[go: up one dir, main page]

JP2016039756A - Vibrator, vibration type actuator, imaging apparatus and stage device - Google Patents

Vibrator, vibration type actuator, imaging apparatus and stage device Download PDF

Info

Publication number
JP2016039756A
JP2016039756A JP2014163611A JP2014163611A JP2016039756A JP 2016039756 A JP2016039756 A JP 2016039756A JP 2014163611 A JP2014163611 A JP 2014163611A JP 2014163611 A JP2014163611 A JP 2014163611A JP 2016039756 A JP2016039756 A JP 2016039756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
contact
protrusion
side wall
elastic body
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
JP2014163611A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
篤史 木村
Atsushi Kimura
篤史 木村
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon 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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2014163611A priority Critical patent/JP2016039756A/en
Publication of JP2016039756A publication Critical patent/JP2016039756A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make uniform the displacement distribution of a contact surface of a protrusion that frictionally drives a driven body, in the case where the protrusion is brought into press-contact with the driven body, in a vibration type actuator including the protrusion.SOLUTION: In a vibrator 10, a piezoelectric element 11 is bonded onto one principal surface of a tabular elastic body 12, and a protrusion 13 is provided on another principal surface. In the vibrator 10, the protrusion 13 includes: a contact part 17 including a contact surface 18 in contact with the driven body; a continuous sidewall part 15 having a hollow structure; and a tabular connection part 16 which is flexible in a direction orthogonal with the contact surface 18, connected with the contact part 17 at a central side and connected with a top face of the sidewall part 15 at an outer peripheral side while forming a step to the contact surface 18 so as not to be in contact with the driven body. The connection part 16 is made thinner at the central side where the connection part is connected with the contact part 17, than at the outer peripheral side where the connection part is connected with the sidewall part 15.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、異なる振動モードの振動を組み合わせて駆動される振動子、この振動子を備える振動型アクチュエータ、この振動型アクチュエータを備える撮像装置及びステージ装置に関する。   The present invention relates to a vibrator that is driven by combining vibrations in different vibration modes, a vibration type actuator including the vibration element, an imaging device including the vibration type actuator, and a stage apparatus.

駆動振動が励起される振動子と、振動子に加圧接触する被駆動体とを備え、駆動振動により振動子と被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータが知られており、その一例として、被駆動体を直線的に駆動するものが知られている。   There is known a vibration type actuator that includes a vibrator in which driving vibration is excited and a driven body that is in pressure contact with the vibrator, and that relatively moves the vibrator and the driven body by driving vibration. As an example, one that drives a driven body linearly is known.

図12は、周知のリニア駆動型の振動型アクチュエータ100の概略構造と駆動原理を説明する図である。振動型アクチュエータ100の駆動原理は、後述する本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータでも用いるために、ここで、詳細に説明することとする。   FIG. 12 is a diagram for explaining the schematic structure and driving principle of a known linear drive type vibration actuator 100. The driving principle of the vibration type actuator 100 will be described in detail here in order to be used in a vibration type actuator according to an embodiment of the present invention described later.

図12(a)は、振動型アクチュエータ100の概略構造を示す斜視図である。図12(b)は、振動型アクチュエータ100の構成部品である圧電素子114の概略構造を示す平面図である。図12(c)は、振動型アクチュエータ100を構成する振動子115に励振される第1の振動モード(以下「モードA」と称呼する)を説明する図である。図1(d)は、振動型アクチュエータ100を構成する振動子115に励振される第2の振動モード(以下「モードB」と称呼する)を説明する図である。   FIG. 12A is a perspective view showing a schematic structure of the vibration type actuator 100. FIG. 12B is a plan view showing a schematic structure of the piezoelectric element 114 that is a component of the vibration type actuator 100. FIG. 12C is a diagram for explaining a first vibration mode (hereinafter referred to as “mode A”) excited by the vibrator 115 constituting the vibration type actuator 100. FIG. 1D is a diagram for explaining a second vibration mode (hereinafter referred to as “mode B”) excited by the vibrator 115 constituting the vibration type actuator 100.

振動型アクチュエータ100は、被駆動体111及び振動子115を備える。振動子115は、概ね、略矩形で平板状の弾性体113と、弾性体113の一方の面に接着された電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子114と、弾性体113の他方の面に設けられた2つの突起部112から構成される。被駆動体111は、振動子115と加圧接触可能に構成されている。   The vibration type actuator 100 includes a driven body 111 and a vibrator 115. The vibrator 115 is generally formed in a substantially rectangular and flat elastic body 113, a piezoelectric element 114 that is an electro-mechanical energy conversion element bonded to one surface of the elastic body 113, and the other surface of the elastic body 113. It is comprised from the two projection parts 112 provided. The driven body 111 is configured so as to be in pressure contact with the vibrator 115.

振動型アクチュエータ100においては、圧電素子114に特定の周波数の電圧を印加することで、所望の振動モードを複数励振し、これら振動モードを重ね合わせることにより、駆動するための振動を形成する。例えば、2つの曲げ振動モードを励起することで、被駆動体を駆動することができる。   In the vibration type actuator 100, a plurality of desired vibration modes are excited by applying a voltage of a specific frequency to the piezoelectric element 114, and a vibration for driving is formed by superimposing these vibration modes. For example, the driven body can be driven by exciting two bending vibration modes.

圧電素子114には、図12(b)に示すように、例えば、長手方向で2等分された電極領域が形成されており、各電極領域における分極方向は同一方向(+)となっている。圧電素子114の2つの電極領域のうち、図中右側の電極領域に交番電圧VBが印加され、図中左側の電極領域に交番電圧VAが印加される。交番電圧VB,VAを第1の振動モードの共振周波数付近の周波数で、且つ、同位相の交番電圧とすると、圧電素子114全体(2つの電極領域)が、ある瞬間には伸び、別の瞬間には縮む。その結果、振動子115には、図1(c)に示す第1の振動モード(以下「モードA」と称呼する)の振動が発生する。また、交番電圧VB,VAを第2の振動モードの共振周波数付近の周波数で、且つ、位相が180°ずれた交番電圧とすると、ある瞬間には、圧電素子114の図中右側の電極領域が縮むと共に図中左側の電極領域が伸びる。また、別の瞬間には逆の関係となる。その結果、振動子115には、図12(d)に示す第2の振動モード(以下「モードB」と称呼する)の振動が発生する。   As shown in FIG. 12B, the piezoelectric element 114 is formed with, for example, an electrode region divided into two equal parts in the longitudinal direction, and the polarization direction in each electrode region is the same direction (+). . Of the two electrode regions of the piezoelectric element 114, the alternating voltage VB is applied to the right electrode region in the drawing, and the alternating voltage VA is applied to the left electrode region in the drawing. When the alternating voltages VB and VA are alternating voltages having a frequency in the vicinity of the resonance frequency of the first vibration mode and the same phase, the entire piezoelectric element 114 (two electrode regions) extends at a certain moment, and at another moment. Shrink to. As a result, vibration of the first vibration mode (hereinafter referred to as “mode A”) shown in FIG. If the alternating voltages VB and VA are alternating voltages having a frequency in the vicinity of the resonance frequency of the second vibration mode and the phase is shifted by 180 °, the electrode region on the right side of the piezoelectric element 114 in the drawing has a certain moment. The electrode region on the left side of the figure expands as it shrinks. At the other moment, the relationship is reversed. As a result, vibration in the second vibration mode (hereinafter referred to as “mode B”) shown in FIG.

振動型アクチュエータ100では、図1(c)及び図1(d)に示す2つの曲げ振動モードを振動子115に励振させる。これら2つの曲げ振動モードであるモードA,Bはどちらも、板状の振動子115の面外方向の曲げ振動モードである。モードAは、振動子115の長辺と略平行に2つの節が現れる一次の面外曲げ振動モードである。モードBは、振動子115の短辺に略平行に3つの節が現れる二次の面外曲げ振動モードである。   In the vibration type actuator 100, the vibrator 115 is excited with two bending vibration modes shown in FIG. 1 (c) and FIG. 1 (d). These two bending vibration modes A and B are both bending vibration modes in the out-of-plane direction of the plate-like vibrator 115. Mode A is a primary out-of-plane bending vibration mode in which two nodes appear approximately parallel to the long side of the vibrator 115. Mode B is a secondary out-of-plane bending vibration mode in which three nodes appear approximately parallel to the short side of the vibrator 115.

突起部112は、モードAの振動において振動の節となる位置の近傍、且つ、モードBの振動において振動の腹となる位置の近傍に配置されている。そのため、突起部112の先端面は、モードAの振動の節を支点として振り子運動を行ってX方向に往復運動すると共に、モードBの振動によってZ方向に往復運動する。よって、モードA,Bの振動位相差が±π/2近傍となるように同時に励振して重ね合わせることで、突起部112の先端面にXZ面内の楕円運動を生じさせることができる。突起部112と被駆動体111との間には、加圧接触による摩擦力が働いているため、突起部112の楕円運動によって、被駆動体111をX方向に駆動する駆動力(推力)を発生させることができる。   The protrusion 112 is disposed in the vicinity of a position that becomes a vibration node in mode A vibration and in the vicinity of a position that becomes an antinode of vibration in mode B vibration. Therefore, the tip surface of the protrusion 112 reciprocates in the X direction by performing a pendulum motion with the mode A vibration node as a fulcrum, and reciprocates in the Z direction by the mode B vibration. Therefore, by exciting and superimposing at the same time so that the vibration phase difference between modes A and B is in the vicinity of ± π / 2, elliptical motion in the XZ plane can be generated on the tip surface of the protrusion 112. Since a frictional force due to pressure contact is acting between the protrusion 112 and the driven body 111, a driving force (thrust) for driving the driven body 111 in the X direction is generated by the elliptical motion of the protrusion 112. Can be generated.

ここで、振動型アクチュエータでは、加圧接触される接触部材にばね性を持たせることで、滑らかな接触状態を実現することができ、これにより良好な駆動性能を得ることができる。しかしながら、振動型アクチュエータ100では、弾性体113に設けられた突起部112と被駆動体111には、ばね性が殆どない。そこで、図12を参照して説明した駆動原理を用いた振動型アクチュエータに用いられる振動子として、突起部にばね性を持たせた構造を有するものが提案されている(特許文献1参照)。   Here, in the vibration type actuator, a smooth contact state can be realized by providing the contact member to be pressed and contacted with a spring property, and thereby, a good driving performance can be obtained. However, in the vibration type actuator 100, the protrusion 112 provided on the elastic body 113 and the driven body 111 have almost no spring property. Therefore, a vibrator having a structure in which a protrusion has a spring property has been proposed as a vibrator used in a vibration type actuator using the driving principle described with reference to FIG. 12 (see Patent Document 1).

図13は、弾性体122の上面に設けた突起部123にばね性を持たせた振動子120の概略構造を示す斜視図及び斜視断面図である。振動子120は、弾性体122と、弾性体122の一方の面(下面)に接着された圧電素子121と、弾性体122の他方の面(上面)の2カ所において弾性体122と一体的に形成された突起部123とで構成されている。2カ所の突起部123はそれぞれ、円筒状の側壁部125、不図示の被駆動体との接触面128を有する接触部127、及び、側壁部125と接触部127とを連結する連結部126からなる。   13A and 13B are a perspective view and a perspective sectional view showing a schematic structure of the vibrator 120 in which the protrusion 123 provided on the upper surface of the elastic body 122 has a spring property. The vibrator 120 is integrated with the elastic body 122 at two locations: the elastic body 122, the piezoelectric element 121 bonded to one surface (lower surface) of the elastic body 122, and the other surface (upper surface) of the elastic body 122. And formed protrusions 123. Each of the two protrusions 123 includes a cylindrical side wall 125, a contact part 127 having a contact surface 128 with a driven body (not shown), and a connecting part 126 that connects the side wall part 125 and the contact part 127. Become.

連結部126と接触部127との間には被駆動体が連結部126と接触しないように段差が設けられており、また、連結部126は厚さを減じることによってZ方向の剛性を下げて、ばね性を持たせることができる。なお、弾性体122には、突起部123との接続部において、薄肉部124が形成されている。弾性体122をプレス加工して突起部123を一体成型する際に薄肉部124を形成することで、この部分の減肉分を側壁部125に流動させて、側壁部125の厚みを確保して、剛性を確保することができる。   A step is provided between the connecting portion 126 and the contact portion 127 so that the driven body does not come into contact with the connecting portion 126, and the connecting portion 126 reduces the thickness in the Z direction by reducing the thickness. , Springiness can be imparted. Note that a thin portion 124 is formed in the elastic body 122 at the connection portion with the projection portion 123. By forming the thin-walled portion 124 when the elastic body 122 is pressed to integrally form the protruding portion 123, the thinned portion of this portion is caused to flow into the sidewall portion 125, and the thickness of the sidewall portion 125 is secured. , Rigidity can be ensured.

特開2001−234608号公報JP 2001-234608 A

しかしながら、図13に示す振動子120の構造では、被駆動体から加圧力を受けたときに接触面128に変位分布が生じてしまう。図14は、突起部123が被駆動体から加圧力を受けたときの接触面128の変位分布を説明する断面図である。突起部123が加圧力Fを受けると、連結部126だけでなく、接触部127の内部でも図中の破線のように曲げ変形が生じ、その結果、変形後の接触面128aでは外周部よりも中央部においてZ方向での変位が大きくなる変位分布が生じる。接触部127が接触面128aの状態で被駆動体に接触すると、接触部127の上面外周近傍の面圧が高くなって駆動による局所的な摩耗が発生し、摩耗が進むと、接触部127と被駆動体との接触状態が変化して、駆動性能が変化してしまう。   However, in the structure of the vibrator 120 shown in FIG. 13, a displacement distribution occurs on the contact surface 128 when pressure is applied from the driven body. FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the displacement distribution of the contact surface 128 when the protrusion 123 receives pressure from the driven body. When the protrusion 123 receives the applied pressure F, bending deformation occurs not only in the connection portion 126 but also in the contact portion 127 as shown by a broken line in the figure, and as a result, the contact surface 128a after deformation is more than the outer peripheral portion. A displacement distribution in which the displacement in the Z direction increases in the central portion is generated. When the contact portion 127 comes into contact with the driven body in the state of the contact surface 128a, the surface pressure near the outer periphery of the upper surface of the contact portion 127 increases and local wear due to driving occurs. The contact state with the driven body changes, and the driving performance changes.

本発明は、被駆動体を摩擦駆動する突起部を有する振動型アクチュエータにおいて、被駆動体に対して突起部を加圧接触させたときの突起部の接触面の変位分布を均一にする技術を提供することを目的とする。   The present invention provides a technique for making the displacement distribution of the contact surface of the projection portion uniform when the projection portion is brought into pressure contact with the driven body in a vibration type actuator having a projection portion that frictionally drives the driven body. The purpose is to provide.

本発明に係る振動子は、電気−機械エネルギ変換素子と、板状の形状を有し、厚さ方向と直交する一方の主面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に、前記厚さ方向と直交する他方の主面に突起部が設けられた弾性体と、を備える振動子であって、前記突起部は、被駆動体と接触する接触面を有する接触部と、前記弾性体の前記他方の主面から前記厚さ方向に突出する中空構造を有する連続した側壁部と、前記接触面と直交する方向に可撓性を有し、前記被駆動体と接触しないように前記接触面に対して段差を形成して、中央側において前記接触部と連結されると共に外周側で前記側壁部の上面と連結される板状の連結部と、を有し、前記連結部の厚さは、前記側壁部と連結される外周側よりも、前記接触部と連結される中央側で薄いことを特徴とする。   The vibrator according to the present invention has an electro-mechanical energy conversion element and a plate-like shape, the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one main surface orthogonal to the thickness direction, and the thickness An elastic body provided with a protrusion on the other main surface orthogonal to the vertical direction, wherein the protrusion has a contact portion having a contact surface in contact with the driven body, and the elastic body A continuous side wall portion having a hollow structure projecting in the thickness direction from the other main surface of the first and second surfaces, and being flexible in a direction perpendicular to the contact surface and not contacting the driven body. A plate-like connecting portion that forms a step with respect to the surface and is connected to the contact portion on the central side and to the upper surface of the side wall portion on the outer peripheral side, and the thickness of the connecting portion Is the center connected to the contact part rather than the outer peripheral side connected to the side wall part. Characterized in that in thin.

また、本発明に係る別の振動子は、電気−機械エネルギ変換素子と、板状の形状を有し、厚さ方向と直交する一方の主面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に、前記厚さ方向と直交する他方の主面に突起部が設けられた弾性体と、を備える振動子であって、前記突起部は、被駆動体と接触する接触面を有する接触部と、前記弾性体の前記他方の主面から前記厚さ方向に突出する筒状の連続した側壁部と、前記接触面と直交する方向に可撓性を有し、前記被駆動体と接触しないように前記接触面に対して段差を形成して、中央側において前記接触部と連結されると共に外周側で前記側壁部の上面と連結される板状の連結部と、を有し、前記接触部において前記連結部から突出した部分の根元部の外周の長さは前記接触面の外周の長さより短いことを特徴とする。   Another vibrator according to the present invention has an electro-mechanical energy conversion element and a plate-like shape, and the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one main surface orthogonal to the thickness direction. And an elastic body provided with a protrusion on the other main surface orthogonal to the thickness direction, wherein the protrusion has a contact portion having a contact surface in contact with the driven body; A cylindrical continuous side wall portion protruding in the thickness direction from the other main surface of the elastic body, and flexibility in a direction orthogonal to the contact surface so as not to contact the driven body A plate-like connecting portion that is connected to the contact portion on the center side and connected to the upper surface of the side wall portion on the outer peripheral side. The length of the outer periphery of the root portion of the portion protruding from the connecting portion is the outer periphery of the contact surface Characterized in that less than the length.

本発明によれば、被駆動体を摩擦駆動する突起部を有する振動型アクチュエータにおいて、接触部の接触面の変位分布を均一にすることができる。これにより、接触部での局所的な摩耗の発生を回避して、接触部全体の摩耗を抑制することができ、また、経時的に突起部に生じる摩耗を均一にすることができる。こうして、本発明に係る振動型アクチュエータでは、駆動性能を使用初期の段階から安定させ、しかも、駆動特性を長く維持することが可能になる。   According to the present invention, in a vibration type actuator having a protrusion that frictionally drives a driven body, the displacement distribution of the contact surface of the contact portion can be made uniform. Thereby, generation | occurrence | production of the local wear in a contact part can be avoided, the wear of the whole contact part can be suppressed, and the wear which arises in a projection part with time can be made uniform. Thus, in the vibration type actuator according to the present invention, the driving performance can be stabilized from the initial stage of use, and the driving characteristics can be maintained for a long time.

本発明の第1実施形態に係る振動子の部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the vibrator according to the first embodiment of the invention. 本発明の第2実施形態に係る振動子の部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a vibrator according to a second embodiment of the invention. 本発明の第3実施形態に係る振動子の部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a vibrator according to a third embodiment of the invention. 本発明の第4実施形態に係る振動子の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the vibrator concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る振動子の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the vibrator concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第6実施形態に係る振動子の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the vibrator concerning a 6th embodiment of the present invention. 本発明の第7実施形態に係る振動子の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a vibrator concerning a 7th embodiment of the present invention. 本発明の第8実施形態に係る振動子の外観斜視図、部分的な斜視断面図及び突起部の平面図である。It is the external appearance perspective view of the vibrator | oscillator concerning 8th Embodiment of this invention, a partial perspective sectional view, and the top view of a projection part. 本発明の第9実施形態に係る振動子を構成する突起部の平面図である。It is a top view of the projection part which constitutes the vibrator concerning a 9th embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータを搭載したレンズ鏡筒の概略構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the lens-barrel which mounts the vibration type actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータを搭載した顕微鏡の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the microscope carrying the vibration type actuator which concerns on embodiment of this invention. 周知のリニア駆動型の振動型アクチュエータ100の概略構造と駆動原理を説明する図である。It is a figure explaining the general | schematic structure and drive principle of the well-known linear drive type vibration type actuator. 弾性体の上面に設けた突起部にばね性を持たせた周知の振動子の概略構造を示す斜視図及び斜視断面図である。FIG. 4 is a perspective view and a perspective sectional view showing a schematic structure of a known vibrator in which a protrusion provided on the upper surface of an elastic body has a spring property. 図13の振動子の突起部が被駆動体から加圧力を受けたときの接触面の変位分布を説明する断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the displacement distribution of the contact surface when the protrusion of the vibrator of FIG. 13 receives a pressing force from the driven body.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、振動型アクチュエータとは、駆動振動が励起される振動子と、振動子に加圧接触する被駆動体とを備え、駆動振動により振動子と被駆動体とを相対的に移動させる構成を有するものを指すこととする。つまり、振動子の駆動出力を、振動子と被駆動体との相対的な移動によって取り出すことができる構成となっているものを指すものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the vibration type actuator includes a vibrator in which driving vibration is excited and a driven body that is in pressure contact with the vibrator, and the vibrator and the driven body are relatively moved by driving vibration. It shall refer to what has the structure moved to. That is, it means that the drive output of the vibrator can be extracted by relative movement between the vibrator and the driven body.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る振動子10の部分断面図であり、より詳しくは、振動子10における突起部13近傍の拡大断面図である。なお、振動子10の全体的な構造は、図13に示した振動子120の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子10は、略矩形で平板状の弾性体12と、弾性体12の一方の主面(下面)に接合された電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子11と、弾性体12の他方の主面(上面)の2カ所において弾性体12の厚さ方向に突出する突起部13とを有する。なお、弾性体12の主面とは、弾性体12の外観に現れる面のうち、面積が最も大きい面(厚さ方向と直交する面)を指す。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the vibrator 10 according to the first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator 10 near the protrusion 13. Note that the overall structure of the vibrator 10 conforms to the overall structure of the vibrator 120 shown in FIG. That is, the vibrator 10 includes a substantially rectangular and flat elastic body 12, a piezoelectric element 11 that is an electro-mechanical energy conversion element bonded to one main surface (lower surface) of the elastic body 12, and the elastic body 12. Projections 13 projecting in the thickness direction of the elastic body 12 are provided at two locations on the other main surface (upper surface). In addition, the main surface of the elastic body 12 refers to the surface (surface orthogonal to the thickness direction) having the largest area among the surfaces appearing in the appearance of the elastic body 12.

2カ所の突起部13は、中空構造を有し、弾性体12の短辺を等分すると共に長辺と平行な直線上に所定の間隔で弾性体12と一体的に形成されている。図1には、図14に準ずる1カ所の突起部13のXZ断面が示されている。突起部13は、弾性体12と連続する円筒状の側壁部15、不図示の被駆動体との接触面18を有し、接触面18と直交する方向から見たときに側壁部15の内側に位置する接触部17、及び、外周側で側壁部15の上面と連結されると共に中央側で接触部17と連結される板状の連結部16を有する。   The two protruding portions 13 have a hollow structure, and are formed integrally with the elastic body 12 at a predetermined interval on a straight line that divides the short side of the elastic body 12 equally and is parallel to the long side. FIG. 1 shows an XZ cross section of one protrusion 13 according to FIG. The protruding portion 13 has a cylindrical side wall portion 15 continuous with the elastic body 12 and a contact surface 18 with a driven body (not shown), and the inner side of the side wall portion 15 when viewed from a direction orthogonal to the contact surface 18. And a plate-like connecting part 16 connected to the upper surface of the side wall part 15 on the outer peripheral side and connected to the contact part 17 on the center side.

なお、突起部13は、ステンレス材等の金属材料からなる弾性体12をプレス加工することによって形成されている。そのため、突起部13は弾性体12と連続する同じ金属材料からなり、突起部13を構成する側壁部15、接触部17及び連結部16もまた連続する同一の金属材料からなる。また、弾性体12には、突起部13との接続部において薄肉部14が形成されており、連結部16と接触部17との間にはZ方向において段差が設けられている。薄肉部14を形成する理由及び連結部16と接触部17との間には段差を設ける理由はそれぞれ、図13に示した振動子120において薄肉部124を形成する理由及び連結部126と接触部127との間に段差を設ける理由と同じであるので、ここでの説明を省略する。更に、振動子10及び後述する第2乃至第8実施形態に係る振動子20,30,40,50,60,70,80をそれぞれ備える振動型アクチュエータの駆動原理は、図12を参照して説明した通りである。つまり、圧電素子11に所定の駆動電圧が印加されることで、2箇所の突起部13には、接触面18と直交し、かつ、弾性体12の長辺と平行な面内において、楕円運動が生じる。   In addition, the protrusion part 13 is formed by pressing the elastic body 12 which consists of metal materials, such as a stainless material. Therefore, the protruding portion 13 is made of the same metal material that is continuous with the elastic body 12, and the side wall portion 15, the contact portion 17, and the connecting portion 16 constituting the protruding portion 13 are also made of the same continuous metal material. Further, the elastic body 12 is formed with a thin portion 14 at a connection portion with the projection portion 13, and a step is provided between the connecting portion 16 and the contact portion 17 in the Z direction. The reason for forming the thin portion 14 and the reason for providing a step between the connecting portion 16 and the contact portion 17 are the reason for forming the thin portion 124 and the connecting portion 126 and the contact portion in the vibrator 120 shown in FIG. Since this is the same as the reason for providing a step with respect to 127, a description thereof is omitted here. Furthermore, the driving principle of the vibration type actuator including the vibrator 10 and vibrators 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 according to second to eighth embodiments described later will be described with reference to FIG. That's right. That is, when a predetermined drive voltage is applied to the piezoelectric element 11, the two protrusions 13 are elliptically moved in a plane perpendicular to the contact surface 18 and parallel to the long side of the elastic body 12. Occurs.

振動子10では、側壁部15が筒状に連続しているため、突起部13の駆動方向の剛性が保たれ、駆動力を損なうことなく駆動高速化を図ることができる。ここで、突起部13の駆動高速化とは、弾性体12に生ずる振動に対して応答性の高い振動を生じさせることができることをいう。   In the vibrator 10, since the side wall portion 15 is continuous in a cylindrical shape, the rigidity in the driving direction of the protrusion 13 is maintained, and the driving speed can be increased without impairing the driving force. Here, increasing the driving speed of the protrusion 13 means that vibration having high responsiveness to vibration generated in the elastic body 12 can be generated.

連結部16において、第1の部分と第2の部分とを、第1の部分よりも第2の部分の方が接触部17に近いと定義したときに、第1の部分の厚さは第2の部分の厚さよりも大きい。具体的には、連結部16は、厚さが均一ではなく、接触部17と連結する内周部16aでは内周側に向かうに従って厚さが薄くなるように形成されている。これにより、連結部16は、接触面18と直交する方向であるZ方向に可撓性を有すると共に、内周部16aの剛性が接触部17内部の剛性より相対的に充分小さくなる構造となっている。   In the connecting portion 16, when the first portion and the second portion are defined as the second portion being closer to the contact portion 17 than the first portion, the thickness of the first portion is the first thickness. It is larger than the thickness of part 2. Specifically, the connecting portion 16 is not uniform in thickness, and the inner peripheral portion 16a connected to the contact portion 17 is formed so that the thickness decreases toward the inner peripheral side. As a result, the connecting portion 16 is flexible in the Z direction, which is a direction orthogonal to the contact surface 18, and has a structure in which the rigidity of the inner peripheral portion 16 a is sufficiently smaller than the rigidity in the contact portion 17. ing.

図1には、接触面18に対して接触面18と略直交する加圧力Fが作用したために連結部16が変形した状態が破線で示されている。接触面18に不図示の被駆動体からの加圧力Fが作用したとき、連結部16は破線で示されるように変形する。しかし、突起部13における変形は連結部16に止まり、接触部17の内部には曲げ変形は生じない。つまり、加圧力Fを受けた接触面18aの全面が、連結部16の変形によって、ほぼ均一にZ方向に変位する(つまり、その全面にほぼ均一な変位分布を生じさせる)ことができる。   In FIG. 1, a broken line indicates a state in which the connecting portion 16 is deformed due to an applied pressure F substantially orthogonal to the contact surface 18 acting on the contact surface 18. When a pressing force F from a driven body (not shown) acts on the contact surface 18, the connecting portion 16 is deformed as indicated by a broken line. However, the deformation in the protruding portion 13 stops at the connecting portion 16, and no bending deformation occurs in the contact portion 17. That is, the entire surface of the contact surface 18a that has received the applied pressure F can be displaced in the Z direction almost uniformly by the deformation of the connecting portion 16 (that is, a substantially uniform displacement distribution can be generated on the entire surface).

こうして、第1実施形態に係る振動子10では、接触部17に接触面18の外周近傍において局所的に面圧が大きくなることを抑制して、駆動によって局所的に摩耗が進むことを抑制することができる。ひいては、経時的に突起部に生じる摩耗を均一にすることができる。こうして、振動子10を備える振動型アクチュエータでは、駆動性能を使用初期の段階から安定させ、しかも、駆動特性を長く維持することが可能になる。   Thus, in the vibrator 10 according to the first embodiment, the contact portion 17 is prevented from locally increasing the surface pressure in the vicinity of the outer periphery of the contact surface 18, and is prevented from being locally worn by driving. be able to. As a result, the abrasion which arises in a projection part with time can be made uniform. Thus, in the vibration type actuator including the vibrator 10, the driving performance can be stabilized from the initial stage of use, and the driving characteristics can be maintained for a long time.

<第2実施形態>
図2は、本発明の第2実施形態に係る振動子20の部分断面図であり、より詳しくは、振動子20における突起部23近傍の拡大断面図である。なお、振動子20の全体的な構造は、図13に示した振動子120の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子20は、弾性体22と、弾性体22の下面に接着された圧電素子21と、弾性体22の上面の2カ所に弾性体22と一体的に形成された突起部23とで構成されている。そして、図2には、図14に準ずる1カ所の突起部23のXZ断面が示されている。
Second Embodiment
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the vibrator 20 according to the second embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vibrator 20 near the protrusion 23. The overall structure of the vibrator 20 conforms to the overall structure of the vibrator 120 shown in FIG. That is, the vibrator 20 includes an elastic body 22, a piezoelectric element 21 bonded to the lower surface of the elastic body 22, and protrusions 23 integrally formed with the elastic body 22 at two locations on the upper surface of the elastic body 22. It is configured. FIG. 2 shows an XZ cross section of one protrusion 23 according to FIG.

突起部23は、円筒状の側壁部25、不図示の被駆動体との接触面28を有し、接触面28と直交する方向から見たときに側壁部25の内側に位置する接触部27、及び、側壁部25と接触部27とを連結する連結部26からなる。弾性体22には、突起部23との接続部において薄肉部24が形成されており、連結部26と接触部27との間にはZ方向において段差が設けられている。振動子20においても、側壁部25が筒状に連続しているため、突起部23の駆動方向の剛性が保たれ、駆動力を損なうことなく駆動高速化を図ることができる。   The projecting portion 23 has a cylindrical side wall portion 25 and a contact surface 28 with a driven body (not shown), and the contact portion 27 located inside the side wall portion 25 when viewed from a direction orthogonal to the contact surface 28. And a connecting portion 26 that connects the side wall portion 25 and the contact portion 27. The elastic body 22 is formed with a thin portion 24 at a connection portion with the projection portion 23, and a step is provided between the connecting portion 26 and the contact portion 27 in the Z direction. Also in the vibrator 20, since the side wall portion 25 is continuous in a cylindrical shape, the rigidity in the driving direction of the protruding portion 23 is maintained, and the driving speed can be increased without impairing the driving force.

連結部26には、外周側から内周側に向かうに従って徐々に厚さが小さくなるように、上面26aに傾斜が設けられている。これにより、第1実施形態に係る振動子10と同様に、連結部26の内周部での剛性を接触部27の剛性より相対的に充分小さくすることができる。よって、図1に示す加圧力Fに相当する加圧力が接触面28に作用したとき、突起部23における変形は連結部26に止まり、接触部27の内部に曲げ変形が生じることを抑制することができる。つまり、加圧力を受けた接触面28の全面が、連結部26の変形によって、ほぼ均一にZ方向に変位する。よって、第2実施形態に係る振動子20も、第1実施形態に係る振動子10と同じ効果を奏する。   The connecting portion 26 is provided with an inclination on the upper surface 26a so that the thickness gradually decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. Thereby, similarly to the vibrator 10 according to the first embodiment, the rigidity at the inner peripheral portion of the connecting portion 26 can be made sufficiently smaller than the rigidity of the contact portion 27. Therefore, when a pressing force corresponding to the pressing force F shown in FIG. 1 acts on the contact surface 28, the deformation in the protrusion 23 stops at the connecting portion 26, and the bending deformation is prevented from occurring inside the contact portion 27. Can do. That is, the entire contact surface 28 that receives the applied pressure is displaced in the Z direction almost uniformly by the deformation of the connecting portion 26. Therefore, the vibrator 20 according to the second embodiment also has the same effect as the vibrator 10 according to the first embodiment.

<第3実施形態>
図3は、本発明の第3実施形態に係る振動子30の部分断面図であり、より詳しくは、振動子30における突起部33近傍の拡大断面図である。なお、振動子30の全体的な構造は、図13に示した振動子120の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子30は、弾性体32と、弾性体32の下面に接着された圧電素子31と、弾性体32の上面の2カ所に弾性体32と一体的に形成された突起部33とで構成されている。そして、図3には、図14に準ずる1カ所の突起部33のXZ断面が示されている。
<Third Embodiment>
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the vibrator 30 according to the third embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the protrusion 33 in the vibrator 30. Note that the overall structure of the vibrator 30 conforms to the overall structure of the vibrator 120 shown in FIG. That is, the vibrator 30 includes an elastic body 32, a piezoelectric element 31 bonded to the lower surface of the elastic body 32, and protrusions 33 formed integrally with the elastic body 32 at two locations on the upper surface of the elastic body 32. It is configured. FIG. 3 shows an XZ cross section of one protrusion 33 according to FIG.

突起部33は、円筒状の側壁部35、不図示の被駆動体との接触面38を有し、接触面38と直交する方向から見たときに側壁部35の内側に位置する接触部37、及び、側壁部35と接触部37とを連結する連結部36からなる。弾性体32には、突起部33との接続部において薄肉部34が形成されており、連結部36と接触部37との間にはZ方向において段差が設けられている。振動子30においても、側壁部35が筒状に連続しているため、突起部33の駆動方向の剛性が保たれ、駆動力を損なうことなく駆動高速化を図ることができる。   The protruding portion 33 has a cylindrical side wall portion 35 and a contact surface 38 with a driven body (not shown), and a contact portion 37 located inside the side wall portion 35 when viewed from a direction orthogonal to the contact surface 38. And a connecting portion 36 that connects the side wall portion 35 and the contact portion 37. The elastic body 32 is formed with a thin portion 34 at a connection portion with the projection portion 33, and a step is provided between the connecting portion 36 and the contact portion 37 in the Z direction. Also in the vibrator 30, since the side wall portion 35 is continuous in a cylindrical shape, the rigidity in the driving direction of the projection portion 33 is maintained, and the driving speed can be increased without impairing the driving force.

連結部36には、外周側から内周側に向かうに従って徐々に厚さが小さくなるように、下面36aに傾斜が設けられている。これにより、第2実施形態に係る振動子20と同様に、連結部36の内周部での剛性を接触部37の剛性より相対的に充分小さくすることができる。よって、図1に示す加圧力Fに相当する加圧力が接触面38に作用したとき、突起部33における変形は連結部36に止まり、接触部37の内部に曲げ変形が生じることを抑制することができる。つまり、加圧力を受けた接触面38の全面が、連結部36の変形によって、ほぼ均一にZ方向に変位する。よって、第3実施形態に係る振動子30も、第2実施形態に係る振動子20と同じ効果、つまり、振動子10と同じ効果を奏する。   The connecting portion 36 is provided with a slope on the lower surface 36a so that the thickness gradually decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. Thereby, similarly to the vibrator 20 according to the second embodiment, the rigidity of the inner peripheral portion of the connecting portion 36 can be made sufficiently smaller than the rigidity of the contact portion 37. Therefore, when a pressing force corresponding to the pressing force F shown in FIG. 1 is applied to the contact surface 38, the deformation in the protrusion 33 stops at the connecting portion 36, and the bending deformation is prevented from occurring inside the contact portion 37. Can do. That is, the entire contact surface 38 that receives the applied pressure is displaced in the Z direction almost uniformly by the deformation of the connecting portion 36. Therefore, the vibrator 30 according to the third embodiment also has the same effect as the vibrator 20 according to the second embodiment, that is, the same effect as the vibrator 10.

<第4実施形態>
図4は、本発明の第4実施形態に係る振動子40の部分断面図であり、より詳しくは、振動子40における突起部43近傍の拡大断面図である。なお、振動子40の全体的な構造は、図13に示した振動子120の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子40は、弾性体42と、弾性体42の下面に接着された圧電素子41と、弾性体42の上面の2カ所に弾性体42と一体的に形成された突起部43とで構成されている。そして、図4には、図14に準ずる1カ所の突起部43のXZ断面が示されている。
<Fourth embodiment>
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the vibrator 40 according to the fourth embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the protrusion 43 in the vibrator 40. The overall structure of the vibrator 40 conforms to the overall structure of the vibrator 120 shown in FIG. That is, the vibrator 40 includes an elastic body 42, a piezoelectric element 41 bonded to the lower surface of the elastic body 42, and protrusions 43 formed integrally with the elastic body 42 at two locations on the upper surface of the elastic body 42. It is configured. FIG. 4 shows an XZ cross section of one protrusion 43 according to FIG.

突起部43は、円筒状の側壁部45、不図示の被駆動体との接触面48を有し、接触面48と直交する方向から見たときに側壁部45の内側に位置する接触部47、及び、側壁部45と接触部47とを連結する連結部46からなる。弾性体42には、突起部43との接続部において薄肉部44が形成されており、連結部46と接触部47との間にはZ方向において段差が設けられている。振動子40においても、側壁部45が筒状に連続しているため、突起部43の駆動方向の剛性が保たれ、駆動力を損なうことなく駆動高速化を図ることができる。   The protrusion 43 has a cylindrical side wall 45 and a contact surface 48 with a driven body (not shown), and is a contact portion 47 located inside the side wall 45 when viewed from a direction orthogonal to the contact surface 48. And a connecting portion 46 that connects the side wall portion 45 and the contact portion 47. The elastic body 42 is formed with a thin portion 44 at the connection portion with the projection portion 43, and a step is provided between the connecting portion 46 and the contact portion 47 in the Z direction. Also in the vibrator 40, since the side wall 45 is continuous in a cylindrical shape, the rigidity in the driving direction of the protrusion 43 is maintained, and the driving speed can be increased without impairing the driving force.

連結部46は、側壁部45とで成す稜線の外R(外角部の曲率)46dを内R(内角部の曲率)46cより小さくすることによって、連結部46の板厚が外周部厚さ46aよりも内周部厚さ46bの方が薄くなるように構成されている。これにより、第1実施形態に係る振動子10と同様に、連結部46の内周部での剛性を接触部47の剛性より相対的に充分小さくすることができる。よって、図1に示す加圧力Fに相当する加圧力が接触面48に作用したとき、突起部43における変形は連結部46に止まり、接触部47の内部に曲げ変形が生じることを抑制することができる。つまり、加圧力を受けた接触面48の全面が、連結部46の変形によって、ほぼ均一にZ方向に変位する。よって、第4実施形態に係る振動子40も、第1実施形態に係る振動子10と同じ効果を奏する。   The connecting portion 46 has an outer R (curvature of outer corner portion) 46d that is smaller than an inner R (curvature of inner corner portion) 46c of the ridge formed by the side wall portion 45, so that the plate thickness of the connecting portion 46 is the outer peripheral portion thickness 46a. The inner peripheral portion 46b is configured to be thinner than the inner peripheral portion 46b. Thereby, similarly to the vibrator 10 according to the first embodiment, the rigidity at the inner peripheral portion of the connecting portion 46 can be made sufficiently smaller than the rigidity of the contact portion 47. Therefore, when a pressing force corresponding to the pressing force F shown in FIG. 1 acts on the contact surface 48, the deformation in the protrusion 43 stops at the connecting portion 46, and the bending deformation is prevented from occurring inside the contact portion 47. Can do. That is, the entire contact surface 48 that receives the applied pressure is displaced in the Z direction almost uniformly by the deformation of the connecting portion 46. Therefore, the vibrator 40 according to the fourth embodiment also has the same effect as the vibrator 10 according to the first embodiment.

<第5実施形態>
図5は、本発明の第5実施形態に係る振動子50の部分断面図であり、より詳しくは、振動子50における突起部53近傍の拡大断面図である。なお、振動子50の全体的な構造は、図13に示した振動子120の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子50は、弾性体52と、弾性体52の下面に接着された圧電素子51と、弾性体52の上面の2カ所に弾性体52と一体的に形成された突起部53とで構成されている。そして、図5には、図14に準ずる1カ所の突起部53のXZ断面が示されている。
<Fifth Embodiment>
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the vibrator 50 according to the fifth embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the protrusion 53 of the vibrator 50. The overall structure of the vibrator 50 conforms to the overall structure of the vibrator 120 shown in FIG. That is, the vibrator 50 includes an elastic body 52, a piezoelectric element 51 bonded to the lower surface of the elastic body 52, and protrusions 53 integrally formed with the elastic body 52 at two locations on the upper surface of the elastic body 52. It is configured. FIG. 5 shows an XZ cross section of one protrusion 53 according to FIG.

突起部53は、円筒状の側壁部55、不図示の被駆動体との接触面58を有し、接触面58と直交する方向から見たときに側壁部55の内側に位置する接触部57、及び、側壁部55と接触部57とを連結する連結部56からなる。弾性体52には、突起部53との接続部において薄肉部54が形成されており、連結部56と接触部57との間にはZ方向において段差が設けられている。振動子50においても、側壁部55が筒状に連続しているため、突起部53の駆動方向の剛性が保たれ、駆動力を損なうことなく駆動高速化を図ることができる。   The protruding portion 53 has a cylindrical side wall portion 55 and a contact surface 58 with a driven body (not shown), and the contact portion 57 located inside the side wall portion 55 when viewed from a direction orthogonal to the contact surface 58. And a connecting portion 56 that connects the side wall portion 55 and the contact portion 57. The elastic body 52 is formed with a thin portion 54 at a connection portion with the projection portion 53, and a step is provided between the connecting portion 56 and the contact portion 57 in the Z direction. Also in the vibrator 50, since the side wall portion 55 is continuous in a cylindrical shape, the rigidity in the driving direction of the protruding portion 53 is maintained, and the driving speed can be increased without impairing the driving force.

接触部57は、根元部57aと先端部57bとからなり、根元部57aの外周の長さ(或いは外径)を先端部57bの外周の長さ(或いは外径)よりも短くすることによって、接触部57における剛性が内周部よりも外周部で小さくなる構造となっている。これにより、図1に示す加圧力Fに相当する加圧力が接触面58に作用したとき、接触面58は、図14の接触面128aと同様に変形しようとするが、接触部57の内部においてその変形を相殺するような曲げ変形が生じるため、結果として接触面58の全面がほぼZ方向に均一に変位する。よって、第5実施形態に係る振動子50も、第1実施形態に係る振動子10と同じ効果を奏することができる。   The contact portion 57 includes a root portion 57a and a tip portion 57b. By making the outer circumference length (or outer diameter) of the root portion 57a shorter than the outer circumference length (or outer diameter) of the tip portion 57b, The rigidity of the contact portion 57 is smaller at the outer peripheral portion than at the inner peripheral portion. Thereby, when a pressing force corresponding to the pressing force F shown in FIG. 1 acts on the contact surface 58, the contact surface 58 tends to deform in the same manner as the contact surface 128a of FIG. Since bending deformation that cancels the deformation occurs, as a result, the entire contact surface 58 is uniformly displaced in the Z direction substantially. Therefore, the vibrator 50 according to the fifth embodiment can achieve the same effects as the vibrator 10 according to the first embodiment.

<第6実施形態>
図6は、本発明の第6実施形態に係る振動子60の部分断面図であり、より詳しくは、振動子60における突起部63近傍の拡大断面図である。なお、振動子60の全体的な構造は、図13に示した振動子120の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子60は、弾性体62と、弾性体62の下面に接着された圧電素子61と、弾性体62の上面の2カ所に弾性体62と一体的に形成された突起部63とで構成されている。そして、図6には、図14に準ずる1カ所の突起部63のXZ断面が示されている。
<Sixth Embodiment>
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the vibrator 60 according to the sixth embodiment of the present invention, and more specifically, an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the protrusion 63 in the vibrator 60. Note that the overall structure of the vibrator 60 conforms to the overall structure of the vibrator 120 shown in FIG. That is, the vibrator 60 includes an elastic body 62, a piezoelectric element 61 bonded to the lower surface of the elastic body 62, and protrusions 63 integrally formed with the elastic body 62 at two locations on the upper surface of the elastic body 62. It is configured. FIG. 6 shows an XZ cross section of one protrusion 63 according to FIG.

突起部63は、円筒状の側壁部65、不図示の被駆動体との接触面68を有し、接触面68と直交する方向から見たときに側壁部65の内側に位置する接触部67、及び、側壁部65と接触部67とを連結する連結部66からなる。弾性体62には、突起部63との接続部において薄肉部64が形成されており、連結部66と接触部67との間にはZ方向において段差が設けられている。振動子60においても、側壁部65が筒状に連続しているため、突起部63の駆動方向の剛性が保たれ、駆動力を損なうことなく駆動高速化を図ることができる。   The protruding portion 63 has a cylindrical side wall portion 65 and a contact surface 68 with a driven body (not shown), and a contact portion 67 located inside the side wall portion 65 when viewed from a direction orthogonal to the contact surface 68. And a connecting portion 66 for connecting the side wall portion 65 and the contact portion 67. The elastic body 62 is formed with a thin portion 64 at a connection portion with the projection portion 63, and a step is provided between the connecting portion 66 and the contact portion 67 in the Z direction. Also in the vibrator 60, since the side wall portion 65 is continuous in a cylindrical shape, the rigidity in the driving direction of the protruding portion 63 is maintained, and the driving speed can be increased without impairing the driving force.

接触部67は、根元部67aと先端部67bとからなり、根元部67aの外径が先端部67bから離れる(連結部66に近付く)にしたがって短くなるように構成されており、これにより、接触部67における剛性を内周部よりも外周部で小さくすることができる。よって、図1に示す加圧力Fに相当する加圧力が接触部67の接触面68に作用したとき、接触面68は、図14の接触面128aと同様に変形しようとするが、接触部67の内部においてその変形を相殺するような曲げ変形が生じ、結果として接触面68の全面がほぼZ方向に均一に変位する。よって、第6実施形態に係る振動子60も、第5実施形態に係る振動子50と同じ効果、つまり、振動子10と同じ効果を奏する。   The contact portion 67 includes a root portion 67a and a tip portion 67b, and is configured such that the outer diameter of the root portion 67a decreases as the distance from the tip portion 67b increases (approaches the connecting portion 66). The rigidity in the part 67 can be made smaller at the outer peripheral part than at the inner peripheral part. Therefore, when a pressing force corresponding to the pressing force F shown in FIG. 1 acts on the contact surface 68 of the contact portion 67, the contact surface 68 tends to deform in the same manner as the contact surface 128a of FIG. Bending deformation that cancels out the deformation occurs inside, and as a result, the entire surface of the contact surface 68 is displaced substantially uniformly in the Z direction. Therefore, the vibrator 60 according to the sixth embodiment also has the same effect as the vibrator 50 according to the fifth embodiment, that is, the same effect as the vibrator 10.

<第7実施形態>
図7は、本発明の第7実施形態に係る振動子70の部分断面図であり、より詳しくは、振動子70における突起部73近傍の拡大断面図である。なお、振動子70の全体的な構造は、図13に示した振動子120の全体的な構造に準ずる。つまり、振動子70は、弾性体72と、弾性体72の下面に接着された圧電素子71と、弾性体72の上面の2カ所に弾性体72と一体的に形成された突起部73とで構成されている。そして、図7には、図14に準ずる1カ所の突起部73のXZ断面が示されている。
<Seventh embodiment>
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a vibrator 70 according to a seventh embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the protrusion 73 of the vibrator 70. Note that the overall structure of the vibrator 70 conforms to the overall structure of the vibrator 120 shown in FIG. That is, the vibrator 70 includes an elastic body 72, a piezoelectric element 71 bonded to the lower surface of the elastic body 72, and protrusions 73 integrally formed with the elastic body 72 at two positions on the upper surface of the elastic body 72. It is configured. 7 shows an XZ cross section of one protrusion 73 in accordance with FIG.

突起部73は、円筒状の側壁部75、不図示の被駆動体との接触面78を有し、接触面78と直交する方向から見たときに側壁部75の内側に位置する接触部77、及び、側壁部75と接触部77とを連結する連結部76からなる。弾性体72には、突起部73との接続部において薄肉部74が形成されており、連結部76と接触部77との間にはZ方向において段差が設けられている。振動子70においても、側壁部75が筒状に連続しているため、突起部73の駆動方向の剛性が保たれ、駆動力を損なうことなく駆動高速化を図ることができる。   The protruding portion 73 has a cylindrical side wall portion 75 and a contact surface 78 with a driven body (not shown), and the contact portion 77 located inside the side wall portion 75 when viewed from a direction orthogonal to the contact surface 78. And a connecting portion 76 that connects the side wall portion 75 and the contact portion 77. The elastic body 72 is formed with a thin portion 74 at a connection portion with the projection 73, and a step is provided between the connecting portion 76 and the contact portion 77 in the Z direction. Also in the vibrator 70, since the side wall 75 is continuous in a cylindrical shape, the rigidity in the driving direction of the protrusion 73 is maintained, and the driving speed can be increased without impairing the driving force.

接触部77は、その外径が接触面78から接触部77の根元(連結部66側)へ向かって近付くにしたがって短くなるように構成されており、こうして、接触部77における剛性が内周部よりも外周部で小さくなる構造となっている。これにより、図1に示す加圧力Fに相当する加圧力が接触面78に作用したとき、接触面78は、図14の接触面128aと同様に変形しようとするが、接触部77の内部においてその変形を相殺するような曲げ変形が生じ、結果として接触面78の全面がほぼZ方向に均一に変位する。よって、第7実施形態に係る振動子70も、第5実施形態に係る振動子50と同じ効果、つまり、振動子10と同じ効果を奏する。   The contact portion 77 is configured such that its outer diameter becomes shorter from the contact surface 78 toward the base of the contact portion 77 (the connection portion 66 side), and thus the rigidity of the contact portion 77 is increased to the inner peripheral portion. The structure is smaller at the outer periphery. Thereby, when a pressing force corresponding to the pressing force F shown in FIG. 1 acts on the contact surface 78, the contact surface 78 tends to deform in the same manner as the contact surface 128a of FIG. A bending deformation that cancels the deformation occurs, and as a result, the entire surface of the contact surface 78 is uniformly displaced in the Z direction. Therefore, the vibrator 70 according to the seventh embodiment also has the same effect as the vibrator 50 according to the fifth embodiment, that is, the same effect as the vibrator 10.

<第8実施形態>
図8は、本発明の第8実施形態に係る振動子80の概略構造を示す図であり、図8(a)は振動子80全体の外観斜視図を、図8(b)は突起部83の部分的な斜視断面図を、図8(c)は突起部83の上面図(平面図)をそれぞれ示している。振動子80は、弾性体82と、弾性体82の下面に接着された圧電素子81と、弾性体82の上面の2カ所に弾性体82と一体的に形成された突起部83とで構成されている。
<Eighth Embodiment>
8A and 8B are diagrams showing a schematic structure of a vibrator 80 according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 8A is an external perspective view of the whole vibrator 80, and FIG. FIG. 8C is a top perspective view (plan view) of the protrusion 83. The vibrator 80 includes an elastic body 82, a piezoelectric element 81 bonded to the lower surface of the elastic body 82, and protrusions 83 formed integrally with the elastic body 82 at two locations on the upper surface of the elastic body 82. ing.

突起部83は、円筒状の側壁部85、不図示の被駆動体との接触面88を有し、接触面88と直交する方向から見たときに側壁部85の内側に位置する接触部87、及び、側壁部85と接触部87とを連結する連結部86からなる。弾性体82には、突起部83との接続部において薄肉部84が形成されており、連結部86と接触部87との間にはZ方向において段差が設けられている。振動子80においても、側壁部85が筒状に連続しているため、突起部83の駆動方向の剛性が保たれ、駆動力を損なうことなく駆動高速化を図ることができる。   The protruding portion 83 has a cylindrical side wall portion 85 and a contact surface 88 with a driven body (not shown), and is a contact portion 87 located inside the side wall portion 85 when viewed from a direction orthogonal to the contact surface 88. And a connecting portion 86 for connecting the side wall portion 85 and the contact portion 87. The elastic body 82 is formed with a thin portion 84 at a connection portion with the projection 83, and a step is provided between the connecting portion 86 and the contact portion 87 in the Z direction. Also in the vibrator 80, since the side wall portion 85 is continuous in a cylindrical shape, the rigidity in the driving direction of the protruding portion 83 is maintained, and the driving speed can be increased without impairing the driving force.

連結部86は、外周部幅86aよりも内周部幅86bの方が短い略扇形の形状を有し、周方向に等間隔に接触部87と側壁部85とに架設されており、その結果、それぞれの連結部86の間に穴部89が等間隔に形成されている。こうして複数に分割された連結部86では、Z方向の剛性が低下して、ばね性を有するようになる。また、連結部86は、外周部幅86aよりも内周部幅86bの方が短いために、連結部86の内周部の剛性を接触部87の剛性よりも相対的に充分小さくすることができる。よって、振動子80は、第1乃至第4実施形態に係る振動子10乃至40と同様に、図1に示す加圧力Fに相当する加圧力が接触面88に作用したとき、突起部83における変形は連結部86に止まり、接触部87の内部に曲げ変形が生じることを抑制することができる。つまり、加圧力を受けた接触面88の全面が、連結部86の変形によって、ほぼ均一にZ方向に変位する。よって、第8実施形態に係る振動子20も、第1実施形態に係る振動子10と同じ効果を奏する。   The connecting portion 86 has a substantially sector shape in which the inner peripheral portion width 86b is shorter than the outer peripheral portion width 86a, and is erected on the contact portion 87 and the side wall portion 85 at equal intervals in the circumferential direction. The holes 89 are formed at regular intervals between the connecting portions 86. In the connecting portion 86 thus divided into a plurality of parts, the rigidity in the Z direction is lowered and the spring property is obtained. Further, since the connecting portion 86 has the inner peripheral portion width 86b shorter than the outer peripheral portion width 86a, the rigidity of the inner peripheral portion of the connecting portion 86 can be made relatively sufficiently smaller than the rigidity of the contact portion 87. it can. Therefore, similarly to the vibrators 10 to 40 according to the first to fourth embodiments, the vibrator 80 has the protrusion 83 at the protrusion 83 when a pressure corresponding to the pressure F shown in FIG. The deformation stops at the connecting portion 86, and bending deformation can be prevented from occurring inside the contact portion 87. That is, the entire contact surface 88 that receives the applied pressure is displaced in the Z direction almost uniformly by the deformation of the connecting portion 86. Therefore, the vibrator 20 according to the eighth embodiment has the same effect as the vibrator 10 according to the first embodiment.

<第9実施形態>
図9は、本発明の第9実施形態に係る振動子を構成する突起部93の上面図(平面図)である。なお、突起部93を備える振動子の全体構造は、第8実施形態に係る振動子80に準じており、ここでの図示と説明を省略する。
<Ninth Embodiment>
FIG. 9 is a top view (plan view) of the protrusion 93 constituting the vibrator according to the ninth embodiment of the invention. Note that the overall structure of the vibrator including the protrusions 93 conforms to the vibrator 80 according to the eighth embodiment, and illustration and description thereof are omitted here.

突起部93の連結部96は、外周部幅96aよりも内周部幅96bの方が短くなるように、側壁部95と連結する隅部での曲率96dを、接触部97と連結する隅部での曲率96cよりも大きくしている。こうして複数に分割された連結部96では、Z方向の剛性が低下して、ばね性を有するようになる。また、連結部96は、外周部幅96aよりも内周部幅96bの方が短いために、連結部96の内周部の剛性を接触部97の剛性よりも相対的に充分小さくすることができる。つまり、加圧力を受けた接触面98の全面が、連結部96の変形によって、ほぼ均一にZ方向に変位するため、第9実施形態に係る振動子も、第1実施形態に係る振動子10と同じ効果を奏する。   The connecting portion 96 of the protrusion 93 has a corner portion 96 that connects the curvature 96d with the contact portion 97 so that the inner peripheral portion width 96b is shorter than the outer peripheral portion width 96a. The curvature is larger than 96c. In the connecting portion 96 thus divided into a plurality of parts, the rigidity in the Z direction is reduced and the spring has a spring property. Further, since the connecting portion 96 has the inner peripheral portion width 96b shorter than the outer peripheral portion width 96a, the rigidity of the inner peripheral portion of the connecting portion 96 can be made relatively sufficiently smaller than the rigidity of the contact portion 97. it can. That is, since the entire contact surface 98 that has received the applied pressure is displaced in the Z direction almost uniformly by the deformation of the connecting portion 96, the vibrator according to the ninth embodiment is also the vibrator 10 according to the first embodiment. Has the same effect as

<第10実施形態>
上述した本実施形態に係る各種の振動子を用いた振動型アクチュエータを備える装置の一例であるカメラ等の撮像装置(光学機器)の構成について、図10を参照して説明する。図10は、レンズ鏡筒のレンズ駆動機構部300の概略構造を示す斜視図である。レンズ駆動機構部300は、被駆動体であるレンズホルダ302、レンズホルダ302を駆動する振動子301、加圧磁石305、第1のガイドバー303、第2のガイドバー304及び不図示の基体を備える。
<Tenth Embodiment>
A configuration of an imaging apparatus (optical apparatus) such as a camera, which is an example of an apparatus including a vibration type actuator using various vibrators according to the above-described embodiment, will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a perspective view showing a schematic structure of the lens driving mechanism 300 of the lens barrel. The lens driving mechanism unit 300 includes a lens holder 302 that is a driven body, a vibrator 301 that drives the lens holder 302, a pressure magnet 305, a first guide bar 303, a second guide bar 304, and a base (not shown). Prepare.

レンズホルダ302は、円筒状の本体部302aと、振動子301及び加圧磁石305を保持する保持部302bと、第1のガイドバー303と嵌合することによって第1のガイド部を形成する第1のガイド部302cと、脱落防止部302dを有する。本体部302aには、レンズ307が保持されている。第1のガイドバー303と第2のガイドバー304は互いに平行に配置されており、第1のガイドバー303と第2のガイドバー304のそれぞれの両端は、不図示の基体に固定されている。   The lens holder 302 is formed in a first guide part by fitting with a cylindrical main body part 302 a, a holding part 302 b that holds the vibrator 301 and the pressing magnet 305, and a first guide bar 303. 1 guide part 302c and drop-off prevention part 302d. A lens 307 is held on the main body 302a. The first guide bar 303 and the second guide bar 304 are arranged in parallel to each other, and both ends of the first guide bar 303 and the second guide bar 304 are fixed to a base (not shown). .

加圧手段を構成する加圧磁石305は、永久磁石と、永久磁石の両端に配置される2つのヨークから構成される。加圧磁石305と第2のガイドバー304との間に磁気回路が形成され、これら部材間に吸引力が発生する。これにより、振動子301に設けられた2カ所の突起部の先端が所定の力で第2のガイドバー304に押し当てられた状態で保持され、第2のガイド部が形成される。   The pressurizing magnet 305 constituting the pressurizing means includes a permanent magnet and two yokes disposed at both ends of the permanent magnet. A magnetic circuit is formed between the pressing magnet 305 and the second guide bar 304, and an attractive force is generated between these members. As a result, the tips of the two protrusions provided on the vibrator 301 are held while being pressed against the second guide bar 304 with a predetermined force, thereby forming the second guide part.

なお、加圧磁石305は、第2のガイドバー304とは間隔を空けて配置されており、第2のガイドバー304と非接触である。そのため、第2のガイド部が外力を受ける等すると、振動子301の突起部と第2のガイドバー304とが引き離される状態が生じるおそれがある。しかし、そのときには、レンズホルダ302に設けられた脱落防止部302dが第2のガイドバー304に当接し、レンズホルダ302の保持部302bが本来の位置に戻ることで、振動子301の突起部が第2のガイドバー304に当接した状態に戻るようになっている。   Note that the pressurizing magnet 305 is disposed at a distance from the second guide bar 304 and is not in contact with the second guide bar 304. For this reason, when the second guide portion receives an external force or the like, there is a possibility that the protruding portion of the vibrator 301 and the second guide bar 304 are separated from each other. However, at that time, the drop-off prevention portion 302d provided on the lens holder 302 comes into contact with the second guide bar 304, and the holding portion 302b of the lens holder 302 returns to its original position, so that the protruding portion of the vibrator 301 is moved. The state returns to the state in which the second guide bar 304 abuts.

振動子301は、第1実施形態に係る振動子10と同じ構造を有しており、よって、振動子301の駆動方法は、振動子10の駆動方法(つまり、図12を参照して説明した振動子115の駆動方法)と同じである。即ち、振動子301に所定の交番電圧を印加することによって、2カ所の突起部に楕円振動を発生させることで、振動子301第2のガイドバー304との間に摩擦駆動力を発生させる。このとき、第1のガイドバー303と第2のガイドバー304は固定されているため、発生した摩擦駆動力によって、レンズホルダ302を第1のガイドバー303と第2のガイドバー304の長さ方向に沿って移動させることができる。   The vibrator 301 has the same structure as that of the vibrator 10 according to the first embodiment. Therefore, the driving method of the vibrator 301 has been described with reference to FIG. The driving method of the vibrator 115 is the same. In other words, by applying a predetermined alternating voltage to the vibrator 301, elliptical vibration is generated at two protrusions, thereby generating a frictional driving force between the vibrator 301 and the second guide bar 304. At this time, since the first guide bar 303 and the second guide bar 304 are fixed, the length of the first guide bar 303 and the second guide bar 304 is changed by the generated friction driving force. It can be moved along the direction.

なお、レンズ駆動機構部300では、加圧機構として磁力(加圧磁石305)を用いたが、これに限られず、ばねによる付勢力を用いてもよい。また、ここでは、レンズ駆動機構部300は、リニア型の振動型アクチュエータとして構成されているが、これに限られず、回転型の振動型アクチュエータとして構成することもできる。即ち、被駆動体の回転力を用いてレンズを保持した環状部材を回転させ、このとき、カムピンとカム溝との係合等の手法を用いて、環状部材の回転量を光軸方向での直線移動量に変換する。これにより、レンズを光軸方向で移動させることができる。   In the lens driving mechanism unit 300, the magnetic force (the pressurizing magnet 305) is used as the pressurizing mechanism, but the present invention is not limited to this, and an urging force by a spring may be used. Here, the lens driving mechanism unit 300 is configured as a linear vibration type actuator, but is not limited thereto, and may be configured as a rotation type vibration type actuator. That is, the rotating member of the driven body is used to rotate the annular member holding the lens, and at this time, the rotation amount of the annular member in the optical axis direction is changed using a method such as engagement between the cam pin and the cam groove. Convert to linear travel. Thereby, the lens can be moved in the optical axis direction.

なお、振動型アクチュエータによるレンズの駆動は、オートフォーカス用のレンズの駆動に好適であるが、これに限られず、ズーム用のレンズについても、同様の構成による駆動が可能である。また、振動型アクチュエータは、レンズを通過した光が結像する撮像素子の駆動や、手ぶれ補正時のレンズ或いは撮像素子の駆動にも用いることができる。   The driving of the lens by the vibration type actuator is suitable for driving the autofocus lens, but is not limited to this, and the zoom lens can be driven by the same configuration. The vibration type actuator can also be used for driving an image sensor on which light that has passed through the lens forms an image, and for driving a lens or an image sensor at the time of camera shake correction.

<第11実施形態>
上述した本実施形態に係る各種の振動子を用いた振動型アクチュエータを備える装置の一例である顕微鏡等のステージ装置の構成について、図11を参照して説明する。図11は、顕微鏡400の外観斜視図である。顕微鏡400は、撮像素子と光学系を内蔵する撮像部410と、基台上に設けられ、振動型アクチュエータにより移動されるステージ420を有する自動ステージ430とを有する。振動型アクチュエータの振動子には、本実施形態に係る上述の振動子10等を用いることができる。
<Eleventh embodiment>
A configuration of a stage apparatus such as a microscope, which is an example of an apparatus including a vibration type actuator using various vibrators according to the present embodiment described above, will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an external perspective view of the microscope 400. The microscope 400 includes an imaging unit 410 that includes an imaging device and an optical system, and an automatic stage 430 that is provided on a base and includes a stage 420 that is moved by a vibration actuator. As the vibrator of the vibration actuator, the above-described vibrator 10 according to the present embodiment can be used.

被観察物をステージ420の上面に置いて、拡大画像を撮像部410で撮影する。観察範囲が広範囲にある場合には、自動ステージ430を駆動してステージ420を面内でX方向やY方向に移動させて被観察物を移動させることにより、多数の撮影画像を取得する。撮影された画像を不図示のコンピュータで画像処理により結合させることで、観察範囲が広範囲で、高精細な1枚の画像を取得することができる。   An object to be observed is placed on the upper surface of the stage 420 and an enlarged image is taken by the imaging unit 410. When the observation range is wide, a large number of captured images are acquired by driving the automatic stage 430 and moving the object to be observed by moving the stage 420 in the X direction or Y direction within the plane. By combining the captured images by image processing with a computer (not shown), it is possible to acquire a single image with a wide observation range and high definition.

<その他の実施形態>
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、本発明に係る振動子は、図12(a)に示したリニア型の振動型アクチュエータに限って適用されるものではなく、回転型の振動型アクチュエータや、多自由度を有する振動型アクチュエータにも適用が可能である。また、振動子が有する突起部13等の形状も、円筒状に限定されるものではなく、側壁部15等が連続した筒状であればよい。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
<Other embodiments>
Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included. For example, the vibrator according to the present invention is not limited to the linear vibration actuator shown in FIG. 12A, but is a rotary vibration actuator or a vibration actuator having multiple degrees of freedom. It can also be applied to. Further, the shape of the protrusion 13 and the like included in the vibrator is not limited to a cylindrical shape, and may be a cylindrical shape in which the side wall 15 and the like are continuous. Furthermore, each embodiment mentioned above shows only one embodiment of this invention, and it is also possible to combine each embodiment suitably.

10,20,30,40,50,60,70,80 振動子
11,21,31,41,51,61,71,81 圧電素子
12,22,32,42,52,62,72,82 弾性体
13,23,33,43,53,63,73,83,93 突起部
15,25,35,45,55,65,75,85,95 側壁部
16,26,36,46,56,66,76,86,96 連結部
17,27,37,47,57,67,77,87,97 接触部
18,28,38,48,58,68,78,88,98 接触面
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 Vibrator 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 Piezoelectric element 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82 Elasticity Body 13, 23, 33, 43, 53, 63, 73, 83, 93 Protrusion 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85, 95 Side wall 16, 26, 36, 46, 56, 66 , 76, 86, 96 Connecting portion 17, 27, 37, 47, 57, 67, 77, 87, 97 Contact portion 18, 28, 38, 48, 58, 68, 78, 88, 98 Contact surface

Claims (11)

電気−機械エネルギ変換素子と、
板状の形状を有し、厚さ方向と直交する一方の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に、前記厚さ方向と直交する他方の面に突起部が設けられた弾性体と、を備える振動子であって、
前記突起部は、
前記弾性体の前記他方の面から前記厚さ方向に突出する中空構造を形成する連続した側壁部と、
被駆動体と接触する接触面を有し、前記接触面と直交する方向から見た場合に前記側壁部の内側に位置する接触部と、
前記接触面と直交する方向に可撓性を有し、前記接触部と前記側壁部の上面との間に設けられた連結部と、を有し、
前記連結部の第1の部分の厚さは、前記第1の部分よりも前記接触部に近い第2の部分の厚さよりも大きいことを特徴とする振動子。
An electromechanical energy conversion element;
An elastic body having a plate shape, wherein the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one surface orthogonal to the thickness direction, and a protrusion is provided on the other surface orthogonal to the thickness direction A vibrator comprising:
The protrusion is
A continuous side wall forming a hollow structure protruding in the thickness direction from the other surface of the elastic body;
A contact portion that is in contact with the driven body, and a contact portion that is located inside the side wall when viewed from a direction orthogonal to the contact surface;
Having flexibility in a direction perpendicular to the contact surface, and having a connecting portion provided between the contact portion and the upper surface of the side wall portion,
The thickness of the 1st part of the said connection part is larger than the thickness of the 2nd part nearer to the said contact part than the said 1st part, The vibrator | oscillator characterized by the above-mentioned.
電気−機械エネルギ変換素子と、
板状の形状を有し、厚さ方向と直交する一方の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に、前記厚さ方向と直交する他方の面に突起部が設けられた弾性体と、を備える振動子であって、
前記突起部は、
前記弾性体の前記他方の面から前記厚さ方向に突出する中空構造を形成する連続した側壁部と、
被駆動体と接触する接触面を有し、前記接触面と直交する方向から見た場合に前記側壁部の内側に位置する接触部と、
前記接触面と直交する方向に可撓性を有し、前記接触部と前記側壁部との間に設けられた連結部と、を有し、
前記連結部の第1の部分の剛性が、前記第1の部分より前記接触部に近い第2の部分の剛性よりも大きいことを特徴とする振動子。
An electromechanical energy conversion element;
An elastic body having a plate shape, wherein the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one surface orthogonal to the thickness direction, and a protrusion is provided on the other surface orthogonal to the thickness direction A vibrator comprising:
The protrusion is
A continuous side wall forming a hollow structure protruding in the thickness direction from the other surface of the elastic body;
A contact portion that is in contact with the driven body, and a contact portion that is located inside the side wall when viewed from a direction orthogonal to the contact surface;
Having flexibility in a direction orthogonal to the contact surface, and having a connecting part provided between the contact part and the side wall part,
The vibrator characterized in that the rigidity of the first portion of the connecting portion is larger than the rigidity of the second portion closer to the contact portion than the first portion.
電気−機械エネルギ変換素子と、
板状の形状を有し、厚さ方向と直交する一方の面に前記電気−機械エネルギ変換素子が接合されると共に、前記厚さ方向と直交する他方の面に突起部が設けられた弾性体と、を備える振動子であって、
前記突起部は、
前記弾性体の前記他方の面から前記厚さ方向に突出する中空構造を形成する連続した側壁部と、
被駆動体と接触する接触面を有し、前記接触面と直交する方向から見た場合に前記側壁部の内側に位置する接触部と、
前記接触面と直交する方向に可撓性を有し、前記接触部と前記側壁部との間に設けられた連結部と、を有し、
前記接触部において前記連結部から突出した部分の根元部の外周の長さは前記接触面の外周の長さより短いことを特徴とする振動子。
An electromechanical energy conversion element;
An elastic body having a plate shape, wherein the electro-mechanical energy conversion element is bonded to one surface orthogonal to the thickness direction, and a protrusion is provided on the other surface orthogonal to the thickness direction A vibrator comprising:
The protrusion is
A continuous side wall forming a hollow structure protruding in the thickness direction from the other surface of the elastic body;
A contact portion that is in contact with the driven body, and a contact portion that is located inside the side wall when viewed from a direction orthogonal to the contact surface;
Having flexibility in a direction orthogonal to the contact surface, and having a connecting part provided between the contact part and the side wall part,
In the contact portion, the length of the outer periphery of the base portion of the portion protruding from the connecting portion is shorter than the length of the outer periphery of the contact surface.
前記突起部において、前記側壁部は前記弾性体と連続する同じ金属材料からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の振動子。   4. The vibrator according to claim 1, wherein in the protrusion, the side wall is made of the same metal material that is continuous with the elastic body. 5. 前記突起部において、前記側壁部、前記連結部および前記接触部は連続する同じ金属材料からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の振動子。   5. The vibrator according to claim 1, wherein the side wall portion, the connecting portion, and the contact portion are made of the same continuous metal material. 前記連結部は、複数に分割されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の振動子。   The vibrator according to claim 1, wherein the connecting part is divided into a plurality of parts. 前記突起部の前記側壁部は円筒状であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の振動子。   The vibrator according to any one of claims 1 to 6, wherein the side wall portion of the protruding portion is cylindrical. 前記弾性体は、略矩形の形状を有し、
前記突起部は、前記弾性体の短辺を等分すると共に長辺と平行な直線上に所定の間隔で2カ所に形成され、
前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動電圧が印加されることにより、前記突起部には、前記接触面と直交し、かつ、前記長辺と平行な面内において楕円運動が生じることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の振動子。
The elastic body has a substantially rectangular shape,
The protrusions are formed at two locations at predetermined intervals on a straight line that equally divides the short side of the elastic body and parallel to the long side,
When the driving voltage is applied to the electro-mechanical energy conversion element, the protrusion portion has an elliptical motion in a plane orthogonal to the contact surface and parallel to the long side. The vibrator according to claim 1.
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の振動子と、
前記振動子の前記接触面と加圧接触する被駆動体と、
前記振動子を前記被駆動体に対して加圧することによって前記接触面を前記被駆動体に加圧接触させる付勢手段と、を備え、
前記振動子を被駆動体に加圧接触させて前記振動子に所定の振動を励起することで前記振動子と前記被駆動体とを相対的に移動させることを特徴とする振動型アクチュエータ。
The vibrator according to any one of claims 1 to 8,
A driven body in pressure contact with the contact surface of the vibrator;
Urging means for pressing and contacting the contact surface to the driven body by pressing the vibrator against the driven body;
A vibratory actuator, wherein the vibrator and the driven body are relatively moved by bringing the vibrator into pressure contact with the driven body to excite predetermined vibration in the vibrator.
請求項9に記載の振動型アクチュエータと、
前記振動型アクチュエータの被駆動体により駆動されるレンズと、
前記レンズを通過した光が結像する位置に設けられた撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
The vibration type actuator according to claim 9,
A lens driven by a driven body of the vibration type actuator;
An image pickup device comprising: an image pickup device provided at a position where light passing through the lens forms an image.
請求項9に記載の振動型アクチュエータと、
前記振動型アクチュエータにおける被駆動体としてのステージと、を備えることを特徴とするステージ装置。
The vibration type actuator according to claim 9,
And a stage as a driven body in the vibration type actuator.
JP2014163611A 2014-08-11 2014-08-11 Vibrator, vibration type actuator, imaging apparatus and stage device Pending JP2016039756A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014163611A JP2016039756A (en) 2014-08-11 2014-08-11 Vibrator, vibration type actuator, imaging apparatus and stage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014163611A JP2016039756A (en) 2014-08-11 2014-08-11 Vibrator, vibration type actuator, imaging apparatus and stage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016039756A true JP2016039756A (en) 2016-03-22

Family

ID=55530445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014163611A Pending JP2016039756A (en) 2014-08-11 2014-08-11 Vibrator, vibration type actuator, imaging apparatus and stage device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016039756A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11716034B2 (en) 2020-03-12 2023-08-01 Seiko Epson Corporation Piezoelectric drive device, piezoelectric motor, and robot with the piezoelectric drive device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11716034B2 (en) 2020-03-12 2023-08-01 Seiko Epson Corporation Piezoelectric drive device, piezoelectric motor, and robot with the piezoelectric drive device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6478665B2 (en) Vibration body drive control circuit, vibration body drive method, vibration-type drive device, and imaging device
US10488616B2 (en) Vibrator of vibratory drive unit, vibratory drive unit, interchangeable lens, imaging device, and automatic stage
JP6639243B2 (en) Vibration type actuator and electronic equipment
US10120158B2 (en) Vibration-type actuator and optical device using the same
JP2016048295A (en) Inflection optical type zoom device with camera shake correction function
JP2017127127A5 (en)
WO2019146771A1 (en) Optical device actuator and lens barrel provided with same
JP5273915B2 (en) Vibration type linear drive device and camera lens
JP6576214B2 (en) Vibration type actuator, lens barrel, imaging device and stage device
JP6812510B2 (en) Vibration type actuator and electronic equipment having it
JP2016027780A (en) Vibration type actuator, lens barrel, imaging device, and automatic stage
JP2016039756A (en) Vibrator, vibration type actuator, imaging apparatus and stage device
WO2021079799A1 (en) Vibration wave motor, optical device, and electronic device
JP6800602B2 (en) Vibration type actuator, lens barrel and imaging device
JP7286453B2 (en) CONTROL DEVICE, VIBRATION ACTUATOR, IMAGING DEVICE, AND CONTROL METHOD
JP2019187093A (en) Oscillator and manufacturing method thereof
JP2016158386A (en) Vibration type drive device, lens barrel and imaging apparatus
JP6639244B2 (en) Vibration type actuator and electronic equipment
JP2016063712A (en) Vibrator, vibration type actuator, imaging apparatus, and stage device
JP6465587B2 (en) Vibrator unit, vibration type actuator, and imaging device
JP2017127154A5 (en)
JP2018101094A (en) Vibration type actuator, lens driving device, optical instrument, and electronic apparatus
JP2009276422A (en) Driving gear
JP6849424B2 (en) Vibration type actuator, lens barrel with it, image pickup device and stage device
JP2013150446A (en) Drive unit, lens barrel and camera