JP4554976B2

JP4554976B2 - Drive device

Info

Publication number: JP4554976B2
Application number: JP2004121661A
Authority: JP
Inventors: 豊土信田; 純明岸本; 弘志岸
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2024-04-16
Also published as: JP2005312095A

Description

本発明は、電気機械変換素子などの平面変形素子を用いて、被変位物ないし被駆動部材を駆動するための駆動装置（アクチュエータ）に関するものである。 The present invention relates to a driving device (actuator) for driving an object to be displaced or a driven member using a planar deformation element such as an electromechanical conversion element.

従来、カメラ，オーバーヘッドプロジェクタ，双眼鏡，複写機，プロッタ，Ｘ−Ｙ駆動テーブルなどの各種の光学装置，精密機器，映像機器などに用いられるレンズ等の駆動技術としては、以下の特許文献１や特許文献２に示すものが提案されており、既に実用化されている。図８は、前記特許文献１を示す図であり、(A)は駆動装置の概略図，(B)及び(C)は電圧と時間の関係を示す図である。図８(A)に示すレンズ駆動装置は、レンズを支持する鏡筒１０１と、該鏡筒１０１を支持するとともに光軸方向に案内するガイドバー１０３を備えている。ガイドバー１０３は、鏡筒１０１から伸びる支持部１０１ｅに形成されフォーク１０１ｆを貫通することによって、鏡筒１０１を支持・案内する。 Conventionally, as driving technologies for lenses used in various optical devices such as cameras, overhead projectors, binoculars, copiers, plotters, XY drive tables, precision devices, and video devices, the following Patent Document 1 and Patents The one shown in Document 2 has been proposed and has already been put into practical use. 8A and 8B are diagrams showing the above-mentioned Patent Document 1. FIG. 8A is a schematic diagram of a driving device, and FIGS. 8B and 8C are diagrams showing the relationship between voltage and time. The lens driving device shown in FIG. 8A includes a lens barrel 101 that supports a lens, and a guide bar 103 that supports the lens barrel 101 and guides it in the optical axis direction. The guide bar 103 is formed in a support portion 101e extending from the lens barrel 101, and supports and guides the lens barrel 101 by passing through the fork 101f.

また、鏡筒１０１を軸方向に駆動するための鏡筒支持部材兼用の駆動棒１１７が設けられており、前記支持部１０１ｅと協働して鏡筒１０１を支持する。該駆動棒１１７は、駆動棒支持部材１１３に設けられた立ち上がり部１１３ａ，１１３ｃに形成されている孔１１３ｂ，１１３ｄに挿入されており、軸方向に移動可能となっている。また、該駆動棒１１７は、鏡筒１０１から前記支持部１０１ｅとは反対方向に伸びるコ字状部１０１ｋの両端１０１ａ，１０１ｃに形成された孔１０１ｂ，１０１ｄを貫通している。更に、駆動棒１１７の後端は、圧電素子１１２の前端に固定されている。該圧電素子１１２の後端は、駆動棒支持部材１１３のもう１つの立ち上がり部１１３ｅに固定されている。 Further, a driving rod 117 serving also as a lens barrel support member for driving the lens barrel 101 in the axial direction is provided, and supports the lens barrel 101 in cooperation with the support portion 101e. The drive rod 117 is inserted into holes 113b and 113d formed in rising portions 113a and 113c provided in the drive rod support member 113, and is movable in the axial direction. The drive rod 117 passes through holes 101b and 101d formed at both ends 101a and 101c of a U-shaped portion 101k extending from the lens barrel 101 in the direction opposite to the support portion 101e. Further, the rear end of the drive rod 117 is fixed to the front end of the piezoelectric element 112. The rear end of the piezoelectric element 112 is fixed to another rising portion 113 e of the drive rod support member 113.

更に、板バネ１１４が、ネジ１１５及び１１６により、鏡筒１０１の両端１０１ａ，１０１ｃに図中下方から取り付けられている。該板バネ１１４は、駆動棒１１７と平行になっており、その略中央には、図の上方に突出した摩擦部１１４ｃが形成されている。そして、該摩擦部１１４ｃが駆動棒１１７に接触することによって、鏡筒１０１と駆動棒１１７との間に摩擦が発生し、鏡筒１０１の駆動が可能となっている。摩擦は、板バネ１１４のバネ圧により発生するものである。 Further, a leaf spring 114 is attached to both ends 101a and 101c of the lens barrel 101 from below in the figure by screws 115 and 116. The leaf spring 114 is parallel to the drive rod 117, and a friction part 114c protruding upward in the figure is formed at the approximate center thereof. Then, when the friction portion 114 c comes into contact with the drive rod 117, friction is generated between the lens barrel 101 and the drive rod 117, and the lens barrel 101 can be driven. Friction is generated by the spring pressure of the leaf spring 114.

図８(B)及び(C)は、圧電素子１１２に印加される電圧波形を示したものであり、(B)は、前記図８(A)において鏡筒１０１を右方向に動かすときに印加される電圧波形を、(C)は左方向に動かすときに印加される電圧波形を示している。図８(B)に示す波形の電圧が圧電素子１１２に印加されると、電圧Ａから電圧Ｃへ変化する急激な立ち上がり部Ｂにおいて、圧電素子１１２は急激に伸びる。このとき、駆動棒１１７も圧電素子１１２の伸び量と同じだけ図８(A)において左方向に移動する。しかし、この場合、鏡筒１０１は慣性のため、ほとんど動かない。逆に電圧Ｃから電圧Ａへとゆっくりと変化させるときは、圧電素子１１２はゆっくりと縮み（戻り）、鏡筒１０１と駆動棒１１７との摩擦力や、板バネ１１４と駆動棒１１７との摩擦力により、鏡筒１０１は、図８(A)において右方向に移動する。鏡筒１０１を図８(A)において左方向に移動させる場合は、図８(C)に示すような波形の電圧を圧電素子１１２にかけ、上述した右方向に駆動する場合と丁度左右逆の作用により行う。なお、前記特許文献２に開示される駆動装置は、特許文献１の技術において、駆動側の故障時などに、容易に部品交換や修理ができるように構成したものであり、基本的な駆動機構は、前記特許文献１と同様となっている。 8B and 8C show voltage waveforms applied to the piezoelectric element 112, and FIG. 8B shows the voltage waveform applied when the lens barrel 101 is moved rightward in FIG. 8A. (C) shows the voltage waveform applied when moving in the left direction. When the voltage having the waveform shown in FIG. 8B is applied to the piezoelectric element 112, the piezoelectric element 112 rapidly expands at the sudden rising portion B where the voltage A changes to the voltage C. At this time, the drive rod 117 also moves leftward in FIG. 8A by the same amount as the extension of the piezoelectric element 112. However, in this case, the lens barrel 101 hardly moves due to inertia. Conversely, when the voltage C is slowly changed from the voltage C to the voltage A, the piezoelectric element 112 contracts (returns) slowly, and the frictional force between the lens barrel 101 and the driving rod 117 and the friction between the leaf spring 114 and the driving rod 117 are obtained. Due to the force, the lens barrel 101 moves rightward in FIG. When the lens barrel 101 is moved to the left in FIG. 8 (A), a voltage having a waveform as shown in FIG. 8 (C) is applied to the piezoelectric element 112, and the operation is just opposite to that in the case of driving in the right direction described above. To do. Note that the drive device disclosed in Patent Document 2 is configured in the technique of Patent Document 1 so that parts can be easily replaced or repaired in the event of a failure on the drive side, and a basic drive mechanism. Is the same as that of Patent Document 1.

更に、特許文献３には、図９に示すように、印加電圧により曲率が変化する圧電バイモルフなどの平面変形素子２００と、該平面変形素子２００の中心部に固定されたウエイト２０２と、前記平面変形素子２００の外周部に固定保持され周囲の穴を形成する内壁面Ｗに当接するクランプ脚２０４と、前記平面変形素子２００に制御された波形の印加電圧を供給する制御手段とを具備した孔内移動装置が開示されている。当該装置は、駆動素子と被変位物が一体となっており、平面変形素子２００をゆっくり撓ませると、クランプ脚２０４と壁面Ｗの間の摩擦力が作用して動かず、次に逆方向に短時間で撓ませると、加速度が上がって撓む力が摩擦力を越えるため、平面変形素子２００が加速度方向に移動する。この動作の繰り返しにより変位し、孔内の移動が可能となっている。
特開平４−６９０７０号公報特開平７−２９８６５４号公報特開平８−２０７７５５号公報 Further, in Patent Document 3, as shown in FIG. 9, a plane deformation element 200 such as a piezoelectric bimorph whose curvature changes according to an applied voltage, a weight 202 fixed to the center of the plane deformation element 200, and the plane A hole provided with a clamp leg 204 abutting against an inner wall surface W that is fixedly held on the outer peripheral portion of the deformation element 200 and forms a peripheral hole, and a control means for supplying a controlled waveform applied voltage to the planar deformation element 200. An inward moving device is disclosed. In the apparatus, the driving element and the object to be displaced are integrated, and when the plane deformation element 200 is bent slowly, the frictional force between the clamp leg 204 and the wall surface W acts and does not move, and then in the opposite direction. When it is bent in a short time, the acceleration increases and the bending force exceeds the frictional force, so that the planar deformation element 200 moves in the acceleration direction. It is displaced by repeating this operation, and movement within the hole is possible.
JP-A-4-69070 JP-A-7-298654 JP-A-8-207755

ところで、携帯電話用のデジタルカメラ用のレンズモジュールは、光学素子の高画素化，ズーム，オートフォーカス，手ぶれ防止などの高機能化を低コストで達成することが求められるようになってきている。しかしながら、前記特許文献１に示す背景技術では、駆動棒１１７と、変位をさせる鏡筒１０１とが一体ではないため、小型化，低コスト化が困難である。また、駆動棒１１７が、該駆動棒１１７を貫通させる鏡筒１０１の孔１０１ｂ，１０１ｄと常に同じ面で接しているため静電気などの発生により固着しやすく、また、駆動力と固着力が直交するため、原理的に、駆動力で直接固着力を抑制できないことなどから信頼性に課題がある。前記特許文献２についても同様である。 By the way, lens modules for digital cameras for mobile phones have been required to achieve high functionality such as high pixel density, zoom, autofocus, and camera shake prevention at low cost. However, in the background art disclosed in Patent Document 1, since the drive rod 117 and the lens barrel 101 to be displaced are not integrated, it is difficult to reduce the size and cost. In addition, since the driving rod 117 is always in contact with the holes 101b and 101d of the lens barrel 101 that penetrates the driving rod 117, the driving rod 117 is easily fixed due to generation of static electricity and the driving force and the fixing force are orthogonal to each other. Therefore, in principle, there is a problem in reliability because the fixing force cannot be directly controlled by the driving force. The same applies to Patent Document 2.

また、特許文献３に記載の技術では、装置の保持力としてクランプ脚２０４による摩擦力が不可欠であるため小型化しにくい。また、クランプ脚２０４が平面変形素子２００の振動を吸収し、動作が不安定になりやすく変位効率が低いことや、耐久性が低いといった課題がある。更に、クランプ脚２０４により、装置の共振周波数が下がりやすく、駆動周波数を高くできないため、変位速度が低いという不都合がある。また、ウエイト２０２を設け、慣性を利用して移動しているため、下方向への移動と上方向への移動の際には、変位速度差が発生して一定しないという不都合も生じる。 In the technique described in Patent Document 3, it is difficult to reduce the size because the frictional force by the clamp legs 204 is indispensable as the holding force of the apparatus. In addition, the clamp legs 204 absorb vibrations of the planar deformation element 200, and the operation tends to become unstable, resulting in low displacement efficiency and low durability. In addition, the clamp leg 204 tends to lower the resonance frequency of the device and cannot increase the drive frequency, resulting in a disadvantage that the displacement speed is low. Further, since the weight 202 is provided and moved using inertia, there is a disadvantage that a displacement speed difference is generated and is not constant during the downward movement and the upward movement.

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、小型かつ軽量で、安定した変位及び位置決めが可能であるとともに、製造が容易な駆動装置を提供することである。 The present invention focuses on the above points, and an object of the present invention is to provide a drive device that is small and lightweight, can be stably displaced and positioned, and can be easily manufactured.

前記目的を達成するため、本発明は、被変位物を通路内で移動させるための駆動装置であって、前記被変位物が一体に取り付けられており、印加電圧により撓みの進行波を周方向に形成する複数の平面変形素子が周方向に配列されるとともに、外周部に凸部が設けられた可動体，前記通路内面から該通路の中心に向けて延出した複数の付勢手段，前記通路内に長手方向に沿って螺旋状に設けられ、且つ、前記付勢手段によって前記通路の中心に向けて付勢されており、前記可動体の凸部が入り込む溝を前記通路の中心側に長手方向に沿って螺旋状に有し、該溝によって可動体を保持するとともに、該可動体が移動する際のガイドとして機能する複数の保持手段，を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a driving apparatus for moving a displacement object in a passage, wherein the displacement object is integrally attached, and a traveling wave of bending is applied in a circumferential direction by an applied voltage. a plurality of planar deformation element formed are arranged circumferentially Rutotomoni, movable body protruding portion is provided on an outer peripheral portion, a plurality of biasing means extending toward the center of the passage from the passage inner face, said It is provided in a spiral shape along the longitudinal direction in the passage, and is biased toward the center of the passage by the biasing means, and a groove into which the convex portion of the movable body enters is formed on the center side of the passage. A plurality of holding means that spirally extend along the longitudinal direction, hold the movable body by the groove, and function as a guide when the movable body moves are provided.

他の発明は、被変位物を円筒内で移動させるための駆動装置であって、前記被変位物が一体に取り付けられており、印加電圧により撓みの進行波を周方向に形成する複数の平面変形素子が周方向に配列されるとともに、外周部に凸部が設けられた可動体，前記円筒の内壁に長手方向に沿って螺旋状に設けられた螺旋状切除部分または螺旋状凹部からなり、前記可動体の凸部が係合するとともに、該可動体が移動する際のガイドとして機能する複数の保持手段，を備えたことを特徴とする。

Another invention is a drive device for moving an object to be displaced in a cylinder, wherein the object to be displaced is integrally attached, and a plurality of planes that form a traveling wave of bending in the circumferential direction by an applied voltage. movable body deformation elements are arranged in the circumferential direction Rutotomoni, convex portions are provided on an outer peripheral portion made of a helical cutting portion or helical recess provided in a spiral shape along the longitudinal direction on the inner wall of said cylinder, A plurality of holding means functioning as guides when the movable body moves while the convex portions of the movable body are engaged are provided.

主要な形態の一つは、圧電層に電極層を積層した圧電素子を、振動板の一方の面に貼り合わせた圧電ユニモルフもしくは振動板の両面に対応して貼り合わせた圧電バイモルフのいずれかによって、前記平面変形素子を構成したことを特徴とする。他の形態によれば、前記複数の平面変形素子に対する印加電圧の位相を制御して、前記撓みの進行波の進行方向を制御することを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。 One of the main forms is by either a piezoelectric unimorph in which an electrode layer is laminated on a piezoelectric layer, bonded to one side of the diaphragm, or a piezoelectric bimorph bonded to both sides of the diaphragm. The planar deformation element is configured. According to another aspect, the traveling direction of the traveling wave of the bending is controlled by controlling the phase of the applied voltage to the plurality of planar deformation elements. The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

本発明は、被変位物を通路内で移動させるための駆動装置において、印加電圧により撓みが生ずる平面変形素子と被変位物を一体化するとともに、平面変形素子を複数周方向に配列して撓みの進行波を形成し、保持手段に沿って被変位物側が回転するようにしたので、次のような効果が得られる。
(1)平面変形素子と被変位物の一体化により部品点数が減り、小型化，軽量化，製造効率の向上が可能である。
(2)超音波モータの原理を応用しており、安定した変位，位置決めが期待できる。 The present invention relates to a driving device for moving an object to be displaced in a passage, in which a planar deformation element that is deflected by an applied voltage and the object to be displaced are integrated, and the planar deformation elements are arranged in a plurality of circumferential directions to bend. Since the traveling wave is formed and the object to be displaced is rotated along the holding means, the following effects can be obtained.
(1) Integration of the planar deformation element and the object to be displaced reduces the number of parts, enabling reductions in size, weight, and manufacturing efficiency.
(2) Applying the principle of ultrasonic motor, stable displacement and positioning can be expected.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail based on examples.

最初に、図１〜図６を参照しながら本発明の実施例１を説明する。本実施例は、本発明を光学装置のフォーカス用レンズの駆動装置として使用した例である。図１は、本実施例の駆動装置の全体構成を示す斜視図，図２は、前記図１をレンズの光軸方向から見た平面図である。図３は、主要部の表面と裏面の分極の様子と電気的接続を示す図であり、同図(A)は表側（図２）から見た図であり、同図(B)は表側から裏面側を透かして見た図である。図４は、図２の＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図であり、(A)及び(C)は、可動体が撓んだ状態，(B)は撓みのない状態，(D)は前記(B)の一部拡大した状態を示す。 First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is an example in which the present invention is used as a driving device for a focusing lens of an optical device. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the driving apparatus of this embodiment, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 viewed from the optical axis direction of the lens. Fig. 3 is a diagram showing the polarization state and electrical connection of the front and back surfaces of the main part. Fig. 3 (A) is a view from the front side (Fig. 2), and Fig. 3 (B) is the view from the front side. It is the figure which looked at the back side through. 4 is a cross-sectional view taken along the line # A- # A in FIG. 2 and viewed in the direction of the arrow. (A) and (C) are the states where the movable body is bent, and (B) is the bending. (D) shows a partially enlarged state of (B).

本実施例の駆動装置１０は、被変位物であるレンズ２４を、通路１２内で移動（ないし変位）させるためのものであって、該通路１２の内面から中心に向けて延出した多数のバネ１４の先端に設けられた複数の保持ガイド１６（図示の例では４つ）によって、可動体（アクチュエータ本体）２０が保持される構成となっている。前記保持ガイド１６は、少なくとも可動体２０の移動範囲（移送範囲）相当の長さとなるように、前記通路１２の内面に長手方向に沿って螺旋状かつ等間隔に設けられており、前記バネ１４によって、通路１２の中央に向けて付勢されている。また、保持ガイド１６の内側（通路１２の中心側）は、図１及び図２に示すように、前記可動体２０の外周部に設けられた凸部３２が嵌り込む溝１８が、長手方向に沿って螺旋状に形成されている。該溝１８は、可動体２０を保持するとともに、移動する際のガイドとして機能する。なお、バネ１４の数や配置の間隔は、保持ガイド１６の長さに応じて適宜設定してよい。前記凸部３２が嵌り込む溝１８の幅寸法を、前記凸部３２の径に対しクリアランスを設けてやや大きくすることで、前記凸部の溝に沿った移動がスムーズに行われる。また、前記バネ１４の蛇行方向を周方向に変更し、あるいは前記バネ１４の代わりに変位方向が軸対称のコイルスプリングを用いることで、バネの先端に取り付けた保持ガイドが周方向に変位することが可能になり、上記クリアランスを小さくしても凸部の溝に沿った移動がスムーズに行われ、効率良く移動することが可能となる。 The drive device 10 of this embodiment is for moving (or displacing) the lens 24, which is the object to be displaced, in the passage 12, and has a large number of members extending from the inner surface of the passage 12 toward the center. The movable body (actuator body) 20 is held by a plurality of holding guides 16 (four in the illustrated example) provided at the tip of the spring 14. The holding guides 16 are spirally and equidistantly provided along the longitudinal direction on the inner surface of the passage 12 so as to have a length corresponding to at least the moving range (transfer range) of the movable body 20. Is biased toward the center of the passage 12. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the inner side of the holding guide 16 (center side of the passage 12) has a groove 18 into which the convex portion 32 provided on the outer peripheral portion of the movable body 20 is fitted in the longitudinal direction. It is spirally formed along. The groove 18 holds the movable body 20 and functions as a guide when moving. Note that the number of springs 14 and the interval between the springs 14 may be appropriately set according to the length of the holding guide 16. By making the width dimension of the groove 18 into which the convex portion 32 fits slightly larger by providing a clearance with respect to the diameter of the convex portion 32, the movement of the convex portion along the groove is smoothly performed. Further, the holding guide attached to the tip of the spring is displaced in the circumferential direction by changing the meandering direction of the spring 14 to the circumferential direction or using a coil spring whose displacement direction is axisymmetric instead of the spring 14. Therefore, even if the clearance is reduced, the movement along the groove of the convex portion is smoothly performed, and the movement can be efficiently performed.

前記可動体２０は、振動板２６の両面に圧電層と電極層からなる圧電素子２８Ａ〜２８Ｄ及び３０Ａ〜３０Ｄが周方向に設けられており、中央にレンズ２４を配して一体化した構成となっている。前記振動板２６としては、例えば、金属板などが利用され、圧電層は、例えば、ＰＺＴなどにより形成される。また、電極層は、例えば、ＡｇやＡｇ／Ｐｄ合金などにより形成されるが、これらに限定されるものではなく、各種の公知の材質によって形成可能である。 The movable body 20 has piezoelectric elements 28A to 28D and 30A to 30D each including a piezoelectric layer and an electrode layer provided on both sides of the diaphragm 26 in the circumferential direction, and has a configuration in which a lens 24 is arranged in the center and integrated. It has become. As the vibration plate 26, for example, a metal plate is used, and the piezoelectric layer is formed of, for example, PZT. Moreover, although an electrode layer is formed, for example with Ag, an Ag / Pd alloy, etc., it is not limited to these, It can form with various well-known materials.

可動体２０は、圧電素子２８Ａ〜２８Ｄ，３０Ａ〜３０Ｄを表裏で対応するように円周方向に４分割した大きさとなっており、表裏の圧電素子の組み合わせによって圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄが形成されている。すなわち、図３(A)，(B)に表裏をそれぞれ示すように、圧電素子２８Ａ，３０Ａによって圧電バイモルフ２９Ａが構成されており、圧電素子２８Ｂ，３０Ｂによって圧電バイモルフ２９Ｂが構成されており、圧電素子２８Ｃ，３０Ｃによって圧電バイモルフ２９Ｃが構成されており、圧電素子２８Ｄ，３０Ｄによって圧電バイモルフ２９Ｄが構成されている。 The movable body 20 has a size in which the piezoelectric elements 28A to 28D, 30A to 30D are divided into four in the circumferential direction so as to correspond to the front and back, and piezoelectric bimorphs 29A to 29D are formed by a combination of the front and back piezoelectric elements. Yes. 3A and 3B, the piezoelectric elements 28A and 30A constitute a piezoelectric bimorph 29A, and the piezoelectric elements 28B and 30B constitute a piezoelectric bimorph 29B. The elements 28C and 30C constitute a piezoelectric bimorph 29C, and the piezoelectric elements 28D and 30D constitute a piezoelectric bimorph 29D.

図中の「＋」，「−」は、各圧電素子の分極方向を示す。例えば、「＋」は紙面裏から表に向かう方向，「−」は紙面表から裏に向かう方向という具合である。図示の例では、圧電素子２８Ａ，２８Ｂは同一の分極方向，圧電素子２８Ｃ，２８Ｄは同一の分極方向となっている。更に、分極方向は、表裏で連続する方向となっている。例えば、圧電素子２８Ａは「＋」，３０Ａは「−」という具合である。 “+” And “−” in the figure indicate the polarization direction of each piezoelectric element. For example, “+” is a direction from the back to the front of the paper, and “−” is a direction from the front to the back of the paper. In the illustrated example, the piezoelectric elements 28A and 28B have the same polarization direction, and the piezoelectric elements 28C and 28D have the same polarization direction. Furthermore, the polarization direction is a continuous direction on both sides. For example, the piezoelectric element 28A is “+”, and 30A is “−”.

各圧電素子の振動板２６側は、共通の電位となっており、他方の露出面側に電圧ＥＡもしくはＥＢが印加されている。すなわち、圧電素子２８Ａ，２８Ｃ，３０Ａ，３０Ｃには電圧ＥＡが印加され、圧電素子２８Ｂ，２８Ｄ，３０Ｂ，３０Ｄには電圧ＥＢが印加されている。別言すれば、４つの圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄに、電圧ＥＡ，ＥＢが交互に印加されるようになっている。電圧ＥＡ，ＥＢは、９０度の位相差を有する交流電圧である。 The diaphragm 26 side of each piezoelectric element has a common potential, and the voltage EA or EB is applied to the other exposed surface side. That is, the voltage EA is applied to the piezoelectric elements 28A, 28C, 30A, and 30C, and the voltage EB is applied to the piezoelectric elements 28B, 28D, 30B, and 30D. In other words, the voltages EA and EB are alternately applied to the four piezoelectric bimorphs 29A to 29D. The voltages EA and EB are alternating voltages having a phase difference of 90 degrees.

図４(D)には、圧電バイモルフ２９Ｃの積層部分が拡大して示されており、圧電素子２８Ｃは、圧電層２８ＣＰの表裏に電極層２８ＣＱ，２８ＣＲが積層されており、圧電素子３０Ｃは、圧電層３０ＣＰの表裏に電極層３０ＣＱ，３０ＣＲが積層されている。内側の電極層２８ＣＲ，３０ＣＲは、振動板２６を通じて共通に接続されている。そして、振動板２６と外側の電極層２８ＣＱ，３０ＣＱとの間に電圧ＥＡが印加されている。圧電素子２８Ｃの分極方向は「−」であり、電極層２８ＣＱ側から電極層２８ＣＲに向かう矢印ＦＴの方向である。圧電素子３０Ｃの分極方向は「＋」であり、電極層３０ＣＲ側から電極層３０ＣＱに向かう矢印ＦＵの方向である。 FIG. 4D shows an enlarged view of the laminated portion of the piezoelectric bimorph 29C. In the piezoelectric element 28C, electrode layers 28CQ and 28CR are laminated on the front and back of the piezoelectric layer 28CP. Electrode layers 30CQ and 30CR are laminated on the front and back of the piezoelectric layer 30CP. The inner electrode layers 28CR and 30CR are connected in common through the diaphragm 26. A voltage EA is applied between the diaphragm 26 and the outer electrode layers 28CQ and 30CQ. The polarization direction of the piezoelectric element 28C is “−”, which is the direction of an arrow FT from the electrode layer 28CQ side toward the electrode layer 28CR. The polarization direction of the piezoelectric element 30C is “+”, which is the direction of the arrow FU from the electrode layer 30CR side toward the electrode layer 30CQ.

次に、前記振動板２６の外周部には、適宜間隔で径方向外側に突出した凸部３２が、圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄ毎に形成されている。該凸部３２は、例えば、前記振動板２６と同一材料で形成されており、振動板２６の湾曲ないし撓みに追随して変位可能となっている。また、前記凸部３２は、曲面ないし球面形状となっており、保持ガイド１６の溝１８の内側に先端部分が当接するようになっている。前記可動体２０の外寸（凸部３２を含む径）は、例えば、１０ｍｍ×１０ｍｍ程度である。 Next, on the outer peripheral portion of the diaphragm 26, convex portions 32 protruding radially outward at appropriate intervals are formed for each of the piezoelectric bimorphs 29A to 29D. The convex portion 32 is made of, for example, the same material as the diaphragm 26 and can be displaced following the bending or bending of the diaphragm 26. In addition, the convex portion 32 has a curved surface or a spherical shape, and a tip portion abuts on the inner side of the groove 18 of the holding guide 16. The outer dimension (diameter including the convex part 32) of the said movable body 20 is about 10 mm x 10 mm, for example.

このような構成の可動体２０の製造手順の一例を示すと、次のようになる。まず、外周部に凸部３２を備えた円盤状の金属の振動板２６の中心に、レンズ２４が入るように所定寸法の開口部を形成する。そして、該開口部にレンズ２４を適宜手段で固定するとともに、扇状の圧電素子２８Ａ〜２８Ｄ及び３０Ａ〜３０Ｄを、振動板２６の表裏両面に導電性接着剤などの適宜手段で貼り合わせる。このとき、圧電素子２８Ａ〜２８Ｄ及び３０Ａ〜３０Ｄの分極方向が所定方向となるようにする。もしくは、貼り合わせた後に、所定方向となるように電圧を印加して分極を行う。次に、前記圧電素子２８Ａ〜２８Ｄ及び３０Ａ〜３０Ｄの電極層や振動板２６に、リード線を接合する（図示せず）。本例では、圧電素子２８Ａ〜２８Ｄ及び３０Ａ〜３０Ｄの振動板側の電極が振動板２６と接続している。 An example of the manufacturing procedure of the movable body 20 having such a configuration is as follows. First, an opening having a predetermined size is formed so that the lens 24 can enter the center of a disk-shaped metal diaphragm 26 having a convex portion 32 on the outer periphery. The lens 24 is fixed to the opening by appropriate means, and the fan-shaped piezoelectric elements 28A to 28D and 30A to 30D are bonded to the front and back surfaces of the diaphragm 26 by appropriate means such as a conductive adhesive. At this time, the polarization directions of the piezoelectric elements 28A to 28D and 30A to 30D are set to a predetermined direction. Or after bonding, a voltage is applied so that it may become a predetermined direction, and it polarizes. Next, lead wires are joined to the electrode layers and the diaphragm 26 of the piezoelectric elements 28A to 28D and 30A to 30D (not shown). In this example, the electrodes on the diaphragm side of the piezoelectric elements 28 A to 28 D and 30 A to 30 D are connected to the diaphragm 26.

前記図示しないリード線を介して、電圧ＥＡ，ＥＢが印加されると、各圧電素子２８Ａ〜２８Ｄ及び３０Ａ〜３０Ｄは伸縮する。例えば、図４(D)を参照して説明すると、圧電素子２８Ｃの圧電層２８ＣＰが矢印ＦＡ方向に伸びると、圧電素子３０Ｃの圧電層３０ＣＰは矢印ＦＣ方向に縮む。すなわち、圧電素子２８Ｃ，３０Ｃは、伸縮方向が互いに逆となる。このため、振動板２６が矢印ＦＢ方向に撓むようになる。圧電素子２８Ｃ，３０Ｃには、交流電圧ＥＡが印加されているため、電圧の値や極性は、周期的に変化する。このため、圧電バイモルフ２９Ｃは、矢印ＦＢ方向に周期的に撓むようになる。他の圧電バイモルフについても同様である。 When voltages EA and EB are applied via the lead wires (not shown), the piezoelectric elements 28A to 28D and 30A to 30D expand and contract. For example, referring to FIG. 4D, when the piezoelectric layer 28CP of the piezoelectric element 28C extends in the arrow FA direction, the piezoelectric layer 30CP of the piezoelectric element 30C contracts in the arrow FC direction. That is, the expansion / contraction directions of the piezoelectric elements 28C and 30C are opposite to each other. For this reason, the diaphragm 26 comes to bend in the arrow FB direction. Since the AC voltage EA is applied to the piezoelectric elements 28C and 30C, the voltage value and polarity change periodically. For this reason, the piezoelectric bimorph 29C bends periodically in the direction of the arrow FB. The same applies to other piezoelectric bimorphs.

この場合において、圧電バイモルフ２９Ａと、レンズ２４を介して反対側に位置する圧電バイモルフ２９Ｃは、分極方向が逆になっている。このため、振動板２６を、図２の＃Ａ−＃Ａ線に沿って矢印方向に見ると、電圧ＥＡの変化に伴って、図４(B)の撓みのない状態から、同図(A)の状態に移行し、同図(B)の状態を介して、今度は同図(C)の状態に移行し、次に同図(B)の状態を介して、再び同図(A)の状態に移行し、という動作を繰り返すことになる。一方、振動板２６を、図２の＃Ｂ−＃Ｂ線に沿った断面で見ても、同様に撓みの状態が変化するが、電圧ＥＢが電圧ＥＡと９０度の位相差を有するため、９０度異なるようになる。 In this case, the polarization directions of the piezoelectric bimorph 29A and the piezoelectric bimorph 29C located on the opposite side via the lens 24 are reversed. For this reason, when the diaphragm 26 is viewed in the direction of the arrow along the line # A- # A in FIG. 2, the state shown in FIG. ), The state of FIG. (B) is changed to the state of FIG. (C), and then the state of FIG. The operation of shifting to the state is repeated. On the other hand, when the diaphragm 26 is viewed in a cross section along the line # B- # B in FIG. 2, the state of bending similarly changes, but the voltage EB has a phase difference of 90 degrees from the voltage EA. It will be 90 degrees different.

この結果、振動板２６を全体としてみると、４つの圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄの撓み状態が、回転するようになる。すなわち、超音波モータと同様の原理で撓みの進行波が形成される。上述したように、圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄの撓みは、結果的に振動板２６の面方向の伸縮となることから、各圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄの凸部３２が伸縮に応じて変位するようになる。すなわち、凸部３２は、保持ガイド１６の溝１８に対し、振動板の面内で楕円運動するようになる。なお、前記凸部３２を溝１８にあわせて保持ガイド１６で押圧して保持しているため、圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄが最も撓んだ状態であっても、バネ１４により中心に向けて付勢された保持ガイド１６の摩擦力が凸部３２に作用するため、可動体２０が落下することはない。 As a result, when the diaphragm 26 is viewed as a whole, the bending states of the four piezoelectric bimorphs 29A to 29D are rotated. That is, a traveling wave of bending is formed on the same principle as that of an ultrasonic motor. As described above, since the bending of the piezoelectric bimorphs 29A to 29D results in expansion and contraction in the surface direction of the diaphragm 26, the convex portions 32 of the piezoelectric bimorphs 29A to 29D are displaced according to the expansion and contraction. . That is, the convex part 32 comes to elliptically move in the plane of the diaphragm with respect to the groove 18 of the holding guide 16. In addition, since the convex portion 32 is pressed and held by the holding guide 16 in accordance with the groove 18, even when the piezoelectric bimorphs 29A to 29D are most bent, they are biased toward the center by the spring 14. Since the frictional force of the held guide 16 acts on the convex portion 32, the movable body 20 does not fall.

次に、図５も参照しながら、本実施例の作用を説明する。図５は本実施例の可動体２０を利用した超音波モータの構成例で、同図(A)は斜視図，(B)は平面図である。上述したように、４つの圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄは、対向するもので分極方向が異なっており、交互に９０度位相の異なる電圧ＥＡ，ＥＢが印加される。このため、超音波モータと同様の原理で撓みの進行波が形成され、各バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄの凸部３２は進行波に対応して伸縮する。従って、仮に図５に示すように、凸部３２の外側にリング状のロータ３１があったとすると、ロータ３１は、超音波モータの原理で回転するようになる。例えば、撓みの進行波の方向が矢印ＦＰの方向であったとすると、ロータ３１は、反対の矢印ＦＱ方向に回転する。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 5A and 5B are configuration examples of an ultrasonic motor using the movable body 20 of the present embodiment. FIG. 5A is a perspective view and FIG. 5B is a plan view. As described above, the four piezoelectric bimorphs 29A to 29D are opposed to each other and have different polarization directions, and voltages EA and EB that are different in phase by 90 degrees are alternately applied. For this reason, a traveling wave of bending is formed on the same principle as an ultrasonic motor, and the convex part 32 of each bimorph 29A-29D expands and contracts corresponding to the traveling wave. Therefore, as shown in FIG. 5, if the ring-shaped rotor 31 is outside the convex portion 32, the rotor 31 rotates on the principle of an ultrasonic motor. For example, if the direction of the traveling wave of bending is the direction of the arrow FP, the rotor 31 rotates in the opposite arrow FQ direction.

ところが、本実施例では、上述したように、図５のロータ３１の代わりに、保持ガイド１６が設けられており、更にこれらの保持ガイド１６は螺旋状に形成されて固定されている。このため、保持ガイド１６は回転せず、代わりに可動体２０が保持ガイド１６に沿って回転しながら移動ないし変位するようになる。この場合において、電圧ＥＡ，ＥＢの位相差を変えることで、図５に矢印ＦＰで示した撓みの進行波の方向が逆転する。従って、可動体２０の移動方向も反転するようになる。 However, in this embodiment, as described above, the holding guides 16 are provided instead of the rotor 31 of FIG. 5, and these holding guides 16 are formed in a spiral shape and fixed. For this reason, the holding guide 16 does not rotate, and instead, the movable body 20 moves or displaces while rotating along the holding guide 16. In this case, by changing the phase difference between the voltages EA and EB, the direction of the traveling wave of the bending indicated by the arrow FP in FIG. 5 is reversed. Accordingly, the moving direction of the movable body 20 is also reversed.

図６には、本発明に関して試作した装置において、通路１２内で変位させた可動体２０の変位速度と入力電圧の関係が示されている。図６において、横軸は印加電圧ＥＡ，ＥＢの幅Ｖp-p[Ｖ]を示し、縦軸は変位速度［ｍｍ／ｓ］を示している。図６に示すように、電圧ＥＡ，ＥＢの幅Ｖp-pと変位速度は、ほぼ比例の関係にあり、電圧ＥＡ，ＥＢの幅が５Ｖのときに、約１８ｍｍ／ｓという変位速度が得られた。なお、変位速度は、共振周波数で駆動する場合が一番速かった。上述したように、４つの凸部３２と保持ガイド１６との接点が常に移動するため、可動体２０は、途中で変位速度がばらついたり、停止したりすることなく、１Ｖ程度の低い駆動電圧でも一定の速度で安定して変位することが分かる。 FIG. 6 shows the relationship between the displacement speed of the movable body 20 displaced in the passage 12 and the input voltage in the apparatus prototyped with respect to the present invention. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the width Vp-p [V] of the applied voltages EA and EB, and the vertical axis indicates the displacement speed [mm / s]. As shown in FIG. 6, the widths Vp-p of the voltages EA and EB and the displacement speed are in a substantially proportional relationship. When the widths of the voltages EA and EB are 5 V, a displacement speed of about 18 mm / s is obtained. It was. The displacement speed was the fastest when driven at the resonance frequency. As described above, since the contact points between the four convex portions 32 and the holding guide 16 always move, the movable body 20 does not vary or stop in the middle, and even at a driving voltage as low as about 1V. It can be seen that the displacement is stably performed at a constant speed.

このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)レンズ２４を、可動体２０と一体化することとしたので、部品点数が減り、小型化，軽量化，製造効率の向上，製造コストの低減を図ることができる。
(2)前記保持ガイド１６をバネ１４の弾性力を利用して可動体側に付勢することとしたので、一定の弾性定数で可動体２０の外周部を押圧することができ、動作が安定する。
(3)超音波モータの原理を応用しており、高トルク，高い応答性，微小送り可能などの特徴を有し、安定した動作が期待できる。
(4)背景技術のようなウエイトを利用しないため、上下いずれの方向へ移動を行う際でも、変位速度差が生じることがない。
(5)可動体２０の駆動に背景技術に示すようなクランプ脚を必要としないため、変位が吸収されることなく、変位速度の低下を招くことがない。 Thus, according to the first embodiment, there are the following effects.
(1) Since the lens 24 is integrated with the movable body 20, the number of parts can be reduced, and the size, weight, manufacturing efficiency, and manufacturing cost can be reduced.
(2) Since the holding guide 16 is urged toward the movable body using the elastic force of the spring 14, the outer peripheral portion of the movable body 20 can be pressed with a constant elastic constant, and the operation is stabilized. .
(3) Applying the principle of ultrasonic motor, it has features such as high torque, high responsiveness and minute feed, and stable operation can be expected.
(4) Since a weight as in the background art is not used, a displacement speed difference does not occur even when moving in any direction.
(5) Since the clamp leg as shown in the background art is not required for driving the movable body 20, the displacement is not absorbed and the displacement speed is not lowered.

次に、図７を参照しながら、実施例２を説明する。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする。図７(A)は本実施例の駆動装置５０を光軸方向から見た平面図，図７(B)は変形例，図７(C)は、前記図７(A)を＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。 Next, Example 2 will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol shall be used for the component which is the same as that of Example 1 mentioned above, or respond | corresponds. 7A is a plan view of the driving device 50 of this embodiment as viewed from the optical axis direction, FIG. 7B is a modified example, and FIG. 7C is the above-mentioned FIG. It is sectional drawing cut | disconnected along C line and seeing in the arrow direction.

本実施例の駆動装置５０のうち、可動体２０の構成は、上述した実施例１と同様である。また、可動体２０を構成する圧電素子２８Ａ〜２８Ｄ，３０Ａ〜３０Ｄの分極方向や、駆動電圧ＥＡ，ＥＢの印加も、前記実施例１と同様である。一方、本実施例では、円筒５２内に可動体２０が収納されている。円筒５２の側面には、螺旋状に切除された保持ガイド５４が円筒５２の長手方向の移送範囲に形成されており、各バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄの凸部３２は、保持ガイド５４に係合している。なお、図７(A)の例では、保持ガイド５４は、円筒５２の一部を除去して形成されているが、図７(B)に示すように、円筒５２Ａの内壁に凹部として保持ガイド５４Ａを形成するようにしてもよい。 In the driving device 50 of the present embodiment, the configuration of the movable body 20 is the same as that of the first embodiment described above. Further, the polarization directions of the piezoelectric elements 28A to 28D and 30A to 30D constituting the movable body 20 and the application of the drive voltages EA and EB are the same as in the first embodiment. On the other hand, in this embodiment, the movable body 20 is accommodated in the cylinder 52. On the side surface of the cylinder 52, a holding guide 54 cut in a spiral shape is formed in the longitudinal transfer range of the cylinder 52, and the convex portions 32 of the bimorphs 29 A to 29 D are engaged with the holding guide 54. Yes. In the example of FIG. 7A, the holding guide 54 is formed by removing a part of the cylinder 52. However, as shown in FIG. 7B, the holding guide 54 is formed as a recess on the inner wall of the cylinder 52A. 54A may be formed.

本実施例の作用も、上述した実施例１と同様である。すなわち、４つの圧電バイモルフ２９Ａ〜２９Ｄの凸部３２は、撓みの進行波に対応して伸縮する。従って、円筒５２に保持ガイド５４が形成されておらず、凸部３２が円筒５２の内壁に当接しているときは、超音波モータの原理で、円筒５２が回転する。しかし、本実施例では、円筒５２に保持ガイド５４が形成されているので、可動体２０が保持ガイド５４に沿って回転しながら移動ないし変位するようになる。本実施例でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。 The operation of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above. That is, the convex portions 32 of the four piezoelectric bimorphs 29A to 29D expand and contract in accordance with the traveling wave of the bending. Therefore, when the holding guide 54 is not formed on the cylinder 52 and the convex portion 32 is in contact with the inner wall of the cylinder 52, the cylinder 52 rotates on the principle of an ultrasonic motor. However, in this embodiment, since the holding guide 54 is formed on the cylinder 52, the movable body 20 moves or displaces while rotating along the holding guide 54. Also in the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)上述した実施例に示した材料，形状，寸法は一例であり、同様の作用を奏するように適宜変更可能である。
(2)前記実施例では、振動板２６の両面に圧電素子を設けるバイモルフ型としたが、振動板２６のいずれか一方の面にのみ圧電素子を設けたユニモルフ型としてもよい。また、圧電素子自体が、圧電層と電極層を交互に積層した積層構造のものであってもよく、その積層数，内部電極の接続パターン，引出構造なども必要に応じて適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, A various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the following are also included.
(1) The materials, shapes, and dimensions shown in the above-described embodiments are examples, and can be appropriately changed so as to achieve the same effect.
(2) In the above-described embodiment, the bimorph type in which the piezoelectric elements are provided on both surfaces of the diaphragm 26 may be a unimorph type in which the piezoelectric elements are provided on only one surface of the diaphragm 26. Further, the piezoelectric element itself may have a laminated structure in which piezoelectric layers and electrode layers are alternately laminated, and the number of laminated layers, the connection pattern of internal electrodes, the lead structure, and the like can be appropriately changed as necessary. .

(3)前記実施例における保持機構は一例であり、同様の効果を奏するように適宜設計変更可能である。例えば、前記図５において、レンズ２４の代わりに、ナットを中心に設け、このナットに螺合するボールネジを移動方向に設ける。そして、ロータ３１を固定すれば、可動体２０が回転することで自身がボールネジに沿って移動するようになる。 (3) The holding mechanism in the above embodiment is merely an example, and the design can be changed as appropriate so as to achieve the same effect. For example, in FIG. 5, instead of the lens 24, a nut is provided at the center, and a ball screw that is screwed to the nut is provided in the moving direction. Then, if the rotor 31 is fixed, the movable body 20 rotates and moves itself along the ball screw.

(4)前記実施例のレンズ２４は一例であり、本発明は、例えば、カメラの撮影レンズやオーバーヘッドプロジェクタなどの投影レンズ，双眼鏡のレンズ，複写機のレンズなど、光学装置におけるレンズの駆動のほか、プロッタやＸ−Ｙ駆動テーブルのような装置など、駆動部を有する装置一般に適用可能である。
(5)前記実施例では、可動体が４つの圧電バイモルフを備えている場合を説明したが、必要に応じて適当数のバイモルフもしくはユニモルフを形成してよい。また、各圧電素子に対する駆動電圧の印加を、保持ガイドと凸部を通じて行うようにしてもよい。 (4) The lens 24 of the above embodiment is an example, and the present invention is not limited to driving a lens in an optical apparatus such as a photographing lens of a camera, a projection lens such as an overhead projector, a lens of binoculars, or a lens of a copying machine. In addition, the present invention can be applied to a device having a drive unit such as a device such as a plotter or an XY drive table.
(5) Although the case where the movable body includes four piezoelectric bimorphs has been described in the above embodiment, an appropriate number of bimorphs or unimorphs may be formed as necessary. Moreover, you may make it apply the drive voltage with respect to each piezoelectric element through a holding guide and a convex part.

本発明によれば、超音波モータの原理を応用し、可動体が回転しながら保持ガイドに沿って移動するので、通路内でのレンズの移動など、被変位物を通路内で移動させるための駆動装置に適用できる。特に、部品点数の削減と、変位方向への安定した駆動ができることから、小型化，軽量化，製造効率の向上などが必要とされる精密機器や通信機器などで利用される駆動装置の用途に好適である。 According to the present invention, the principle of the ultrasonic motor is applied, and the movable body moves along the holding guide while rotating, so that the object to be displaced is moved in the passage, such as the movement of the lens in the passage. It can be applied to a drive device. In particular, because it can reduce the number of parts and drive stably in the direction of displacement, it can be used for precision devices and communication devices that require miniaturization, weight reduction, and improved manufacturing efficiency. Is preferred.

本発明の実施例１の駆動装置の全体構成を示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view illustrating an overall configuration of a drive device according to a first embodiment of the present invention. 前記図１の駆動装置を光軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the drive device of the said FIG. 1 from the optical axis direction. 前記実施例１における各圧電素子の分極と印加電圧の関係を示す図であり、(A)は表面，(B)は裏面の様子をそれぞれ示す図である。It is a figure which shows the relationship between the polarization of each piezoelectric element in the said Example 1, and an applied voltage, (A) is a figure which shows the mode of a surface, (B) is a back surface, respectively. 前記図２を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断した断面図であり、(A)及び(C)は可動体が撓んだ状態，(B)は撓みのない状態，(D)は前記(B)を一部拡大した図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line # A- # A in FIG. 2, (A) and (C) are states where the movable body is bent, (B) is a state where there is no deflection, and (D) is the above-mentioned state. It is the figure which expanded a part of (B). 前記実施例１の可動体をステータとして利用した超音波モータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the ultrasonic motor using the movable body of the said Example 1 as a stator. 前記実施例１の可動体の変位速度と入力電圧の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the displacement speed of the movable body of the said Example 1, and input voltage. 本発明の実施例２を示す図であり、(A)は光軸方向から見た平面図、(B)は変形例、(C)は(A)の＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断した断面図である。It is a figure which shows Example 2 of this invention, (A) is the top view seen from the optical axis direction, (B) is a modification, (C) is cut | disconnected along the # C- # C line of (A). FIG. 背景技術の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of background art. 背景技術の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of background art.

符号の説明Explanation of symbols

１０：駆動装置
１２：通路
１４：バネ
１６：保持ガイド
１８：溝
２０：可動体
２４：レンズ
２６：振動板
２８Ａ〜２８Ｄ：圧電素子
２８ＣＰ，３０ＣＰ：圧電層
２８ＣＱ，２８ＣＲ，３０ＣＱ，３０ＣＲ：電極層
２９Ａ〜２９Ｄ：圧電バイモルフ
３０Ａ〜３０Ｄ：圧電素子
３１：ロータ
３２：凸部
５０：駆動装置
５２，５２Ａ：円筒
５４，５４Ａ：保持ガイド
１０１：鏡筒
１０１ａ，１０１ｃ：両端
１０１ｂ，１０１ｄ：孔
１０１ｅ：支持部
１０１ｆ：フォーク
１０１ｋ：コ字状部
１０３：ガイドバー
１１２：圧電素子
１１３：駆動棒支持部材
１１３ａ，１１３ｃ，１１３ｅ：立ち上がり部
１１３ｂ，１１３ｄ：孔
１１４：板バネ
１１４ｃ：摩擦部
１１５，１１６：ネジ
１１７：駆動棒
２００：平面変形素子
２０２：ウエイト
２０４：クランプ脚
２０６：円板
２０８，２１０：圧電板
Ｗ：壁面

10: driving device 12: passage 14: spring 16: holding guide 18: groove 20: movable body 24: lens 26: diaphragms 28A to 28D: piezoelectric elements 28CP, 30CP: piezoelectric layers 28CQ, 28CR, 30CQ, 30CR: electrode layers 29A to 29D: Piezoelectric bimorphs 30A to 30D: Piezoelectric element 31: Rotor 32: Convex portion 50: Driving device 52, 52A: Cylinder 54, 54A: Holding guide 101: Lens barrel 101a, 101c: Both ends 101b, 101d: Hole 101e: Support part 101f: Fork 101k: U-shaped part 103: Guide bar 112: Piezoelectric element 113: Drive rod support members 113a, 113c, 113e: Standing part 113b, 113d: Hole 114: Leaf spring 114c: Friction part 115, 116: Screw 117: Driving rod 200: Planar deformation element 202: Weight 204: Clan Leg 206: circular plate 208, 210: piezoelectric plate W: wall

Claims

被変位物を通路内で移動させるための駆動装置であって、
前記被変位物が一体に取り付けられており、印加電圧により撓みの進行波を周方向に形成する複数の平面変形素子が周方向に配列されるとともに、外周部に凸部が設けられた可動体，
前記通路内面から該通路の中心に向けて延出した複数の付勢手段，
前記通路内に長手方向に沿って螺旋状に設けられ、且つ、前記付勢手段によって前記通路の中心に向けて付勢されており、前記可動体の凸部が入り込む溝を前記通路の中心側に長手方向に沿って螺旋状に有し、該溝によって可動体を保持するとともに、該可動体が移動する際のガイドとして機能する複数の保持手段，
を備えたことを特徴とする駆動装置。 A drive device for moving the object to be displaced in the passage,
Wherein the displacement thereof is mounted integrally a plurality of planar deformation elements forming a traveling wave deflection by applying voltage to the circumferential direction is arranged in the circumferential direction Rutotomoni, movable body protrusions provided on an outer peripheral portion ,
A plurality of biasing means extending from the inner surface of the passage toward the center of the passage;
The groove is provided spirally along the longitudinal direction in the passage and is urged toward the center of the passage by the urging means, and a groove into which the convex portion of the movable body enters is located on the center side of the passage. A plurality of holding means that spirally extend along the longitudinal direction, hold the movable body by the groove, and function as a guide when the movable body moves ,
A drive device comprising:

被変位物を円筒内で移動させるための駆動装置であって、
前記被変位物が一体に取り付けられており、印加電圧により撓みの進行波を周方向に形成する複数の平面変形素子が周方向に配列されるとともに、外周部に凸部が設けられた可動体，
前記円筒の内壁に長手方向に沿って螺旋状に設けられた螺旋状切除部分または螺旋状凹部からなり、前記可動体の凸部が係合するとともに、該可動体が移動する際のガイドとして機能する複数の保持手段，
を備えたことを特徴とする駆動装置。 A drive device for moving the object to be displaced in a cylinder,
Wherein the displacement thereof is mounted integrally a plurality of planar deformation elements forming a traveling wave deflection by applying voltage to the circumferential direction is arranged in the circumferential direction Rutotomoni, movable body protrusions provided on an outer peripheral portion ,
It consists of a spiral cut portion or a spiral recess spirally provided along the longitudinal direction on the inner wall of the cylinder, and functions as a guide when the movable body moves while the convex portion of the movable body engages A plurality of holding means,
A drive device comprising:

圧電層に電極層を積層した圧電素子を、振動板の一方の面に貼り合わせた圧電ユニモルフもしくは振動板の両面に対応して貼り合わせた圧電バイモルフのいずれかによって、前記平面変形素子を構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。 The planar deformation element is configured by a piezoelectric element in which an electrode layer is laminated on a piezoelectric layer, a piezoelectric unimorph bonded to one surface of the diaphragm, or a piezoelectric bimorph bonded to both surfaces of the diaphragm. The drive device according to claim 1, wherein the drive device is provided.

前記複数の平面変形素子に対する印加電圧の位相を制御して、前記撓みの進行波の進行方向を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の駆動装置。 The drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein a phase of an applied voltage to the plurality of planar deformation elements is controlled to control a traveling direction of a traveling wave of the bending.