極性の電圧を印加すると、圧電部52において伸縮変形部52aが伸長(または収縮)する一方、伸縮変形部52bが収縮(または伸長)するため、圧電部52は全体として右方向または左方向に屈曲変形することとなる。従って、左側電極と右側電極に対して屈曲一次振動モードの共振周波数で逆位相の電圧を印加することにより、屈曲振動モードが励起され、屈曲方向に変位が大きく拡大される。   In the piezoelectric part 52 of the vibration part 5, when a voltage having a reverse polarity is applied between the external electrode Lf and the external electrode Lb and between the external electrode Rf and the external electrode Rb, the expansion / contraction deformation part 52 a extends ( On the other hand, since the expansion / contraction deformation part 52b contracts (or expands), the piezoelectric part 52 is bent and deformed rightward or leftward as a whole. Therefore, by applying a voltage having an antiphase with the resonance frequency of the bending primary vibration mode to the left electrode and the right electrode, the bending vibration mode is excited and the displacement is greatly expanded in the bending direction.

以上のような縦一次振動モードの共振周波数と屈曲一次振動モードの共振周波数とを略一致させるとともに、その共振周波数において位相を90度ずらせた電圧信号(図6参照)を各伸縮変形部52a、52bに印加して縦一次振動モードおよび屈曲一次振動モードを同時に励起することにより、例えば図4に示す回転運動Ka、Kbを振動部5の上下端部に生じさせ、ガイド棒3に沿った振動部5の移動が可能となる。ここで、振動部5は、2つの独立した伸縮変形部52a、52bを有しているため、各伸縮変形部52a、52bの幅や長さ、伸縮変形部52a、52bの間の距離をパラメータとして縦一次振動モードと屈曲一次振動モードとの共振周波数とを略一致できる。よって、第1実施形態の振動部4に比べて振動部5の設計自由度が増すこととなる。   While the resonance frequency of the longitudinal primary vibration mode and the resonance frequency of the bending primary vibration mode as described above substantially coincide with each other, a voltage signal (see FIG. 6) whose phase is shifted by 90 degrees at the resonance frequency is supplied to each expansion / contraction deformation section 52a, 4b, the longitudinal primary vibration mode and the bending primary vibration mode are simultaneously excited to generate, for example, the rotational movements Ka and Kb shown in FIG. The part 5 can be moved. Here, since the vibration part 5 has two independent expansion / contraction deformation parts 52a and 52b, the width and length of each expansion / contraction deformation part 52a and 52b and the distance between the expansion / contraction deformation parts 52a and 52b are parameters. As a result, the resonance frequencies of the longitudinal primary vibration mode and the bending primary vibration mode can be substantially matched. Therefore, the design freedom of the vibration part 5 is increased as compared with the vibration part 4 of the first embodiment.

以上の駆動装置1Bの構成および動作により、第1実施形態の駆動装置1Aと同様の効果を発揮する。さらに、駆動装置1Bでは、並列に配置された2つの伸縮変形部52a、52bを用いて縦一次振動モードおよび屈曲一次振動モードを励起するため、振動部5の構成がシンプルになる。   With the configuration and operation of the driving device 1B described above, the same effects as those of the driving device 1A of the first embodiment are exhibited. Furthermore, in the drive device 1B, the longitudinal primary vibration mode and the bending primary vibration mode are excited using the two expansion / contraction deformation parts 52a and 52b arranged in parallel, so that the configuration of the vibration part 5 becomes simple.

なお、駆動装置1Bの伸縮変形部52a、52bについては、例えば振動部の厚み方向(奥行き方向)に積層された積層型圧電素子で構成しても良く、さらに例えば特開2002−185055号公報に開示されるロール型の圧電素子として構成されていても良い。   Note that the expansion / contraction deformation parts 52a and 52b of the driving device 1B may be constituted by, for example, a laminated piezoelectric element laminated in the thickness direction (depth direction) of the vibration part, and further disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-185055. It may be configured as a roll-type piezoelectric element disclosed.

以上で説明した第1実施形態の駆動装置1Aと第2実施形態の駆動装置1Bとは、例えばレンズなどを含む移動体を駆動するのに利用できる。この利用例について、以下で説明する。   The drive device 1A of the first embodiment and the drive device 1B of the second embodiment described above can be used to drive a moving body including, for example, a lens. This usage example will be described below.

図17は、駆動装置1Aを用いて移動体6を駆動する構成を説明するための図である。   FIG. 17 is a diagram for explaining a configuration for driving the moving body 6 using the driving device 1A.

移動体6は、駆動装置1Aにおける振動部4の正面上方(図1の紙面上方)に設けられ、ガイド棒3と平行に配置される別のガイド(図示省略)に沿った移動が可能となっている。また、移動体6は、レンズ61と、レンズ61を保持するホルダ62と、ホルダ62に固定された板ばね63とを備えている。板ばね63は、「コ」の字状の外形を有しており、この板ばね63で振動部4の側面の中央付近を挟むことで振動部4と移動体6とが連結される。なお、振動部4を挟んで保持する板ばね63の付勢力は、振動部4の振動を阻害しない程度の力量に設定するとともに、板ばね63と振動部4との間を柔軟な接着剤(例えばゴム系の接着剤)によって接着することで磨耗の低減を図るのが良い。   The moving body 6 is provided above the front surface of the vibration unit 4 in the driving device 1A (above the paper surface of FIG. 1), and can move along another guide (not shown) arranged in parallel with the guide rod 3. ing. The moving body 6 includes a lens 61, a holder 62 that holds the lens 61, and a leaf spring 63 that is fixed to the holder 62. The leaf spring 63 has a “U” -shaped outer shape, and the vibration portion 4 and the moving body 6 are connected by sandwiching the vicinity of the center of the side surface of the vibration portion 4 with the leaf spring 63. The urging force of the leaf spring 63 that holds the vibration portion 4 is set to a force that does not hinder the vibration of the vibration portion 4 and a flexible adhesive (between the leaf spring 63 and the vibration portion 4). For example, it is preferable to reduce wear by bonding with a rubber adhesive.

以上のような構成により、ガイド棒3に対する振動部4の移動に連動して移動体6が駆動されるため、移動体6の駆動系をコンパクトにできる。   With the configuration as described above, the moving body 6 is driven in conjunction with the movement of the vibration section 4 with respect to the guide rod 3, so that the drive system of the moving body 6 can be made compact.

<変形例>
・上記の各実施形態におけるガイド棒については、単一の材料で構成されるのは必須でなく、防振効果を奏するように複数の材料を組合せて構成するようにしても良い。
<Modification>
-About the guide rod in each said embodiment, it is not essential to comprise with a single material, and you may make it comprise combining a some material so that there may exist a vibration-proof effect.

図18は、複数の材料を組合せたガイド棒3Aの構成を示す図である。ここで、図18(a)は、駆動方向Dk(図1参照)に平行なガイド棒3Aの断面図を示しており、図18(b)は、駆動方向Dk(図1参照)に垂直なガイド棒3Aの断面図を示している。   FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a guide bar 3A in which a plurality of materials are combined. Here, FIG. 18A shows a cross-sectional view of the guide bar 3A parallel to the drive direction Dk (see FIG. 1), and FIG. 18B shows a direction perpendicular to the drive direction Dk (see FIG. 1). A cross-sectional view of the guide bar 3A is shown.

ガイド棒3Aは、ガイド棒3Aの外形を形成するパイプ部33と、パイプ部33の内部に配設された円柱状の制振部材34とで構成されている。   The guide bar 3 </ b> A includes a pipe portion 33 that forms the outer shape of the guide rod 3 </ b> A, and a columnar damping member 34 that is disposed inside the pipe portion 33.

パイプ部33は、円筒状の形状を有しており、金属やセラミックで形成されている。また、制振部材34は、振動に関して減衰係数の大きい樹脂や、制振合金(例えばMn−Cu合金やFe−Cr合金、Zn−Al合金など)からなっている。なお、制振部材34が制振合金の場合には、その外周面とパイプ部33の内周面とを接着して固定するのが好ましい。一方、制振部材34が樹脂の場合には、パイプ部33に対してインサート成型を行っても良い。   The pipe portion 33 has a cylindrical shape and is formed of metal or ceramic. The damping member 34 is made of a resin having a large damping coefficient with respect to vibration, or a damping alloy (for example, Mn—Cu alloy, Fe—Cr alloy, Zn—Al alloy, etc.). In addition, when the damping member 34 is a damping alloy, it is preferable to adhere and fix the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the pipe portion 33. On the other hand, when the damping member 34 is resin, insert molding may be performed on the pipe portion 33.

ガイド棒は振動部4の振動に伴って加振されるが、この加振によってガイド棒の固有振動が引き起こされる恐れがある。ここで、ガイド棒の固有振動が発生すると、この固有振動と振動部4の端部の回転運動との相互作用によって、駆動力(推力)が低下したり、異音が生じる可能性がある。   The guide bar is vibrated in accordance with the vibration of the vibration unit 4, and this vibration may cause a natural vibration of the guide bar. Here, when the natural vibration of the guide rod is generated, there is a possibility that the driving force (thrust) is reduced or abnormal noise is generated due to the interaction between the natural vibration and the rotational motion of the end of the vibration part 4.

このような事態を回避するため、ガイド棒3Aでは、上述のようにパイプ部33の中に制振部材34を挿入する防振構造を採用している。これにより、パイプ部33が共振するような振動が生じても内部の制振部材34が振動エネルギーを熱に変換して振動(固有振動)を減衰させるため、駆動装置1Aの性能劣化を防止できることとなる。   In order to avoid such a situation, the guide rod 3A employs a vibration isolation structure in which the vibration damping member 34 is inserted into the pipe portion 33 as described above. As a result, even if vibration that causes resonance of the pipe portion 33 occurs, the internal damping member 34 converts vibration energy into heat and attenuates vibration (natural vibration), so that it is possible to prevent performance deterioration of the drive device 1A. It becomes.

・上記の各実施形態におけるガイド棒については、円形断面を有するのは必須でなく、方形断面など異なる形状の断面を有しても良い。   -About the guide rod in each said embodiment, it is not essential to have a circular cross section, You may have a cross section of different shapes, such as a square cross section.

・上記の各実施形態における駆動装置については、ガイド棒に沿って移動する1個の振動部4を備えるのは必須でなく、2個以上の振動部4を備えても良い。図19は、2個の振動部4A、4Bを備えた駆動装置1Cの構成を示す図であるが、各振動部4A、4Bごとに電圧を印加することで振動部4A、4Bを独立して駆動できる。このような構成を採用すれば、2個の振動部4A、4Bを別々に駆動する場合でも1組のガイド棒3で足りるため、コストを低減できることとなる。   -About the drive device in said each embodiment, it is not essential to provide the one vibration part 4 which moves along a guide rod, You may provide two or more vibration parts 4. FIG. FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a driving device 1C including two vibrating units 4A and 4B. By applying a voltage to each vibrating unit 4A and 4B, the vibrating units 4A and 4B are independently provided. Can drive. By adopting such a configuration, even when the two vibrating portions 4A and 4B are driven separately, a single set of guide rods 3 is sufficient, and the cost can be reduced.

・上記の各実施形態における駆動装置については、ガイド棒に対して振動部を移動させるのは必須でなく、例えば図20に示す駆動装置1Dのように振動部4Cに対してガイド棒35、36を移動させるようにしても良い。ここで、図20(a)は、駆動装置1Dの正面図を示しており、図20(b)は、駆動装置1Dの側面図を示している。   In the driving device in each of the above embodiments, it is not essential to move the vibrating portion with respect to the guide rod. For example, as in the driving device 1D shown in FIG. May be moved. Here, FIG. 20A shows a front view of the drive device 1D, and FIG. 20B shows a side view of the drive device 1D.

駆動装置1Dにおいては、振動部4Cが固定部FXから伸びる2枚の板ばね71の間に挟まれて保持されるとともに、振動部4Cの両端に当接する2本のガイド棒35、36を挟み込む板ばね72を備えている。   In the driving device 1D, the vibration part 4C is sandwiched and held between two leaf springs 71 extending from the fixed part FX, and the two guide rods 35 and 36 that are in contact with both ends of the vibration part 4C are sandwiched. A leaf spring 72 is provided.

このような構成の駆動装置1Dでは、振動部4Cに電圧を印加して振動させることにより、例えば振動部4Cの両端に回転運動Ka、Kbが生じて、ガイド棒35、36(および板ばね72)が方向Dtに移動することとなる。   In the drive device 1D having such a configuration, by applying a voltage to the vibration unit 4C and causing it to vibrate, for example, rotational movements Ka and Kb are generated at both ends of the vibration unit 4C, and the guide rods 35 and 36 (and the leaf spring 72). ) Moves in the direction Dt.

・上記の各実施形態の駆動装置においては、リニア駆動を行うのは必須でなく、例えば図21に示す駆動装置1Eのように回転駆動を行うようにしても良い。ここで、図21(a)は、駆動装置1Eの平面図を示しており、図21(b)は、駆動装置1Eの側面図を示している。   In the drive devices of the above embodiments, it is not essential to perform linear drive, and for example, rotation drive may be performed like the drive device 1E shown in FIG. Here, FIG. 21A shows a plan view of the drive device 1E, and FIG. 21B shows a side view of the drive device 1E.

駆動装置1Eは、上述した上部ガイド棒31および下部ガイド棒32に対応するリング状のガイド環(ガイド部材)37、38と、ガイド環37、38に沿って等間隔に配置された3個の振動部4(図2)とを備えている。また、駆動装置1Eは、リング状のベース部材23を備えており、例えば波状ワッシャーとして構成されるリング状の加圧部材24からの付勢力によって振動部4が上下のガイド環37、38に加圧状態で挟持される。ここで、3個の振動部4を固定し、ガイド環37、38について同一の回転方向に各振動部4の駆動力が生じるように振動部4への電圧印加を行うと、リング状のガイド環37〜38およびベース部材23が回転軸Coを中心に回転されることとなる。   The drive device 1E includes ring-shaped guide rings (guide members) 37 and 38 corresponding to the upper guide bar 31 and the lower guide bar 32 described above, and three pieces arranged at equal intervals along the guide rings 37 and 38. The vibration part 4 (FIG. 2) is provided. Further, the drive device 1E includes a ring-shaped base member 23, and for example, the vibrating portion 4 is applied to the upper and lower guide rings 37 and 38 by an urging force from a ring-shaped pressurizing member 24 configured as a wave washer. It is clamped in a pressure state. Here, when the three vibrating portions 4 are fixed and a voltage is applied to the vibrating portions 4 so that the driving forces of the vibrating portions 4 are generated in the same rotation direction with respect to the guide rings 37 and 38, a ring-shaped guide is obtained. The rings 37 to 38 and the base member 23 are rotated about the rotation axis Co.

以上の構成を有する駆動装置1Eにより、ロータ等の回転部材をベース部材23の内周面で保持するなどしてベース部材23に連結させれば、振動部4への電圧印加によって回転部材を回転駆動できることとなる。このような駆動装置1Eは、例えばカム環などを回転駆動してレンズを直動させる撮像装置等への適用が可能である。   If the rotating device such as the rotor is connected to the base member 23 by holding the rotating member such as a rotor on the inner peripheral surface of the base member 23 by the drive device 1E having the above configuration, the rotating member is rotated by applying a voltage to the vibration unit 4. It can be driven. Such a driving device 1E can be applied to, for example, an imaging device that rotationally drives a cam ring or the like to move a lens directly.

本発明の第1実施形態に係る駆動装置1Aの要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of 1 A of drive devices which concern on 1st Embodiment of this invention. 振動部4の要部構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a main configuration of a vibration unit 4. 圧電部42の構成を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration of a piezoelectric unit. 振動部4の突起部411〜413に生じる回転運動Ka、Kbを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining rotational movements Ka and Kb that occur in protrusions 411 to 413 of the vibration part 4. 圧電部42に関する2種類の固有振動モードを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining two types of natural vibration modes related to a piezoelectric unit. 圧電部42に印加する電圧信号を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a voltage signal applied to a piezoelectric unit. 当接部に関する他の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structure regarding a contact part. 当接部に関する他の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structure regarding a contact part. 当接部に関する他の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structure regarding a contact part. 圧電部に関する他の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structure regarding a piezoelectric part. 圧電部に関する他の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structure regarding a piezoelectric part. 圧電部に関する他の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structure regarding a piezoelectric part. 圧電部に関する他の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structure regarding a piezoelectric part. 本発明の第2実施形態に係る駆動装置1Bの要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the drive device 1B which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 振動部5の要部構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a main configuration of a vibration unit 5. 振動部5に関する2種類の固有振動モードを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining two types of natural vibration modes related to the vibration unit 5. 駆動装置1Aを用いて移動体6を駆動する構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure which drives the mobile body 6 using the drive device 1A. 複数の材料を組合せたガイド棒3Aの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of 3 A of guide bars which combined several material. 2個の振動部4A、4Bを備えた駆動装置1Cの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of 1 C of drive devices provided with the two vibration parts 4A and 4B. 振動部4Cに対してガイド棒33、34を移動させる駆動装置1Dの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of drive device 1D which moves the guide rods 33 and 34 with respect to the vibration part 4C. 回転駆動を行う駆動装置1Eの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the drive device 1E which performs rotational drive. 従来技術に係るアクチュエータの動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the actuator which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1A〜1E 駆動装置
2 ベース部
3、31、32、35、36 ガイド棒
4、4A〜4C、5 振動部
6 移動体
22 加圧部材
33 パイプ部
34 制振部材
37、38 ガイド環
41、43〜45、51 当接部
42、46〜48、52 圧電部
52a、52b 伸縮変形部
411〜413、511〜513 突起部
Ka、Kb 回転運動
1A to 1E Driving device 2 Base portion 3, 31, 32, 35, 36 Guide rod 4, 4A to 4C, 5 Vibration portion 6 Moving body 22 Pressure member 33 Pipe portion 34 Damping member 37, 38 Guide rings 41, 43 45, 51 Abutment part 42, 46-48, 52 Piezoelectric part 52a, 52b Expansion / contraction deformation part 411-413, 511-513 Projection part Ka, Kb

Claims (8)

所定方向への駆動を行う駆動装置であって、
(a)前記所定方向に対して垂直方向に伸縮変形を行う第1の振動モードと、前記伸縮変形と異なった変形を行う第2の振動モードとを励起可能な振動部と、
(b)前記所定方向に沿って配置され、前記振動部の両サイドを加圧状態で挟持する2のガイド部材と、
を備え、
前記振動部において前記第1の振動モードと前記第2の振動モードとを励起することにより、前記振動部の両サイドで互いに逆回りとなる回転運動を生じさせるとともに、
前記回転運動を用いて前記振動部がガイド部材に対し相対的に移動することで前記所定方向への駆動が行われることを特徴とする駆動装置。
A driving device for driving in a predetermined direction,
(a) a vibration unit capable of exciting a first vibration mode that performs expansion / contraction deformation in a direction perpendicular to the predetermined direction and a second vibration mode that performs deformation different from the expansion / contraction deformation;
(b) two guide members arranged along the predetermined direction and holding both sides of the vibrating part in a pressurized state;
With
Exciting the first vibration mode and the second vibration mode in the vibration unit to cause rotational movements that are opposite to each other on both sides of the vibration unit,
The drive device according to claim 1, wherein the vibration unit is driven relative to the guide member using the rotational motion to drive in the predetermined direction.
請求項1に記載の駆動装置において、
前記振動部の両サイドそれぞれでは、サイド全域にわたって前記回転運動の回転方向が同一であることを特徴とする駆動装置。
The drive device according to claim 1,
The drive device according to claim 1, wherein the rotational direction of the rotational motion is the same over the entire side of each side of the vibration unit.
請求項1または請求項2に記載の駆動装置において、
前記第1の振動モードは、前記振動部の伸縮変形に関する一次振動モードであり、前記第2の振動モードは、前記振動部の屈曲変形に関する一次振動モードであることを特徴とする駆動装置。
The drive device according to claim 1 or 2,
The drive device according to claim 1, wherein the first vibration mode is a primary vibration mode related to expansion / contraction deformation of the vibration section, and the second vibration mode is a primary vibration mode related to bending deformation of the vibration section.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の駆動装置において、
前記振動部は、
(a-1)前記所定方向に対する垂直方向に沿って並列に配置され、当該垂直方向にそれぞれ伸縮変形が可能な一対の伸縮変形部と、
(a-2)前記一対の伸縮変形部の両端それぞれを連結する連結部材と、
を有し、
前記第1の振動モードは、前記一対の伸縮変形部が伸縮変形に関する同位相の振動を行うことで励起されるとともに、
前記第2の振動モードは、前記一対の伸縮変形部が伸縮変形に関する逆位相の振動を行うことで励起されることを特徴とする駆動装置。
The drive device according to any one of claims 1 to 3,
The vibrating part is
(a-1) a pair of expansion / contraction deformation portions arranged in parallel along the vertical direction with respect to the predetermined direction and capable of expansion / contraction deformation in the vertical direction;
(a-2) a coupling member that couples both ends of the pair of stretchable deformation portions;
Have
The first vibration mode is excited by the pair of expansion / contraction deformation portions performing vibrations in the same phase related to expansion / contraction deformation,
The driving apparatus according to claim 2, wherein the second vibration mode is excited by causing the pair of expansion / contraction deformation portions to perform vibrations in opposite phases related to expansion / contraction deformation.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の駆動装置において、
前記振動部の両サイドのうち少なくとも一方のサイドにより、ガイド部材に対する前記振動部の姿勢が規制されることを特徴とする駆動装置。
The drive device according to any one of claims 1 to 4,
The drive device according to claim 1, wherein an attitude of the vibration unit with respect to the guide member is restricted by at least one side of both sides of the vibration unit.
請求項5に記載の駆動装置において、
前記少なくとも一方のサイドには、前記ガイド部材に接触する複数の突起が設けられていることを特徴とする駆動装置。
The drive device according to claim 5, wherein
The drive device according to claim 1, wherein a plurality of protrusions that contact the guide member are provided on the at least one side.
請求項5に記載の駆動装置において、
前記少なくとも一方のサイドには、一定の接触長さをもって前記ガイド部材に接触する接触部が設けられていることを特徴とする駆動装置。
The drive device according to claim 5, wherein
The drive device according to claim 1, wherein a contact portion that contacts the guide member with a constant contact length is provided on at least one side.
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の駆動装置において、
前記2のガイド部材それぞれは、
(b-1)前記ガイド部材の外形を形成するパイプ部と、
(b-2)前記パイプ部の内部に配設された制振部材と、
を有することを特徴とする駆動装置。
The drive device according to any one of claims 1 to 7,
Each of the two guide members is
(b-1) a pipe portion that forms the outer shape of the guide member;
(b-2) a vibration damping member disposed inside the pipe portion;
A drive device comprising:
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