專利名稱：振動致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過振動機(jī)構(gòu)的振動，使輥旋轉(zhuǎn)的振動致動器。
背景技術(shù)：
作為如機(jī)器人的手或臂的關(guān)節(jié)等那樣，被要求多自由度且高扭矩的驅(qū)動的部位所 使用的致動器，提出了一種通過產(chǎn)生超音波振動而進(jìn)行驅(qū)動的振動致動器。例如，在專利文獻(xiàn)1中，示出了具備夾持球狀的轉(zhuǎn)子的2個定子，并且具備貫穿轉(zhuǎn) 子和2個定子的1條鋼絲(wire)的振動致動器。2個定子分別具備層疊的壓電體。而且， 利用該鋼絲的張力在各個轉(zhuǎn)子和定子之間施加預(yù)緊力，該預(yù)緊力是指相對于轉(zhuǎn)子向定子方 向按壓的力。因此，當(dāng)施加交流電壓使壓電體產(chǎn)生振動時，具備振動的壓電體的定子產(chǎn)生振 動，并通過該振動使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由此，該振動致動器按下述的方式進(jìn)行驅(qū)動，即，通過2個定子使1個轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使 一方的定子相對另一方的定子能夠多自由度地彎曲。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-51568號公報然而，在專利文獻(xiàn)1的振動致動器中，通過定子使球體狀的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，因此在使轉(zhuǎn) 子向規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)的情況下，存在該旋轉(zhuǎn)方向偏向不希望的方向的問題。并且，存在隨著轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)，鋼絲在轉(zhuǎn)子的貫穿孔內(nèi)彎曲并移動，轉(zhuǎn)子能夠旋轉(zhuǎn)的范圍被該鋼絲在貫穿孔內(nèi) 的移動范圍所制約，而使轉(zhuǎn)子的可動范圍變小的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，目的在于提供一種能夠使轉(zhuǎn)子向規(guī)定方向 旋轉(zhuǎn)，并且使轉(zhuǎn)子能夠在大的可動范圍內(nèi)動作的振動致動器。本發(fā)明涉及的振動致動器具備一體地包含具有相互不同的旋轉(zhuǎn)中心的第一輥和 第二輥的轉(zhuǎn)子；與第一輥接觸配置的第一定子；與第二輥接觸配置的第二定子；通過使第 一定子振動，而使第一輥旋轉(zhuǎn)的第一振動機(jī)構(gòu)；以及通過使第二定子振動而使第二輥旋轉(zhuǎn) 的第二振動機(jī)構(gòu)。而且，本發(fā)明涉及的振動致動器具備第一振動致動器部和第二振動致動器部，該 第一振動致動器部具有具有旋轉(zhuǎn)中心軸的第一輥、與第一輥接觸配置的第一定子、和通過 使第一定子振動而使第一輥旋轉(zhuǎn)的第一振動機(jī)構(gòu)；該第二振動致動器部具有具有旋轉(zhuǎn)中 心的第二輥、與第二輥接觸配置的第二定子、和通過使第二定子振動而使第二輥旋轉(zhuǎn)的第 二振動機(jī)構(gòu)。第一振動致動器部的第一輥與第二振動致動器部的第二輥被一體化，被一體 化的第一輥的旋轉(zhuǎn)中心軸與第二輥的旋轉(zhuǎn)中心軸不同。根據(jù)本發(fā)明，振動致動器可以使轉(zhuǎn)子向規(guī)定的方向旋轉(zhuǎn)，并且可以使轉(zhuǎn)子在大的 可動范圍內(nèi)動作。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1涉及的振動致動器的構(gòu)成的立體圖。圖2是表示圖1的輥主體的立體圖。圖3是表示沿圖1的III-III線的截面的示意圖。圖4是表示圖3的壓電元件涉及的構(gòu)成的局部剖視圖。圖5是表示包含在圖3的壓電元件中的壓電元件板的分極方向的立體圖。圖6是表示本發(fā)明的實施方式2涉及的振動致動器的構(gòu)成的立體圖。圖7是表示沿圖6的VII-VII線的截面的示意圖。圖8是表示包含在圖7的壓電元件中的壓電元件板的分極方向的立體圖。圖9表示本發(fā)明的實施方式3涉及的振動致動器的輥主體的構(gòu)成的立體圖。圖10表示本發(fā)明的實施方式4涉及的振動致動器的構(gòu)成的立體圖。圖11表示沿圖10的XI-XI線的截面的示意圖。圖12表示包含在圖11的壓電元件中的壓電元件板的分極方向的立體圖。
具體實施例方式下面，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。實施方式1首先，使用圖1 5，表示本發(fā)明的實施方式1涉及的振動致動器101的構(gòu)成。參照圖1，振動致動器101具備半圓筒狀的一對輥部Ia和輥部lb。輥部Ia和Ib 被相對設(shè)置，呈相同形狀的鏡像關(guān)系。輥部Ia和Ib通過作為旋轉(zhuǎn)中心軸的第一輥軸10連 接，輥部Ia和Ib的圓筒的軸心與第一輥軸10的軸心相同。其中，輥部Ia和Ib作為一體 動作的一個輥構(gòu)成了第一輥1，對此將在后面進(jìn)行說明。另外，設(shè)置了近似圓筒狀的第一定子3，該第一定子3被配置成與輥部Ia和Ib各 自的圓筒面Iaa以及Iba接觸。在第一定子3上，與輥部Ia和Ib同側(cè)的端面上，形成有通 過該第一定子3的中心的溝部3c，而且，溝部3c的上部的角部3al和3bl被倒角。由此， 在第一定子3的輥部Ia和Ib側(cè)的端部上，隔著溝部3c形成了具有近似梯形五角形狀的截 面的帶狀凸部3a和北。并且，第一定子3在該凸部3a的倒角部3al以及凸部北的倒角 部3bl處分別與輥部Ia的圓筒面Iaa和輥部Ib的圓筒面Iba接觸，并由凸部3a和北的 兩方分別支承輥部Ia和lb。其中，凸部3a的倒角部3al和凸部北的倒角部3b 1具有與輥 部Ia和Ib的圓筒面Iaa和Iba匹配的形狀(參照圖3)。在第一定子3的與輥部Ia和Ib相反側(cè)的端面上，以接觸其一方的端面的方式配 置有圓筒狀的第一壓電元件5，第一壓電元件5構(gòu)成了第一振動機(jī)構(gòu)。并且，在第一壓電元 件5的與第一定子3呈相反側(cè)的另一端面，順次設(shè)置有圓筒形狀的第一基部塊7以及第三 基部塊9。其中，第一基部塊7被固定在第三基部塊9上。并且，第一定子3、第一壓電元件 5、和第一基部塊7形成一個圓柱狀的外形，并構(gòu)成了第一致動器主體101a。其中，第三基部 塊9被固定在具備振動致動器101的未圖示的機(jī)器人的手或臂等機(jī)械上。并且，在第一輥軸10上設(shè)置了相對于第一輥軸10能夠旋轉(zhuǎn)自如的第一支承部件 12，第一支承部件12相對于第一定子3將第一輥1固定并支承。第一支承部件12通過一個 板狀的連接部12c將被第一輥軸10貫穿的兩個板狀的安裝部12a以及12b連接，并且具有在連接部12c上連接了作為棒狀的第一軸部的軸部12d的形狀。軸部12d貫穿第一定子3、 第一壓電元件5、以及第一基部塊7，并向第三基部塊9的內(nèi)部延伸。并且，軸部12d在其端 部具有圓板12e，在圓板1 與第一基部塊7之間具有作為彈性部件的彈簧12f。彈簧12f 按纏繞軸部12d的方式配置，軸部12d受彈簧12f向方向A的牽引力。因此，通過作用于第 一支承部件12的牽引力，第一輥1被第一定子3按壓。即，對第一定子3施加加壓第一輥 的預(yù)緊力，彈簧12f構(gòu)成了第一施壓機(jī)構(gòu)。這里，為了方便說明，將從第三基部塊9朝向第一輥軸10的第一支承部件12的軸 部12d的軸心規(guī)則為ζ軸，垂直于ζ軸的第一輥軸10的軸心方向為χ軸，垂直于χ軸和ζ 軸的方向為y軸，且各自延伸。另外，參照圖2，在第一定子3的側(cè)面的凸部3a和北之間的溝部3c上，設(shè)置了-字狀的第一傳感器支承部16，該第一傳感器向ζ軸正方向突出。并且，在第一傳感器支承 部16上安裝有第一角度傳感器18，并且，第一角度傳感器18與第一輥軸10連接。其中，第 一角度傳感器18用于檢測相對所述第一輥1的初始設(shè)定位置的旋轉(zhuǎn)角度，并與電連接于所 述第一致動器主體IOla來控制驅(qū)動的驅(qū)動電路56(參照圖幻電連接。由第一角度傳感器 18檢測出的旋轉(zhuǎn)角度信息被發(fā)送到驅(qū)動電路56 (參照圖3)，驅(qū)動電路56 (參照圖3)基于該 旋轉(zhuǎn)角度信息對第一致動器主體IOla的驅(qū)動進(jìn)行控制，從而使第一輥1僅旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度。 其中，通過第一致動器主體IOla的驅(qū)動使第一轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)的動作的詳細(xì)內(nèi)容將在后面敘述。其次，參照圖3，第一壓電元件5分別位于xy平面上，且具有相互重合的近似圓環(huán) 板狀的第一壓電元件部51以及第二壓電元件部52。第一壓電元件部51和第二壓電元件 部52隔著絕緣片53和55與第一定子3及第一基部塊7絕緣，被配置成隔著絕緣片M相 互絕緣的狀態(tài)。并且，設(shè)置了驅(qū)動電路56，其通過對第一壓電元件部51以及第二壓電元件 部52施加驅(qū)動電壓，對第一壓電元件部51以及第二壓電元件部52分別進(jìn)行驅(qū)動。并且驅(qū) 動電路56分別與第一壓電元件部51以及第二壓電元件部52電連接。并且，參照圖4，第一壓電元件5的第一壓電元件部51具有將分別具有近似圓 環(huán)板形狀的電極板51a、壓電元件板51b、電極板51c、壓電元件板51d以及電極板51e依次 重合的層疊結(jié)構(gòu)。同樣地，第二壓電元件部52具有將分別具有近似圓環(huán)板形狀的電極板 52a、壓電元件板52b、電極板52c、壓電元件板52d以及電極板5 依次重合的層疊結(jié)構(gòu)。配置在第一壓電元件部51的兩端面部分的電極板51a及電極板51e、和配置在第 二壓電元件部52的兩端面部分的電極板5 及電極板5 被分別電氣地接地。而且，配置 在第一壓電元件部51的一對壓電元件板5 Ib與51 d之間的電極板51 c、和配置在第二壓電 元件部52的一對壓電元件52b與52d之間的電極板52c分別與驅(qū)動電路56電連接。并且，如圖5所示那樣，第一壓電元件部51的一對壓電元件51b和5Id分別在y軸 方向被分割成分離的形狀的2部分，其每個部分具有互逆極性，以分別在ζ軸方向(厚度方 向)上進(jìn)行膨脹和收縮的相反的變形動作的方式被分極。即，壓電元件板51b與壓電元件 板5Id配置成彼此表里相反，以便在對配置在壓電元件板51b和51d之間的電極板51c (參 照圖4)施加交流電壓時，通過壓電元件板的相互協(xié)作而使第一定子3的凸部3a及北(參 照圖幻繞χ軸(yz平面內(nèi))振動。另一方面，第二壓電元件部52的一對壓電元件板52b 與52d分別被分極為整體在ζ軸方向(厚度方向)進(jìn)行膨脹或者收縮的變形動作。即，壓 電元件板52b與壓電元件板52d被配置成相互表里相反，以便在對配置在壓電元件板52b和52d之間的電極板52c施加交流電壓時，通過壓電元件板相互協(xié)作而使第一定子3的凸 部3a及北(參照圖幻繞χ軸(yz平面內(nèi))振動。然后，返回圖1，在第一輥1的輥部Ia和Ib中結(jié)合了被配置成連接輥部Ia和Ib 的一對輥部加和2b。由此，輥部Ia和Ib以及輥部加和2b相互結(jié)合成為一體，構(gòu)成了作 為1個轉(zhuǎn)子的輥主體100。而且，輥部加和2b隔著第一輥軸10被相對設(shè)置，且具有相同形狀的半圓筒狀，呈 鏡像關(guān)系。并且，輥部加和2b按將其各自的圓筒面2aa和2 配置在與輥部Ia和Ib相 反側(cè)的方式被設(shè)置。另外，輥部加和2b的各自的旋轉(zhuǎn)中心軸相同，并且輥部加和2b的各 自的旋轉(zhuǎn)中心軸與作為輥部Ia和Ib的旋轉(zhuǎn)中心軸的第一輥軸10的軸心呈相互垂直并且 在同一平面內(nèi)的關(guān)系。由此，輥部加和2b構(gòu)成1個第二輥2且進(jìn)行一體同向旋轉(zhuǎn)動作，并且，第一輥1 的輥部Ia和Ib也進(jìn)行一體同向旋轉(zhuǎn)動作。另外，設(shè)置有近似圓筒狀的第二定子4，其被配置成與輥部加和2b各自的圓筒面 2aa和2 接觸。第二定子4具有與第一定子3相同的形狀，并且在帶狀凸部如和4b處與 輥部加和2b的圓筒面2aa和2 分別接觸。在第二定子4的與輥部加和2b相反側(cè)的端面上，配置有圓筒狀的第二壓電元件 6，其被配置成一方的端面與第二定子4的與輥部加和2b相反側(cè)的端面接觸，第二壓電元 件6構(gòu)成了第二振動機(jī)構(gòu)。其中，第二壓電元件6具有與第一壓電元件5相同的構(gòu)成，并且 與驅(qū)動電路56(參照圖3)電連接。并且，在第二壓電元件6的與第二定子4相反一側(cè)的端面上，設(shè)置有圓筒狀的第二 基部塊8。第二定子4、第二壓電元件6以及第二基部塊8形成1個圓柱狀的外形，構(gòu)成了 第二致動器主體101b。另外，在第二致動器主體IOlb的內(nèi)部，設(shè)置了具有與第一支承部件12相同形狀的 第二支承部件13，第二支承部件13貫穿第二定子4以及第二壓電元件6并延伸到第二基部 座8。第二支承部件13的安裝部13a通過作為旋轉(zhuǎn)中心軸的第二輥軸Ila與輥部加連接， 安裝部1 通過未圖示的作為旋轉(zhuǎn)中心軸的第三輥軸lib與輥部2b連接。由此，第一輥軸 10、第二輥軸Ila以及第三輥軸lib的各自的軸心在同一平面上，并且，在第二輥軸Ila和 第三輥軸lib之間，第一輥軸10按相對于它們垂直延伸的方式被配置。另外，作為第二支 承部件13的第二軸部的軸部13d具有與第一支承部件12的軸部12d相同的構(gòu)成，并且受 到由彈簧13f引起的向方向B的牽引力。因此，通過作用在第二支承部13的牽引力，第二 輥2被按壓到第二定子4。S卩，向第二定子4施加了對第2輥2加壓的預(yù)緊力，彈簧13f構(gòu) 成了第二施壓機(jī)構(gòu)。并且，參照圖2，在第二定子4中設(shè)置有與第3定子同樣的二字形狀的第二傳感器 支承部17，并且在第二傳感器支承部17上安裝了第二角度傳感器19。其中，第二角度傳感 器19與未圖示的第三輥軸lib連接，并且與驅(qū)動電路56 (參照圖3)電連接。因此，振動致動器101形成將第一輥1和第二輥2作為一體且具有不同的中心軸 方向的2個圓筒面的輥主體100，并且具有在第一輥1和第二輥2的各自圓筒面分別接觸地 配置了第一致動器主體IOla以及第二致動器主體IOlb的構(gòu)成。另一方面，由第一輥1和第一致動器主體IOla構(gòu)成第一振動致動器部110a，由第二輥2以及第二致動器主體IOlb構(gòu)成第二振動致動器部110b。此時，可以看成振動致動器 101是將第一致動器部IlOa和第二振動部IlOb在其各自的第一輥1以及第二輥2處按各 自的旋轉(zhuǎn)中心軸的方向不同的方式結(jié)合成一體的致動器。接著，利用圖1至圖5，示出本發(fā)明的實施方式1所涉及的振動致動器101的動作。首先，對第一輥1和第一致動器主體IOla的動作進(jìn)行說明。參照圖5，若驅(qū)動電路56(參照圖3)對第一壓電元件部51的電極板51c(參照圖 4)施加了接近于第一致動器主體101a(參照圖3)的固有振動數(shù)的頻率的交流電壓，則第 一壓電元件部51的一對壓電元件板51b和51d的被分割成兩部分的部分在ζ軸方向上交 替地反復(fù)膨脹和收縮，從而產(chǎn)生使第一定子3的凸部3a和3b (參照圖幻繞yz平面上的χ 軸搖動的撓曲振動(超音波振動)。同樣地，若驅(qū)動電路56 (參照圖幻對第二壓電元件部 52的電極板52c (參照圖4)施加交流電壓，則第二壓電元件部52的一對壓電元件板52b以 及52d在ζ軸方向上反復(fù)膨脹和收縮，使第一定子3的凸部3a和北(參照圖幻產(chǎn)生ζ軸 方向的縱向振動(超音波振動)。因此，參照圖3，若通過驅(qū)動電路56的控制，對第一壓電元件部51的電極板 51c(參照圖4)和第二壓電元件部52的電極板52c (參照圖4)的兩方施加了使相位偏移 90度的交流電壓，則繞χ軸搖動的撓曲振動和在ζ軸方向的縱向振動被組合，從而使第一 定子3的凸部3a和北產(chǎn)生在yz平面的橢圓振動。即，第一定子3的凸部3a和北產(chǎn)生繞 X軸的橢圓振動。其中，通過使對第二壓電元件部52的電極板52c施加的交流電壓的相位 相對于對第一電壓元件部51的電極板51c施加的交流電壓的相位(參照圖4)超前或滯后 90度，可以選擇PlO和QlO中的任一個為橢圓振動的旋轉(zhuǎn)方向。因此，由于在第一致動器主體IOla中通過第一支承部件12對第一輥1施加預(yù)緊 力，所以使向成為繞X軸的方向PlO或QlO橢圓振動的第一定子3的凸部3a和北帶動第 一輥1并使其繞χ軸旋轉(zhuǎn)。即，第一輥1繞第一輥軸10向方向Pl或者Ql旋轉(zhuǎn)。其中，當(dāng) 第一定子3的凸部3a和北向方向PlO進(jìn)行橢圓振動時，第一輥1向方向Pl旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝?定子3的凸部3a和北向方向QlO進(jìn)行橢圓振動時，第一輥1向方向Ql旋轉(zhuǎn)。另外，由于第三基部塊9被固定于具備振動致動器101的未圖示的機(jī)器人的手或 臂等設(shè)備，所以第一定子3相對于方向Pl和Ql的旋轉(zhuǎn)方向被固定。因此，通過對第一壓電 元件5施加交流電壓，第一致動器主體IOla相對于第一定子3，使第一輥1以及比第一輥1 靠近方向B側(cè)的部位向以第一輥軸10為中心的方向Pl或Ql旋轉(zhuǎn)。(參照圖1)并且，第一輥1的旋轉(zhuǎn)角度由第一角度傳感器18(參照圖2)檢測出并被發(fā)送到驅(qū) 動電路56，驅(qū)動電路56基于該旋轉(zhuǎn)角度信息，對第一致動器主體IOla (第一壓電元件5)的 驅(qū)動進(jìn)行控制，使第一輥1向規(guī)定的方向、角度旋轉(zhuǎn)。另一方面，返回圖1，若與第一致動器主體IOla同樣地通過驅(qū)動電路56 (參照圖 3)的控制，對第二致動器主體IOlb的第二壓電元件6施加交流電壓，則第二定子4的凸部 4a和4b進(jìn)行橢圓振動，由此，第二輥2相對于第二定子4，繞第二輥軸Ila和第三輥軸lib 向方向P2或Q2旋轉(zhuǎn)。另外，隔著第三基部塊9，輥主體100即第二輥2相對于向方向P2以及Q2的旋轉(zhuǎn) 方向被固定。因此，通過對第二壓電元件6施加交流電壓，第二致動器主體IOlb相對于第 二輥2，使第二定子4以及比第二定子4靠近方向B側(cè)的部位向以第二輥軸Ila和第三輥軸lib為中心的方向P2或Q2旋轉(zhuǎn)。并且，第二輥2相對于第二定子4的旋轉(zhuǎn)角度由第二角度傳感器19 (參照圖2)檢 測出并被發(fā)送到驅(qū)動電路56(參照圖3)，驅(qū)動電路56(參照圖3)基于該旋轉(zhuǎn)角度信息，對 第二致動器主體IOlb (第二壓電元件6)的驅(qū)動進(jìn)行控制，使第二輥2即第二定子4向規(guī)定 的方向、角度旋轉(zhuǎn)。根據(jù)上面說明，通過對第一壓電元件5和第二壓電元件6施加交流電壓，振動致動 器主體101使第二定子4相對于第一定子3，即使第二致動器主體IOlb相對于第一致動器 主體IOla以輥主體100為支點，進(jìn)行將旋轉(zhuǎn)中心軸不同的2個旋轉(zhuǎn)組合成多自由度的動作 的多自由度撓曲動作。這樣，實施方式1涉及的振動致動器101具備一體包含彼此旋轉(zhuǎn)中心軸不同的具 有第一輥軸10的第一輥1、和具有第二輥軸Ila以及第三輥軸lib的第二輥2的輥主體 100。并且具備與第一輥1接觸配置的第一定子3、與第二輥2接觸配置的第二定子4、和通 過使第一定子3振動而使第一輥1旋轉(zhuǎn)的第一電壓元件5、以及通過使第二定子4振動而使 第二輥2旋轉(zhuǎn)的第二壓電元件6。由此，通過第一電壓元件5而振動的第一定子3使第一輥1繞第一輥軸10旋轉(zhuǎn)。 并且，通過第二壓電元件6而振動的第二定子4使第二輥2繞第二輥軸Ila和第三輥軸lib 旋轉(zhuǎn)。因此，第二定子4可以將一體包含第一輥1和第二輥2的輥主體100作為支點，相對 于第一定子3進(jìn)行組合了旋轉(zhuǎn)中心軸不同的2個旋轉(zhuǎn)的動作。即，第二定子4能夠相對于 第一定子3按將輥主體100作為支點、多自由度地?fù)锨姆绞竭M(jìn)行動作。另外，第一輥1和 第二輥2的旋轉(zhuǎn)方向通過第一輥軸10、以及第二輥軸Ila和第三輥軸lib分別被限制成一 個方向。因此，在使第一輥1和第二輥2相對于第一定子3和第二定子4旋轉(zhuǎn)的情況下，該 旋轉(zhuǎn)方向不會向不希望的方向偏離。另外，第一輥1和第二輥2的可動范圍根據(jù)與第一定 子3和第二定子4的接觸面即圓筒面Iaa和lba、以及圓筒面2aa和2 被限定。因此，通 過分別調(diào)節(jié)第一定子3和第二定子4與第一輥1和第二輥2的接觸面，可以擴(kuò)大第一輥1 和第二輥2的旋轉(zhuǎn)范圍。另外，使電壓元件板51b、51d、52b以及52d層疊而形成的第一壓電元件5、和同樣 地使壓電元件板層疊而形成的第二壓電元件6能夠?qū)崿F(xiàn)其構(gòu)造的小型化，并且，驅(qū)動第一 壓電元件5和第二壓電元件6的動力源可以為一個，從而能夠?qū)崿F(xiàn)振動致動器101的小型 化。而且，當(dāng)對第一支承部件12和第二支承部件13各自的軸部12d和13d施加來自 彈簧12f和13f的牽引力時，第一輥1的第一輥軸10、以及第二輥2的第二輥軸Ila和第三 輥軸lib被牽引，第一輥1和第二輥2分別被按壓到第一定子3和第二定子4。S卩，通過第 一支承部件12和第二支承部件13分別對第一輥1的第一輥軸10、以及第二輥2的第二輥 軸Ila和第三輥軸lib施加了預(yù)緊力。由此，在第一輥1和第二輥2的旋轉(zhuǎn)動作中，可以分 別降低通過第一支承部件12和第二支承部件13施加的預(yù)緊力而旋轉(zhuǎn)的阻力。而且，由于 通過這些預(yù)緊力而將第一輥1和第二輥2分別固定在第一定子3和第二定子4，所以不需要 用于動作保持的電力等。由于第一輥1在圓筒面Iaa和Iba上與第一定子3接觸，第二輥2在圓筒面2aa 和2 上與第二定子4接觸，所以在這些接觸部之間產(chǎn)生的摩擦力相等。因此，能夠分別使第一輥1和第二輥2相對于第一定子3和第二定子4的旋轉(zhuǎn)動作順暢。而且，由于第一輥1的第一輥軸10的方向，以及第二輥2的第二輥軸Ila和第三 輥軸lib的方向相互垂直，所以能夠使第二定子4相對于第一定子3的定位變得容易。另外，第一輥1的旋轉(zhuǎn)中心被固定于第一輥軸10，第二輥2的旋轉(zhuǎn)中心被固定于第 二輥軸Ila和第三輥軸lib。因此，利用第一輥軸10，以及第二輥軸Ila或第三輥軸11b，能 夠容易設(shè)置第一輥1和第二輥2的位置，即，能夠容易設(shè)置用于檢測旋轉(zhuǎn)角度的第一角度傳 感器18和第二角度傳感器19。實施方式2本發(fā)明的實施方式2涉及的振動致動器102是將實施方式1的振動致動器101中 的第一壓電元件5的構(gòu)成變更后，進(jìn)一步將第一基部塊7作為第三定子，并相對第三基部塊 9不固定且可以滑動的致動器。并且，在下面的實施方式中，與之前所示的圖中的參照符號相同的符號是同一或 者同樣的構(gòu)成要素，因此省略其詳細(xì)說明。首先，使用圖6 圖8示出本發(fā)明的實施方式2涉及的振動致動器102的構(gòu)成。參照圖6，與實施方式1相同，在振動致動器102中設(shè)置有第一輥1和第一定子3， 在第一定子3的與第一輥1相反一側(cè)的端面配置有圓筒狀的第一壓電元件50，該第一壓電 元件50的一個端面與上述第一定子3的與第一輥1相反一側(cè)的端面接觸。并且，在第一壓 電元件50的與第一定子3相反另一側(cè)的端面以與大致圓筒狀的第三定子20接觸的方式配 置有第三定子20。而且，在第三定子20的與第一壓電元件50相反一側(cè)的端面配置有第三 基部塊9，該第三基部塊9的一個端面與第三定子20的與第一壓電元件50相反一側(cè)的端面 接觸。并且，第三定子20在第三基部塊9側(cè)具有多個凸部20a。而且，在連接第一輥1的輥部Ia和Ib的第一輥軸10上設(shè)置了第一支承部件122。 第一支承部件122在其軸部122d的端部具有圓板12 ，并且，在第三基部塊9的內(nèi)部，在圓 板12 和第三基部塊9之間具有彈簧122f。彈簧122f按纏繞軸部122d的方式被設(shè)置，并 且賦予第一定子3相對于第一輥1的預(yù)緊力、以及賦予第三定子20相對于第三基部塊9的 預(yù)緊力。接著，參照圖7，第一壓電元件50除了具有設(shè)置于實施方式1中的第一壓電元件5 的、產(chǎn)生繞yz平面上的χ軸搖動的撓曲振動的第一壓電元件部51、以及產(chǎn)生ζ軸方向的縱 向振動的第二壓電元件部52以外，還具有產(chǎn)生繞xz平面上的y軸搖動的撓曲振動的第三 壓電元件部503。第三壓電元件部503如圖8所示那樣，具有一對壓電元件板50 和503d。壓電元 件50 和503d分別按在χ軸方向被分割成分離的形狀的2部分，其每個部分具有互逆極 性，分別在ζ軸方向(厚度方向)上進(jìn)行膨脹和收縮的相反的變形動作的方式被分極。并 且，壓電元件板50 和壓電元件板503d配置為相互表里相反。第三壓電元件部503除一對壓電元件板50 和503d以外具有與第一壓電元件部 51和第二壓電元件部52相同構(gòu)成，并且與這些第一壓電元件部51和第二壓電元件部52 —
起重疊。參照圖7，配置在第三壓電元件部503的兩端面部分的一對電極板被分別電氣的 接地，并且配置在一對壓電元件板50 和503d (參照圖8)之間的電極板與驅(qū)動電路56電連接。并且，第一壓電元件部51和第三壓電元件部503隔著絕緣片53和506與第一定 子3和第三定子20絕緣，第一壓電元件部51、第二壓電元件部52、和第三壓電元件部503 隔著絕緣片討和陽配置成相互絕緣的狀態(tài)。而且，當(dāng)從驅(qū)動電路56向第三壓電元件部503的電極板施加交流電壓來驅(qū)動第三 壓電元件部503時，第三壓電元件部503的一對壓電元件板50 和503d(參照圖8)的被 分割成為兩部分的部分在ζ軸方向交替地反復(fù)膨脹和收縮，相對于第一定子3的凸部3a、3b 以及第三定子20產(chǎn)生xz平面上的繞y軸搖動的撓曲振動。另外，由于本發(fā)明的實施方式2涉及的振動致動器102的其他構(gòu)成與實施方式1 相同，故省略說明。接著，使用圖6 8，表示本發(fā)明的實施方式2涉及的振動致動器102的動作。參照圖8，當(dāng)驅(qū)動電路56(參照圖7)對第一壓電元件部51施加交流電壓時，第一 壓電元件部51相對于第一定子3的凸部3a、!3b和第三定子20 (參照圖7)產(chǎn)生yz平面上 的繞χ軸搖動的撓曲振動。同樣地，當(dāng)驅(qū)動電路56 (參照圖7)對第二壓電元件部52施加 交流電壓時，第二壓電元件部52相對于第一定子3的凸部3a、!3b和第三定子20 (參照圖7) 產(chǎn)生ζ軸方向的縱向振動。并且，當(dāng)對第三壓電元件部503施加交流電壓時，則第三壓電元 件部503相對于第一定子3的凸部3a、!3b和第三定子20 (參照圖7)產(chǎn)生xz平面上的繞y 軸搖動的撓曲振動。因此，參照圖7，若通過驅(qū)動電路56的控制，對第一壓電元件部51和第二壓電元 件部52兩方施加相位偏移了 90度的交流電壓，則在第一定子3的凸部3a、!3b和第三定子 20 (參照圖7)產(chǎn)生yz平面內(nèi)的橢圓振動。因此，由于第一定子3的凸部3a和北進(jìn)行繞χ 軸的橢圓振動，所以第一輥1向成為繞χ軸方向的Pl或者Ql旋轉(zhuǎn)。另一方面，通過第三定 子20在yz面內(nèi)的橢圓振動，在第三定子20和第三基部塊9之間不產(chǎn)生相對運(yùn)動。而且，通過基于驅(qū)動電路56的控制而對第一壓電元件部51、第二壓電元件部52以 及第三壓電元件部503施加偏移了相位的交流電壓，在第一定子3的凸部3a、!3b和第三定 子20上產(chǎn)生了組合了第一壓電元件部51繞χ軸搖動的撓曲振動、第二壓電元件部52在ζ 軸方向的縱向振動以及第三壓電元件部503繞y軸搖動的撓曲振動的復(fù)合振動。利用該復(fù)合振動，第三定子20通過其凸部20a帶動第三基部塊9的表面，而使第 三定子20相對于第三基部塊9向方向P3或Q3旋轉(zhuǎn)。這時，由于第三基部塊9被固定在具 備振動致動器102的未圖示的機(jī)器人的手或臂等設(shè)備，所以由第一定子3、第一壓電元件50 以及第三定子20構(gòu)成的第一振動致動器主體10 向方向P3或者Q3旋轉(zhuǎn)。(參照圖6)其中，利用在第一定子3的凸部3a、!3b發(fā)生的復(fù)合振動，第一輥1也根據(jù)復(fù)合振動 的方向向方向Pl或Ql旋轉(zhuǎn)。另外，由于本發(fā)明的實施方式2涉及的振動致動器102的其他動作與實施方式1 相同，所以省略說明。這樣，在實施方式2涉及的振動致動器102中，可以獲得與上述實施方式1的振動 致動器101相同的效果。并且，通過在第一壓電元件50上接觸配置第三定子20，可以使與第三定子20接觸 配置的第三基部塊9旋轉(zhuǎn)。即，由于第三基部塊9被固定，所以第一振動致動器主體10 可以相對于基部塊9以第一支承部件122為中心旋轉(zhuǎn)。并且，該旋轉(zhuǎn)動作由于旋轉(zhuǎn)中心軸 被固定在第一支承部件122，所以可以防止旋轉(zhuǎn)軸的偏移的發(fā)生。實施方式3本發(fā)明的實施方式3涉及的振動致動器103可以改變在實施方式1的振動致動器 101中被設(shè)置在同一平面上的第一輥1的第一輥軸10、第二輥2的第二輥軸Ila以及第三 輥軸lib的位置關(guān)系。參照圖9，第一輥31的輥部31a和31b通過第一輥軸310連接，第二輥32的輥部 3 和3 通過第二輥軸311連接。與實施方式1相同，輥部31a和31b以及輥部3 和 32b相互結(jié)合成為一體，此時，第一輥軸310和第二輥軸311的各自方向為相互垂直，但在相 互不相交的上下方向上分離配置。因此，第一輥31的輥部31a和31b以及第二輥32的輥 部3 和32b與實施方式1相比，具有與圓筒更近似的形狀。因此，可動的第一輥31相對 于第一定子3的旋轉(zhuǎn)角度范圍以及可動的第二輥32相對于第二定子4的旋轉(zhuǎn)角度范圍比 實施方式1的范圍大。并且，在第一輥軸310上設(shè)置了具有近似三角形狀的安裝部123a以及軸部123d 的第一支承部件123，在第二輥軸311上設(shè)置了與第一支承部件123相同形狀的第二支承部 件 133。由于本發(fā)明的實施方式3涉及的振動致動器103的其他構(gòu)成以及動作與實施方式 1的相同，故省略說明。這樣，在實施方式3涉及的振動致動器103中，可以取得與上述實施方式1的振動 致動器101相同的效果。而且，通過增大第一輥軸310和第二輥軸311的背離距離，可以增大第一輥31和 第二輥32的相對于第一定子3和第二定子4的可動的各自的旋轉(zhuǎn)角度范圍。因此，能夠增 大第二定子4相對于第一定子3即第二致動器主體10 相對于第一致動器主體103a的動 作的自由度。另外，在實施方式3中，輥主體300的第一輥31的輥部31a和31b以及第二輥32 的輥部3 和32b均形成為圓筒的一部分的形狀，但是這些還可以是完全的圓筒形狀。例 如，在圓筒形狀的第一輥31的輥部31a和31b之間配置圓筒形狀的第二輥32的輥部3 和32b，輥3 和32b的一部分向輥部31a和32b的圓筒面外側(cè)突出而形成輥主體300。實施方式4本發(fā)明的實施方式4涉及的振動致動器104是將實施方式1的振動致動器101中 的第二輥2和第二定子4的構(gòu)成進(jìn)行變更而得到的。即，按使第二輥軸2以第二支承部件 13的軸部13d為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式而形成的該振動致動器。首先，使用圖10 12，表示本發(fā)明的實施方式4涉及的振動致動器104的構(gòu)成。參照圖10，與實施方式1同樣地在振動致動器104中，設(shè)置了由半圓筒狀的一對輥 部Ia和輥部Ib構(gòu)成的第一輥1以及第一定子3。并且，在第一定子3的與第一輥1相反一 側(cè)的端面依次設(shè)置有第一壓電元件5、第一基部塊7以及第三基部塊9。其中，第一壓電元 件5與實施方式1的振動致動器101中的第一壓電元件5具有相同的構(gòu)成。另外，在第一輥1的第一輥軸10上設(shè)置了可以旋轉(zhuǎn)的第一支承部件12，設(shè)置于第 一支承部件12的彈簧12f對第三定子3施加了向第一輥1的預(yù)緊力。
其次，在第一輥1的輥部Ia和Ib上以連接它們的方式結(jié)合有矩形的板部件42。 其中，板部件42與半圓筒狀的輥部Ia和Ib的平坦的外周面Iab和11Λ結(jié)合。板部件42構(gòu)成了第二輥，輥部Ia和Ib以及板部件42相互結(jié)合為一體，構(gòu)成了作 為一個轉(zhuǎn)子的輥主體400。其中，板部件42的形狀不限于矩形，還可以是圓形、橢圓形或多 邊形等形狀。并且，在板部件42的與第一輥1相反側(cè)的端面4 上按接觸配置的方式設(shè)置有近 似圓筒狀的第二定子44。第二定子44是將彼此直徑不同的第一圓筒部4 和第二圓筒部44b按它們的軸 心成為一個的方式連接而成的。而且，第一圓筒部4 具有與實施方式2的振動致動器102 中的第三定子20相同的形狀。第一圓筒部4 按使端面44aa上沿其外周形成的多個凸部 44ab與板部件42的端面4 接觸、并且凸部44ab被收容在板部件42的端面42a內(nèi)的方式 形成。并且，在第二定子44的與板部件42相反一側(cè)的第二圓筒部44b的端面上，配置了 圓筒狀的第二壓電元件64，該構(gòu)成的詳細(xì)內(nèi)容將在后面進(jìn)行說明。并且，在第二壓電元件64的與第二定子44相反側(cè)的端面上設(shè)置有第二基部塊8。另外，結(jié)合地參照圖11，在板部件42的端面4 上，第二支承部件134的棒狀的軸 部134d與板部件42的端面4 垂直結(jié)合，并且軸部134d與板部件42成為一體。此時，第 二支承部件134的軸部134d相對于第一輥1的第一輥軸10的軸心方向沿垂直方向延伸。并且，第二支承部件134的軸部134d貫穿第二定子44和第二壓電元件64向第二 基部塊8延伸，并且在軸部134d的端部具有圓板13如。第二支承部件134在第二基部塊8 的內(nèi)部的圓板1 與第二基部塊8之間具有繞軸部134d的彈簧134f。彈簧134f對第二定 子44施加向板部件42的預(yù)緊力。此時，板部件42和第二定子44相對彼此能夠以第二支承部件134的軸部134d為 中心旋轉(zhuǎn)。因此，第二支承部件134的軸部134d構(gòu)成了作為第二輥的板部件42的輥軸，即， 構(gòu)成了實施方式1中的第二輥軸以及第三輥軸。這里，為了方便說明，將第一支承部件12的軸部12d的軸心方向作為ζ軸，將第一 輥軸10的軸心方向作為X軸，并規(guī)定相對于X軸和Z軸垂直的y軸。并且，將與X軸垂直 且從板部件42朝向第二基部塊8的第二支承部件134的軸部134d的軸心方向規(guī)則為z4 軸，y4軸相對于χ軸和z4軸垂直延伸。因此，由xyz軸構(gòu)成的坐標(biāo)系，適用于第一輥1、第一定子3、第一壓電元件5以及 第一基部塊7，由xHz4軸構(gòu)成的坐標(biāo)系適用于板部件42、第二定子44、第二壓電元件64以 及第二基部塊8，將在下面進(jìn)行說明。參照圖11，在第二定子44的凸部44ab的前端埋有永磁鐵174，并且，在板部件42 的端面42a中與永磁鐵174相對的位置埋有孔傳感器194?？讉鞲衅?94用于根據(jù)通過永 磁鐵174的位置變化而變化的永磁鐵174的磁通量，來檢測永磁鐵174的相對位置。另外， 雖未圖示，但孔傳感器194與驅(qū)動電路56電連接，由孔傳感器194檢測出的永磁鐵174的 相對位置信息被發(fā)送到驅(qū)動電路56。由此，驅(qū)動電路56根據(jù)孔傳感器194和永磁鐵174的 相對位置信息，計算出第二定子44相對于板部件42的相對位置，即，計算出以第二支承部 件134的軸部134d為中心的旋轉(zhuǎn)角度。
其次，第二壓電元件64作為第一壓電元件部51具有設(shè)置在實施方式2的第一壓 電元件50的第一壓電元件部51，作為第二壓電元件部504具有設(shè)置在相同的第一壓電元件 50的第三壓電元件部503。因此，在本實施方式中，第一壓電元件部51產(chǎn)生在y4z4平面上 繞y4軸搖動的撓曲振動，第二壓電元件部504產(chǎn)生在xz4平面上繞y4軸搖動的撓曲振動 (參照圖12)。并且，第一壓電元件部51和第二壓電元件部504隔著絕緣片53和506與第二基 部塊8和第二定子44絕緣，第一壓電元件部51和第二壓電元件部504隔著絕緣片M以彼 此絕緣的狀態(tài)配置。接著，使用圖10 12，表示本發(fā)明的實施方式4涉及的振動致動器104的動作。首先，第一輥1、第一定子3、第一壓電元件5以及第一基部塊7的動作與實施方式 1的振動致動器101相同，故省略其說明。因此，對于作為第二輥的板部件42、第二定子44、第二壓電元件64以及第二基部 塊8的動作，將在下面進(jìn)行說明。參照圖11和12，當(dāng)驅(qū)動電路56對第二壓電元件64的第一壓電元件部51施加交 流電壓時，第一壓電元件部51產(chǎn)生使第二定子44的凸部44ab在y4z4平面上繞χ軸搖動 的撓曲振動。同樣地，當(dāng)驅(qū)動電路56對第二壓電元件部504施加交流電壓時，第二壓電元 件部504產(chǎn)生使第二定子44的凸部44ab在xz4平面上繞y4軸搖動的撓曲振動。因此，參照圖11，當(dāng)通過驅(qū)動電路56的控制，對第一壓電元件部51和第二壓電元 件部504的兩方施加使相位偏移90度的交流電壓時，組合了第一壓電元件部51的繞χ軸 搖動的撓曲振動、和第二壓電元件部504的繞y4軸搖動的撓曲振動的復(fù)合振動即xy4面內(nèi) 的橢圓振動產(chǎn)生在第二定子44的凸部44ab。通過該yz4面內(nèi)的橢圓振動，第二定子44通過其凸部44ab帶動板部件42的端面 42a,使板部件42向成為繞z4軸的方向P4或者Q4旋轉(zhuǎn)。此時，由第一定子3的凸部3a和 3b產(chǎn)生的繞ζ軸的旋轉(zhuǎn)限制第一輥1，而且，第一定子3、第一壓電元件5、第一基部塊7以 及第三基部塊9相互被固定。因此，由于板部件42對繞z4軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行限制，所以第二定 子44與固定在第二定子44的第二壓電元件64以及第二基部塊8—起相對于板部件42向 方向Q4或者P4旋轉(zhuǎn)(參照圖10)。其中，驅(qū)動電路56根據(jù)由孔傳感器194檢測出的第二定子44相對于板部件42的 相對位置信息，計算出第二定子44的旋轉(zhuǎn)角度，并且驅(qū)動電路56基于該計算出的旋轉(zhuǎn)角度 對第二壓電元件64的驅(qū)動進(jìn)行控制，使第二定子44向規(guī)定方向、角度旋轉(zhuǎn)。另外，本發(fā)明的實施方式4涉及的振動致動器104的其他動作由于與實施方式1 相同，所以省略其說明。這樣地，在實施方式4涉及的振動致動器104中，能夠得到與上述實施方式1的振 動致動器101相同的效果。而且，實施方式2涉及的振動致動器102具有繞χ軸旋轉(zhuǎn)的第一輥1以及繞ζ軸 旋轉(zhuǎn)的第三定子20。另一方面，本實施方式涉及的振動致動器104具有繞χ軸旋轉(zhuǎn)的第一 軸1、和繞ζ4軸旋轉(zhuǎn)的作為第二軸的板部件42。并且，振動致動器102中的第一輥1和第三 定子20彼此分離配置，而振動致動器104中的第一輥1和板部件42彼此接近地配置。因 此，振動致動器104與振動致動器102相比，能夠接近繞χ軸的旋轉(zhuǎn)部位和繞ζ4軸的旋轉(zhuǎn)部位，可進(jìn)行復(fù)合了兩種類的旋轉(zhuǎn)動作的動作。因此，例如，振動致動器102雖可以適用于 用來再現(xiàn)人類的手指的動作的機(jī)器人手的手指部分，而振動致動器104可以適用于用來再 現(xiàn)人類的肩關(guān)節(jié)或者大腿關(guān)節(jié)的，相當(dāng)于機(jī)器人的肩膀或者大腿的部位。因此，通過振動致 動器104，能夠擴(kuò)大本發(fā)明涉及的振動致動器的適用對象。另外，在實施方式1 4中，第一輥1、31以及第二輥2、32為圓筒狀，但并不限定 于此，還可為球狀。并且，第一輥1、31的一對輥部Ia和lb、3Ia和3b、以及第二輥2、32的一對輥部加 和2b、3h和32b全部是構(gòu)成圓筒的一部分的形狀，但是還可是構(gòu)成錐臺的一部分的形狀。 例如，當(dāng)實施方式1的振動致動器101中的第一輥1的一對輥部Ia和Ib是錐臺形狀時，還 可在第一定子3的凸部3a和北上形成與形成輥部Ia和Ib的錐臺的輥面匹配的形狀的凹 槽，并使輥部Ia和Ib與該凹槽嵌合。由此，可以防止輥部Ia和Ib向第一輥10方向，即向 旋轉(zhuǎn)中心軸方向移動。而且，在實施方式1 4中，對第一輥1、31以及第二輥2、32、42而言，其旋轉(zhuǎn)中心 軸的方向呈直角關(guān)系，但并不限定于此，只要旋轉(zhuǎn)中心軸方向不同就可以。例如，第一輥1、 31的旋轉(zhuǎn)中心軸和第二輥2、32、42的旋轉(zhuǎn)中心軸可以平行。此時，若以實施方式1的振動 致動器101為例，則由于第一輥1和第二輥2并列配置，所以相對于第一致動器101a，第二 致動器主體IOlb可以將輥主體100作為支點進(jìn)行近似360°的旋轉(zhuǎn)動作。而且，實施方式2的第三定子20具有多個凸部20a，實施方式4的第二定子44也 具有多個凸部44ab，但并不限定于此。多個凸部20a和44ab也可以由一個凸部形成，該一 個凸部可以是連接了相鄰的凸部彼此的輪狀。并且，凸部20a和44ab被配置為環(huán)狀，但還 可以配置成多邊形狀。另外，在實施方式2中，在第一定子3的凸部3a、3b以及第三定子20上產(chǎn)生了組 合了第一電壓元件部51的繞χ軸搖動的撓曲振動、第二壓電元件部52的ζ周方向的縱向 振動、以及第三壓電元件部503的繞y軸搖動的撓曲振動的復(fù)合振動。并且，通過該復(fù)合振 動，第三定子20相對于第三基部塊9向方向P3或Q3旋轉(zhuǎn)。然而，實施方式4相同地，僅通 過使第一壓電元件部51和第三壓電元件部503振動的復(fù)合振動，也可以使第三定子20相 對于第三基部塊9向方向P3或Q3旋轉(zhuǎn)(參照圖6)。
權(quán)利要求
1.一種振動致動器，其特征在于，具備轉(zhuǎn)子，其一體地包含具有相互不同的旋轉(zhuǎn)中心軸的第一輥和第二輥； 第一定子，其與所述第一輥接觸配置； 第二定子，其與所述第二輥接觸配置；第一振動機(jī)構(gòu)，其通過使所述第一定子振動，而使所述第一輥旋轉(zhuǎn)；以及 第二振動機(jī)構(gòu)，其通過使所述第二定子振動，而使所述第二輥旋轉(zhuǎn)。
2.一種振動致動器，其特征在于，具備 第一振動致動器部和第二振動致動器部， 所述第一振動致動器部具有具有旋轉(zhuǎn)中心軸的第一輥；與所述第一輥接觸配置的第一定子；以及通過使所述第一定子振動，而使所述第一輥旋轉(zhuǎn)的第一振動機(jī)構(gòu)；所述第二振動致動器部具有具有旋轉(zhuǎn)中心軸的第二輥；與所述第二輥接觸配置的第二定子；通過使所述第二定子振動，而使所述第二輥旋轉(zhuǎn)的第二振動機(jī)構(gòu)； 其中，所述第一振動致動器部的所述第一輥與所述第二振動致動器部的所述第二輥被 一體化，被一體化的所述第一輥的所述旋轉(zhuǎn)中心軸與所述第二輥的所述旋轉(zhuǎn)中心軸不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動致動器，其中，所述第一振動機(jī)構(gòu)和所述第二振動機(jī)構(gòu)由相互層疊、并且被施加電壓而產(chǎn)生超聲波振 動的多個壓電元件板構(gòu)成，在所述第一振動機(jī)構(gòu)中的所述壓電元件板的層疊方向的端部配置所述第一定子， 在所述第二振動機(jī)構(gòu)中的所述壓電元件板的層疊方向的端部配置所述第二定子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動致動器，其特征在于，還具備圍繞所述第一輥的所述旋轉(zhuǎn)中心軸將所述第一輥支承為旋轉(zhuǎn)自如，并具有貫穿所述第 一定子和所述第一振動機(jī)構(gòu)的第一軸部的第一支承部件；通過所述第一支承部件并相對于所述第一定子來加壓所述第一輥的第一施壓機(jī)構(gòu)； 圍繞所述第二輥的旋轉(zhuǎn)中心軸將所述第二輥支承為旋轉(zhuǎn)自如，并具有貫通所述第二定 子和所述第二振動機(jī)構(gòu)的第二軸部的第二支承部件；以及通過所述第二支承部件并相對于所述第二定子來加壓所述第二輥的第二施壓機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振動致動器，其中，還具有與所述第一振動機(jī)構(gòu)接觸配置的第三定子，所述第三定子在通過所述第一振動機(jī)構(gòu)的振動而振動時，以所述第一支承部件為中 心，使與所述第三定子接觸配置的對象物旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動致動器，其中，所述第一輥和所述第一定子的接觸面是圓筒面的一部分， 所述第二輥和所述第二定子的接觸面是圓筒面的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動致動器，其中，所述第一輥的所述旋轉(zhuǎn)中心軸和所述第二輥的所述旋轉(zhuǎn)中心軸的方向相互為直角的關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動致動器，其中，所述第一輥中的與所述第一定子的接觸面是圓筒面的一部分， 所述第二輥中的與所述第二定子的接觸面是平面，所述第一輥能夠以作為與所述第一定子的接觸面的所述圓筒面的中心軸為中心旋轉(zhuǎn)， 所述第二輥能夠以與和所述第二定子接觸的接觸面垂直的軸為中心旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動致動器，其特征在于，還具備圍繞所述第一輥的所述旋轉(zhuǎn)中心軸將所述第一輥支承為旋轉(zhuǎn)自如，并具有貫穿所述第 一定子和所述第一振動機(jī)構(gòu)的第一軸部的第一支承部件；通過所述第一支承部件并相對于所述第一定子來加壓所述第一輥的第一施壓機(jī)構(gòu)； 所述第二輥中的與所述第二定子的接觸面結(jié)合，并支承所述第二輥，并且具有貫穿所 述第二定子和所述第二振動機(jī)構(gòu)的第二軸部的第二支承部件；以及通過第二支承部件并相對于所述第二定子來加壓所述第二輥的第二施壓機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種振動致動器，其可以使轉(zhuǎn)子向規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)，并且能夠在大的可動范圍內(nèi)動作。振動致動器(101)具備將具有相互旋轉(zhuǎn)中心軸不同的第一輥軸(10)的第一輥、和具有第二輥軸(11a)和第三輥軸(11b)的第二輥(2)一體包含的輥主體(100)。并且，具備與第一輥(1)接觸配置的第一定子(3)、與第二輥(2)接觸配置的第二定子(4)、和通過使第一定子(3)振動而使第一輥(1)繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的第一壓電元件(5)、以及通過使第二定子(4)振動而使第二輥(2)繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的第二壓電元件(6)。
文檔編號B25J19/00GK102067435SQ20098012231
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者巖田來, 鈴木昭宏 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)