JP2012070618A

JP2012070618A - Drive device

Info

Publication number: JP2012070618A
Application number: JP2011179752A
Authority: JP
Inventors: Tatatomi Sagawa; 忠臣寒川; Yoshiaki Hata; 良彰秦; Ryuichi Yoshida; 龍一吉田; Shuichi Fujii; 秀一藤井
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2012-04-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep driving performance intact despite miniaturization and easy assembly in an ultrasonic linear actuator for transmitting elongation and shrinkage of a piezoelectric element to a rod to move a mobile body engaged with the rod with a predetermined frictional force by means of a speed difference between elongation and shrinkage of the piezoelectric element.SOLUTION: A mobile body 103 comprises a rigid body 111 and a resilient flat spring part 112 both of sheet metal parts welded or soldered together at 113. Instead of a cap for pressing a rod 102 against the body 111, the flat spring part 112 can directly press the rod 102 to implement miniaturization and easy assembly. The body 111 has an increased plate thickness to ensure predetermined rigidity and the flat spring part 112 has a reduced plate thickness to ensure predetermined resiliency, which can keep driving performance intact.

Description

本発明は、撮像装置や投影装置のレンズ駆動機構などに好適に用いられ、ＳＩＤＭ(Smooth Impact Drive Mechanism（登録商標）)から成る超音波リニアアクチュエータなどとして好適に実施される駆動装置に関する。 The present invention relates to a driving device that is preferably used as a lens driving mechanism of an imaging device or a projection device, and is preferably implemented as an ultrasonic linear actuator made of SIDM (Smooth Impact Drive Mechanism (registered trademark)).

前記のＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータは、たとえば図１１で模式的に示すような構造を有し、振動子である圧電素子８０１の伸縮を、振動部材であるロッド８０２に伝え、そのロッド８０２に所定の摩擦力で係合している被駆動部材（移動体）８０３を、前記圧電素子８０１の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させるものである。圧電素子８０１のロッド８０２が取付けられる面とは反対側の面は、所定の重量を有する固定部８０４に固定されている。 The SIDM ultrasonic linear actuator has a structure as schematically shown in FIG. 11, for example. The expansion and contraction of the piezoelectric element 801 as a vibrator is transmitted to a rod 802 as a vibration member, and a predetermined amount is transmitted to the rod 802. The driven member (moving body) 803 engaged by the frictional force is moved by utilizing the difference in speed between the expansion and contraction of the piezoelectric element 801. The surface of the piezoelectric element 801 opposite to the surface to which the rod 802 is attached is fixed to a fixing portion 804 having a predetermined weight.

これによって、たとえば図１１（ａ）から図１１（ｂ）で示すように、ロッド８０２をゆっくりと伸張させることで、そのロッド８０２に摩擦係合している被駆動部材８０３も移動し、図１１（ｂ）から図１１（ｃ）で示すように、前記所定の摩擦力を超える程、ロッド８０２を瞬時に縮小すると、被駆動部材８０３が慣性のために伸張位置に取り残されるということを繰返し行うことで、前記被駆動部材８０３を前記ロッド８０２の軸方向に移動させるものである。そして、伸張を瞬時に、縮小をゆっくりと行うことで、前記被駆動部材８０３の移動方向を前記とは逆転することができる。 As a result, for example, as shown in FIGS. 11 (a) to 11 (b), by slowly extending the rod 802, the driven member 803 frictionally engaged with the rod 802 is also moved. As shown in FIGS. 11B to 11C, when the rod 802 is instantaneously reduced to the extent that the predetermined frictional force is exceeded, the driven member 803 is repeatedly left in the extended position due to inertia. Thus, the driven member 803 is moved in the axial direction of the rod 802. The moving direction of the driven member 803 can be reversed from the above by performing the expansion instantly and the reduction slowly.

図１２には、上述のような超音波リニアアクチュエータ８００の時間経過に伴う圧電素子８０１および被駆動部材８０３の変位の関係を示す。上述のように、圧電素子８０１の伸張時と縮小時との速度差を利用して被駆動部材８０３を移動させるので、駆動部材８０２と被駆動部材８０３との係合部には擬似鋸歯状の変位が生じ、その鋸歯状波形の斜辺部分の変位が積算されて、被駆動部材８０３の総変位量になる。なお、本件明細書では、圧電素子８０１に与えられる駆動信号と、アクチュエータ８００の振動の系との関係で（主に高調波等の要因で）、正確な鋸歯状振動とならないために、上記のように擬似鋸歯状と表現している。 FIG. 12 shows the relationship between the displacement of the piezoelectric element 801 and the driven member 803 over time of the ultrasonic linear actuator 800 as described above. As described above, since the driven member 803 is moved by utilizing the speed difference between the expansion and contraction of the piezoelectric element 801, the engagement portion between the driving member 802 and the driven member 803 has a pseudo serrated shape. Displacement occurs, and the displacement of the hypotenuse portion of the sawtooth waveform is integrated to obtain the total displacement amount of the driven member 803. In this specification, the relationship between the drive signal applied to the piezoelectric element 801 and the vibration system of the actuator 800 (mainly due to factors such as harmonics) does not cause accurate sawtooth vibration. It is expressed as a pseudo serrated shape.

このような超音波リニアアクチュエータ８００は、通常のローレンツ力型のモータなどに比べて、構成が簡単で、しかも減速機構を用いずに負荷をダイレクトに駆動することができる。このため、特許文献１では、その搭載例として、前記ロッド８０２をレンズ光軸方向に設置し、被駆動部材８０３となるフォーカシングレンズの保持部材を前記ロッド８０２に係合させることで、オートフォーカスを実現した駆動装置が提案されている。なお、前記ロッド８０２に対して被駆動部材８０３を摩擦係合させるためには、バネなどによる押圧力だけではなく、磁力が用いられてもよい。 Such an ultrasonic linear actuator 800 has a simple configuration as compared with a normal Lorentz force type motor or the like, and can directly drive a load without using a speed reduction mechanism. For this reason, in Patent Document 1, as an example of mounting, the rod 802 is installed in the lens optical axis direction, and a focusing lens holding member serving as a driven member 803 is engaged with the rod 802 to perform autofocus. Realized drive devices have been proposed. In order to frictionally engage the driven member 803 with the rod 802, not only a pressing force by a spring or the like but also a magnetic force may be used.

図１３は駆動装置である前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ８００を用いる投影装置（プロジェクタ）７００の構造を示す分解斜視図であり、図１４はその組立てた状態の斜視図であり、図１５（ａ）はその平面図であり、図１５（ｂ）は側面図である。この投影装置７００では、前記超音波リニアアクチュエータ８００は、フォーカスレンズ７０１の駆動機構に用いられる。 FIG. 13 is an exploded perspective view showing the structure of a projection apparatus (projector) 700 using the SIDM ultrasonic linear actuator 800 as a driving apparatus, and FIG. 14 is a perspective view of the assembled state. FIG. Is a plan view thereof, and FIG. 15B is a side view thereof. In the projection device 700, the ultrasonic linear actuator 800 is used as a drive mechanism for the focus lens 701.

この投影装置７００では、ＲＧＢのＬＥＤをマトリクス状に多数配列して成る光源７０２から、前記ＲＧＢの各光束が時分割で放射され、インテグレーター素子とレンズとを備えて成る照明光学系および偏光変換素子７０３を通過し、偏光ビームスプリッタ７０４で一旦反射されて、ＬＣＯＳ７０５のパネル面をほぼ均一に照射する。前記ＬＣＯＳ７０５で映像（画像）として変調された反射光束は、今度は偏光ビームスプリッタ７０４を透過し、投影レンズユニット７０７を透過して、スクリーンに投影される。 In the projection apparatus 700, an illumination optical system and a polarization conversion element each including an integrator element and a lens are emitted in a time-division manner from the light source 702 in which a large number of RGB LEDs are arranged in a matrix. It passes through 703 and is once reflected by the polarization beam splitter 704 to irradiate the panel surface of the LCOS 705 substantially uniformly. The reflected light beam modulated as an image (image) by the LCOS 705 is transmitted through the polarizing beam splitter 704 and then through the projection lens unit 707 and projected onto the screen.

複数のレンズから成る投影レンズユニット７０７は、第１レンズ（出射側）である前記フォーカスレンズ７０１が保持部材７０６に保持されており、この保持部材７０６を前記超音波リニアアクチュエータ８００によって光軸方向に移動させることで、前記スクリーン上の投影像の焦点を調節するようになっている。 In the projection lens unit 707 composed of a plurality of lenses, the focus lens 701 as the first lens (outgoing side) is held by a holding member 706, and this holding member 706 is moved in the optical axis direction by the ultrasonic linear actuator 800. By moving it, the focus of the projected image on the screen is adjusted.

そして、解像度や収差など、該投影装置７００に要求される性能が高まり、前記フォーカスレンズ７０１（保持部材７０６）の重量増加（大型化）に対応するために、および／または耐衝撃性を向上するために、前記フォーカスレンズ７０１（保持部材７０６）の荷重の多くは、前記超音波リニアアクチュエータ８００とは別途に設けたガイド軸７１０によって支持するようになっている。このガイド軸７１０は、本体フレーム７１１において、軸方向に間隔を開けて配置される一対の支持片７１２，７１３によって支持されており、そのガイド軸７１０によって、保持部材７０６の一端側に設けられた一対のガイド片７１４，７１５が摺動自在に案内されることで、前記のように該保持部材７０６の荷重の多くが支持される。 Further, the performance required for the projection apparatus 700 such as resolution and aberration is increased, and in order to cope with the increase in weight (enlargement) of the focus lens 701 (holding member 706) and / or to improve impact resistance. Therefore, most of the load of the focus lens 701 (holding member 706) is supported by a guide shaft 710 provided separately from the ultrasonic linear actuator 800. The guide shaft 710 is supported on the main body frame 711 by a pair of support pieces 712 and 713 that are spaced apart from each other in the axial direction. The guide shaft 710 is provided on one end side of the holding member 706. Since the pair of guide pieces 714 and 715 are slidably guided, most of the load of the holding member 706 is supported as described above.

また、前記保持部材７０６の他端側に設けられたガイド片７１６は、本体フレーム７１１において、軸方向に間隔を開けて配置される一対の支持片７１７，７１８によって支持されているピン７１９に緩やかに係合し、前記保持部材７０６の前記ガイド軸７１０の軸回りの回転止めを実現する。 Further, the guide piece 716 provided on the other end side of the holding member 706 is loosely attached to the pin 719 supported by the pair of support pieces 717 and 718 arranged in the main body frame 711 at intervals in the axial direction. And the rotation of the holding member 706 around the guide shaft 710 is stopped.

一方、超音波リニアアクチュエータ８００は、圧電素子８０１と、ロッド８０２と、移動体８０３とを備えて構成される。この超音波リニアアクチュエータ８００では、圧電素子８０１の振動方向の一方の面には、振動部材として機能するロッド８０２が固着されるが、他方の面には、錘は設けられておらず、代わって、該圧電素子８０１の振動方向とは直交する面が、前記本体フレーム７１１に形成されたスロット７２１に嵌り込んで固着される。ロッド８０２の先端は、前記本体フレーム７１１に立設された前記支持片７１２の支持孔７２２に摺動自在に嵌り込む。こうして、前記ロッド８０２は、前記ガイド軸７１０と平行に配置される。 On the other hand, the ultrasonic linear actuator 800 includes a piezoelectric element 801, a rod 802, and a moving body 803. In this ultrasonic linear actuator 800, a rod 802 that functions as a vibration member is fixed to one surface in the vibration direction of the piezoelectric element 801, but a weight is not provided on the other surface. A surface orthogonal to the vibration direction of the piezoelectric element 801 is fitted into and fixed to a slot 721 formed in the main body frame 711. The distal end of the rod 802 is slidably fitted into a support hole 722 of the support piece 712 erected on the body frame 711. Thus, the rod 802 is disposed in parallel with the guide shaft 710.

図１６は前記超音波リニアアクチュエータ８００を拡大して示す斜視図であり、図１７（ａ）はその平面図であり、図１７（ｂ）は正面図である。前記移動体８０３は、取付け部８０３１と、係合部８０３２と、キャップ８０３３と、板バネ部８０３４とを備えて構成される。前記取付け部８０３１は、板状に形成され、前記一対のガイド片７１４，７１５間に嵌め込まれるとともに、その略中心付近には、ガイド軸７１０が遊挿する孔８０３１ａが穿設されている。 FIG. 16 is an enlarged perspective view showing the ultrasonic linear actuator 800, FIG. 17 (a) is a plan view thereof, and FIG. 17 (b) is a front view thereof. The moving body 803 includes an attachment portion 8031, an engagement portion 8032, a cap 8033, and a leaf spring portion 8034. The mounting portion 8031 is formed in a plate shape and is fitted between the pair of guide pieces 714 and 715, and a hole 8031a into which the guide shaft 710 is loosely inserted is formed in the vicinity of the center.

前記係合部８０３２は、前記ロッド８０２の軸線方向Ｘとは直交方向Ｙに延びる帯状に形成され、前記取付け部８０３１から９０度折り曲げられる板状部８０３２ａと、その板状部８０３２ａから前記ロッド８０２に向けて延びる屈曲部８０３２ｂとを備えて構成される。前記屈曲部８０３２ｂは、前記軸線方向Ｘから見てＶ字状に折り曲げ形成されるとともに、その帯の幅方向の中央部に、スリット８０３２ｃが形成されている。 The engaging portion 8032 is formed in a strip shape extending in a direction Y orthogonal to the axial direction X of the rod 802, and is bent at 90 degrees from the mounting portion 8031. The rod portion 802 extends from the plate portion 8032a. And a bent portion 8032b extending toward the end. The bent portion 8032b is bent in a V shape when viewed in the axial direction X, and a slit 8032c is formed at the center in the width direction of the band.

一方、前記キャップ８０３３も、帯状体が、前記ロッド８０２の軸線方向Ｘから見て、すなわち該帯状体の厚み方向にＶ字状に折り曲げ形成されて成る。そして、このキャップ８０３３と屈曲部８０３２ｂとの間に前記ロッド８０２を挟み込んだ状態で、該キャップ８０３３の両端が前記スリット８０３２ｃの両端部に係合するように嵌め込まれ、板バネ部８０３４の基端（板状部８０３２ａ）側が、溶接またはかしめ止め８０３５によって前記板状部８０３２ａに結合されることで、該板バネ部８０３４が発生する弾発力によって、前記キャップ８０３３をロッド８０２に所望の摩擦力で係合させるようになる。こうして、前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ８００によるフォーカスレンズ７０１（保持部材７０６）の駆動が可能になっている。 On the other hand, the cap 8033 is also formed by bending a band-like body into a V shape when viewed from the axial direction X of the rod 802, that is, in the thickness direction of the band-like body. Then, in a state where the rod 802 is sandwiched between the cap 8033 and the bent portion 8032b, both ends of the cap 8033 are fitted into both ends of the slit 8032c, and the base end of the leaf spring portion 8034 is inserted. When the (plate-like portion 8032a) side is coupled to the plate-like portion 8032a by welding or caulking stop 8035, the cap 8033 is applied to the rod 802 by a resilient force generated by the leaf spring portion 8034. To be engaged. Thus, the focus lens 701 (holding member 706) can be driven by the SIDM ultrasonic linear actuator 800.

ここで、携帯カメラやマイクロプロジェクタは、小型化がますます進んでいる。内蔵しているオートフォーカス機構や、ズーム機構を含めて駆動装置も小型化が求められている。このような用途に用いるＳＩＤＭ振動子を使用した駆動装置には、小型化が必要で、微小な分解能が要求される。しかしながら、そのような小型化が進むと、最も小さな部品であるキャップ８０３３は、２ｍｍを切るような特に小さな部品になり、組立時の取扱いが難しくなる。 Here, the miniaturization of portable cameras and microprojectors is increasingly advanced. The drive device including the built-in autofocus mechanism and zoom mechanism is also required to be downsized. A drive device using the SIDM vibrator used for such an application needs to be miniaturized and requires a minute resolution. However, as such miniaturization progresses, the cap 8033, which is the smallest part, becomes a particularly small part of less than 2 mm, and handling during assembly becomes difficult.

そこで、特許文献２では、前記キャップ８０３３を不要とする図１８で示すような駆動装置９００を採用している。図１８（ａ）は前記駆動装置９００の斜視図であり、図１８（ｂ）は、側面図である。この駆動装置９００では、圧電素子９０１が被駆動部材９０７に取付けられ、代わってロッド９０２の先端側が、固定部材９０３に取付けられている。前記固定部材９０３は、ベース９０４と、板バネ部材９０５と、ビス９０６とを備えて構成される。 Therefore, in Patent Document 2, a driving device 900 as shown in FIG. 18 that does not require the cap 8033 is employed. 18A is a perspective view of the driving device 900, and FIG. 18B is a side view. In this driving device 900, the piezoelectric element 901 is attached to the driven member 907, and the tip end side of the rod 902 is attached to the fixing member 903 instead. The fixing member 903 includes a base 904, a leaf spring member 905, and a screw 906.

図１９（ａ）は前記板バネ部材９０５の斜視図であり、図１９（ｂ）は側面図である。この板バネ部材９０５は、１枚の帯状の薄板を板金加工して成り、大略的に、前記係合部８０３２となる第１の部分９０５１と、前記板バネ部８０３４となる第２の部分９０５２と、それらを連結する折り返し部９０５３とを備えて構成される。折り返し部９０５３は、前記１枚の帯状の薄板の略中間位置で、１８０°折り返し、前記第１および第２の部分９０５１，９０５２を形成する。前記第１および第２の部分９０５１，９０５２の基端部９０５１ａ，９０５２ａには、ネジ孔９０５１ｂ，９０５２ｂが形成されており、それらのネジ孔９０５１ｂ，９０５２ｂを挿通したビス９０６がベース９０４に螺着されることで、該第１および第２の部分９０５１，９０５２が折り返された状態で、ベース９０４に固定される。前記第１および第２の部分９０５１，９０５２の遊端部９０５１ｃ，９０５２ｃは、弾発力を調整するために先細状に形成されており、第１の部分９０５１の遊端部９０５１ｃは、側方から見て、くの字に折り曲げられて、前記ロッド９０２が嵌り込む。そして、このくの字の部分へ、対向する第２の部分９０５２の遊端部９０５２ｃによって前記ロッド９０２が押圧され、摩擦係合する。こうして、前記キャップ８０３３が省略されている。 FIG. 19A is a perspective view of the leaf spring member 905, and FIG. 19B is a side view. The plate spring member 905 is formed by sheet-metal processing of a single strip-shaped thin plate, and roughly, a first portion 9051 that becomes the engagement portion 8032 and a second portion 9052 that becomes the plate spring portion 8034. And a folded portion 9053 for connecting them. The folded portion 9053 is folded by 180 ° at approximately the middle position of the one strip-shaped thin plate to form the first and second portions 9051 and 9052. Screw holes 9051b and 9052b are formed in the base end portions 9051a and 9052a of the first and second portions 9051 and 9052, and screws 906 inserted through the screw holes 9051b and 9052b are screwed to the base 904. As a result, the first and second portions 9051 and 9052 are fixed to the base 904 in a folded state. The free end portions 9051c and 9052c of the first and second portions 9051 and 9052 are tapered to adjust the resilience, and the free end portion 9051c of the first portion 9051 is lateral. When viewed from above, the rod 902 is fitted by being bent into a square shape. Then, the rod 902 is pressed and frictionally engaged by the free end portion 9052c of the opposing second portion 9052 to the portion of the square shape. Thus, the cap 8033 is omitted.

特許第２６３３０６６号公報Japanese Patent No. 2633066 特開２０１０−５７２８５号公報JP 2010-57285 A

ところが、前記板バネ部材９０５は、前述のように、１枚の帯状の薄板を折り返して形成されるので、前記係合部８０３２となる第１の部分９０５１を厚くして剛性を高めると、前記板バネ部８０３４となる第２の部分９０５２が撓まなくなる。したがって、第２の部分９０５２に弾発力を発揮させられるように薄くすると、第１の部分９０５１の剛性が不足し、ロッド８０２の振動に追従し、移動速度がばらつき、駆動性能が悪化するという問題がある。 However, as described above, the leaf spring member 905 is formed by folding a single strip-shaped thin plate. Therefore, when the first portion 9051 serving as the engagement portion 8032 is thickened to increase the rigidity, The second portion 9052 that becomes the leaf spring portion 8034 is not bent. Therefore, if the second portion 9052 is thinned so as to exert a resilient force, the rigidity of the first portion 9051 is insufficient, follows the vibration of the rod 802, the moving speed varies, and the driving performance deteriorates. There's a problem.

本発明の目的は、電気機械変換素子の伸縮によって振動部材が軸方向に振動し、その伸張と縮小とを異なる速度で行うことで移動体を駆動するようにした駆動装置において、小型化と組立易さとを実現するために、前記移動体の本体が前記振動部材に摩擦係合するように該振動部材に摺接して該振動部材を本体に押圧するためのキャップを廃止しても、駆動性能の低下を抑えることができる駆動装置を提供することである。 An object of the present invention is to reduce the size and assemble a drive device in which a vibrating member vibrates in an axial direction due to expansion and contraction of an electromechanical conversion element and drives a moving body by performing expansion and contraction at different speeds. Even if the cap for sliding and pressing the vibration member against the vibration member is eliminated so that the main body of the moving body frictionally engages the vibration member, the driving performance is eliminated. It is providing the drive device which can suppress the fall of this.

本発明の駆動装置は、駆動電圧が印加されると伸縮する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に振動する振動部材と、前記振動部材に所定の摩擦力で係合し、前記軸方向に移動可能な移動体と、前記電気機械変換素子に前記駆動電圧を与えて駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路が前記電気機械変換素子に伸張と縮小とを異なる速度で行わせることで、前記振動部材と前記移動体との係合部分に、相対的に鋸歯状の変位振動を生じさせ、それらを相対移動させる駆動装置において、前記移動体は、帯状の板金部品から成り、長手方向の一端側が折り曲げられてリブが形成され、そのリブと、リブが立ち上がる付近の基端部との２面で、前記振動部材に当接する本体と、板金部品から成り、一端側が前記本体に溶接またはろう付（半田を含む）によって固定され、他端側が前記本体のリブおよび基端部側に前記振動部材を押圧し、摩擦係合させる板バネ部とを備えて構成されることを特徴とする。 The drive device according to the present invention includes an electromechanical conversion element that expands and contracts when a drive voltage is applied, a vibration member that vibrates in an axial direction by the expansion and contraction of the electromechanical conversion element, and a predetermined frictional force that engages the vibration member. And a moving body that is movable in the axial direction and a drive circuit that drives the electromechanical conversion element by applying the drive voltage, and the drive circuit has different speeds for expanding and contracting the electromechanical conversion element. In the driving device that causes relatively serrated displacement vibration to be generated in the engaging portion between the vibrating member and the moving body, and relatively moves them, the moving body is a strip-shaped sheet metal part. The rib is formed by bending one end side in the longitudinal direction, and the rib and the base end portion in the vicinity of the rise of the rib are composed of a main body abutting on the vibration member, and a sheet metal part. On the body It is fixed by contact or brazing (including solder), and the other end side is configured to include a leaf spring portion that presses the vibration member against the rib and base end portion side of the main body and frictionally engages the vibration member. And

上記の構成によれば、圧電素子などの電気機械変換素子の伸縮を振動部材に伝え、その振動部材に、所定の摩擦力で係合されている移動体を、前記電気機械変換素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させる超音波リニアアクチュエータなどとして実現される駆動装置において、駆動回路から、前記振動部材と移動体との係合部分に、前記の速度差を生じさせることができる擬似鋸歯状の変位振動を生じさせ、前記振動部材と移動体とを相対移動させるにあたって、以下の構成を採用する。 According to the above configuration, the expansion and contraction of the electromechanical conversion element such as the piezoelectric element is transmitted to the vibration member, and the movable body engaged with the vibration member with a predetermined frictional force is expanded when the electromechanical conversion element is extended. In the drive device realized as an ultrasonic linear actuator that moves by utilizing the speed difference between the time and the reduction, the speed difference is generated from the drive circuit to the engaging portion between the vibration member and the moving body. The following configuration is employed to cause pseudo-sawtooth displacement vibration that can be performed and to move the vibration member and the moving body relative to each other.

すなわち、先ず前記移動体を、剛性を有する本体と、弾発性を有する板バネ部との板金２部品から構成する。そして、前記本体は、帯状体の長手方向の一端側を折り曲げて成り、その折り曲げによるリブと、リブが立ち上がる付近の基端部との２面で、前記振動部材に当接させる。また、前記板バネ部は、一端側が前記本体に溶接またはろう付（半田を含む）によって固定される。これによって、前記板バネ部の他端側と本体の一端側との間に前記振動部材を挟み込み、前記板バネ部の他端側が本体のリブおよび基端部側に前記振動部材を押圧し、摩擦係合させる。 That is, first, the moving body is composed of two sheet metal parts, a main body having rigidity and a leaf spring portion having elasticity. The main body is formed by bending one end side in the longitudinal direction of the belt-like body, and is brought into contact with the vibration member on two surfaces of a bent rib and a proximal end portion in the vicinity of the rib rising. Further, one end side of the leaf spring portion is fixed to the main body by welding or brazing (including solder). Thereby, the vibration member is sandwiched between the other end side of the leaf spring part and one end side of the main body, and the other end side of the leaf spring part presses the vibration member to the rib and base end side of the main body, Frictionally engage.

したがって、小型化と組立易さとを実現するために、移動体において、本体が振動部材に摩擦係合するように該振動部材に摺接して該振動部材を本体に押圧するための（微細で取付けの難しい）キャップを廃止し、板バネ部で直接に振動部材を押圧するようにしても、該板バネ部と本体とを個別の板金部品で構成し、本体は板厚を厚くして所定の剛性を持たせ、板バネ部は板厚を薄くして所定の弾発性を持たせることで、駆動性能が低下しないようにすることができる。 Therefore, in order to realize downsizing and ease of assembly, the movable body is slidably contacted with the vibration member so that the main body is frictionally engaged with the vibration member, and the vibration member is pressed against the main body. Even if the cap is abolished and the vibration member is pressed directly by the leaf spring portion, the leaf spring portion and the main body are composed of individual sheet metal parts, and the main body is thickened to a predetermined thickness. By providing rigidity and reducing the plate thickness of the leaf spring portion to give a predetermined elasticity, it is possible to prevent the drive performance from deteriorating.

また、本発明の駆動装置では、前記本体は、０．０５ｍｍ以上の板厚で、かつ、縦弾性係数が４０ＧＰａ以上の材料から成ることを特徴とする。 In the driving apparatus of the present invention, the main body is made of a material having a plate thickness of 0.05 mm or more and a longitudinal elastic modulus of 40 GPa or more.

上記の構成によれば、移動体の本体が振動部材の振動に追従しない、すなわち駆動性能が低下しないようにすることができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent the main body of the moving body from following the vibration of the vibration member, that is, the drive performance does not deteriorate.

さらにまた、本発明の駆動装置では、前記板バネ部は、縦弾性係数が９０ＧＰａから２１０ＧＰａの材料から成ることを特徴とする。 Furthermore, in the driving device of the present invention, the leaf spring portion is made of a material having a longitudinal elastic modulus of 90 GPa to 210 GPa.

上記の構成によれば、剛性を必要とする本体は、厚くすれば剛性を確保することができ、前記０．０５ｍｍの板厚では、前記４０ＧＰａ以上の縦弾性係数を備えていればよく、たとえば７０ＧＰａ程度のアルミなどの低弾性係数材料も使用可能である。 According to the above configuration, the main body that requires rigidity can ensure rigidity if it is thickened, and it is sufficient that the plate thickness of 0.05 mm has a longitudinal elastic modulus of 40 GPa or more. A low elastic modulus material such as aluminum of about 70 GPa can also be used.

一方、板バネ部はバネとして作用させるために、曲げ剛性は本体よりも低く設定する必要があるが、バネとしてたわんでも塑性変形しないようにバネ限界値応力は高い材料であることが必要である。その高いバネ限界応力値を持たせるために、バネ部材として弾性係数が前記９０〜２１０ＧＰａ、すなわち通常のバネ性を持った金属を用いて、厚さを本体の１／２以下とした場合、曲げ剛性は厚さの３乗に比例することから、バネ部の曲げ剛性は本体よりも低く、バネ限界応力値は高くしておくことができる。 On the other hand, in order for the leaf spring portion to act as a spring, the bending rigidity needs to be set lower than that of the main body, but the spring limit stress needs to be a high material so as not to be plastically deformed even when bent as a spring. . In order to have the high spring limit stress value, when the elastic coefficient is 90 to 210 GPa as the spring member, that is, a metal having normal spring property and the thickness is ½ or less of the main body, bending is performed. Since the rigidity is proportional to the cube of the thickness, the bending rigidity of the spring portion is lower than that of the main body, and the spring limit stress value can be increased.

また、本発明の駆動装置では、前記本体からのリブの立設角度をθ１とし、前記板バネ部の振動部材への当接部から、前記リブおよび基端部の振動部材への当接部までの角度をそれぞれθ２，θ３とするとき、θ２＝θ３＝（１８０°＋θ１）／２となるように、前記板バネ部の振動部材への当接位置が設定されることを特徴とする。 Further, in the driving device of the present invention, the rib standing angle from the main body is set to θ1, and the contact portion of the leaf spring portion to the vibration member from the contact portion of the rib and the base end portion to the vibration member The contact positions of the leaf springs with respect to the vibration member are set so that θ2 = θ3 = (180 ° + θ1) / 2, where θ2 and θ3 are θ2 and θ3, respectively.

上記の構成によれば、前記の本体のリブおよび基端部との２面に対して、板バネ部は、振動部材を略均等に押圧することができる。 According to said structure, a leaf | plate spring part can press a vibration member substantially equally with respect to 2 surfaces with the rib of the said main body, and a base end part.

さらにまた、本発明の駆動装置では、前記本体の幅方向に対して、前記溶接またはろう付されている箇所の長さが、前記溶接またはろう付されていない箇所の長さよりも短いことを特徴とする。 Furthermore, in the drive device of the present invention, the length of the welded or brazed portion is shorter than the length of the welded or brazed portion in the width direction of the main body. And

上記の構成によれば、前記本体の幅方向の長さをＡとし、前記溶接またはろう付されている箇所が、たとえば２箇所として、その前記本体の幅方向の長さがＢ，Ｃとするとき、Ａ−（Ｂ＋Ｃ）≧Ｂ＋Ｃとする。 According to said structure, let the length of the width direction of the said main body be A, and the location where the said welding or brazing is two places, for example, the length of the width direction of the said main body is set to B and C. Then, A− (B + C) ≧ B + C.

したがって、前記溶接またはろう付の熱により、最大応力値が小さくなり、力量が低下してしまうことを防止することができる。 Therefore, it is possible to prevent the maximum stress value from decreasing due to the heat of the welding or brazing and the ability from decreasing.

また、本発明の駆動装置では、前記板バネ部は、その幅方向の両端部において、少なくとも前記溶接またはろう付箇所の延長線上の部分は、厚み方向に折り曲げられてリブが形成されていることを特徴とする。 In the driving device of the present invention, the leaf spring portion is formed with ribs at both ends in the width direction by bending at least a portion on the extension line of the welding or brazing portion in the thickness direction. It is characterized by.

上記の構成によれば、前記溶接またはろう付の熱により、最大応力値が小さくなり、力量が低下してしまうことを防止することができる。 According to said structure, it can prevent that the maximum stress value becomes small and the capability falls because of the heat of the said welding or brazing.

さらにまた、本発明の駆動装置では、前記板バネ部において、前記溶接またはろう付箇所における振動部材側の端縁に接する幅方向の延長線から、他端部までの長さが、前記延長線の長さ以下に形成されていることを特徴とする。 Furthermore, in the driving device according to the present invention, in the leaf spring portion, the length from the extension line in the width direction in contact with the edge on the vibration member side at the welding or brazing point to the other end portion is the extension line. It is characterized by being formed below the length of.

上記の構成によれば、前記板バネ部において、前記溶接またはろう付箇所における振動部材側の端縁に接する幅方向の延長線から、他端部までの長さ、すなわち前記板バネ部の変形する根元から先端までの長さをＤとし、前記延長線の長さ、すなわち一端部側の幅をＥとするとき、Ｄ≦Ｅとする。 According to said structure, in the said leaf | plate spring part, the length from the extension line of the width direction which contact | connects the edge by the side of the vibration member in the said welding or brazing location, ie, a deformation | transformation of the said leaf | plate spring part When the length from the root to the tip is D and the length of the extension line, that is, the width on one end side is E, D ≦ E.

したがって、板バネが過度に細長くならず、ねじり変形を抑えることができる。 Therefore, the leaf spring is not excessively elongated, and torsional deformation can be suppressed.

また、本発明の駆動装置では、前記板バネ部は、前記他端側の幅が、一端側の幅以下に形成されていることを特徴とする。 In the driving device according to the present invention, the width of the other end side of the leaf spring portion may be less than or equal to the width of the one end side.

上記の構成によれば、前記板バネ部の一端、すなわち基端側の幅を前記Ｅとし、他端、すなわち先端側の幅をＦとするとき、Ｆ≦Ｅとする。 According to the above configuration, when one end of the leaf spring portion, that is, the width on the proximal end side is E, and the other end, that is, the width on the distal end side is F, F ≦ E.

したがって、板バネ部の根元側に大きな曲げ応力が加わるところ、Ｆ＞Ｅとなっていると、根元側の撓み変形が大きくなってバネ限界応力を超え易く、設計上不利になり、また振動部材との係合幅が大きくなり、該振動部材の軸長が長くなって大型化してしまうのに対して、Ｆ≦Ｅとすることで、そのような不具合を小さくすることができる。 Therefore, when a large bending stress is applied to the base side of the leaf spring part, if F> E, the base side bending deformation becomes large and easily exceeds the spring limit stress, which is disadvantageous in design, and the vibration member And the axial length of the vibration member becomes longer and larger, but such a problem can be reduced by setting F ≦ E.

さらにまた、本発明の駆動装置では、前記本体の一端側の幅が、前記板バネ部の他端側の幅と等しく形成されていることを特徴とする。 Furthermore, in the drive device of the present invention, the width of one end side of the main body is formed to be equal to the width of the other end side of the leaf spring portion.

上記の構成によれば、本体の振動部材との係合幅が小さくなり、該振動部材の軸長を短くし、小型化することができる。 According to said structure, the engagement width with the vibration member of a main body becomes small, the axial length of this vibration member can be shortened, and it can reduce in size.

また、本発明の駆動装置では、前記振動部材と平行に延びるガイド軸と、前記ガイド軸上を摺動自在に案内され、前記移動体に連結される被駆動部材とをさらに備え、前記移動体が前記振動部材上を移動することで、前記被駆動部材が前記ガイド軸上を案内されることを特徴とする。 The drive device according to the present invention further includes a guide shaft extending in parallel with the vibration member, and a driven member that is slidably guided on the guide shaft and coupled to the movable body. The driven member is guided on the guide shaft by moving on the vibrating member.

上記の構成によれば、前記振動部材と平行に延びるガイド軸を設け、そのガイド軸によって被駆動部材を摺動自在に案内するとともに、こうして少なくとも２軸になった振動部材とガイド軸とにおいて、それらにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とを連結する。 According to the above configuration, the guide shaft extending in parallel with the vibration member is provided, and the driven member is slidably guided by the guide shaft. Thus, in the vibration member and the guide shaft that are at least two axes, The movable body guided by them and the driven member are connected.

したがって、前記振動部材をガイド軸として共用せず、被駆動部材の荷重の多くを別途に設けたそのガイド軸によって支持させ、該被駆動部材の重量増加（大型化）に対応するとともに、耐衝撃性を向上することができる。 Therefore, the vibration member is not shared as a guide shaft, and a large portion of the load of the driven member is supported by the guide shaft provided separately to cope with an increase in the weight (enlargement) of the driven member, and the shock resistance. Can be improved.

本発明の駆動装置は、以上のように、圧電素子などの電気機械変換素子の伸縮を振動部材に伝え、その振動部材に所定の摩擦力で係合されている移動体を、前記電気機械変換素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させる超音波リニアアクチュエータなどとして実現される駆動装置において、前記移動体を、剛性を有する本体と、弾発性を有する板バネ部との板金２部品から構成し、前記本体は、帯状体の長手方向の一端側を折り曲げ、その折り曲げによるリブと、リブが立ち上がる付近の基端部との２面で前記振動部材に当接させ、前記板バネ部は、一端側を前記本体に溶接またはろう付によって固定し、他端側で前記振動部材を押圧する。 As described above, the drive device according to the present invention transmits the expansion and contraction of the electromechanical conversion element such as the piezoelectric element to the vibration member, and the movable body engaged with the vibration member with a predetermined frictional force is converted into the electromechanical conversion. In a driving device realized as an ultrasonic linear actuator that moves by utilizing a speed difference between when an element is expanded and when it is contracted, the movable body includes a rigid main body, a resilient leaf spring portion, and the like. The main body is bent at one end side in the longitudinal direction of the belt-like body, and is brought into contact with the vibrating member at two surfaces of the bent rib and a base end portion in the vicinity of the rib rising, One end side of the leaf spring portion is fixed to the main body by welding or brazing, and the vibration member is pressed on the other end side.

それゆえ、小型化と組立易さとを実現するために、移動体において、本体が振動部材に摩擦係合するように該振動部材に摺接して該振動部材を本体に押圧するためのキャップを廃止し、板バネ部で直接に振動部材を押圧するようにしても、該板バネ部と本体とを個別の板金部品で構成し、本体は板厚を厚くして所定の剛性を持たせ、板バネ部は板厚を薄くして所定の弾発性を持たせることで、駆動性能が低下しないようにすることができる。 Therefore, in order to achieve downsizing and ease of assembly, the moving body eliminates the cap for sliding the vibration member against the vibration member so that the main body frictionally engages the vibration member. However, even if the vibration member is directly pressed by the leaf spring portion, the leaf spring portion and the main body are configured by individual sheet metal parts, and the main body has a predetermined thickness by increasing the plate thickness. By reducing the thickness of the spring portion to give a predetermined elasticity, the driving performance can be prevented from being lowered.

本発明の実施の第１の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータを用いる投影装置（プロジェクタ）の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the projection apparatus (projector) using the SIDM ultrasonic linear actuator which is a drive device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 前記投影装置の平面図および側面図である。It is the top view and side view of the said projection apparatus. 本実施の一形態の超音波リニアアクチュエータを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the ultrasonic linear actuator of this Embodiment. 前記超音波リニアアクチュエータの移動体の本体の正面図および側面図である。It is the front view and side view of the main body of the moving body of the said ultrasonic linear actuator. 前記超音波リニアアクチュエータの移動体の板バネ部の正面図および側面図である。It is the front view and side view of the leaf | plate spring part of the moving body of the said ultrasonic linear actuator. 前記移動体の本体に使用可能な材料の厚さおよび縦弾性係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the thickness of the material which can be used for the main body of the said mobile body, and a longitudinal elastic modulus. 本発明の実施の第２の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける板バネ部の正面図および側面図である。It is the front view and side view of a leaf | plate spring part in a SIDM ultrasonic linear actuator which is a drive device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本実施の第３の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータの正面図および側面図である。It is the front view and side view of a SIDM ultrasonic linear actuator which are the drive devices concerning this 3rd Embodiment. 本発明の実施の第４の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける板バネ部の正面図である。It is a front view of the leaf | plate spring part in the SIDM ultrasonic linear actuator which is a drive device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図９で示す板バネ部を用いる超音波リニアアクチュエータの正面図および側面図である。It is the front view and side view of an ultrasonic linear actuator which use the leaf | plate spring part shown in FIG. ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a SIDM ultrasonic linear actuator. 前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける時間経過に伴う圧電素子および被駆動部材の変位の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the displacement of a piezoelectric element and a to-be-driven member with time progress in the said SIDM ultrasonic linear actuator. 従来技術のＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータを用いる投影装置（プロジェクタ）の構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the projection apparatus (projector) using a conventional SIDM ultrasonic linear actuator. 図１３を組立てた状態の斜視図である。It is a perspective view of the state which assembled FIG. 図１４の平面図および側面図である。It is the top view and side view of FIG. 従来技術の超音波リニアアクチュエータを拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows a conventional ultrasonic linear actuator. 図１６の平面図および正面図である。It is the top view and front view of FIG. 他の従来技術の超音波リニアアクチュエータを拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows another conventional ultrasonic linear actuator. 図１８で示す超音波リニアアクチュエータにおける板バネ部材の斜視図および側面図である。It is the perspective view and side view of a leaf | plate spring member in the ultrasonic linear actuator shown in FIG.

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の第１の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ１００を用いる投影装置（プロジェクタ）２００の構造を示す斜視図であり、図２（ａ）はその平面図であり、図２（ｂ）は側面図である。この投影装置２００でも、前記超音波リニアアクチュエータ１００は、フォーカスレンズ２０１を保持する保持部材２０６の駆動機構に用いられる。これらの図１および図２では、前述の図１１〜図１３で示す投影装置７００における光源７０２、偏光ビームスプリッタ７０４およびＬＣＯＳ７０５等は省略している。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a projection apparatus (projector) 200 using a SIDM ultrasonic linear actuator 100 which is a driving apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 (b) is a side view. In the projection apparatus 200 as well, the ultrasonic linear actuator 100 is used as a drive mechanism for the holding member 206 that holds the focus lens 201. 1 and 2, the light source 702, the polarization beam splitter 704, the LCOS 705, and the like in the projection apparatus 700 shown in FIGS. 11 to 13 are omitted.

ここで、解像度や収差など、該投影装置２００に要求される性能が高まり、前記フォーカスレンズ２０１（保持部材２０６）の重量増加（大型化）に対応するために、および／または耐衝撃性を向上するために、前記フォーカスレンズ２０１（保持部材２０６）の荷重の多くは、前記超音波リニアアクチュエータ１００とは別途に設けたガイド軸２１０によって支持するようになっている。このガイド軸２１０は、本体フレーム２１１において、軸方向に間隔を開けて配置される一対の支持片２１２，２１３によって支持されており、そのガイド軸２１０によって、保持部材２０６の一端側に設けられた一対のガイド片２１４，２１５が摺動自在に案内されることで、前記のように該保持部材２０６の荷重の多くが支持される。 Here, the performance required for the projection apparatus 200 such as resolution and aberration is increased, and the focus lens 201 (holding member 206) is increased in weight (enlarged) and / or improved in impact resistance. Therefore, most of the load on the focus lens 201 (holding member 206) is supported by a guide shaft 210 provided separately from the ultrasonic linear actuator 100. The guide shaft 210 is supported on the main body frame 211 by a pair of support pieces 212 and 213 that are arranged at intervals in the axial direction, and is provided on one end side of the holding member 206 by the guide shaft 210. Since the pair of guide pieces 214 and 215 are slidably guided, most of the load of the holding member 206 is supported as described above.

ところで、前述の投影装置７００では、ロッド８０２、ガイド軸７１０、フォーカスレンズ７０１およびピン７１９が、略同一平面上に並列に配置されているのに対して、この投影装置２００では、ロッド１０２およびガイド軸２１０が、前記平面に対して垂直に積層され、狭幅に構成されている。したがって、前記軸線Ｘに対する交差方向Ｙは、この積層方向となる。なお、図１および図２では、相対的にロッド１０２が図の下方側、ガイド軸２１０が上方側に配置されているけれども、保持部材２０６の重心と、保持部材２０６のそれらのロッド１０２およびガイド軸２１０への取付き（後述するガイド片２１４，２１５の位置や形状）となどに応じて、ロッド１０２が上方側、ガイド軸２１０が下方側に配置されたり、それらの間隔が適宜変更されてもよい。そして、前記ガイド軸２１０には、前記保持部材２０６の一端側において、軸方向に間隔を開けて配置される一対のガイド片２１４，２１５が摺動自在に支持されるとともに、それらのガイド片２１４，２１５間に、前記ロッド１０２に摩擦係合している移動体１０３が嵌り込む。 By the way, in the projection apparatus 700 described above, the rod 802, the guide shaft 710, the focus lens 701, and the pin 719 are arranged in parallel on substantially the same plane, whereas in the projection apparatus 200, the rod 102 and the guide are arranged. The shaft 210 is stacked perpendicularly to the plane and has a narrow width. Therefore, the crossing direction Y with respect to the axis X is the stacking direction. In FIGS. 1 and 2, the rod 102 is relatively disposed on the lower side of the drawing and the guide shaft 210 is disposed on the upper side, but the center of gravity of the holding member 206 and the rod 102 and the guide of the holding member 206 are illustrated. The rod 102 is arranged on the upper side and the guide shaft 210 is arranged on the lower side depending on the attachment to the shaft 210 (positions and shapes of guide pieces 214 and 215 to be described later), and the distance between them is changed as appropriate. Also good. The guide shaft 210 slidably supports a pair of guide pieces 214 and 215 disposed on the one end side of the holding member 206 so as to be spaced apart from each other in the axial direction. , 215, the moving body 103 that is frictionally engaged with the rod 102 is fitted.

一方、前記保持部材２０６の他端側にはガイド片２１６が設けられ、本体フレーム２１１に設けられる一対の支持片２１７，２１８によって支持されているピン２１９によって回転止めが行われている点は、前述の投影装置７００と同様である。 On the other hand, a guide piece 216 is provided on the other end side of the holding member 206, and the rotation is stopped by a pin 219 supported by a pair of support pieces 217 and 218 provided on the main body frame 211. This is the same as the projection apparatus 700 described above.

図３は、本実施の一形態の超音波リニアアクチュエータ１００を説明するための図であり、（ａ）は正面図（図１および図２に対応させると側面図）、（ｂ）および（ｃ）は側面図である。この超音波リニアアクチュエータ１００は、電気機械変換素子である圧電素子１０１と、振動部材であるロッド１０２と、前記移動体１０３とを備えて構成される。本実施の形態の超音波リニアアクチュエータ１００では、圧電素子１０１の振動方向の一方の面には、振動部材として機能するロッド１０２が固着されるが、他方の面には、錘は設けられておらず、代わって、該圧電素子１０１の振動方向とは直交する面が、前記本体フレーム２１１に形成されたスロット２２１に嵌り込んで固着される。ロッド１０２の先端は、前記本体フレーム２１１に立設された前記支持片２１２の支持孔に摺動自在に嵌り込む。こうして、前記ロッド１０２は、前記ガイド軸２１０と平行に配置される。 3A and 3B are diagrams for explaining the ultrasonic linear actuator 100 according to the present embodiment. FIG. 3A is a front view (a side view corresponding to FIGS. 1 and 2), FIG. ) Is a side view. The ultrasonic linear actuator 100 includes a piezoelectric element 101 that is an electromechanical conversion element, a rod 102 that is a vibration member, and the moving body 103. In the ultrasonic linear actuator 100 of the present embodiment, a rod 102 that functions as a vibration member is fixed to one surface of the piezoelectric element 101 in the vibration direction, but a weight is not provided on the other surface. Instead, a surface orthogonal to the vibration direction of the piezoelectric element 101 is fitted into and fixed to a slot 221 formed in the main body frame 211. The tip of the rod 102 is slidably fitted into a support hole of the support piece 212 erected on the main body frame 211. Thus, the rod 102 is disposed in parallel with the guide shaft 210.

前記移動体１０３は、本体１１１と、板バネ部１１２とを備えて構成される。図４（ａ）は前記本体１１１の正面図であり、図４（ｂ）および（ｃ）は側面図である。本体１１１は、板金部品から成り、幅広部１１１１と狭幅部１１１２との２種類の幅を有する帯状の板の長手方向の一端側（狭幅部１１１２の先端）が折り曲げられてリブ１１１３が形成されて成る。そして、図３（ｂ）で示すように、そのリブ１１１３と、狭幅部１１１２の基端部１１１４との２面で、ロッド１０２に当接する。 The moving body 103 includes a main body 111 and a leaf spring portion 112. 4A is a front view of the main body 111, and FIGS. 4B and 4C are side views. The main body 111 is made of a sheet metal part, and one end in the longitudinal direction (the tip of the narrow portion 1112) of the strip-shaped plate having two kinds of widths, that is, the wide portion 1111 and the narrow portion 1112 is bent to form a rib 1113. Made up. Then, as shown in FIG. 3B, the rib 1113 and the base end portion 1114 of the narrow width portion 1112 are in contact with the rod 102.

図５（ａ）は前記板バネ部１１２の正面図であり、図５（ｂ）は側面図である。前記板バネ部１１２は、板金部品から成り、一端側の固定部１１２１が前記本体１１１の幅広部１１１１に、溶接またはろう付（半田を含む）１１３（図３参照）によって固定され、他端側のバネ部１１２２が前記本体１１１のリブ１１１３および基端部１１１４側に前記ロッド１０２を押圧し、摩擦係合させる。 FIG. 5A is a front view of the leaf spring portion 112, and FIG. 5B is a side view. The leaf spring portion 112 is made of a sheet metal part, and a fixing portion 1121 on one end side is fixed to the wide portion 1111 of the main body 111 by welding or brazing (including solder) 113 (see FIG. 3), and the other end side. The spring portion 1122 presses the rod 102 toward the rib 1113 and the base end portion 1114 of the main body 111 and frictionally engages the rod 102.

図１および図２において、移動体１０３の下端側は、前述のようにロッド１０２に摩擦係合しており、上端側は、保持部材２０６における前記ガイド片２１４，２１５間の側面２２０と前記ガイド軸２１０との間の隙間に嵌り込んでいる。こうして、移動体１０３のロッド１０２回りの回転が阻止されるとともに、該移動体１０３で発生したトルクを被駆動部材である保持部材２０６に伝達することが可能になっている。 1 and 2, the lower end side of the moving body 103 is frictionally engaged with the rod 102 as described above, and the upper end side is the side surface 220 between the guide pieces 214 and 215 of the holding member 206 and the guide. It fits in the gap between the shaft 210. Thus, the rotation of the moving body 103 around the rod 102 is prevented, and the torque generated by the moving body 103 can be transmitted to the holding member 206 which is a driven member.

ここで、前記本体１１１は、０．０５ｍｍ以上の板厚で、かつ、縦弾性係数が４０ＧＰａ以上の材料から成る。表１および表２には、本件発明者の実験結果を示す。表１は、前記本体１１１を、相互に厚みの異なるＳＵＳによって形成して、それぞれの駆動性能を確認した結果である。この表１から、本体１１１の板厚には、前記０．０５ｍｍ以上必要と判断する。また、表２は、前記本体１１１を、相互に異なる材質で、同じ厚みの０．３ｍｍに形成して、それぞれの縦弾性係数と駆動性能とを確認した結果である。この表２から、本体１１１の材質には、液晶ポリマーなどを不適とし、縦弾性係数の高い金属材料を使用することとする。縦弾性係数の目安は、許容される範囲で厚くすれば剛性を確保することができるので、前記０．０５ｍｍの板厚では、前記４０ＧＰａ以上とする。これらの表１および表２の結果から、前記本体１１１に使用可能な材料の厚さおよび縦弾性係数の関係を、図６に示す。図６において、網掛けをして示す領域が、使用可能な材料の厚さおよび縦弾性係数の範囲となる。このような範囲の厚さおよび縦弾性係数の材料を本体１１１に選ぶことで、該本体１１１がロッド１０２の振動に追従しない、すなわち駆動性能が低下しないようにすることができる。 Here, the main body 111 is made of a material having a plate thickness of 0.05 mm or more and a longitudinal elastic modulus of 40 GPa or more. Tables 1 and 2 show the experimental results of the inventors. Table 1 shows the results of checking the driving performance of the main body 111 formed of SUS having different thicknesses. From Table 1, it is determined that the thickness of the main body 111 is 0.05 mm or more. Table 2 shows the results of confirming the longitudinal elastic modulus and the driving performance of the main body 111 made of different materials and having the same thickness of 0.3 mm. From Table 2, it is assumed that the material of the main body 111 is not suitable for liquid crystal polymer or the like, and a metal material having a high longitudinal elastic modulus is used. Since the rigidity of the longitudinal elastic modulus can be ensured by increasing the thickness within an allowable range, the thickness is set to 40 GPa or more at the thickness of 0.05 mm. From the results of Table 1 and Table 2, the relationship between the thickness of the material usable for the main body 111 and the longitudinal elastic modulus is shown in FIG. In FIG. 6, the shaded area is the range of usable material thickness and longitudinal elastic modulus. By selecting a material having a thickness and a longitudinal elastic modulus in such a range as the main body 111, it is possible to prevent the main body 111 from following the vibration of the rod 102, that is, the driving performance does not deteriorate.

一方、前記板バネ部１１２は、縦弾性係数が９０ＧＰａから２１０ＧＰａの材料から成る。これは、剛性を必要とする前記本体１１１は、上述のように許容される範囲で厚くすれば剛性を確保することができ、前記０．０５ｍｍの板厚では、前記４０ＧＰａ以上の縦弾性係数を備えていればよいのに対して、板バネ部１１２には、本体１１１より剛性が低く、高いバネ限界応力を持たせるためにより高い値の縦弾性係数の材料が必要になるためである。厚さにもよるが、剛性は厚さの３乗に比例することから、該板バネ部１１２の厚さを本体１１２の１／２以下とした場合で、該板バネ部１１２の縦弾性係数は、前記９０〜２１０ＧＰａでよい。そのような材料の例を、表３に示す。 On the other hand, the leaf spring portion 112 is made of a material having a longitudinal elastic modulus of 90 GPa to 210 GPa. This is because the main body 111 that requires rigidity can ensure rigidity if it is thickened within the allowable range as described above, and the longitudinal elastic modulus of 40 GPa or more can be obtained with the plate thickness of 0.05 mm. This is because the plate spring portion 112 has a lower rigidity than the main body 111 and requires a material having a higher value of longitudinal elastic modulus in order to have a high spring limit stress. Although depending on the thickness, the rigidity is proportional to the cube of the thickness. Therefore, when the thickness of the leaf spring portion 112 is ½ or less of the main body 112, the longitudinal elastic modulus of the leaf spring portion 112 is May be 90 to 210 GPa. Examples of such materials are shown in Table 3.

すなわち、表３から明らかなように、前記板バネ部１１２の材料としては、通常のバネ性を持った金属材料で対応することができる。そして、剛性（縦弾性係数）を調整する場合や、該剛性（縦弾性係数）として要求される値に対して、使用する材料の値が不足する場合などには、ロッド１０２の係合部（バネ部１１２２）付近にリブを形成したり、折り畳むなどして、剛性（縦弾性係数）を調整（アップ）するようにしてもよい。 That is, as is apparent from Table 3, the material of the leaf spring portion 112 can be a metal material having a normal spring property. When the rigidity (longitudinal elastic modulus) is adjusted, or when the value of the material to be used is insufficient with respect to the value required as the rigidity (longitudinal elastic modulus), the engaging portion ( The rigidity (longitudinal elastic modulus) may be adjusted (up) by forming a rib in the vicinity of the spring portion 1122) or folding it.

また、前記板バネ部１１２は、板状体がくの字に折り曲げられて成り、その折り曲げ部より一端側の固定部１１２１が前記本体１１１の幅広部１１１１に密着し、他端側のバネ部１１２２は前記本体１１１から離反してゆき、その離反した本体側の面１１２２ａと、前記本体１１１のリブ１１１３および基端部１１１４との３面で、前記ロッド１０２を挟み込む。さらに、図３で示すように、前記基端部１１１４からのリブ１１１３の立設角度をθ１とし、前記板バネ部１１２の振動部材への当接部から、前記リブ１１１３および基端部１１１４のロッド１０２への当接部までの角度をそれぞれθ２，θ３とするとき、θ２＝θ３＝（１８０°＋θ１）／２となるように、前記板バネ部１１２のロッド１０２への当接位置が設定される。 Further, the plate spring portion 112 is formed by bending a plate-like body into a U-shape, and a fixing portion 1121 on one end side of the bent portion is in close contact with the wide portion 1111 of the main body 111, and the spring portion 1122 on the other end side. Is separated from the main body 111, and the rod 102 is sandwiched between three surfaces of the surface 1122a of the separated main body and the rib 1113 and the base end portion 1114 of the main body 111. Further, as shown in FIG. 3, the angle of standing of the rib 1113 from the base end portion 1114 is θ1, and the rib 1113 and the base end portion 1114 are separated from the contact portion of the leaf spring portion 112 with the vibration member. When the angles to the contact portion with the rod 102 are θ2 and θ3, respectively, the contact position of the leaf spring portion 112 with the rod 102 is set so that θ2 = θ3 = (180 ° + θ1) / 2. Is done.

これは、前記リブ１１１３の立設角度をθ１とするとき、前記リブ１１１３および基端部１１１４のロッド１０２への当接部間の角度θ１’は、θ１’＝（３６０°―９０°×２―θ１）であるので、θ２＝θ３＝（３６０°―θ１’）／２＝（３６０°―（３６０°―９０°×２―θ１））／２からである。これによって、板バネ部１１２が加える押圧力Ｆで、前記本体１１１のリブ１１１３および基端部１１１４の２面に対して、ロッド１０２を略均等に押圧することができる。 This is because when the standing angle of the rib 1113 is θ1, the angle θ1 ′ between the abutment portions of the rib 1113 and the base end portion 1114 to the rod 102 is θ1 ′ = (360 ° −90 ° × 2 −θ1), and therefore, θ2 = θ3 = (360 ° −θ1 ′) / 2 = (360 ° − (360 ° −90 ° × 2−θ1)) / 2. Accordingly, the rod 102 can be pressed substantially evenly against the two surfaces of the rib 1113 and the base end portion 1114 of the main body 111 with the pressing force F applied by the leaf spring portion 112.

また、前記本体１１１の狭幅部１１１２の基端部１１１４からリブ１１１３にかけて、スリット１１１５が形成されている。そして、ロッド１０２には、前記基端部１１１４およびリブ１１１３のそれぞれにおいて、このスリット１１１５の両側の部分が２点で当接する。これによって、前記基端部１１１４およびリブ１１１３と、ロッド１０２との間のガタツキを無くすことができる。 A slit 1115 is formed from the base end portion 1114 of the narrow portion 1112 of the main body 111 to the rib 1113. The rod 102 is in contact with the both ends of the slit 1115 at two points in each of the base end portion 1114 and the rib 1113. As a result, the backlash between the base end portion 1114 and the rib 1113 and the rod 102 can be eliminated.

さらにまた、前記本体１１１の幅方向の長さに対して、溶接またはろう付１１３の箇所の長さが、前記溶接またはろう付１１３されていない箇所の長さよりも短く形成される。具体的には、図３で示すように、前記本体１１１の幅方向の長さをＡとし、前記溶接またはろう付１１３されている箇所が、たとえばこの図３のように２箇所として、その前記幅方向の長さがＢ，Ｃとするとき、Ａ−（Ｂ＋Ｃ）≧Ｂ＋Ｃとなるように、前記溶接またはろう付１１３を行う。したがって、前記溶接またはろう付１１３の熱により、最大応力値が小さくなり、力量が低下してしまうことを防止することができる。 Furthermore, the length of the portion where the welding or brazing 113 is performed is shorter than the length of the portion where the welding or brazing 113 is not performed with respect to the length in the width direction of the main body 111. Specifically, as shown in FIG. 3, the length in the width direction of the main body 111 is A, and the places where the welding or brazing 113 is performed are, for example, two places as shown in FIG. When the length in the width direction is B and C, the welding or brazing 113 is performed so that A− (B + C) ≧ B + C. Therefore, it is possible to prevent the maximum stress value from being reduced due to the heat of the welding or brazing 113 and the ability from being lowered.

以上のように、本実施の形態の移動体１０３によれば、ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ１００に用いられる移動体１０３において、剛性を有する本体１１１と、弾発性を有する板バネ部１１２との板金２部品から構成し、さらに前記本体１１１は、帯状体の長手方向の一端側を折り曲げ、その折り曲げによるリブ１１１３と、リブ１１１３が立ち上がる付近の基端部１１１４との２面でロッド１０２に当接させ、前記板バネ部１１２は、一端側を前記本体１１１に溶接またはろう付１１３によって固定し、他端側で前記ロッド１０２を押圧する。 As described above, according to the moving body 103 of the present embodiment, in the moving body 103 used in the SIDM ultrasonic linear actuator 100, the metal plate of the main body 111 having rigidity and the leaf spring portion 112 having elasticity. The main body 111 is composed of two parts, and the main body 111 is bent at one end in the longitudinal direction of the belt-like body, and abuts against the rod 102 on two surfaces of a rib 1113 by the bending and a proximal end 1114 in the vicinity of the rib 1113 rising. The plate spring portion 112 is fixed at one end side to the main body 111 by welding or brazing 113 and presses the rod 102 at the other end side.

これによって、前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ１００に用いられる移動体において、小型化と組立易さとを実現するために、本体１１１がロッド１０２に摩擦係合するように該ロッド１０２に摺接して該ロッド１０２を本体１１１に押圧するための（微細で取付けの難しい）キャップを廃止し、板バネ部１１２で直接にロッド１０２を押圧するようにしても、該板バネ部１１２と本体１１１とを個別の板金部品で構成し、本体１１１は板厚を厚くして所定の剛性を持たせ、板バネ部１１２は板厚を薄くして所定の弾発性を持たせることで、駆動性能が低下しないようにすることができる。 As a result, in the moving body used in the SIDM ultrasonic linear actuator 100, in order to achieve downsizing and ease of assembly, the main body 111 is brought into sliding contact with the rod 102 so as to be frictionally engaged with the rod 102. Even if the cap (which is fine and difficult to attach) is pressed against the main body 111 and the rod 102 is pressed directly by the leaf spring portion 112, the leaf spring portion 112 and the main body 111 are separated from each other. It is composed of sheet metal parts, the main body 111 is made thick to give a predetermined rigidity, and the plate spring part 112 is made thin to give a predetermined elasticity so that the driving performance does not deteriorate. Can be.

また、前記ロッド１０２と平行に延びるガイド軸２１０を設け、そのガイド軸２１０によって被駆動部材であるフォーカスレンズ２０１（保持部材２０６）を摺動自在に案内することで、ロッド１０２をガイド軸として共用せず、該被駆動部材の重量増加（大型化）に対応するとともに、耐衝撃性を向上することができる。 Also, a guide shaft 210 extending in parallel with the rod 102 is provided, and the focus lens 201 (holding member 206), which is a driven member, is slidably guided by the guide shaft 210, so that the rod 102 is used as a guide shaft. In addition, it is possible to cope with an increase in the weight (enlargement) of the driven member and to improve impact resistance.

（実施の形態２）
図７（ａ）は本発明の実施の第２の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける板バネ部１１２’の正面図であり、図７（ｂ）および（ｃ）は、その側面図である。この板バネ部１１２’は、前述の図５に示す板バネ部１１２に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この板バネ部１１２’では、固定部１１２１’の幅方向の両端部において、少なくとも前記溶接またはろう付１１３の箇所の延長線上の部分Ｗは、厚み方向に折り曲げられてリブ１１２５が形成されていることである。このように構成することで、前記溶接またはろう付１１３の熱により、最大応力値が小さくなり、力量が低下してしまうことを防止することができる。 (Embodiment 2)
FIG. 7 (a) is a front view of a leaf spring portion 112 ′ in an SIDM ultrasonic linear actuator which is a drive device according to the second embodiment of the present invention. FIGS. 7 (b) and 7 (c) It is a side view. The leaf spring portion 112 ′ is similar to the leaf spring portion 112 shown in FIG. 5 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted that in this leaf spring portion 112 ′, at least both portions W on the extension line of the welded or brazed 113 portion are bent in the thickness direction at both ends in the width direction of the fixing portion 1121 ′ to be rib 1125. Is formed. By comprising in this way, it can prevent that the maximum stress value becomes small by the heat | fever of the said welding or brazing 113, and a capability falls.

（実施の形態３）
図８は、本実施の第３の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ３００を説明するための図であり、（ａ）は正面図（図１および図２に対応させると側面図）、（ｂ）は側面図である。この超音波リニアアクチュエータ３００では、電気機械変換素子である圧電素子１０１と、振動部材であるロッド１０２とは、前述の図３等と同様である。注目すべきは、移動体３０３は、１枚の帯状の板が板金加工されて、本体３０３１および板バネ部材３０３２を構成していることである。 (Embodiment 3)
FIG. 8 is a view for explaining an SIDM ultrasonic linear actuator 300 which is a driving apparatus according to the third embodiment. FIG. 8A is a front view (a side view corresponding to FIGS. 1 and 2). ), (B) are side views. In this ultrasonic linear actuator 300, the piezoelectric element 101 as an electromechanical conversion element and the rod 102 as a vibration member are the same as those in FIG. It should be noted that the moving body 303 forms a main body 3031 and a leaf spring member 3032 by sheet metal processing of a single belt-like plate.

すなわち、前記１枚の帯状の板が、２つの屈曲部３０３３，３０３４において、略１２０°ずつ折り曲げられ、前記本体３０３１と、板バネ部材３０３２の２つの部分３０３２ａ，３０３２ｂとの３面が、ロッド１０２の軸方向から見て、略正三角形を形成するように折り曲げられ、その略正三角形内に前記ロッド１０２が内包される。そして、図８（ａ）で示す前記帯状の板の幅Ｌ１および図８（ｂ）で示す前記板バネ部材３０３２の２つの部分３０３２ａ，３０３２ｂの当接部間の距離Ｌ２などによって決定される板バネ部材３０３２の前記軸方向の撓み量をＬ３とし、圧電素子１０１（ロッド１０２）の振幅をＬ４とするとき、Ｌ３＜Ｌ４となるように、前記幅Ｌ１および距離Ｌ２が設定される。 That is, the one strip-shaped plate is bent by approximately 120 ° at two bent portions 3033 and 3034, and the three surfaces of the main body 3031 and the two portions 3032a and 3032b of the leaf spring member 3032 are rods. When viewed from the axial direction of 102, the rod 102 is bent so as to form a substantially equilateral triangle, and the rod 102 is included in the substantially equilateral triangle. Then, the plate is determined by the width L1 of the strip-shaped plate shown in FIG. 8A and the distance L2 between the contact portions of the two portions 3032a and 3032b of the plate spring member 3032 shown in FIG. When the amount of bending of the spring member 3032 in the axial direction is L3 and the amplitude of the piezoelectric element 101 (rod 102) is L4, the width L1 and the distance L2 are set so that L3 <L4.

たとえば、圧電素子１０１の振幅Ｌ４が５０ｎｍとするとき、前記軸方向の撓み量Ｌ３をそれより小さくする。表４に、本件発明者の実験結果を示す。表３は、前記帯状の板は、材質がＳＵＳ３０１−ＣＳＰ−Ｈ、板厚が０．１ｍｍで共通であり、０．８ｍｍ径のロッド１０２に対して、板バネ部材３０３２の発揮する摩擦力は２０ｇｆ、当接部間の距離Ｌ２は１．３８ｍｍの一定で、板の幅Ｌ１を変化させた場合の撓み量Ｌ３の測定結果を示すものである。 For example, when the amplitude L4 of the piezoelectric element 101 is 50 nm, the amount of bending L3 in the axial direction is made smaller than that. Table 4 shows the experimental results of the inventors. Table 3 shows that the belt-like plate is made of SUS301-CSP-H and has a thickness of 0.1 mm, and the friction force exerted by the leaf spring member 3032 on the rod 102 having a diameter of 0.8 mm is as follows. 20 gf, the distance L2 between the contact portions is constant 1.38 mm, and shows the measurement result of the deflection amount L3 when the width L1 of the plate is changed.

したがって、表４からは、前述の条件（撓み量Ｌ３が５０ｎｍより小さい）を満足するのは、太枠で示す板の幅Ｌ１が１．４ｍｍ以上の場合である。このように移動体３０３の板バネ部材３０３２の形状を、該板バネ部材３０３２が駆動方向の摩擦力の加重を受けた時、ロッド１０２の駆動振動の振幅Ｌ４以下のたわみ量Ｌ３となる形状とすることで、その駆動振動に追従しないようにすることができ、該移動体３０３を確実に移動させることができる（すなわち、追従振動すると、移動体３０３は、その場で停まってしまう）。 Therefore, from Table 4, the above-mentioned condition (the deflection amount L3 is smaller than 50 nm) is satisfied when the width L1 of the plate indicated by the thick frame is 1.4 mm or more. In this way, the shape of the leaf spring member 3032 of the moving body 303 is such that when the leaf spring member 3032 receives a load of frictional force in the driving direction, the deflection amount L3 is equal to or less than the amplitude L4 of the driving vibration of the rod 102. By doing so, it is possible not to follow the drive vibration, and it is possible to move the moving body 303 reliably (that is, when the follow-up vibration is performed, the moving body 303 stops on the spot).

（実施の形態４）
図９（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の第４の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄの正面図である。これらの板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄは、前述の図３および図５に示す板バネ部１１２に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。 (Embodiment 4)
FIGS. 9A to 9D are front views of the leaf spring portions 112a, 112b, 112c, and 112d in the SIDM ultrasonic linear actuator that is the drive device according to the fourth embodiment of the present invention. These leaf spring portions 112a, 112b, 112c, and 112d are similar to the leaf spring portion 112 shown in FIGS. 3 and 5 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. To do.

これらの板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄも、固定部１１２１とバネ部１１２２とを備えて構成されるが、各板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄで、バネ部１１２２における両側部の切れ込み形状が異なる。詳しくは、板バネ部１１２ａ，１１２ｂは、固定部１１２１側で曲率が大きく、バネ部１１２２側で曲率が小さくなる曲線で、バネ部１１２２の両側部の幅が狭くなってゆくように切れ込まれている。その内、板バネ部１１２ａでは、ロッド１０２の係合部分は、両側部が相互に平行となっている。また、板バネ部１１２ｃ，１１２ｄは、直線と円弧との組合せで切れ込まれており、板バネ部１１２ｃでは固定部１１２１との境界から大きな曲率の円弧で切れ込まれ、板バネ部１１２ｄでは固定部１１２１との境界において直線で切れ込まれ、小さな円弧に連なっている。前記円弧は、この円弧部分での幅が最も狭くなることの無いよう、９０°以内であり、板バネ部１１２ｃ，１１２ｄでは、共に９０°である。板バネ部１１２ｃ，１１２ｄでは、バネ部１１２２のロッド１０２側は、前記板バネ部１１２ａと同様に、両側部が相互に平行に形成されている。 These leaf spring portions 112a, 112b, 112c, and 112d are also configured to include a fixed portion 1121 and a spring portion 1122. However, the leaf spring portions 112a, 112b, 112c, and 112d are provided on both sides of the spring portion 1122. The cut shape is different. Specifically, the leaf spring portions 112a and 112b are curved so that the curvature is large on the fixed portion 1121 side and the curvature is small on the spring portion 1122 side, and the widths of both sides of the spring portion 1122 are narrowed. ing. Among them, in the leaf spring portion 112a, both sides of the engaging portion of the rod 102 are parallel to each other. Further, the leaf spring portions 112c and 112d are cut by a combination of a straight line and an arc, and the leaf spring portion 112c is cut by an arc having a large curvature from the boundary with the fixed portion 1121, and is fixed by the leaf spring portion 112d. It is cut by a straight line at the boundary with the portion 1121 and is connected to a small arc. The arc is within 90 ° so that the width of the arc portion is not the narrowest, and the leaf spring portions 112c and 112d are both 90 °. In the leaf spring portions 112c and 112d, both sides of the spring portion 1122 on the rod 102 side are formed in parallel to each other, like the leaf spring portion 112a.

注目すべきは、これらの板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄでは、固定部１１２１において、前記溶接またはろう付１１３の箇所におけるロッド１０２側の端縁に接する幅方向の延長線１１２８から、バネ部１１２２の端部までの長さ、すなわち該板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄにおいて、変形する部分の根元から先端までの長さをＤとし、前記延長線１１２８の長さ、すなわち固定部１１２１側の幅をＥとするとき、Ｄ≦Ｅに形成されていることである。 It should be noted that in these leaf spring portions 112a, 112b, 112c, and 112d, a spring 112 extends from the extension line 1128 in the width direction in contact with the end edge on the rod 102 side at the location of the welding or brazing 113 in the fixing portion 1121. In the leaf springs 112a, 112b, 112c, and 112d, the length from the root to the tip of the deformed portion in the leaf springs 112a, 112b, 112c, and 112d is D, and the length of the extension line 1128, that is, the fixed part When the width on the 1121 side is E, it is formed so that D ≦ E.

図９の例では、前記溶接またはろう付１１３は、参照符号１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃの３箇所で行われており、前記延長線１１２８は、最もロッド１０２側のろう付１１３ｂの箇所の端縁に接し、幅方向、すなわちロッド１０２と平行に延びる線である。 In the example of FIG. 9, the welding or brazing 113 is performed at three locations 113a, 113b and 113c, and the extension line 1128 is at the edge of the brazing 113b closest to the rod 102. It is a line that touches and extends in the width direction, that is, parallel to the rod 102.

このように構成することで、板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄが過度に細長くならず、ねじり変形を抑えることができる。 By comprising in this way, the leaf | plate spring part 112a, 112b, 112c, 112d does not become elongate too much, but can suppress torsional deformation.

また、注目すべきは、これらの板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄでは、その一端、すなわち前記固定部１１２１側の幅をＥとし、他端、すなわち前記バネ部１１２２の先端側の幅をＦとするとき、Ｆ≦Ｅに形成されていることである。 Also, it should be noted that in these leaf spring portions 112a, 112b, 112c, and 112d, one end thereof, that is, the width on the fixed portion 1121 side is E, and the other end, that is, the width on the distal end side of the spring portion 1122 is set. When F, F ≦ E.

ここで、板バネ部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄの根元側に大きな曲げ応力が加わるところ、Ｆ＞Ｅとなっていると、根元側の撓み変形が大きくなってバネ限界応力を超え易く、設計上不利になり、またロッド１０２との係合幅が大きくなり、該ロッド１０２の軸長が長くなって大型化してしまう。これに対して、上述のようにＦ≦Ｅとすることで、そのような不具合を小さくすることができる。 Here, when a large bending stress is applied to the root side of the leaf spring portions 112a, 112b, 112c, and 112d, if F> E, the bending deformation on the base side becomes large and the spring limit stress is easily exceeded. This is disadvantageous, and the engagement width with the rod 102 is increased, and the axial length of the rod 102 is increased, resulting in an increase in size. On the other hand, such a problem can be reduced by setting F ≦ E as described above.

また、これに対応して、図１０の超音波リニアアクチュエータ１００’のように、本体１１１’の一端側の幅が、前記板バネ部１１２ａの他端、すなわち先端側の幅Ｆと等しく形成されることが好ましい。このように構成することで、本体１１１’のロッド１０２との係合幅が小さくなり、該ロッド１０２の軸長を短くし、小型化することができる。 Correspondingly, as in the ultrasonic linear actuator 100 ′ of FIG. 10, the width of one end side of the main body 111 ′ is formed to be equal to the width F of the other end of the leaf spring portion 112a, that is, the front end side. It is preferable. With this configuration, the engagement width of the main body 111 ′ with the rod 102 can be reduced, the axial length of the rod 102 can be shortened, and the size can be reduced.

１００，１００’，３００超音波リニアアクチュエータ
１０１圧電素子
１０２ロッド
１０３，３０３移動体
１１１，１１１’ 本体
１１１１幅広部
１１１２狭幅部
１１１３リブ
１１１４基端部
１１１５スリット
１１２，１１２’；１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ板バネ部
１１２１，１１２１’ 固定部
１１２２バネ部
１１２５リブ
１１３；１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ溶接またはろう付
２００投影装置
２０１フォーカスレンズ
２０６保持部材
２１０ガイド軸
２１１本体フレーム
２１２，２１３；２１７，２１８支持片
２１４，２１５；２１６ガイド片
２１９ピン
３０３１本体
３０３２板バネ部材 100, 100 ', 300 Ultrasonic linear actuator 101 Piezoelectric element 102 Rod 103, 303 Moving body 111, 111' Main body 1111 Wide part 1112 Narrow part 1113 Rib 1114 Base end part 1115 Slit 112, 112 '; 112a, 112b, 112c , 112d Leaf spring portion 1121, 1121 ′ Fixing portion 1122 Spring portion 1125 Rib 113; 113a, 113b, 113c Welding or brazing 200 Projection device 201 Focus lens 206 Holding member 210 Guide shaft 211 Body frame 212, 213; 217, 218 Pieces 214, 215; 216 Guide piece 219 Pin 3031 Main body 3032 Leaf spring member

Claims

駆動電圧が印加されると伸縮する電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に振動する振動部材と、
前記振動部材に所定の摩擦力で係合し、前記軸方向に移動可能な移動体と、
前記電気機械変換素子に前記駆動電圧を与えて駆動する駆動回路とを備え、
前記駆動回路が前記電気機械変換素子に伸張と縮小とを異なる速度で行わせることで、前記振動部材と前記移動体とを相対移動させる駆動装置において、
前記移動体は、
帯状の板金部品から成り、長手方向の一端側が折り曲げられてリブが形成され、そのリブと、リブが立ち上がる付近の基端部との２面で、前記振動部材に当接する本体と、
板金部品から成り、一端側が前記本体に溶接またはろう付によって固定され、他端側が前記本体のリブおよび基端部側に前記振動部材を押圧し、摩擦係合させる板バネ部とを備えて構成されることを特徴とする駆動装置。 An electromechanical transducer that expands and contracts when a drive voltage is applied;
A vibrating member that vibrates in an axial direction by expansion and contraction of the electromechanical transducer;
A movable body that engages with the vibration member with a predetermined frictional force and is movable in the axial direction;
A drive circuit that drives the electromechanical conversion element by applying the drive voltage;
In the drive device in which the drive circuit causes the electromechanical conversion element to perform expansion and contraction at different speeds, thereby relatively moving the vibrating member and the moving body,
The moving body is
A body composed of a strip-shaped sheet metal part, one end side in the longitudinal direction is bent to form a rib, and a main body that comes into contact with the vibration member on two surfaces of the rib and a proximal end portion in the vicinity of the rib rising,
Consists of a sheet metal part, one end side is fixed to the main body by welding or brazing, and the other end side is provided with a plate spring portion that presses the vibration member against the rib and base end side of the main body and frictionally engages The drive device characterized by the above-mentioned.

前記本体は、０．０５ｍｍ以上の板厚で、かつ、縦弾性係数が４０ＧＰａ以上の材料から成ることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。 The drive device according to claim 1, wherein the main body is made of a material having a plate thickness of 0.05 mm or more and a longitudinal elastic modulus of 40 GPa or more.

前記板バネ部は、縦弾性係数が９０ＧＰａから２１０ＧＰａの材料から成ることを特徴とする請求項１または２記載の駆動装置。 3. The driving device according to claim 1, wherein the leaf spring portion is made of a material having a longitudinal elastic modulus of 90 GPa to 210 GPa.

前記本体からのリブの立設角度をθ１とし、前記板バネ部の振動部材への当接部から、前記リブおよび基端部の振動部材への当接部までの角度をそれぞれθ２，θ３とするとき、θ２＝θ３＝（１８０°＋θ１）／２となるように、前記板バネ部の振動部材への当接位置が設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。 The angle at which the rib stands from the main body is θ1, and the angles from the contact portion of the leaf spring portion to the vibration member to the contact portion of the rib and the base end to the vibration member are θ2, θ3, respectively. 4. The contact position of the leaf spring portion with the vibration member is set so that θ2 = θ3 = (180 ° + θ1) / 2. The drive device described in 1.

前記本体の幅方向に対して、前記溶接またはろう付されている箇所の長さが、前記溶接またはろう付されていない箇所の長さよりも短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。 The length of the location where the welding or brazing is performed is shorter than the length of the location where the welding or brazing is not performed with respect to the width direction of the main body. 2. The drive device according to item 1.

前記板バネ部は、その幅方向の両端部において、少なくとも前記溶接またはろう付箇所の延長線上の部分は、厚み方向に折り曲げられてリブが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。 The rib portion is formed by bending at least a portion on the extension line of the welding or brazing portion at both end portions in the width direction of the leaf spring portion in the thickness direction. The driving device according to any one of the above.

前記板バネ部において、前記溶接またはろう付箇所における振動部材側の端縁に接する幅方向の延長線から、他端部までの長さが、前記延長線の長さ以下に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。 In the leaf spring portion, the length from the extension line in the width direction in contact with the edge on the vibration member side at the welding or brazing point to the other end portion is formed to be equal to or less than the length of the extension line. The drive device according to any one of claims 1 to 3.

前記板バネ部は、前記他端側の幅が、一端側の幅以下に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the leaf spring portion is formed such that a width on the other end side is equal to or less than a width on the one end side.

前記本体の一端側の幅が、前記板バネ部の他端側の幅と等しく形成されていることを特徴とする請求項８記載の駆動装置。 The drive device according to claim 8, wherein a width of one end side of the main body is formed to be equal to a width of the other end side of the leaf spring portion.

前記振動部材と平行に延びるガイド軸と、
前記ガイド軸上を摺動自在に案内され、前記移動体に連結される被駆動部材とをさらに備え、
前記移動体が前記振動部材上を移動することで、前記被駆動部材が前記ガイド軸上を案内されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動装置。 A guide shaft extending in parallel with the vibrating member;
A driven member slidably guided on the guide shaft and coupled to the movable body;
10. The driving apparatus according to claim 1, wherein the driven member is guided on the guide shaft by moving the movable body on the vibrating member. 11.