WO2010007837A1 - Vibration actuator - Google Patents

Abstract

A rotor can be rotated in a predetermined direction and can be moved in a wide range.A vibration actuator (101) is provided with a roller body (100) integrally including a first roller (1) and a second roller (2) which have different rotation axes.  The first roller (1) has a first roller shaft (10), and the second roller (2) has a second roller shaft (11a) and a third roller shaft (11b).  The vibration actuator (101) also has a first stator (3) mounted to the first roller (1) so as to be in contact therewith, a second stator (4) mounted to the second roller (2) so as to be in contact therewith, a first piezoelectric element (5) for vibrating the first stator (3) to rotate the first roller (1) about the rotation axis thereof, and a second piezoelectric element (6) for vibrating the second stator (4) to rotate the second roller (2) about the rotation axis thereof.

Description

振動アクチュエータVibration actuator

　本発明は、振動手段の振動により、ローラを回転させる振動アクチュエータに関する。The present invention relates to a vibration actuator that rotates a roller by vibration of vibration means.

　ロボットのハンドやアームの関節等のように、多自由度であり、且つ高トルクな駆動を要求される部位に使用されるアクチュエータとして、超音波振動を発生して駆動する振動アクチュエータが提案されている。
　例えば、特許文献１には、球状の回転子を挟んで２つの固定子を備え、さらに回転子及び２つの固定子を貫通する１つのワイヤを備える振動アクチュエータが示されている。２つの固定子はそれぞれ積層された圧電体を備えている。また、このワイヤの張力により、回転子と固定子のそれぞれとの間には、回転子に対して固定子が圧着させられる方向の力である予圧力が与えられている。そこで、交流電圧を印加されて圧電体が振動すると、振動する圧電体を備える固定子は振動し、この振動により回転子が回転する。
　よって、この振動アクチュエータは、２つの固定子が１つの回転子を回転させることにより、一方の固定子に対して他方の固定子が多自由度に屈折するように駆動する。Vibration actuators that generate and drive ultrasonic vibrations have been proposed as actuators used for parts that require a high degree of freedom and high torque drive, such as robot hands and arm joints. Yes.
For example,Patent Document 1 discloses a vibration actuator that includes two stators with a spherical rotor interposed therebetween, and further includes a rotor and one wire that passes through the two stators. Each of the two stators includes a stacked piezoelectric body. Further, a pre-pressure, which is a force in a direction in which the stator is pressed against the rotor, is applied between the rotor and the stator by the tension of the wire. Therefore, when an AC voltage is applied and the piezoelectric body vibrates, the stator including the vibrating piezoelectric body vibrates, and the rotor rotates due to the vibration.
Therefore, in this vibration actuator, two stators rotate one rotor so that the other stator is refracted with multiple degrees of freedom with respect to one stator.

特開２００６－５１５６８号公報JP 2006-51568 A

　しかしながら、特許文献１における振動アクチュエータにおいては、球体状の回転子を固定子によって回転させているため、回転子を所定の方向に回転させる場合において、その回転方向が意図しない方向にずれてしまうという問題がある。また、回転子の回転に伴って、ワイヤが回転子の貫通孔内において屈折しつつ移動するが、回転子の回転可能な範囲はこのワイヤの貫通孔内における移動範囲によって制約されてしまい、回転子の可動範囲が狭くなるという問題もある。However, in the vibration actuator inPatent Document 1, since the spherical rotor is rotated by the stator, when the rotor is rotated in a predetermined direction, the rotation direction is shifted to an unintended direction. There's a problem. In addition, as the rotor rotates, the wire moves while being refracted in the through hole of the rotor. However, the range in which the rotor can rotate is limited by the moving range in the through hole of the wire, and the wire rotates. There is also a problem that the movable range of the child becomes narrow.

　この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、回転子に対して、所定の方向に回転させることができると共に、広い可動範囲の動作を可能にする振動アクチュエータを提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such problems, and provides a vibration actuator that can rotate in a predetermined direction with respect to a rotor and can operate in a wide movable range. The purpose is to do.

　この発明に係る振動アクチュエータは、互いに異なる回転中心軸を有する第一ローラと第二ローラとを一体に含む回転子と、第一ローラに接触配置される第一固定子と、第二ローラに接触配置される第二固定子と、第一固定子を振動させることにより、第一ローラを回転させる第一振動手段と、第二固定子を振動させることにより、第二ローラを回転させる第二振動手段とを備える。The vibration actuator according to the present invention includes a rotor integrally including a first roller and a second roller having different rotation center axes, a first stator disposed in contact with the first roller, and a contact with the second roller. A second stator to be arranged; first vibration means for rotating the first roller by vibrating the first stator; and second vibration for rotating the second roller by vibrating the second stator. Means.

　また、この発明に係る振動アクチュエータは、回転中心軸をもつ第一ローラと、第一ローラに接触配置される第一固定子と、第一固定子を振動させることにより、第一ローラを回転させる第一振動手段とを有する第一振動アクチュエータ部と、回転中心軸をもつ第二ローラと、第二ローラに接触配置される第二固定子と、第二固定子を振動させることにより、第二ローラを回転させる第二振動手段とを有する第二振動アクチュエータ部とを備え、第一振動アクチュエータ部の第一ローラと、第二振動アクチュエータ部の第二ローラとが一体化され、一体化された第一ローラの回転中心軸と第二ローラの回転中心軸とが異なる。Further, the vibration actuator according to the present invention rotates the first roller by vibrating the first roller having the rotation center axis, the first stator disposed in contact with the first roller, and the first stator. A first vibration actuator having a first vibration means, a second roller having a rotation center axis, a second stator disposed in contact with the second roller, and a second stator by vibrating the second stator, A second vibration actuator portion having a second vibration means for rotating the roller, and the first roller of the first vibration actuator portion and the second roller of the second vibration actuator portion are integrated and integrated. The rotation center axis of the first roller is different from the rotation center axis of the second roller.

　この発明によれば、振動アクチュエータは、回転子に対して、所定の方向に回転させることができると共に、広い可動範囲の動作を可能にすることができる。According to the present invention, the vibration actuator can be rotated in a predetermined direction with respect to the rotor and can operate in a wide movable range.

本発明の実施の形態１に係る振動アクチュエータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the vibration actuator which concerns onEmbodiment 1 of this invention.図１のローラ本体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the roller main body of FIG.図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section taken along line III-III in FIG. 1.図３の圧電素子に係る構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the structure which concerns on the piezoelectric element of FIG.図３の圧電素子に含まれる圧電素子板の分極方向を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the polarization direction of the piezoelectric element board contained in the piezoelectric element of FIG.本発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the vibration actuator which concerns onEmbodiment 2 of this invention.図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross section taken along line VII-VII in FIG. 6.図７の圧電素子に含まれる圧電素子板の分極方向を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the polarization direction of the piezoelectric element board contained in the piezoelectric element of FIG.本発明の実施の形態３に係る振動アクチュエータのローラ本体の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the roller main body of the vibration actuator which concerns onEmbodiment 3 of this invention.本発明の実施の形態４に係る振動アクチュエータの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the vibration actuator which concerns onEmbodiment 4 of this invention.図１０のＸＩ－ＸＩ線に沿った断面を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a cross section taken along line XI-XI in FIG. 10.図１１の圧電素子に含まれる圧電素子板の分極方向を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the polarization direction of the piezoelectric element board contained in the piezoelectric element of FIG.

　以下に、この発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

実施の形態１．
　まず、図１～５を用いて、この発明の実施の形態１に係る振動アクチュエータ１０１の構成を示す。Embodiment 1 FIG.
First, the configuration of thevibration actuator 101 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

　図１を参照すると、振動アクチュエータ１０１は、半円筒状をした一対のローラ部１ａ及びローラ部１ｂを備えている。ローラ部１ａ及び１ｂは、対向して設けられており、同形状をした鏡像の関係にある。ローラ部１ａ及び１ｂは、回転中心軸である第一ローラ軸１０によって連結されており、ローラ部１ａ及び１ｂの円筒の軸心と第一ローラ軸１０の軸心とは同一となっている。なお、ローラ部１ａ及び１ｂは、後述において説明するが、一体に動作する１つのローラとして第一ローラ１を構成している。Referring to FIG. 1, thevibration actuator 101 includes a pair ofroller portions 1a and 1b having a semi-cylindrical shape. Theroller portions 1a and 1b are provided to face each other and have a mirror image relationship with the same shape. Theroller portions 1a and 1b are connected by afirst roller shaft 10 which is a rotation center shaft, and the cylindrical shaft center of theroller portions 1a and 1b and the shaft center of thefirst roller shaft 10 are the same. Theroller portions 1a and 1b constitute thefirst roller 1 as one roller that operates integrally, as will be described later.

　また、ローラ部１ａ及び１ｂそれぞれの円筒面１ａａ及び１ｂａに接触するようにして配置された略円筒状の第一固定子３が設けられている。第一固定子３には、ローラ部１ａ及び１ｂ側となる端面にその中心を通る溝部３ｃが形成されており、溝部３ｃの上部における角部３ａ１及び３ｂ１は面取りがなされている。よって、第一固定子３におけるローラ部１ａ及び１ｂ側の端部には、溝部３ｃを挟み、略台形五角形状の断面を有する帯状の凸部３ａ及び３ｂが形成されることになる。さらに、第一固定子３は、この凸部３ａの面取り部３ａ１及び凸部３ｂの面取り部３ｂ１においてローラ部１ａの円筒面１ａａ及びローラ部１ｂの円筒面１ｂａとそれぞれ接触し、凸部３ａ及び３ｂの双方によってローラ部１ａ及び１ｂはそれぞれ支持される。なお、凸部３ａの面取り部３ａ１及び凸部３ｂの面取り部３ｂ１は、ローラ部１ａ及び１ｂの円筒面１ａａ及び１ｂａと整合する形状を有している（図３参照）。Moreover, the substantially cylindrical1st stator 3 arrange | positioned so that the cylindrical surfaces 1aa and 1ba of eachroller part 1a and 1b may be contacted is provided. Thefirst stator 3 is formed withgroove portions 3c passing through the center of the end surfaces on theroller portions 1a and 1b side, and the corner portions 3a1 and 3b1 at the upper portion of thegroove portion 3c are chamfered. Therefore, band-shapedconvex portions 3a and 3b having a substantially trapezoidal pentagonal cross section are formed at the end portions of thefirst stator 3 on theroller portions 1a and 1b side with thegroove portion 3c interposed therebetween. Further, thefirst stator 3 contacts the cylindrical surface 1aa of theroller portion 1a and the cylindrical surface 1ba of theroller portion 1b at the chamfered portion 3a1 of theconvex portion 3a and the chamfered portion 3b1 of theconvex portion 3b, respectively. Theroller portions 1a and 1b are respectively supported by both 3b. The chamfered portion 3a1 of theconvex portion 3a and the chamfered portion 3b1 of theconvex portion 3b have shapes that match the cylindrical surfaces 1aa and 1ba of theroller portions 1a and 1b (see FIG. 3).

　第一固定子３におけるローラ部１ａ及び１ｂと反対側の端面には、円筒状の第一圧電素子５がその一方の端面を接触させるようにして配置されており、第一圧電素子５は第一振動手段を構成している。さらに、第一圧電素子５における第一固定子３と反対側となる他方の端面には、円筒状をした第一基部ブロック７及び第三基部ブロック９が順次設けられている。なお、第一基部ブロック７は第三基部ブロック９に固定されている。また、第一固定子３、第一圧電素子５、及び第一基部ブロック７は、１つの円柱状の外形を形成し第一アクチュエータ本体１０１ａを構成している。なお、第三基部ブロック９は、振動アクチュエータ１０１を備える図示しないロボットのハンドやアーム等の機械に固定されている。A cylindrical firstpiezoelectric element 5 is disposed on the end surface of thefirst stator 3 opposite to theroller portions 1a and 1b so that one end surface thereof is in contact with the firstpiezoelectric element 5. One vibration means is constituted. Furthermore, a cylindricalfirst base block 7 and athird base block 9 are sequentially provided on the other end surface of the firstpiezoelectric element 5 opposite to thefirst stator 3. Thefirst base block 7 is fixed to thethird base block 9. Thefirst stator 3, the firstpiezoelectric element 5, and thefirst base block 7 form one cylindrical outer shape and constitute afirst actuator body 101 a. Thethird base block 9 is fixed to a machine such as a robot hand or arm (not shown) provided with thevibration actuator 101.

　また、第一ローラ軸１０には、第一支持部材１２が第一ローラ軸１０に対して回転自在に設けられており、第一支持部材１２は、第一固定子３に対して第一ローラ１を固定し支持している。第一支持部材１２は、第一ローラ軸１０によって貫通される２つの板状の取付部１２ａ及び１２ｂを１つの板状の連結部１２ｃで連結し、さらに連結部１２ｃに棒状の第一軸部である軸部１２ｄを接続した形状を有する。軸部１２ｄは、第一固定子３、第一圧電素子５、及び第一基部ブロック７を貫通して第三基部ブロック９の内部に延びている。さらに、軸部１２ｄは、その端部に円板１２ｅを有し、さらに、円板１２ｅと第一基部ブロック７との間に弾性部材であるバネ１２ｆを有している。バネ１２ｆは、軸部１２ｄの周りに巻き付けるようにして配置されており、軸部１２ｄは、バネ１２ｆにより方向Ａに引張力を受けている。従って、第一支持部材１２に付与される引張力によって、第一ローラ１は、第一固定子３に対して押し付けられている、すなわち、第一固定子３に対して第一ローラ１を加圧する予圧力が付与されており、バネ１２ｆは第一予圧手段を構成している。
　ここで、説明の便宜上、第三基部ブロック９から第一ローラ軸１０へ向かう第一支持部材１２の軸部１２ｄの軸心をｚ軸と規定し、ｚ軸に対して垂直である第一ローラ軸１０の軸心方向にｘ軸が、ｘ軸及びｚ軸に対して垂直にｙ軸がそれぞれ延びているものとする。Afirst support member 12 is provided on thefirst roller shaft 10 so as to be rotatable with respect to thefirst roller shaft 10, and thefirst support member 12 is a first roller with respect to thefirst stator 3. 1 is fixed and supported. Thefirst support member 12 connects two plate-like attachment portions 12a and 12b that are penetrated by thefirst roller shaft 10 with one plate-like connection portion 12c, and further has a rod-like first shaft portion connected to theconnection portion 12c. It has the shape which connected theshaft part 12d which is. Theshaft portion 12 d extends through thefirst stator 3, the firstpiezoelectric element 5, and thefirst base block 7 into thethird base block 9. Furthermore, theshaft portion 12 d has adisc 12 e at its end, and further has aspring 12 f that is an elastic member between thedisc 12 e and thefirst base block 7. Thespring 12f is arranged so as to be wound around theshaft portion 12d, and theshaft portion 12d receives a tensile force in the direction A by thespring 12f. Accordingly, thefirst roller 1 is pressed against thefirst stator 3 by the tensile force applied to thefirst support member 12, that is, thefirst roller 1 is applied to thefirst stator 3. A preload to be pressed is applied, and thespring 12f constitutes a first preload means.
Here, for convenience of explanation, the axis of theshaft portion 12d of thefirst support member 12 from thethird base block 9 toward thefirst roller shaft 10 is defined as the z axis, and the first roller is perpendicular to the z axis. It is assumed that the x-axis extends in the axial direction of theshaft 10 and the y-axis extends perpendicular to the x-axis and the z-axis.

　また、図２を参照すると、第一固定子３の側面において凸部３ａ及び３ｂの間の溝部３ｃには、コ字形状をした第一センサ支持部１６がｚ軸正方向に向かって突出して設けられている。さらに、第一センサ支持部１６には第一角度センサ１８が取り付けられており、また、第一角度センサ１８は第一ローラ軸１０と接続されている。なお、第一角度センサ１８は、第一ローラ１の初期設定位置に対する回転角度を検出するものであり、この第一アクチュエータ本体１０１ａに対して電気的に接続されて駆動を制御する駆動回路５６（図３参照）と電気的に接続されている。第一角度センサ１８によって検出された回転角度情報は、駆動回路５６（図３参照）に送られ、駆動回路５６（図３参照）は、この回転角度情報に基づき第一アクチュエータ本体１０１ａの駆動を制御して、第一ローラ１を所定の角度だけ回転させる。なお、第一アクチュエータ本体１０１ａの駆動により第一ローラ１を回転させる動作の詳細は後述にて示す。Referring to FIG. 2, a U-shapedfirst sensor support 16 protrudes in the z-axis positive direction in thegroove 3c between theprotrusions 3a and 3b on the side surface of thefirst stator 3. Is provided. Further, afirst angle sensor 18 is attached to the firstsensor support portion 16, and thefirst angle sensor 18 is connected to thefirst roller shaft 10. Thefirst angle sensor 18 detects a rotation angle of thefirst roller 1 with respect to the initial setting position, and is electrically connected to thefirst actuator body 101a to control driving. (See FIG. 3). The rotation angle information detected by thefirst angle sensor 18 is sent to the drive circuit 56 (see FIG. 3), and the drive circuit 56 (see FIG. 3) drives thefirst actuator body 101a based on the rotation angle information. By controlling, thefirst roller 1 is rotated by a predetermined angle. The details of the operation of rotating thefirst roller 1 by driving thefirst actuator body 101a will be described later.

　次に、図３を参照すると、第一圧電素子５は、それぞれｘｙ平面上に位置し且つ互いに重ね合わされた略円環板状の第一圧電素子部５１及び第二圧電素子部５２を有している。第一圧電素子部５１及び第二圧電素子部５２は、絶縁シート５３及び５５を介して第一固定子３及び第一基部ブロック７から絶縁され、絶縁シート５４を介して互いに絶縁された状態で配置されている。また、第一圧電素子部５１及び第二圧電素子部５２に駆動電圧を印加して、それぞれを駆動するための駆動回路５６が設けられており、駆動回路５６は第一圧電素子部５１及び第二圧電素子部５２とそれぞれ電気的に接続されている。
　さらに、図４を参照すると、第一圧電素子５の第一圧電素子部５１は、それぞれ略円環板形状を有する電極板５１ａ、圧電素子板５１ｂ、電極板５１ｃ、圧電素子板５１ｄ及び電極板５１ｅが順次重ね合わされた積層構造を有している。同様に、第二圧電素子部５２は、それぞれ略円環板形状を有する電極板５２ａ、圧電素子板５２ｂ、電極板５２ｃ、圧電素子板５２ｄ及び電極板５２ｅが順次重ね合わされた積層構造を有している。Next, referring to FIG. 3, the firstpiezoelectric element 5 has a first and secondpiezoelectric element portions 51 and 52 that are located on the xy plane and overlap each other. ing. The firstpiezoelectric element portion 51 and the secondpiezoelectric element portion 52 are insulated from thefirst stator 3 and thefirst base block 7 via the insulatingsheets 53 and 55 and insulated from each other via the insulatingsheet 54. Has been placed. In addition, adrive circuit 56 is provided for applying a drive voltage to the firstpiezoelectric element unit 51 and the secondpiezoelectric element unit 52 to drive them, and thedrive circuit 56 includes the firstpiezoelectric element unit 51 and the firstpiezoelectric element unit 51. The twopiezoelectric element portions 52 are electrically connected to each other.
Further, referring to FIG. 4, the firstpiezoelectric element portion 51 of the firstpiezoelectric element 5 includes anelectrode plate 51a, apiezoelectric element plate 51b, anelectrode plate 51c, apiezoelectric element plate 51d, and an electrode plate each having a substantially annular plate shape. 51e has a stacked structure in which the layers are sequentially stacked. Similarly, the secondpiezoelectric element portion 52 has a laminated structure in which anelectrode plate 52a, apiezoelectric element plate 52b, anelectrode plate 52c, apiezoelectric element plate 52d, and anelectrode plate 52e each having a substantially annular plate shape are sequentially stacked. ing.

　第一圧電素子部５１の両端面部分に配置されている電極板５１ａ及び電極板５１ｅと、第二圧電素子部５２の両端面部分に配置されている電極板５２ａ及び電極板５２ｅとがそれぞれ電気的に接地されている。また、第一圧電素子部５１の一対の圧電素子板５１ｂ及び５１ｄの間に配置されている電極板５１ｃと、第二圧電素子部５２の一対の圧電素子板５２ｂ及び５２ｄの間に配置されている電極板５２ｃとがそれぞれ駆動回路５６に電気的に接続されている。Theelectrode plate 51a and theelectrode plate 51e disposed at both end surface portions of the firstpiezoelectric element portion 51 and theelectrode plate 52a and theelectrode plate 52e disposed at both end surface portions of the secondpiezoelectric element portion 52 are electrically connected, respectively. Grounded. Further, theelectrode plate 51 c disposed between the pair ofpiezoelectric element plates 51 b and 51 d of the firstpiezoelectric element portion 51 and the pair ofpiezoelectric element plates 52 b and 52 d of the secondpiezoelectric element portion 52 are disposed. Theelectrode plates 52c are electrically connected to thedrive circuit 56, respectively.

　さらに、図５に示すとおり、第一圧電素子部５１の一対の圧電素子板５１ｂ及び５１ｄのそれぞれは、ｙ軸方向に離れるような形状に２分割されており、その各部分が互いに逆極性を有し、それぞれｚ軸方向（厚み方向）に膨張と収縮の反対の変形挙動を行うように分極されている。つまり圧電素子板５１ｂと５１ｄとの間に配置される電極板５１ｃ（図４参照）に交流電圧が印加された際に、協働して第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂ（図３参照）をｘ軸回り（ｙｚ平面内）に振動させるように、圧電素子板５１ｂと圧電素子板５１ｄとは互いに裏返しに配置されている。一方、第二圧電素子部５２の一対の圧電素子板５２ｂ及び５２ｄのそれぞれは、全体がｚ軸方向（厚み方向）に膨張あるいは収縮の変形挙動を行うように分極されている。つまり圧電素子板５２ｂと５２ｄとの間に配置される電極板５２ｃ（図４参照）に交流電圧が印加された際に、協働して第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂ（図３参照）をｚ軸方向に振動させるように、圧電素子板５２ｂと圧電素子板５２ｄは互いに裏返しに配置されている。Further, as shown in FIG. 5, each of the pair ofpiezoelectric element plates 51b and 51d of the firstpiezoelectric element portion 51 is divided into two so as to be separated in the y-axis direction, and the respective parts have opposite polarities. And polarized so as to perform deformation behavior opposite to expansion and contraction in the z-axis direction (thickness direction). That is, when an AC voltage is applied to theelectrode plate 51c (see FIG. 4) disposed between thepiezoelectric element plates 51b and 51d, theconvex portions 3a and 3b (FIG. 3) of thefirst stator 3 cooperate with each other. Thepiezoelectric element plate 51b and thepiezoelectric element plate 51d are disposed inside out so as to vibrate around the x axis (in the yz plane). On the other hand, each of the pair ofpiezoelectric element plates 52b and 52d of the secondpiezoelectric element portion 52 is polarized so that the whole performs deformation behavior of expansion or contraction in the z-axis direction (thickness direction). That is, when an AC voltage is applied to theelectrode plate 52c (see FIG. 4) disposed between thepiezoelectric element plates 52b and 52d, theconvex portions 3a and 3b (FIG. 3) cooperate with each other. Thepiezoelectric element plate 52b and thepiezoelectric element plate 52d are disposed inside out so as to vibrate in the z-axis direction.

　次に、図１に戻ると、第一ローラ１のローラ部１ａ及び１ｂには、これらを連結するようにして配置された一対のローラ部２ａ及び２ｂが結合されている。よって、ローラ部１ａ及び１ｂ、並びに、ローラ部２ａ及び２ｂは、互いに結合されて一体となっており、１つの回転子であるローラ本体１００を構成している。
　また、ローラ部２ａ及び２ｂは、第一ローラ軸１０を挟んで対向して設けられており、同形状の半円筒状を有し鏡像の関係となっている。さらに、ローラ部２ａ及び２ｂは、それぞれの円筒面２ａａ及び２ｂａをローラ部１ａ及び１ｂと反対側に配置するようにして設けられている。また、ローラ部２ａ及び２ｂはそれぞれの回転中心軸を互いに同一としており、ローラ部２ａ及び２ｂのそれぞれ回転中心軸は、ローラ部１ａ及び１ｂの回転中心軸である第一ローラ軸１０の軸心と互いに直角で同一平面内にある関係となっている。
　よって、ローラ部２ａ及び２ｂは、１つの第二ローラ２を構成して一体に同一方向に回転動作し、また、第一ローラ１のローラ部１ａ及び１ｂも一体に同一方向に回転動作する。Next, returning to FIG. 1, a pair ofroller portions 2 a and 2 b arranged so as to connect them are coupled to theroller portions 1 a and 1 b of thefirst roller 1. Therefore, theroller parts 1a and 1b and theroller parts 2a and 2b are combined with each other to form aroller body 100 that is a single rotor.
Theroller portions 2a and 2b are provided to face each other with thefirst roller shaft 10 interposed therebetween, and have a semi-cylindrical shape of the same shape and have a mirror image relationship. Further, theroller portions 2a and 2b are provided so that the respective cylindrical surfaces 2aa and 2ba are arranged on the opposite side to theroller portions 1a and 1b. Theroller portions 2a and 2b have the same rotation center axis, and the rotation center axes of theroller portions 2a and 2b are the axis of thefirst roller shaft 10 which is the rotation center axis of theroller portions 1a and 1b. Are perpendicular to each other and in the same plane.
Therefore, theroller parts 2a and 2b constitute onesecond roller 2 and rotate together in the same direction, and theroller parts 1a and 1b of thefirst roller 1 also rotate together in the same direction.

　また、ローラ部２ａ及び２ｂそれぞれの円筒面２ａａ及び２ｂａに接触するように配置された略円筒状の第二固定子４が設けられている。第二固定子４は、第一固定子３と同様の形状を有しており、帯状の凸部４ａ及び４ｂにおいてローラ部２ａ及び２ｂの円筒面２ａａ及び２ｂａとそれぞれ接触する。Further, a substantially cylindricalsecond stator 4 is provided so as to be in contact with the cylindrical surfaces 2aa and 2ba of theroller portions 2a and 2b, respectively. Thesecond stator 4 has the same shape as that of thefirst stator 3, and comes into contact with the cylindrical surfaces 2aa and 2ba of theroller portions 2a and 2b at the belt-likeconvex portions 4a and 4b, respectively.

　第二固定子４におけるローラ部２ａ及び２ｂと反対側の端面には、円筒状の第二圧電素子６がその一方の端面を接触させるようにして配置されており、第二圧電素子６は第二振動手段を構成している。なお、第二圧電素子６は、第一圧電素子５と同じ構成を有しており、駆動回路５６（図３参照）に電気的に接続されている。
　さらに、第二圧電素子６における第二固定子４と反対側の端面には、円筒状をした第二基部ブロック８が設けられている。第二固定子４、第二圧電素子６、及び第二基部ブロック８は、１つの円柱状の外形を形成し第二アクチュエータ本体１０１ｂを構成している。A cylindrical secondpiezoelectric element 6 is disposed on the end face of thesecond stator 4 opposite to theroller portions 2a and 2b so that one end face thereof is in contact with the secondpiezoelectric element 6. It constitutes two vibration means. The secondpiezoelectric element 6 has the same configuration as the firstpiezoelectric element 5 and is electrically connected to the drive circuit 56 (see FIG. 3).
Furthermore, a cylindricalsecond base block 8 is provided on the end surface of the secondpiezoelectric element 6 opposite to thesecond stator 4. Thesecond stator 4, the secondpiezoelectric element 6, and thesecond base block 8 form one cylindrical outer shape and constitute asecond actuator body 101 b.

　また、第二アクチュエータ本体１０１ｂの内部において、第一支持部材１２と同様の形状を有する第二支持部材１３が設けられており、第二支持部材１３は、第二固定子４及び第二圧電素子６を貫通して第二基部ブロック８に延びている。第二支持部材１３は、取付部１３ａが回転中心軸である第二ローラ軸１１ａによってローラ部２ａと連結され、取付部１３ｂが図示しない回転中心軸である第三ローラ軸１１ｂによってローラ部２ｂと連結されている。よって、第一ローラ軸１０、第二ローラ軸１１ａ、及び第三ローラ軸１１ｂは、それぞれの軸心を同一平面上とし、且つ、第二ローラ軸１１ａと第三ローラ軸１１ｂとの間において、第一ローラ軸１０がこれらに対して直角に延びるようにして配置されている。また、第二支持部材１３の第二軸部である軸部１３ｄは、第一支持部材１２の軸部１２ｄと同様の構成を有しており、バネ１３ｆにより方向Ｂに引張力を受けている。従って、第二支持部材１３に付与される引張力によって、第二ローラ２は、第二固定子４に対して押し付けられている、すなわち、第二固定子４に対して第二ローラ２を加圧する予圧力が付与されており、バネ１３ｆは第二予圧手段を構成している。Asecond support member 13 having the same shape as thefirst support member 12 is provided inside the second actuatormain body 101b. Thesecond support member 13 includes thesecond stator 4 and the second piezoelectric element. 6 extends through thesecond base block 8. Thesecond support member 13 has anattachment portion 13a connected to theroller portion 2a by asecond roller shaft 11a that is a rotation center axis, and theattachment portion 13b is connected to theroller portion 2b by athird roller shaft 11b that is a rotation center axis (not shown). It is connected. Therefore, thefirst roller shaft 10, thesecond roller shaft 11a, and thethird roller shaft 11b have their respective axes on the same plane, and between thesecond roller shaft 11a and thethird roller shaft 11b, Thefirst roller shaft 10 is disposed so as to extend at right angles thereto. Further, theshaft portion 13d that is the second shaft portion of thesecond support member 13 has the same configuration as theshaft portion 12d of thefirst support member 12, and receives a tensile force in the direction B by thespring 13f. . Accordingly, thesecond roller 2 is pressed against thesecond stator 4 by the tensile force applied to thesecond support member 13, that is, thesecond roller 2 is applied to thesecond stator 4. A preload to be pressed is applied, and thespring 13f constitutes a second preload means.

　また、図２を参照すると、第二固定子４には、第一固定子３と同様にして、コ字形状をした第二センサ支持部１７が設けられており、第二センサ支持部１７には第二角度センサ１９が取り付けられている。なお、第二角度センサ１９は、図示しない第三ローラ軸１１ｂと接続されており、また、駆動回路５６（図３参照）と電気的に接続されている。
　従って、振動アクチュエータ１０１は、第一ローラ１及び第二ローラ２を一体として中心軸の方向が異なる２つの円筒面を有するローラ本体１００を形成し、第一ローラ１及び第二ローラ２の各円筒面に第一アクチュエータ本体１０１ａ及び第二アクチュエータ本体１０１ｂをそれぞれ接触配置した構成を有するものである。Referring to FIG. 2, thesecond stator 4 is provided with a U-shaped secondsensor support portion 17 in the same manner as thefirst stator 3. Asecond angle sensor 19 is attached. Thesecond angle sensor 19 is connected to athird roller shaft 11b (not shown), and is electrically connected to a drive circuit 56 (see FIG. 3).
Therefore, thevibration actuator 101 forms theroller body 100 having two cylindrical surfaces with different directions of the central axis by integrating thefirst roller 1 and thesecond roller 2, and each cylinder of thefirst roller 1 and thesecond roller 2. Thefirst actuator body 101a and thesecond actuator body 101b are arranged in contact with each other on the surface.

　一方、第一ローラ１及び第一アクチュエータ本体１０１ａにより第一振動アクチュエータ部１１０ａが構成され、第二ローラ２及び第二アクチュエータ本体１０１ｂにより第二振動アクチュエータ部１１０ｂが構成されるとする。このとき、振動アクチュエータ１０１は、第一振動アクチュエータ部１１０ａ及び第二振動アクチュエータ部１１０ｂを、その第一ローラ１及び第二ローラ２においてそれぞれの回転中心軸の方向が異なるようにして結合し一体としたものであるとみなすこともできる。On the other hand, it is assumed that the firstvibration actuator unit 110a is configured by thefirst roller 1 and thefirst actuator body 101a, and the secondvibration actuator unit 110b is configured by thesecond roller 2 and thesecond actuator body 101b. At this time, thevibration actuator 101 combines the firstvibration actuator portion 110a and the secondvibration actuator portion 110b so that the directions of the rotation center axes of thefirst roller 1 and thesecond roller 2 are different from each other. It can also be regarded as

　次に、図１～５を用いて、この発明の実施の形態１に係る振動アクチュエータ１０１の動作を示す。
　まず、第一ローラ１及び第一アクチュエータ本体１０１ａの動作について説明する。
　図５を参照すると、駆動回路５６（図３参照）が、第一圧電素子部５１の電極板５１ｃ（図４参照）に第一アクチュエータ本体１０１ａ（図３参照）の固有振動数に近い周波数の交流電圧を印加すると、第一圧電素子部５１の一対の圧電素子板５１ｂ及び５１ｄの２分割された部分がｚ軸方向に膨張と収縮とを交互に繰り返し、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂ（図３参照）に対してｙｚ平面上のｘ軸回りに揺動させるたわみ振動（超音波振動）を発生する。同様に、駆動回路５６（図３参照）が、第二圧電素子部５２の電極板５２ｃ（図４参照）に交流電圧を印加すると、第二圧電素子部５２の一対の圧電素子板５２ｂ及び５２ｄがｚ軸方向に膨張と収縮とを繰り返し、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂ（図３参照）に対してｚ軸方向の縦振動（超音波振動）を発生する。Next, the operation of thevibration actuator 101 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, operations of thefirst roller 1 and thefirst actuator body 101a will be described.
Referring to FIG. 5, the drive circuit 56 (see FIG. 3) has a frequency close to the natural frequency of thefirst actuator body 101 a (see FIG. 3) on theelectrode plate 51 c (see FIG. 4) of the firstpiezoelectric element portion 51. When an AC voltage is applied, the two divided portions of the pair ofpiezoelectric element plates 51b and 51d of the firstpiezoelectric element portion 51 alternately repeat expansion and contraction in the z-axis direction, and theconvex portion 3a of thefirst stator 3 3b (see FIG. 3), a flexural vibration (ultrasonic vibration) is generated that swings around the x axis on the yz plane. Similarly, when the drive circuit 56 (see FIG. 3) applies an AC voltage to theelectrode plate 52c (see FIG. 4) of the secondpiezoelectric element portion 52, a pair ofpiezoelectric element plates 52b and 52d of the secondpiezoelectric element portion 52 are provided. Repeats expansion and contraction in the z-axis direction, and generates longitudinal vibration (ultrasonic vibration) in the z-axis direction with respect to theconvex portions 3a and 3b (see FIG. 3) of thefirst stator 3.

　そこで、図３を参照すると、駆動回路５６の制御に従って、第一圧電素子部５１の電極板５１ｃ（図４参照）と第二圧電素子部５２の電極板５２ｃ（図４参照）との双方に位相を９０度シフトさせた交流電圧を印加すると、ｘ軸回りに揺動させるたわみ振動とｚ軸方向の縦振動とが組み合わされて、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂにｙｚ面内の楕円振動が発生する。すなわち、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂは、ｘ軸回りの楕円振動をする。なお、印加する交流電圧の位相は、第一圧電素子部５１の電極板５１ｃ（図４参照）に対して第二圧電素子部５２の電極板５２ｃ（図４参照）を９０度進ませるか遅らせることによって、楕円振動の回転方向が方向Ｐ１０及びＱ１０のいずれかに選択可能である。Therefore, referring to FIG. 3, both theelectrode plate 51 c (see FIG. 4) of the firstpiezoelectric element portion 51 and theelectrode plate 52 c (see FIG. 4) of the secondpiezoelectric element portion 52 are controlled according to the control of thedrive circuit 56. When an AC voltage whose phase is shifted by 90 degrees is applied, a flexural vibration that swings around the x axis and a longitudinal vibration in the z axis direction are combined, and theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3 are in the yz plane. Elliptical vibration occurs. That is, theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3 perform elliptical vibration around the x axis. The phase of the AC voltage to be applied is advanced or delayed by 90 degrees for theelectrode plate 52c (see FIG. 4) of the secondpiezoelectric element portion 52 relative to theelectrode plate 51c (see FIG. 4) of the firstpiezoelectric element portion 51. Thus, the rotation direction of the elliptical vibration can be selected from any of directions P10 and Q10.

　よって、第一アクチュエータ本体１０１ａには第一支持部材１２によって第一ローラ１に対して予圧力が付与されているため、ｘ軸回りとなる方向Ｐ１０又はＱ１０に楕円振動する第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂは、第一ローラ１を引っ掻くようにしてｘ軸回りに回転させる、すなわち、第一ローラ軸１０の周りに方向Ｐ１又はＱ１に回転させる。なお、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂが方向Ｐ１０に楕円振動を行うとき、第一ローラ１は方向Ｐ１に回転し、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂが方向Ｑ１０に楕円振動を行うとき、第一ローラ１は方向Ｑ１に回転する。Therefore, since the preload is applied to thefirst actuator body 101a with respect to thefirst roller 1 by thefirst support member 12, thefirst stator 3 that elliptically vibrates in the direction P10 or Q10 around the x axis. Theconvex portions 3a and 3b are rotated around the x-axis so as to scratch thefirst roller 1, that is, are rotated around thefirst roller shaft 10 in the direction P1 or Q1. When theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3 perform elliptical vibration in the direction P10, thefirst roller 1 rotates in the direction P1, and theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3 are elliptic in the direction Q10. When vibrating, thefirst roller 1 rotates in the direction Q1.

　また、第三基部ブロック９は振動アクチュエータ１０１を備える図示しないロボットのハンドやアーム等の機械に固定されているため、第一固定子３は、方向Ｐ１及びＱ１の回転方向について固定されていることになる。従って、第一圧電素子５に交流電圧を印加することにより、第一アクチュエータ本体１０１ａは、第一固定子３に対して、第一ローラ１及び第一ローラ１より方向Ｂ側の部位を、第一ローラ軸１０を中心とした方向Ｐ１又はＱ１に回転させる。（図１参照）
　なお、第一ローラ１の回転角度は、第一角度センサ１８（図２参照）によって検出されて駆動回路５６に送られ、駆動回路５６は、この回転角度情報に基づき第一アクチュエータ本体１０１ａ（第一圧電素子５）の駆動を制御して、第一ローラ１を所定の方向・角度に回転させる。Further, since thethird base block 9 is fixed to a machine such as a robot hand or arm (not shown) provided with thevibration actuator 101, thefirst stator 3 is fixed in the rotational directions of the directions P1 and Q1. become. Therefore, by applying an AC voltage to the firstpiezoelectric element 5, thefirst actuator body 101 a moves thefirst roller 1 and thefirst roller 1 in the direction B side from thefirst roller 1. The roller is rotated in the direction P1 or Q1 around theroller shaft 10. (See Figure 1)
The rotation angle of thefirst roller 1 is detected by the first angle sensor 18 (see FIG. 2) and is sent to thedrive circuit 56. Thedrive circuit 56 is based on the rotation angle information, and thefirst actuator body 101a (first The drive of one piezoelectric element 5) is controlled to rotate thefirst roller 1 in a predetermined direction and angle.

　一方、図１に戻り、第一アクチュエータ本体１０１ａと同様にして、駆動回路５６（図３参照）の制御に従って、第二アクチュエータ本体１０１ｂの第二圧電素子６に交流電圧を印加すると、第二固定子４の凸部４ａ及び４ｂが楕円振動を行い、これにより、第二ローラ２は、第二固定子４に対して、第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂの周りに方向Ｐ２又はＱ２に回転する。On the other hand, returning to FIG. 1, in the same manner as thefirst actuator body 101a, when an AC voltage is applied to the secondpiezoelectric element 6 of thesecond actuator body 101b according to the control of the drive circuit 56 (see FIG. 3), the second fixed Theconvex portions 4a and 4b of thechild 4 perform elliptical vibration, so that thesecond roller 2 moves in the direction P2 or Q2 around thesecond roller shaft 11a and thethird roller shaft 11b with respect to thesecond stator 4. Rotate to.

　また、第三基部ブロック９を介して、ローラ本体１００、すなわち、第二ローラ２は方向Ｐ２及びＱ２の回転方向について固定されている。従って、第二圧電素子６に交流電圧を印加することにより、第二アクチュエータ本体１０１ｂは、第二ローラ２に対して、第二固定子４及び第二固定子４より方向Ｂ側の部位を、第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂを中心とした方向Ｐ２又はＱ２に回転させる。
　なお、第二固定子４に対する第二ローラ２の回転角度は、第二角度センサ１９（図２参照）によって検出されて駆動回路５６（図３参照）に送られ、駆動回路５６（図３参照）は、この回転角度情報に基づき第二アクチュエータ本体１０１ｂ（第二圧電素子６）の駆動を制御して、第二ローラ２、すなわち、第二固定子４を所定の方向・角度に回転させる。Further, theroller body 100, that is, thesecond roller 2 is fixed with respect to the rotational directions of the directions P2 and Q2 through thethird base block 9. Therefore, by applying an AC voltage to the secondpiezoelectric element 6, thesecond actuator body 101 b causes thesecond roller 2 to move thesecond stator 4 and the portion on the direction B side from thesecond stator 4. It is rotated in the direction P2 or Q2 around thesecond roller shaft 11a and thethird roller shaft 11b.
The rotation angle of thesecond roller 2 with respect to thesecond stator 4 is detected by the second angle sensor 19 (see FIG. 2) and sent to the drive circuit 56 (see FIG. 3), and the drive circuit 56 (see FIG. 3). ) Controls the driving of thesecond actuator body 101b (second piezoelectric element 6) based on this rotation angle information, and rotates thesecond roller 2, that is, thesecond stator 4, in a predetermined direction and angle.

　上述より、振動アクチュエータ１０１は、第一圧電素子５及び第二圧電素子６に交流電圧を印加することにより、第一固定子３に対して第二固定子４を、すなわち、第一アクチュエータ本体１０１ａに対して第二アクチュエータ本体１０１ｂを、ローラ本体１００を支点として、回転中心軸の異なる２つの回転を組み合わせた多自由度な動作である、多自由度な屈折動作を行わせる。From the above description, thevibration actuator 101 applies the AC voltage to the firstpiezoelectric element 5 and the secondpiezoelectric element 6, so that thesecond stator 4, that is, thefirst actuator body 101 a is applied to thefirst stator 3. On the other hand, thesecond actuator body 101b performs a multi-degree-of-freedom refraction operation, which is a multi-degree-of-freedom operation combining two rotations having different rotation center axes with theroller body 100 as a fulcrum.

　このように、実施の形態１に係る振動アクチュエータ１０１は、互いに回転中心軸が異なる、第一ローラ軸１０を有する第一ローラ１と、第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂを有する第二ローラ２とを一体に含むローラ本体１００を備える。さらに、第一ローラ１に接触配置される第一固定子３と、第二ローラ２に接触配置される第二固定子４と、第一固定子３を振動させることにより、第一ローラ１を回転させる第一圧電素子５と、第二固定子４を振動させることにより、第二ローラ２を回転させる第二圧電素子６とを備える。As described above, thevibration actuator 101 according to the first embodiment includes thefirst roller 1 having thefirst roller shaft 10, thesecond roller shaft 11a, and thesecond roller shaft 11b having different rotation center axes. A rollermain body 100 integrally including theroller 2 is provided. Furthermore, by vibrating thefirst stator 3 disposed in contact with thefirst roller 1, thesecond stator 4 disposed in contact with thesecond roller 2, and thefirst stator 3, thefirst roller 1 is moved. A firstpiezoelectric element 5 to be rotated and a secondpiezoelectric element 6 to rotate thesecond roller 2 by vibrating thesecond stator 4 are provided.

　これにより、第一圧電素子５により振動させられた第一固定子３は、第一ローラ１を第一ローラ軸１０の周りに回転させる。また、第二圧電素子６により振動させられた第二固定子４は、第二ローラ２を第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂの周りに回転させる。よって、第二固定子４は、第一固定子３に対して、第一ローラ１及び第二ローラ２を一体に含むローラ本体１００を支点として、回転中心軸の異なる２つの回転を組み合わせた動作を行うことができることになる。すなわち、第二固定子４は、第一固定子３に対して、ローラ本体１００を支点として多自由度に屈折するように動作することができる。また、第一ローラ１及び第二ローラ２の回転方向は、第一ローラ軸１０、並びに、第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂによりそれぞれ１つの方向に規制される。このため、第一固定子３及び第二固定子４に対して第一ローラ１及び第二ローラ２を回転させる場合において、その回転方向が意図しない方向にずれることがない。また、第一ローラ１及び第二ローラ２の可動範囲は、第一固定子３及び第二固定子４との接触面である円筒面１ａａ及び１ｂａ、並びに円筒面２ａａ及び２ｂａによってそれぞれ画定される。このため、第一固定子３及び第二固定子４に対する第一ローラ１及び第二ローラ２の接触面をそれぞれ調節することにより、第一ローラ１及び第二ローラ２の回転範囲を広くすることができる。Thereby, thefirst stator 3 vibrated by the firstpiezoelectric element 5 rotates thefirst roller 1 around thefirst roller shaft 10. Thesecond stator 4 vibrated by the secondpiezoelectric element 6 rotates thesecond roller 2 around thesecond roller shaft 11a and thethird roller shaft 11b. Therefore, thesecond stator 4 is an operation in which two rotations with different rotation center axes are combined with thefirst stator 3 with theroller body 100 integrally including thefirst roller 1 and thesecond roller 2 as a fulcrum. Will be able to do. That is, thesecond stator 4 can operate so as to be refracted with multiple degrees of freedom with respect to thefirst stator 3 with theroller body 100 as a fulcrum. Further, the rotation directions of thefirst roller 1 and thesecond roller 2 are restricted to one direction by thefirst roller shaft 10 and thesecond roller shaft 11a and thethird roller shaft 11b, respectively. For this reason, when rotating the1st roller 1 and the2nd roller 2 with respect to the1st stator 3 and the2nd stator 4, the rotation direction does not shift to the direction which is not intended. The movable ranges of thefirst roller 1 and thesecond roller 2 are respectively defined by the cylindrical surfaces 1aa and 1ba, which are contact surfaces with thefirst stator 3 and thesecond stator 4, and the cylindrical surfaces 2aa and 2ba. . For this reason, the rotation range of the1st roller 1 and the2nd roller 2 is expanded by adjusting the contact surface of the1st roller 1 and the2nd roller 2 with respect to the1st stator 3 and the2nd stator 4, respectively. Can do.

　また、圧電素子板５１ｂ、５１ｄ、５２ｂ及び５２ｄを積層させて形成された第一圧電素子５、及び、同様にして圧電素子板を積層させて形成された第二圧電素子６は、その構造の小型化を図ることができ、また、第一圧電素子５及び第二圧電素子６を駆動させる動力源も１つでよく、振動アクチュエータ１０１の小型化を図ることができる。Further, the firstpiezoelectric element 5 formed by stacking thepiezoelectric element plates 51b, 51d, 52b and 52d, and the secondpiezoelectric element 6 formed by stacking the piezoelectric element plates in the same manner have the structure. Miniaturization can be achieved, and only one power source is required to drive the firstpiezoelectric element 5 and the secondpiezoelectric element 6, and thevibration actuator 101 can be miniaturized.

　また、第一支持部材１２及び第二支持部材１３のそれぞれの軸部１２ｄ及び１３ｄにバネ１２ｆ及び１３ｆから引張力が与えられると、第一ローラ１の第一ローラ軸１０、並びに、第二ローラ２の第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂが引きつけられて、第一ローラ１及び第二ローラ２が第一固定子３及び第二固定子４にそれぞれ押し付けられる。すなわち、第一支持部材１２及び第二支持部材１３を介して、第一ローラ１の第一ローラ軸１０、並びに、第二ローラ２の第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂに予圧力がそれぞれ与えられる。よって、第一ローラ１及び第二ローラ２の回転動作において、第一支持部材１２及び第二支持部材１３を介した予圧力により受ける回転に対する抵抗をそれぞれ低減することができる。また、これらの予圧力により、第一ローラ１及び第二ローラ２が第一固定子３及び第二固定子４にそれぞれ固定されるため、動作保持のための電力等を必要としない。Further, when a tensile force is applied from thesprings 12f and 13f to therespective shaft portions 12d and 13d of thefirst support member 12 and thesecond support member 13, thefirst roller shaft 10 of thefirst roller 1 and the second roller Thesecond roller shaft 11a and thesecond roller shaft 11b are attracted, and thefirst roller 1 and thesecond roller 2 are pressed against thefirst stator 3 and thesecond stator 4, respectively. That is, pre-pressure is applied to thefirst roller shaft 10 of thefirst roller 1 and thesecond roller shaft 11 a and thethird roller shaft 11 b of thesecond roller 2 through thefirst support member 12 and thesecond support member 13. Given each. Therefore, in the rotation operation of thefirst roller 1 and thesecond roller 2, it is possible to reduce the resistance to rotation received by the preload via thefirst support member 12 and thesecond support member 13, respectively. In addition, thefirst roller 1 and thesecond roller 2 are respectively fixed to thefirst stator 3 and thesecond stator 4 by these preloads, so that no electric power or the like is required for maintaining the operation.

　第一ローラ１は、円筒面１ａａ及び１ｂａにおいて第一固定子３と接触し、第二ローラ２は、円筒面２ａａ及び２ｂａにおいて第二固定子４と接触しているため、これらの接触部の間に発生する摩擦力は均一になっている。よって、第一固定子３及び第二固定子４のそれぞれに対する第一ローラ１及び第二ローラ２の回転動作を円滑にすることができる。
　また、第一ローラ１の第一ローラ軸１０の方向、並びに、第二ローラ２の第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂの方向は、互いに直角であるため、第一固定子３に対する第二固定子４の位置決めを容易にすることが可能になる。
　また、第一ローラ１の回転中心は第一ローラ軸１０に固定され、第二ローラ２の回転中心は第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂに固定される。このため、第一ローラ１及び第二ローラ２の位置、すなわち回転角度を検出する第一角度センサ１８及び第二角度センサ１９は、第一ローラ軸１０、並びに、第二ローラ軸１１ａ或いは第三ローラ軸１１ｂを利用して、容易に設置することができる。Thefirst roller 1 is in contact with thefirst stator 3 at the cylindrical surfaces 1aa and 1ba, and thesecond roller 2 is in contact with thesecond stator 4 at the cylindrical surfaces 2aa and 2ba. The frictional force generated between them is uniform. Therefore, the rotation operation of thefirst roller 1 and thesecond roller 2 with respect to thefirst stator 3 and thesecond stator 4 can be made smooth.
Further, since the direction of thefirst roller shaft 10 of thefirst roller 1 and the directions of thesecond roller shaft 11a and thethird roller shaft 11b of thesecond roller 2 are perpendicular to each other, The positioning of the twostators 4 can be facilitated.
The rotation center of thefirst roller 1 is fixed to thefirst roller shaft 10, and the rotation center of thesecond roller 2 is fixed to thesecond roller shaft 11a and thethird roller shaft 11b. Therefore, thefirst angle sensor 18 and thesecond angle sensor 19 that detect the positions of thefirst roller 1 and thesecond roller 2, that is, the rotation angle, are thefirst roller shaft 10 and thesecond roller shaft 11a or the third roller sensor. It can be easily installed using theroller shaft 11b.

実施の形態２．
　この発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータ１０２は、実施の形態１の振動アクチュエータ１０１における第一圧電素子５の構成を変更し、さらに、第一基部ブロック７を第三固定子として第三基部ブロック９に対して固定せず摺動可能としたものである。
　なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。Embodiment 2. FIG.
Thevibration actuator 102 according to the second embodiment of the present invention changes the configuration of the firstpiezoelectric element 5 in thevibration actuator 101 of the first embodiment, and further uses afirst base block 7 as a third stator to form a third base. Theblock 9 is slidable without being fixed.
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the previous drawings are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted.

　まず、図６～８を用いて、この発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータ１０２の構成を示す。
　図６を参照すると、実施の形態１と同様にして、振動アクチュエータ１０２において、第一ローラ１及び第一固定子３が設けられ、第一固定子３における第一ローラ１と反対側の端面には、円筒状の第一圧電素子５０がその一方の端面を接触させるようにして配置されている。さらに、第一圧電素子５０における第一固定子３と反対側となる他方の端面には、略円筒形状をした第三固定子２０が接触するようにして配置されている。また、第三固定子２０における第一圧電素子５０と反対側となる端面には、第三基部ブロック９がその一方の端面を接触させるようにして配置されている。なお、第三固定子２０は、第三基部ブロック９側に複数の凸部２０ａを有している。First, the configuration of thevibration actuator 102 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 6, in the same manner as in the first embodiment, in thevibration actuator 102, thefirst roller 1 and thefirst stator 3 are provided, and thefirst stator 3 has an end surface opposite to thefirst roller 1. The cylindrical firstpiezoelectric element 50 is arranged so that one end face thereof is brought into contact. Furthermore, the other end surface of the firstpiezoelectric element 50 opposite to thefirst stator 3 is arranged so that the substantially cylindricalthird stator 20 is in contact therewith. Thethird base block 9 is disposed on the end surface of thethird stator 20 opposite to the firstpiezoelectric element 50 so that one end surface of thethird base block 9 is in contact therewith. Thethird stator 20 has a plurality ofconvex portions 20a on thethird base block 9 side.

　また、第一ローラ１のローラ部１ａ及び１ｂを連結する第一ローラ軸１０には、第一支持部材１２２が設けられている。第一支持部材１２２は、その軸部１２２ｄの端部に円板１２２ｅを有し、さらに、第三基部ブロック９の内部において、円板１２２ｅと第三基部ブロック９との間にバネ１２２ｆを有している。バネ１２２ｆは、軸部１２２ｄの周りに巻き付けるようにして配置されており、第一ローラ１に対する第一固定子３の予圧力、並びに、第三基部ブロック９に対する第三固定子２０の予圧力を付与している。（図７参照）
　次に、図７を参照すると、第一圧電素子５０は、実施の形態１における第一圧電素子５に設けられた、ｙｚ平面上のｘ軸回りに揺動させるたわみ振動を発生する第一圧電素子部５１、及びｚ軸方向の縦振動を発生する第二圧電素子部５２に加えて、ｘｚ平面上のｙ軸回りに揺動させるたわみ振動を発生する第三圧電素子部５０３を有している。Afirst support member 122 is provided on thefirst roller shaft 10 that connects theroller portions 1 a and 1 b of thefirst roller 1. Thefirst support member 122 has adisc 122 e at the end of theshaft portion 122 d, and further has aspring 122 f between thedisc 122 e and thethird base block 9 inside thethird base block 9. is doing. Thespring 122f is arranged so as to be wound around theshaft portion 122d, and applies the preload of thefirst stator 3 to thefirst roller 1 and the preload of thethird stator 20 to thethird base block 9. Has been granted. (See Figure 7)
Next, referring to FIG. 7, the firstpiezoelectric element 50 is provided with the firstpiezoelectric element 5 in the first embodiment, and generates the first vibration that swings around the x axis on the yz plane. In addition to theelement portion 51 and the secondpiezoelectric element portion 52 that generates longitudinal vibration in the z-axis direction, the thirdpiezoelectric element portion 503 that generates flexural vibration that swings around the y-axis on the xz plane is provided. Yes.

　第三圧電素子部５０３は、図８に示すとおり、一対の圧電素子板５０３ｂ及び５０３ｄを有している。圧電素子板５０３ｂ及び５０３ｄのそれぞれは、ｘ軸方向に離れるような形状に２分割されており、その各部分が互いに逆極性を有し、それぞれｚ軸方向（厚み方向）に膨張と収縮の反対の変形挙動を行うように分極されている。さらに、圧電素子板５０３ｂと圧電素子板５０３ｄとは互いに裏返しに配置されている。The thirdpiezoelectric element portion 503 has a pair ofpiezoelectric element plates 503b and 503d as shown in FIG. Each of thepiezoelectric element plates 503b and 503d is divided into two so as to be separated in the x-axis direction, each part has opposite polarity, and is opposite to expansion and contraction in the z-axis direction (thickness direction), respectively. It is polarized to perform the deformation behavior. Further, thepiezoelectric element plate 503b and thepiezoelectric element plate 503d are arranged in an inverted manner.

　なお、第三圧電素子部５０３は、一対の圧電素子板５０３ｂ及び５０３ｄ以外は、第一圧電素子部５１及び第二圧電素子部５２と同一の構成を有し、これら第一圧電素子部５１及び第二圧電素子部５２と共に重ね合わされている。
　また、図７を参照すると、第三圧電素子部５０３の両端面部分に配置されている一対の電極板がそれぞれ電気的に接地されていると共に、一対の圧電素子板５０３ｂ及び５０３ｄ（図８参照）の間に配置されている電極板が駆動回路５６に電気的に接続されている。
　さらに、第一圧電素子部５１及び第三圧電素子部５０３は、絶縁シート５３及び５０６を介して第一固定子３及び第三固定子２０から絶縁され、第一圧電素子部５１、第二圧電素子部５２、及び第三圧電素子部５０３は、絶縁シート５４及び５５を介して互いに絶縁された状態で配置されている。The thirdpiezoelectric element portion 503 has the same configuration as the firstpiezoelectric element portion 51 and the secondpiezoelectric element portion 52 except for the pair ofpiezoelectric element plates 503b and 503d. The secondpiezoelectric element portion 52 is overlaid.
Referring to FIG. 7, the pair of electrode plates disposed at both end portions of the thirdpiezoelectric element portion 503 are electrically grounded, and the pair ofpiezoelectric element plates 503b and 503d (see FIG. 8). ) Are electrically connected to thedrive circuit 56.
Further, the firstpiezoelectric element unit 51 and the thirdpiezoelectric element unit 503 are insulated from thefirst stator 3 and thethird stator 20 via the insulatingsheets 53 and 506, and the firstpiezoelectric element unit 51 and the secondpiezoelectric element unit 503 are insulated. Theelement part 52 and the thirdpiezoelectric element part 503 are arranged in a state of being insulated from each other via insulatingsheets 54 and 55.

　また、駆動回路５６から第三圧電素子部５０３の電極板に交流電圧を印加して第三圧電素子部５０３を駆動すると、第三圧電素子部５０３の一対の圧電素子板５０３ｂ及び５０３ｄ（図８参照）の２分割された部分がｚ軸方向に膨張と収縮とを交互に繰り返し、第一固定子３の凸部３ａ，３ｂ及び第三固定子２０に対してｘｚ平面上のｙ軸回りに揺動させるたわみ振動を発生する。
　また、この発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータ１０２のその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。Further, when an AC voltage is applied from thedrive circuit 56 to the electrode plate of the thirdpiezoelectric element portion 503 to drive the thirdpiezoelectric element portion 503, a pair ofpiezoelectric element plates 503b and 503d of the third piezoelectric element portion 503 (FIG. 8). 2), the portion divided into two is alternately expanded and contracted in the z-axis direction, and theprojections 3a and 3b of thefirst stator 3 and thethird stator 20 are rotated around the y-axis on the xz plane. Generates flexural vibration that causes rocking.
The other configuration of thevibration actuator 102 according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

　次に、図６～８を用いて、この発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータ１０２の動作を示す。
　図８を参照すると、駆動回路５６（図７参照）が、第一圧電素子部５１に交流電圧を印加すると、第一圧電素子部５１は、第一固定子３の凸部３ａ，３ｂ及び第三固定子２０（図７参照）に対してｙｚ平面上のｘ軸回りに揺動させるたわみ振動を発生する。同様に、駆動回路５６（図７参照）が、第二圧電素子部５２に交流電圧を印加すると、第二圧電素子部５２は、第一固定子３の凸部３ａ，３ｂ及び第三固定子２０（図７参照）に対してｚ軸方向の縦振動を発生する。さらに、第三圧電素子部５０３に交流電圧を印加すると、第三圧電素子部５０３は、第一固定子３の凸部３ａ，３ｂ及び第三固定子２０（図７参照）に対してｘｚ平面上のｙ軸回りに揺動させるたわみ振動を発生する。Next, the operation of thevibration actuator 102 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 8, when the drive circuit 56 (see FIG. 7) applies an AC voltage to the firstpiezoelectric element portion 51, the firstpiezoelectric element portion 51 is connected to theconvex portions 3 a and 3 b and thefirst stator 3. A flexural vibration that swings around the x axis on the yz plane is generated with respect to the three stators 20 (see FIG. 7). Similarly, when the drive circuit 56 (see FIG. 7) applies an AC voltage to the secondpiezoelectric element portion 52, the secondpiezoelectric element portion 52 includes theconvex portions 3 a and 3 b and the third stator of thefirst stator 3. 20 (see FIG. 7) generates longitudinal vibration in the z-axis direction. Further, when an AC voltage is applied to the thirdpiezoelectric element portion 503, the thirdpiezoelectric element portion 503 is in the xz plane with respect to theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3 and the third stator 20 (see FIG. 7). A flexural vibration that swings around the upper y-axis is generated.

　そこで、図７を参照すると、駆動回路５６の制御に従って、第一圧電素子部５１と第二圧電素子部５２との双方に位相を９０度シフトさせた交流電圧を印加すると、第一固定子３の凸部３ａ，３ｂ及び第三固定子２０にｙｚ面内の楕円振動が発生する。よって、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂは、ｘ軸回りの楕円振動を行うため、第一ローラ１はｘ軸回りとなる方向Ｐ１又はＱ１に回転する。一方、第三固定子２０のｙｚ面内の楕円振動により、第三固定子２０と第三基部ブロック９との間で相対運動は発生しない。Therefore, referring to FIG. 7, when an alternating voltage whose phase is shifted by 90 degrees is applied to both the firstpiezoelectric element portion 51 and the secondpiezoelectric element portion 52 according to the control of thedrive circuit 56, thefirst stator 3. Elliptical vibrations in the yz plane are generated in theconvex portions 3a, 3b and thethird stator 20 of the first andsecond projections 3a, 3b. Therefore, since theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3 perform elliptical vibration around the x axis, thefirst roller 1 rotates in the direction P1 or Q1 around the x axis. On the other hand, due to the elliptical vibration in the yz plane of thethird stator 20, no relative motion occurs between thethird stator 20 and thethird base block 9.

　また、駆動回路５６の制御に従って、第一圧電素子部５１、第二圧電素子部５２、及び第三圧電素子部５０３に位相をシフトさせた交流電圧を印加することにより、第一圧電素子部５１のｘ軸回りに揺動させるたわみ振動、第二圧電素子部５２のｚ軸方向の縦振動、及び第三圧電素子部５０３のｙ軸回りに揺動させるたわみ振動が組み合わされた複合振動が、第一固定子３の凸部３ａ，３ｂ及び第三固定子２０に発生する。
　この複合振動により、第三固定子２０は、その凸部２０ａで第三基部ブロック９の表面を引っ掻くようにして、第三基部ブロック９に対して方向Ｐ３又はＱ３に回転する。このとき、第三基部ブロック９は振動アクチュエータ１０２を備える図示しないロボットのハンドやアーム等の機械に固定されているため、第一固定子３、第一圧電素子５０、及び第三固定子２０により構成される第一アクチュエータ本体１０２ａは、方向Ｐ３又はＱ３に回転する。（図６参照）
　なお、第一固定子３の凸部３ａ，３ｂに発生する複合振動によっても、複合振動の方向により第一ローラ１は方向Ｐ１又はＱ１に回転する。
　また、この発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータ１０２のその他の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。Further, under the control of thedrive circuit 56, the firstpiezoelectric element unit 51 is applied to the firstpiezoelectric element unit 51, the secondpiezoelectric element unit 52, and the thirdpiezoelectric element unit 503 by applying an AC voltage whose phase is shifted. A combined vibration that is a combination of a flexural vibration that swings around the x-axis, a longitudinal vibration in the z-axis direction of the secondpiezoelectric element portion 52, and a flexural vibration that swings around the y-axis of the thirdpiezoelectric element portion 503. It occurs on theconvex portions 3 a and 3 b of thefirst stator 3 and thethird stator 20.
By this combined vibration, thethird stator 20 rotates in the direction P3 or Q3 with respect to thethird base block 9 so that theconvex portion 20a scratches the surface of thethird base block 9. At this time, since thethird base block 9 is fixed to a machine such as a robot hand or arm (not shown) provided with thevibration actuator 102, thefirst stator 3, the firstpiezoelectric element 50, and thethird stator 20 The configuredfirst actuator body 102a rotates in the direction P3 or Q3. (See Figure 6)
Note that thefirst roller 1 also rotates in the direction P1 or Q1 depending on the direction of the composite vibration, also by the composite vibration generated in theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3.
The other operations of thevibration actuator 102 according to the second embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

　このように、実施の形態２に係る振動アクチュエータ１０２において、上記実施の形態１の振動アクチュエータ１０１と同様な効果が得られる。
　また、第一圧電素子５に第三固定子２０を接触配置することにより、第三固定子２０に対して接触配置される第三基部ブロック９を回転させることができる。すなわち、第三基部ブロック９は固定されているので、第一アクチュエータ本体１０２ａは、第三基部ブロック９に対して第一支持部材１２２を中心として、回転することができる。また、この回転動作は、回転中心軸が第一支持部材１２２に固定されているため、回転軸のズレの発生を防ぐことができる。Thus, in thevibration actuator 102 according to the second embodiment, the same effect as that of thevibration actuator 101 of the first embodiment can be obtained.
Further, by placing thethird stator 20 in contact with the firstpiezoelectric element 5, thethird base block 9 placed in contact with thethird stator 20 can be rotated. That is, since thethird base block 9 is fixed, thefirst actuator body 102 a can rotate around thefirst support member 122 with respect to thethird base block 9. In addition, since the rotation center axis is fixed to thefirst support member 122, this rotation operation can prevent the rotation axis from being displaced.

実施の形態３．
　この発明の実施の形態３に係る振動アクチュエータ１０３は、実施の形態１の振動アクチュエータ１０１において同一平面上に設けられていた、第一ローラ１の第一ローラ軸１０と、第二ローラ２の第二ローラ軸１１ａ及び第三ローラ軸１１ｂとの位置関係を変更したものである。Embodiment 3 FIG.
Thevibration actuator 103 according to the third embodiment of the present invention includes thefirst roller shaft 10 of thefirst roller 1 and thesecond roller 2 provided on the same plane as thevibration actuator 101 of the first embodiment. The positional relationship between the two-roller shaft 11a and thethird roller shaft 11b is changed.

　図９を参照すると、第一ローラ３１のローラ部３１ａ及び３１ｂは第一ローラ軸３１０によって連結されており、第二ローラ３２のローラ部３２ａ及び３２ｂは第二ローラ軸３１１によって連結されている。実施の形態１と同様にして、ローラ部３１ａ及び３１ｂ、並びに、ローラ部３２ａ及び３２ｂは互いに結合されて一体となっており、このとき、第一ローラ軸３１０及び第二ローラ軸３１１は、その方向が互いに直角であるが、互い交わらずに上下方向に離れて配置されている。このため、第一ローラ３１のローラ部３１ａ及び３１ｂ、並びに、第二ローラ３２のローラ部３２ａ及び３２ｂは、実施の形態１に比べて、より円筒に近い形状を有する。よって、第一固定子３に対して可動な第一ローラ３１の回転角度範囲、及び、第二固定子４に対して可動な第二ローラ３２の回転角度範囲は、実施の形態１に比べて増大している。Referring to FIG. 9, theroller portions 31 a and 31 b of thefirst roller 31 are connected by afirst roller shaft 310, and theroller portions 32 a and 32 b of thesecond roller 32 are connected by asecond roller shaft 311. In the same manner as in the first embodiment, theroller portions 31a and 31b and theroller portions 32a and 32b are combined and integrated with each other. At this time, thefirst roller shaft 310 and thesecond roller shaft 311 are Although the directions are perpendicular to each other, they are arranged apart in the vertical direction without crossing each other. For this reason, theroller portions 31a and 31b of thefirst roller 31 and theroller portions 32a and 32b of thesecond roller 32 have a shape closer to a cylinder than in the first embodiment. Therefore, the rotation angle range of thefirst roller 31 movable with respect to thefirst stator 3 and the rotation angle range of thesecond roller 32 movable with respect to thesecond stator 4 are compared with the first embodiment. It is increasing.

　また、第一ローラ軸３１０には、略三角柱形状の取付部１２３ａ及び軸部１２３ｄを有する第一支持部材１２３が設けられ、第二ローラ軸３１１には、第一支持部材１２３と同形状をした第二支持部材１３３が設けられている。
　また、この発明の実施の形態３に係る振動アクチュエータ１０３のその他の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
　このように、実施の形態３に係る振動アクチュエータ１０３において、上記実施の形態１の振動アクチュエータ１０１と同様な効果が得られる。
　また、第一ローラ軸３１０と第二ローラ軸３１１との乖離距離を増大することにより、第一ローラ３１及び第二ローラ３２の第一固定子３及び第二固定子４に対して可動なそれぞれの回転角度範囲を増大することができる。従って、第一固定子３に対する第二固定子４、すなわち第一アクチュエータ本体１０３ａに対する第二アクチュエータ本体１０３ｂの動作の自由度を増大することができる。
　また、実施の形態３において、ローラ本体３００は、第一ローラ３１のローラ部３１ａ及び３１ｂ、並びに、第二ローラ３２のローラ部３２ａ及び３２ｂが、いずれも円筒の一部を形成する形状であったが、これらが完全な円筒であってもよい。例えば、円筒形状をした第一ローラ３１のローラ部３１ａ及び３１ｂの間に、円筒形状をした第二ローラ３２のローラ部３２ａ及び３２ｂを配置し、ローラ部３２ａ及び３２ｂの一部がローラ部３１ａ及び３１ｂの円筒面より外側に突出するようにして、ローラ本体３００を形成してもよい。Thefirst roller shaft 310 is provided with afirst support member 123 having a substantially triangular prism-shapedattachment portion 123a and ashaft portion 123d, and thesecond roller shaft 311 has the same shape as thefirst support member 123. Asecond support member 133 is provided.
The other configuration and operation of thevibration actuator 103 according to the third embodiment of the present invention are the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
Thus, in thevibration actuator 103 according to the third embodiment, the same effect as that of thevibration actuator 101 of the first embodiment can be obtained.
Further, by increasing the separation distance between thefirst roller shaft 310 and thesecond roller shaft 311, each movable relative to thefirst stator 3 and thesecond stator 4 of thefirst roller 31 and thesecond roller 32. The rotation angle range can be increased. Therefore, the freedom degree of operation | movement of the2nd stator 4 with respect to the1st stator 3, ie, the 2nd actuatormain body 103b with respect to the 1st actuatormain body 103a, can be increased.
InEmbodiment 3, theroller body 300 has a shape in which theroller portions 31a and 31b of thefirst roller 31 and theroller portions 32a and 32b of thesecond roller 32 all form a part of a cylinder. However, these may be complete cylinders. For example, theroller parts 32a and 32b of the cylindricalsecond roller 32 are arranged between theroller parts 31a and 31b of the cylindricalfirst roller 31, and a part of theroller parts 32a and 32b is theroller part 31a. And the rollermain body 300 may be formed so as to protrude outward from the cylindrical surface of 31b.

実施の形態４．
　この発明の実施の形態４に係る振動アクチュエータ１０４は、実施の形態１の振動アクチュエータ１０１における第二ローラ２及び第二固定子４の構成を変更したものである。すなわち、第二ローラ２が第二支持部材１３における軸部１３ｄを中心として回転するようにしたものである。Embodiment 4 FIG.
Thevibration actuator 104 according to the fourth embodiment of the present invention is obtained by changing the configuration of thesecond roller 2 and thesecond stator 4 in thevibration actuator 101 of the first embodiment. That is, thesecond roller 2 rotates around theshaft portion 13d of thesecond support member 13.

　まず、図１０～１２を用いて、この発明の実施の形態４に係る振動アクチュエータ１０４の構成を示す。
　図１０を参照すると、実施の形態１と同様にして、振動アクチュエータ１０４において、半円筒状をした一対のローラ部１ａ及びローラ部１ｂからなる第一ローラ１及び第一固定子３が設けられている。また、第一固定子３における第一ローラ１と反対側の端面には、第一圧電素子５、第一基部ブロック７及び第三基部ブロック９が順次設けられている。なお、第一圧電素子５は、実施の形態１の振動アクチュエータ１０１における第一圧電素子５と同じ構成を有している。
　また、第一ローラ１の第一ローラ軸１０には第一支持部材１２が回転可能に設けられ、第一支持部材１２に設けられているバネ１２ｆは、第一ローラ１に対する第一固定子３の予圧力を付与している。First, the configuration of thevibration actuator 104 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 10, in the same manner as in the first embodiment, thevibration actuator 104 is provided with afirst roller 1 and afirst stator 3 each including a pair ofsemi-cylindrical roller portions 1a and 1b. Yes. A firstpiezoelectric element 5, afirst base block 7, and athird base block 9 are sequentially provided on the end surface of thefirst stator 3 opposite to thefirst roller 1. The firstpiezoelectric element 5 has the same configuration as the firstpiezoelectric element 5 in thevibration actuator 101 of the first embodiment.
Afirst support member 12 is rotatably provided on thefirst roller shaft 10 of thefirst roller 1, and aspring 12 f provided on thefirst support member 12 is afirst stator 3 for thefirst roller 1. The pre-pressure is given.

　次に、第一ローラ１のローラ部１ａ及び１ｂには、これらを連結するようにして矩形状の板部材４２が結合されている。なお、板部材４２は、半円筒状をしたローラ部１ａ及び１ｂの平坦な外周面１ａｂ及び１ｂｂに結合されている。
　板部材４２は第二ローラを構成しており、ローラ部１ａ及び１ｂ、並びに、板部材４２は、互いに結合されて一体となって、１つの回転子であるローラ本体４００を構成している。なお、板部材４２の形状は、矩形状に限らず、円形、楕円形又は多角形形状などであってもよい。Next, arectangular plate member 42 is coupled to theroller portions 1a and 1b of thefirst roller 1 so as to connect them. Theplate member 42 is coupled to the flat outer peripheral surfaces 1ab and 1bb of thesemi-cylindrical roller portions 1a and 1b.
Theplate member 42 constitutes a second roller, and theroller portions 1a and 1b and theplate member 42 are joined together to constitute aroller body 400 that is a single rotor. The shape of theplate member 42 is not limited to a rectangular shape, and may be a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, or the like.

　さらに、板部材４２における第一ローラ１と反対側の端面４２ａに接触するように配置された略円筒状の第二固定子４４が設けられている。
　第二固定子４４は、互いに径の異なる第一円筒部４４ａ及び第二円筒部４４ｂをこれらの軸心が同一となるように連結したものである。そして、第一円筒部４４ａは、実施の形態２の振動アクチュエータ１０２における第三固定子２０と同様の形状を有している。第一円筒部４４ａは、端面４４ａａにおいてその外周に沿って形成された複数の凸部４４ａｂを、板部材４２の端面４２ａに接触させており、凸部４４ａｂは、板部材４２の端面４２ａ内に収まるように形成されている。
　また、第二固定子４４における板部材４２と反対側となる、第二円筒部４４ｂの端面には、円筒状の第二圧電素子６４が配置されており、その構成の詳細は後述にて説明する。
　さらに、第二圧電素子６４における第二固定子４４と反対側の端面には、第二基部ブロック８が設けられている。Furthermore, the substantially cylindrical2nd stator 44 arrange | positioned so that theend surface 42a on the opposite side to the1st roller 1 in theplate member 42 may be provided.
The2nd stator 44 connects the 1stcylindrical part 44a and the 2ndcylindrical part 44b from which diameter differs mutually so that these axial centers may become the same. The firstcylindrical portion 44a has the same shape as thethird stator 20 in thevibration actuator 102 of the second embodiment. The firstcylindrical portion 44 a has a plurality ofconvex portions 44 ab formed along the outer periphery of theend surface 44 aa in contact with theend surface 42 a of theplate member 42, and theconvex portion 44 ab is in theend surface 42 a of theplate member 42. It is formed to fit.
A cylindrical secondpiezoelectric element 64 is disposed on the end surface of the secondcylindrical portion 44b on the opposite side of theplate member 42 in thesecond stator 44, and the details of the configuration will be described later. To do.
Further, asecond base block 8 is provided on the end surface of the secondpiezoelectric element 64 opposite to thesecond stator 44.

　また、図１１も合わせて参照すると、板部材４２の端面４２ａには、第二支持部材１３４の棒状をした軸部１３４ｄが、端面４２ａに対して垂直に結合されており、軸部１３４ｄは、板部材４２と一体となっている。このとき、第二支持部材１３４の軸部１３４ｄは、第一ローラ１の第一ローラ軸１０の軸心方向に対して直角方向に延びている。
　さらに、第二支持部材１３４は、軸部１３４ｄが第二固定子４４及び第二圧電素子６４を貫通して第二基部ブロック８に延びており、軸部１３４ｄの端部に円板１３４ｅを有している。そして、第二支持部材１３４は、第二基部ブロック８の内部において、円板１２ｅと第二基部ブロック８との間における軸部１３４ｄの周りにバネ１３４ｆを有している。バネ１３４ｆは、板部材４２に対する第二固定子４４の予圧力を付与している。
　このとき、板部材４２及び第二固定子４４は、互いに対して、第二支持部材１３４の軸部１３４ｄを中心に回転可能となっている。よって、第二支持部材１３４の軸部１３４ｄは、第二ローラである板部材４２におけるローラ軸を構成している、すなわち、実施の形態１における第二ローラ軸及び第三ローラ軸を構成している。Referring also to FIG. 11, theend surface 42 a of theplate member 42 is coupled to theshaft portion 134 d of thesecond support member 134 perpendicularly to theend surface 42 a, and theshaft portion 134 d is It is integrated with theplate member 42. At this time, theshaft portion 134 d of thesecond support member 134 extends in a direction perpendicular to the axial direction of thefirst roller shaft 10 of thefirst roller 1.
Further, thesecond support member 134 has ashaft part 134d extending through thesecond stator 44 and the secondpiezoelectric element 64 to thesecond base block 8, and having adisk 134e at the end of the shaft part 134d. is doing. Thesecond support member 134 has aspring 134 f around theshaft portion 134 d between thedisk 12 e and thesecond base block 8 inside thesecond base block 8. Thespring 134f applies a preload of thesecond stator 44 to theplate member 42.
At this time, theplate member 42 and thesecond stator 44 are rotatable about theshaft portion 134d of thesecond support member 134 with respect to each other. Therefore, theshaft portion 134d of thesecond support member 134 constitutes a roller shaft in theplate member 42 that is the second roller, that is, the second roller shaft and the third roller shaft in the first embodiment. Yes.

　ここで、説明の便宜上、第一支持部材１２の軸部１２ｄの軸心方向をｚ軸、第一ローラ軸１０の軸心方向をｘ軸、そして、ｘ軸及びｚ軸に対して垂直なｙ軸を規定している。さらに、ｘ軸に対して垂直であり、且つ板部材４２から第二基部ブロック８へ向かう第二支持部材１３４の軸部１３４ｄの軸心方向をｚ４軸と規定し、ｘ軸及びｚ４軸に対して垂直にｙ４軸が延びているものとする。
　よって、ｘｙｚ軸からなる座標系は、第一ローラ１、第一固定子３、第一圧電素子５及び第一基部ブロック７に対して適用し、ｘｙ４ｚ４軸からなる座標系は、板部材４２、第二固定子４４、第二圧電素子６４及び第二基部ブロック８に対して適用して以下の説明を行う。Here, for convenience of explanation, the axis direction of theshaft portion 12d of thefirst support member 12 is the z axis, the axis direction of thefirst roller shaft 10 is the x axis, and y is perpendicular to the x axis and the z axis. It defines the axis. Further, the axial center direction of theshaft portion 134d of thesecond support member 134 that is perpendicular to the x-axis and travels from theplate member 42 toward thesecond base block 8 is defined as the z4 axis, and with respect to the x-axis and the z4-axis It is assumed that the y4 axis extends vertically.
Therefore, the coordinate system consisting of the xyz axes is applied to thefirst roller 1, thefirst stator 3, the firstpiezoelectric element 5, and thefirst base block 7, and the coordinate system consisting of the xy4z4 axes is theplate member 42, The following description will be made by applying to thesecond stator 44, the secondpiezoelectric element 64, and thesecond base block 8.

　また、図１１を参照すると、第二固定子４４の凸部４４ａｂの先端には、永久磁石１７４が埋め込まれており、さらに、板部材４２の端面４２ａには、永久磁石１７４と対向する位置に、ホールセンサ１９４が埋め込まれている。ホールセンサ１９４は、永久磁石１７４の位置が変わることによって変化する永久磁石１７４の磁束から、永久磁石１７４の相対位置を検出するものである。また、図示していないが、ホールセンサ１９４は駆動回路５６と電気的に接続されており、ホールセンサ１９４によって検出された永久磁石１７４の相対位置情報が駆動回路５６に送られる。よって、駆動回路５６は、ホールセンサ１９４と永久磁石１７４との相対位置情報から、板部材に４２に対する第二固定子４４の相対位置、すなわち第二支持部材１３４の軸部１３４ｄを中心とする回転角度を算出する。Referring to FIG. 11, thepermanent magnet 174 is embedded at the tip of the convex portion 44ab of thesecond stator 44, and theend surface 42a of theplate member 42 is located at a position facing thepermanent magnet 174. TheHall sensor 194 is embedded. Thehall sensor 194 detects the relative position of thepermanent magnet 174 from the magnetic flux of thepermanent magnet 174 that changes as the position of thepermanent magnet 174 changes. Although not shown, thehall sensor 194 is electrically connected to thedrive circuit 56, and relative position information of thepermanent magnet 174 detected by thehall sensor 194 is sent to thedrive circuit 56. Therefore, thedrive circuit 56 rotates based on the relative position information of theHall sensor 194 and thepermanent magnet 174 with respect to theplate member 42 relative to thesecond stator 44, that is, theshaft portion 134 d of thesecond support member 134. Calculate the angle.

　次に、第二圧電素子６４は、実施の形態２の第一圧電素子５０に設けられていた第一圧電素子部５１を第一圧電素子部５１として有し、同じ第一圧電素子５０に設けられていた第三圧電素子部５０３を第二圧電素子部５０４として有している。よって、本実施の形態において、第一圧電素子部５１は、ｙ４ｚ４平面上のｘ軸回りに揺動させるたわみ振動を発生し、第二圧電素子部５０４は、ｘｚ４平面上のｙ４軸回りに揺動させるたわみ振動を発生する。（図１２参照）
　さらに、第一圧電素子部５１及び第二圧電素子部５０４は、絶縁シート５３及び５０６を介して第二基部ブロック８及び第二固定子４４から絶縁され、第一圧電素子部５１及び第二圧電素子部５０４は、絶縁シート５４を介して互いに絶縁された状態で配置されている。
　また、この発明の実施の形態４に係る振動アクチュエータ１０４のその他の構成は、実施の形態１又は２と同様であるため、説明を省略する。Next, the secondpiezoelectric element 64 has the firstpiezoelectric element portion 51 provided in the firstpiezoelectric element 50 of the second embodiment as the firstpiezoelectric element portion 51, and is provided in the same firstpiezoelectric element 50. The provided thirdpiezoelectric element portion 503 is provided as the secondpiezoelectric element portion 504. Therefore, in the present embodiment, the firstpiezoelectric element portion 51 generates a flexural vibration that swings around the x axis on the y4z4 plane, and the secondpiezoelectric element portion 504 swings around the y4 axis on the xz4 plane. Generates flexural vibration to be moved. (See Figure 12)
Further, the firstpiezoelectric element portion 51 and the secondpiezoelectric element portion 504 are insulated from thesecond base block 8 and thesecond stator 44 via the insulatingsheets 53 and 506, and the firstpiezoelectric element portion 51 and the secondpiezoelectric element portion 504 are insulated. Theelement portions 504 are arranged in a state of being insulated from each other via the insulatingsheet 54.
The other configuration of thevibration actuator 104 according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first or second embodiment, and thus the description thereof is omitted.

　次に、図１０～１２を用いて、この発明の実施の形態４に係る振動アクチュエータ１０４の動作を示す。
　まず、第一ローラ１、第一固定子３、第一圧電素子５及び第一基部ブロック７の動作は、実施の形態１の振動アクチュエータ１０１と同様であるため、その説明を省略する。
　このため、第二ローラである板部材４２、第二固定子４４、第二圧電素子６４及び第二基部ブロック８の動作について以下に説明する。Next, the operation of thevibration actuator 104 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the operations of thefirst roller 1, thefirst stator 3, the firstpiezoelectric element 5, and thefirst base block 7 are the same as those of thevibration actuator 101 of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
Therefore, the operations of theplate member 42, thesecond stator 44, the secondpiezoelectric element 64, and thesecond base block 8 that are the second rollers will be described below.

　図１１及び１２を参照すると、駆動回路５６が、第二圧電素子６４の第一圧電素子部５１に交流電圧を印加すると、第一圧電素子部５１は、第二固定子４４の凸部４４ａｂに対してｙ４ｚ４平面上のｘ軸回りに揺動させるたわみ振動を発生する。同様に、駆動回路５６が、第二圧電素子部５０４に交流電圧を印加すると、第二圧電素子部５０４は、第二固定子４４の凸部４４ａｂに対してｘｚ４平面上のｙ４軸回りに揺動させるたわみ振動を発生する。
　そこで、図１１を参照すると、駆動回路５６の制御に従って、第一圧電素子部５１と第二圧電素子部５０４との双方に位相を９０度シフトさせた交流電圧を印加すると、第一圧電素子部５１のｘ軸回りに揺動させるたわみ振動、及び第二圧電素子部５０４のｙ４軸回りに揺動させるたわみ振動が組み合わされた複合振動、すなわち、ｘｙ４面内の楕円振動が、第二固定子４４の凸部４４ａｂに発生する。Referring to FIGS. 11 and 12, when thedrive circuit 56 applies an AC voltage to the firstpiezoelectric element portion 51 of the secondpiezoelectric element 64, the firstpiezoelectric element portion 51 is applied to theconvex portion 44 ab of thesecond stator 44. On the other hand, a flexural vibration that swings around the x axis on the y4z4 plane is generated. Similarly, when thedrive circuit 56 applies an AC voltage to the secondpiezoelectric element portion 504, the secondpiezoelectric element portion 504 swings around the y4 axis on the xz4 plane with respect to the convex portion 44ab of thesecond stator 44. Generates flexural vibration to be moved.
Therefore, referring to FIG. 11, when an AC voltage whose phase is shifted by 90 degrees is applied to both the firstpiezoelectric element unit 51 and the secondpiezoelectric element unit 504 in accordance with the control of thedrive circuit 56, the firstpiezoelectric element unit 51, the combined vibration in which the flexural vibration that swings around the x axis of 51 and the flexural vibration that swings around the y4 axis of the secondpiezoelectric element portion 504, that is, elliptical vibration in the xy4 plane, It occurs at 44 convex portions 44ab.

　このｘｙ４面内の楕円振動により、第二固定子４４は、その凸部４４ａｂで板部材４２の端面４２ａを引っ掻くようにして、板部材４２をｚ４軸回りとなる方向Ｐ４又はＱ４に回転させる。このとき、第一ローラ１は、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂによってｚ軸回りの回転について拘束され、また、第一固定子３、第一圧電素子５、第一基部ブロック７及び第三基部ブロック９は、互いに固定されている。よって、板部材４２がｚ４軸回りの回転について拘束されているため、第二固定子４４は、第二固定子４４に固定された第二圧電素子６４及び第二基部ブロック８と共に、板部材４２に対して方向Ｑ４又はＰ４に回転する。（図１０参照）The elliptical vibration in the xy4 plane causes thesecond stator 44 to rotate theplate member 42 in the direction P4 or Q4 around the z4 axis so as to scratch theend surface 42a of theplate member 42 by the convex portion 44ab. At this time, thefirst roller 1 is constrained to rotate around the z-axis by theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3, and thefirst stator 3, the firstpiezoelectric element 5, thefirst base block 7 and The third base blocks 9 are fixed to each other. Therefore, since theplate member 42 is constrained with respect to the rotation about the z4 axis, thesecond stator 44 together with the secondpiezoelectric element 64 and thesecond base block 8 fixed to thesecond stator 44 have theplate member 42. Rotates in the direction Q4 or P4. (See Figure 10)

　なお、第二固定子４４の回転角度は、ホールセンサ１９４によって検出された板部材４２に対する第二固定子４４の相対位置情報から駆動回路５６によって算出され、駆動回路５６は、この算出した回転角度に基づき第二圧電素子６４の駆動を制御して、第二固定子４４を所定の方向・角度に回転させる。
　また、この発明の実施の形態４に係る振動アクチュエータ１０４のその他の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。The rotation angle of thesecond stator 44 is calculated by thedrive circuit 56 from the relative position information of thesecond stator 44 with respect to theplate member 42 detected by theHall sensor 194, and thedrive circuit 56 calculates the calculated rotation angle. Based on this, the driving of the secondpiezoelectric element 64 is controlled to rotate thesecond stator 44 in a predetermined direction and angle.
The other operations of thevibration actuator 104 according to the fourth embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

　このように、実施の形態４に係る振動アクチュエータ１０４において、上記実施の形態１の振動アクチュエータ１０１と同様な効果が得られる。
　また、実施の形態２に係る振動アクチュエータ１０２は、ｘ軸回りに回転する第一ローラ１、及び、ｚ軸回りに回転する第三固定子２０とを有している。一方、本実施の形態に係る振動アクチュエータ１０４は、ｘ軸回りに回転する第一ローラ１と、ｚ４軸回りに回転する第二ローラである板部材４２とを有している。そして、振動アクチュエータ１０２における第一ローラ１及び第三固定子２０は互いに離れて配置されているが、振動アクチュエータ１０４における第一ローラ１及び板部材４２は、互いに近接して配置されている。このため、振動アクチュエータ１０４は、振動アクチュエータ１０２に比べ、ｘ軸回りの回転部位とｚ４軸回りの回転部位とを近接させた、２種類の回転動作を複合した動作を可能にする。よって、例えば、振動アクチュエータ１０２は、人間の指の動作を再現できるためロボットハンドにおける指部分への適用が可能であるが、振動アクチュエータ１０４は、人間の肩関節又は股関節の動作を再現できるため、ロボットにおける人間の肩又は股に相当する部位への適用が可能である。従って、振動アクチュエータ１０４によって、本願発明に係る振動アクチュエータの適用対象を拡大することができる。Thus, in thevibration actuator 104 according to the fourth embodiment, the same effect as that of thevibration actuator 101 of the first embodiment can be obtained.
Thevibration actuator 102 according to the second embodiment includes thefirst roller 1 that rotates about the x axis and thethird stator 20 that rotates about the z axis. On the other hand, thevibration actuator 104 according to the present embodiment includes afirst roller 1 that rotates about the x axis and aplate member 42 that is a second roller that rotates about the z4 axis. Thefirst roller 1 and thethird stator 20 in thevibration actuator 102 are disposed away from each other, but thefirst roller 1 and theplate member 42 in thevibration actuator 104 are disposed close to each other. For this reason, thevibration actuator 104 enables a combined operation of two types of rotation operations in which the rotation site around the x axis and the rotation site around the z4 axis are close to each other, as compared with thevibration actuator 102. Thus, for example, thevibration actuator 102 can reproduce the movement of a human finger and can be applied to a finger part in a robot hand, but thevibration actuator 104 can reproduce the movement of a human shoulder or hip joint, The robot can be applied to a portion corresponding to a human shoulder or crotch. Therefore, the application target of the vibration actuator according to the present invention can be expanded by thevibration actuator 104.

　また、実施の形態１～４において、第一ローラ１，３１及び第二ローラ２，３２は、円筒状であったが、これに限定されるものではなく、球状であってもよい。
　さらに、第一ローラ１，３１の一対のローラ部１ａ及び１ｂ，３１ａ及び３１ｂ、並びに、第二ローラ２，３２の一対のローラ部２ａ及び２ｂ，３２ａ及び３２ｂは、すべて円筒の一部を構成する形状であったが、円錐台の一部を構成する形状であってもよい。例えば、実施の形態１の振動アクチュエータ１０１における第一ローラ１の一対のローラ部１ａ及び１ｂが円錐台形状である場合、第一固定子３の凸部３ａ及び３ｂにおいて、ローラ部１ａ及び１ｂの円錐台を形成するローラ面に整合する形状をした溝を形成し、ローラ部１ａ及び１ｂをこの溝に嵌合させるようにしてもよい。これにより、ローラ部１ａ及び１ｂが、第一ローラ軸１０方向、すなわち回転中心軸方向へ移動するのを防ぐことができる。In the first to fourth embodiments, thefirst rollers 1 and 31 and thesecond rollers 2 and 32 are cylindrical. However, the present invention is not limited to this, and may be spherical.
Further, the pair ofroller portions 1a and 1b, 31a and 31b of thefirst rollers 1 and 31, and the pair ofroller portions 2a and 2b, 32a and 32b of thesecond rollers 2 and 32 all constitute a part of a cylinder. However, it may be a shape constituting a part of the truncated cone. For example, when the pair ofroller portions 1a and 1b of thefirst roller 1 in thevibration actuator 101 of the first embodiment has a truncated cone shape, theconvex portions 3a and 3b of thefirst stator 3 have theroller portions 1a and 1b. A groove having a shape matching the roller surface forming the truncated cone may be formed, and theroller portions 1a and 1b may be fitted into the groove. Thereby, it can prevent that theroller parts 1a and 1b move to the1st roller shaft 10 direction, ie, a rotation center axis direction.

　また、実施の形態１～４において、第一ローラ１，３１及び第二ローラ２，３２，４２は、その回転中心軸の方向が直角な関係にあったが、これに限られるものでなく、回転中心軸の方向が異なっているだけでよい。例えば、第一ローラ１，３１の回転中心軸と第二ローラ２，３２，４２の回転中心軸とが、平行になっていてもよい。このとき、実施の形態１の振動アクチュエータ１０１を例に挙げると、第一ローラ１及び第二ローラ２は並列に配置されるため、第一アクチュエータ本体１０１ａに対して、第二アクチュエータ本体１０１ｂが、ローラ本体１００を支点として、３６０°近く回転動作することができる。In the first to fourth embodiments, thefirst roller 1, 31 and thesecond roller 2, 32, 42 have a relationship in which the direction of the rotation center axis is a right angle. However, the present invention is not limited to this. It is only necessary that the direction of the rotation center axis is different. For example, the rotation center axis of thefirst rollers 1, 31 and the rotation center axis of thesecond rollers 2, 32, 42 may be parallel. At this time, taking thevibration actuator 101 ofEmbodiment 1 as an example, since thefirst roller 1 and thesecond roller 2 are arranged in parallel, thesecond actuator body 101b is Theroller body 100 can be rotated about 360 ° with the fulcrum as a fulcrum.

　また、実施の形態２の第三固定子２０が、複数の凸部２０ａを有し、実施の形態４の第二固定子４４も、複数の凸部４４ａｂを有していたが、これに限定されるものではない。複数からなる凸部２０ａ及び４４ａｂは、１つの凸部によって形成されていてもよく、この１つの凸部が隣接する凸部同士を連結した輪状のものであってもよい。また、凸部２０ａ及び４４ａｂは、環状に配置されていたが、多角形状に配置されていてもよい。Moreover, although the3rd stator 20 ofEmbodiment 2 has the someconvex part 20a, and the2nd stator 44 ofEmbodiment 4 also has the some convex part 44ab, it is limited to this. Is not to be done. The plurality ofconvex portions 20a and 44ab may be formed by one convex portion, or may be a ring-shaped one in which the convex portions adjacent to each other are connected. Moreover, although theconvex parts 20a and 44ab were arrange | positioned cyclically | annularly, you may arrange | position in polygonal shape.

　また、実施の形態２において、第一圧電素子部５１のｘ軸回りに揺動させるたわみ振動、第二圧電素子部５２のｚ軸方向の縦振動、及び第三圧電素子部５０３のｙ軸回りに揺動させるたわみ振動が組み合わされた複合振動を、第一固定子３の凸部３ａ，３ｂ及び第三固定子２０に発生させていた。そして、この複合振動により、第三固定子２０は、第三基部ブロック９に対して方向Ｐ３又はＱ３に回転するとしていた。しかしながら、実施の形態４と同様にして、第一圧電素子部５１及び第三圧電素子部５０３のみを振動させた複合振動によっても、第三固定子２０を、第三基部ブロック９に対して方向Ｐ３又はＱ３に回転させることができる。（図６参照）In the second embodiment, the flexural vibration of the firstpiezoelectric element portion 51 that swings around the x-axis, the longitudinal vibration of the secondpiezoelectric element portion 52 in the z-axis direction, and the thirdpiezoelectric element portion 503 around the y-axis. The combined vibrations combined with the flexural vibrations to be swung are generated in theconvex portions 3 a and 3 b of thefirst stator 3 and thethird stator 20. And the3rd stator 20 was supposed to rotate to the direction P3 or Q3 with respect to the3rd base block 9 by this composite vibration. However, in the same manner as in the fourth embodiment, thethird stator 20 is moved in the direction with respect to thethird base block 9 even by the composite vibration in which only the firstpiezoelectric element portion 51 and the thirdpiezoelectric element portion 503 are vibrated. It can be rotated to P3 or Q3. (See Figure 6)

Claims (9)

1. 　互いに異なる回転中心軸を有する第一ローラと第二ローラとを一体に含む回転子と、
   　前記第一ローラに接触配置される第一固定子と、
   　前記第二ローラに接触配置される第二固定子と、
   　前記第一固定子を振動させることにより、前記第一ローラを回転させる第一振動手段と、
   　前記第二固定子を振動させることにより、前記第二ローラを回転させる第二振動手段と
   を備える振動アクチュエータ。A rotor integrally including a first roller and a second roller having different rotation center axes;
   A first stator disposed in contact with the first roller;
   A second stator disposed in contact with the second roller;
   First vibrating means for rotating the first roller by vibrating the first stator;
   A vibration actuator comprising: second vibration means for rotating the second roller by vibrating the second stator.
2. 　回転中心軸をもつ第一ローラと、
   　前記第一ローラに接触配置される第一固定子と、
   　前記第一固定子を振動させることにより、前記第一ローラを回転させる第一振動手段と
   を有する第一振動アクチュエータ部と、
   　回転中心軸をもつ第二ローラと、
   　前記第二ローラに接触配置される第二固定子と、
   　前記第二固定子を振動させることにより、前記第二ローラを回転させる第二振動手段と
   を有する第二振動アクチュエータ部と
   を備え、
   　前記第一振動アクチュエータ部の前記第一ローラと、前記第二振動アクチュエータ部の前記第二ローラとが一体化され、
   　一体化された前記第一ローラの前記回転中心軸と前記第二ローラの前記回転中心軸とが異なる振動アクチュエータ。A first roller having a central axis of rotation;
   A first stator disposed in contact with the first roller;
   A first vibration actuator unit having first vibration means for rotating the first roller by vibrating the first stator;
   A second roller having a center axis of rotation;
   A second stator disposed in contact with the second roller;
   A second vibration actuator unit having second vibration means for rotating the second roller by vibrating the second stator,
   The first roller of the first vibration actuator unit and the second roller of the second vibration actuator unit are integrated,
   A vibration actuator in which the rotation center axis of the integrated first roller and the rotation center axis of the second roller are different.
3. 　前記第一振動手段及び前記第二振動手段は、
   　互いに積層されると共に、電圧を印加されて超音波振動を発生する複数の圧電素子板からなり、
   　前記第一振動手段における前記圧電素子板の積層方向の端部に、前記第一固定子が配置され、
   　前記第二振動手段における前記圧電素子板の積層方向の端部に、前記第二固定子が配置される
   請求項１または２に記載の振動アクチュエータ。The first vibrating means and the second vibrating means are:
   It consists of a plurality of piezoelectric element plates that are laminated together and generate ultrasonic vibrations when a voltage is applied,
   The first stator is disposed at an end of the piezoelectric element plate in the stacking direction of the first vibration unit,
   3. The vibration actuator according to claim 1, wherein the second stator is disposed at an end of the second vibration unit in the stacking direction of the piezoelectric element plates.
4. 　前記第一ローラの前記回転中心軸の周りにおいて、前記第一ローラを回転自在に支持し、
   　前記第一固定子及び前記第一振動手段を貫通する第一軸部を有する
   第一支持部材と、
   　前記第一支持部材を介して前記第一固定子に対して前記第一ローラを加圧する第一予圧手段と、
   　前記第二ローラの前記回転中心軸の周りにおいて、前記第二ローラを回転自在に支持し、
   　前記第二固定子及び前記第二振動手段を貫通する第二軸部を有する
   第二支持部材と、
   　前記第二支持部材を介して前記第二固定子に対して前記第二ローラを加圧する第二予圧手段と
   をさらに備える
   請求項１または２に記載の振動アクチュエータ。Around the rotation center axis of the first roller, the first roller is rotatably supported,
   A first support member having a first shaft portion penetrating the first stator and the first vibration means;
   First preloading means for pressing the first roller against the first stator via the first support member;
   Around the rotation center axis of the second roller, the second roller is rotatably supported,
   A second support member having a second shaft portion penetrating the second stator and the second vibration means;
   3. The vibration actuator according to claim 1, further comprising a second preloading unit that pressurizes the second roller against the second stator via the second support member.
5. 　前記第一振動手段に接触配置される第三固定子をさらに備え、
   　前記第三固定子は、前記第一振動手段の振動により振動されると、前記第一支持部材を中心に、前記第三固定子に対して接触配置される対象物を回転させる
   請求項４に記載の振動アクチュエータ。A third stator disposed in contact with the first vibration means;
   The said 3rd stator will rotate the target object arranged in contact with the said 3rd stator centering | focusing on a said 1st support member, if it vibrates by the vibration of a said 1st vibration means. The vibration actuator described.
6. 　前記第一ローラと前記第一固定子との接触面が円筒面の一部であり、
   　前記第二ローラと前記第二固定子との接触面が円筒面の一部である
   請求項１または２に記載の振動アクチュエータ。A contact surface between the first roller and the first stator is a part of a cylindrical surface;
   The vibration actuator according to claim 1, wherein a contact surface between the second roller and the second stator is a part of a cylindrical surface.
7. 　前記第一ローラの前記回転中心軸と前記第二ローラの前記回転中心軸とは、それらの回転中心軸の方向が互いに直角な関係になっている
   請求項１または２に記載の振動アクチュエータ。3. The vibration actuator according to claim 1, wherein the rotation center axis of the first roller and the rotation center axis of the second roller are in a relationship in which the directions of the rotation center axes are perpendicular to each other.
8. 　前記第一ローラにおける前記第一固定子との接触面が円筒面の一部であり、
   　前記第二ローラにおける前記第二固定子との接触面が平面であり、
   　前記第一ローラは、前記第一固定子との接触面である前記円筒面の中心軸を中心に回転可能であり、
   　前記第二ローラは、前記第二固定子との接触面に直角な軸を中心に回転可能である
   請求項１または２に記載の振動アクチュエータ。The contact surface of the first roller with the first stator is a part of a cylindrical surface,
   The contact surface of the second roller with the second stator is a flat surface,
   The first roller is rotatable around a central axis of the cylindrical surface that is a contact surface with the first stator,
   The vibration actuator according to claim 1, wherein the second roller is rotatable about an axis perpendicular to a contact surface with the second stator.
9. 　前記第一ローラの前記回転中心軸の周りにおいて、前記第一ローラを回転自在に支持し、
   　前記第一固定子及び前記第一振動手段を貫通する第一軸部を有する
   第一支持部材と、
   　前記第一支持部材を介して前記第一固定子に対して前記第一ローラを加圧する第一予圧手段と、
   　前記第二ローラにおける前記第二固定子との接触面に結合されて、前記第二ローラを支持し、
   　前記第二固定子及び前記第二振動手段を貫通する第二軸部を有する
   第二支持部材と、
   　前記第二支持部材を介して前記第二固定子に対して前記第二ローラを加圧する第二予圧手段と
   をさらに備える
   請求項８に記載の振動アクチュエータ。Around the rotation center axis of the first roller, the first roller is rotatably supported,
   A first support member having a first shaft portion penetrating the first stator and the first vibration means;
   First preloading means for pressing the first roller against the first stator via the first support member;
   Coupled to the contact surface of the second roller with the second stator to support the second roller;
   A second support member having a second shaft portion penetrating the second stator and the second vibration means;
   The vibration actuator according to claim 8, further comprising second preloading means that pressurizes the second roller against the second stator via the second support member.

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