CN1639955B - 转动/移动转换致动器 - Google Patents

Abstract

一种转动/移动转换致动器，其具有由移动体和致动器构成的致动器单元，其中该移动体可以线性移动。该致动器具有一对板状基座、转动体、使转动体转动的振动元件、以及用于将该转动体的转动运动转换为该移动体的线性运动的转换机构。将该转动体固定在要将该转动体(凸轮转子)固定于其上的轴上。该转动体的外周面构成凸轮机构的凸轮面。在该移动体的端部设置滚子。该滚子紧靠在该转动体的外周面(凸轮面)上。

Description

转动/移动转换致动器

技术领域

本发明涉及一种转动/移动转换致动器。

背景技术

使移动体线性运动的线性致动器是公知的，例如，配备有电机(转动型致动器)、使电机减速并传递电机的转动驱动力的减速单元、以及将转动运动转换为线性运动的齿轮齿条单元的装置。

但是，存在一个问题，即很难使所述致动器更加小型化、更轻，尤其是更薄，因为上述常规的线性致动器必须具有减速单元，并且该致动器的电机庞大。

此外，该致动器的结构复杂，且会产生大的噪音。

另外，还存在一个问题，即电机产生的电磁噪声可能会对任何其他设备产生有害影响。

在此，日本特开专利申请No.2001-161084公开了一种具有将由超声电机驱动的转动体的转动运动转换为移动体的线性运动的凸轮机构的线性运动机构。

但是，从所使用的超声电机的结构方面看，上述申请中公开的线性运动机构的驱动力(驱动扭矩)、驱动速度和驱动效率不足。

上述线性运动机构的另一缺陷是，由于通过沿转动体的轴向对转动体施加推力而在转动体与振动元件之间提供摩擦力，由此获得驱动力，所以在改变沿转动体轴向的推力的情况下，驱动特性会发生很大的变化。换句话说，如上述申请的图1和2所示，在其中移动体14从转动体4的侧向紧靠凸轮(其外周面)13的这种系统中，沿转动体4轴向的推力受到由移动体14施加到凸轮13上的侧向压力的很大影响。因此，驱动特性会发生很大的变化。另一方面，如上述申请的图4所示，在其中移动体14从转动体4的轴向紧靠凸轮(其侧面)13的系统中，沿转动体4轴向的推力的直接作用在移动体14上。因此，驱动特性也会发生很大的变化。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种转动/移动转换致动器，其结构简单且易于小型化、尤其是更薄，该致动器可以准确可靠地使移动体沿所期望的方向移动(往复运动)。

为了实现上述目的，根据本发明一个方面的一种转动/移动转换致动器，其包括：以可转动的方式设置的转动体；振动元件；移动体，其沿所期望的方向可移动地设置在与发生振动的平面相同的平面内或设置在与发生振动的平面大致平行的平面内；以及转换机构，用于将所述转动体的转动运动转换为所述移动体的往复运动，其中，所述振动元件包括：通过施加AC电压而进行伸缩的第一压电元件；具有对接部分(abuttingportion)和臂部分的加强板；以及通过施加AC电压而进行伸缩的第二压电元件，所述第一压电元件、加强板和第二压电元件以上述顺序层叠，并且通过所述臂部分支撑所述振动元件，以使所述对接部分紧靠所述转动体，其中通过对所述第一和第二压电元件施加AC电压使所述振动元件发生振动，从而所述振动元件通过振动反复地向所述转动体施加力，以使所述转动体转动。

因此，所述移动体可以准确可靠地沿所期望的方向移动(往复运动)。

另外，振动元件使转动体转动，将转动体的转动运动转换为移动体的往复运动以驱动所述移动体，从而使整个转动/移动转换致动器小型化(尤其是变得更薄)。

此外，因为该致动器具有减速功能，所以与振动元件直接驱动移动体的情况相比，该移动体可以在很大的力的作用下移动(被驱动)。

此外，可以简化致动器的结构，并且可以降低其制造成本。

另外，因为由于没有使用任何常规的电机而使得在致动器中没有或几乎没有产生电磁噪声，所以可以防止对周边设备的有害影响。

另外，特别地，所述振动元件包括：第一压电元件，通过施加AC电压使其进行伸缩；加强板，其具有对接部分和臂部分；以及第二压电元件，通过施加AC电压使其进行伸缩，并且第一压电元件、加强板和第二压电元件以上述顺序层叠。因此，可以以低电压获得大的驱动力和高的驱动速度。此外，由于致动器在一平面内进行伸缩，所以可以大大提高驱动效率。

在本发明的转动/移动转换致动器中，优选地，所述振动元件、转动体和移动体分别设置在相互基本平行的平面内，并且所述振动元件的振动和所述移动体的往复运动在各自的平行平面内进行。

根据本发明另一方面的一种转动/移动转换致动器，其包括：以可转动的方式设置的转动体；振动元件；以可线性移动的方式设置的移动体；以及转换机构，用于将所述转动体的转动运动转换为所述移动体的往复运动，其中，所述振动元件包括：第一压电元件，通过施加AC电压使其进行伸缩；加强板，具有对接部分和臂部分；以及第二压电元件，通过施加AC电压使其进行伸缩，第一压电元件、加强板和第二压电元件以上述顺序层叠，并且通过所述臂部分支撑所述振动元件，以使所述对接部分紧靠所述转动体，其中通过对第一和第二压电元件施加AC电压而使所述振动元件发生振动，从而所述振动元件通过振动反复对所述转动体施加力，以使所述转动体转动。

因此，可以使移动体准确可靠地线性移动(往复运动)。

另外，所述振动元件使转动体转动，并且将转动体的转动运动转换为移动体的线性运动以驱动所述移动体，由此使整个转动/移动转换致动器小型化(尤其是变得更薄)。

此外，因为所述致动器具有减速功能，所以与振动元件直接驱动所述移动体的情况相比，所述移动体可以在很大的力的作用下移动(被驱动)。

此外，可以简化所述致动器的结构，并且降低其制造成本。

此外，因为由于没有使用任何常规电机而使得在致动器中没有产生或几乎不产生电磁噪声，所以可以防止对周边设备的有害影响。

此外，特别地，所述振动元件包括：第一压电元件，通过施加AC电压使其进行伸缩；加强板，其具有对接部分和臂部分；以及第二压电元件，通过施加AC电压使其进行伸缩，并且第一压电元件、加强板和第二压电元件以上述顺序层叠。因此，可以以低电压获得大的驱动力和高的驱动速度。此外，由于致动器在一平面内进行伸缩，所以大大提高了驱动效率。

在本发明的转动/移动转换致动器中，优选地，所述转换机构包括配备有具有凸轮面的凸轮的凸轮机构。

在本发明的转动/移动转换致动器中，优选地，所述振动元件、转动体和移动体分别设置在相互基本平行的平面内，并且所述振动元件的振动和所述移动体的往复运动在各自的平行平面内进行。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述凸轮机构的凸轮与所述转动体一起转动。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，将所述凸轮设置在所述转动体上。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述转动体具有外周面，所述振动元件紧靠该外周面，并且所述外周面与转动体的转动中心之间的距离比从凸轮的转动中心到凸轮的凸轮面的最大距离长。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述转动体具有内周面，所述振动元件从转动体的内部紧靠该内周面。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，将所述凸轮机构的凸轮面沿其径向设置在所述内周面的外侧。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述凸轮机构的凸轮包括凸轮槽。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述移动体具有对接部分，所述移动体在该对接部分紧靠在所述凸轮机构的凸轮面上，并且所述致动器还包括偏置装置，用于偏置所述移动体，以使所述对接部分紧靠所述凸轮面。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述转动体的紧靠有所述振动元件的部分和所述凸轮机构的凸轮面位于基本相同的平面内。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，将所述凸轮设置在所述移动体上。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述转换机构包括曲柄机构。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述曲柄机构具有曲柄连杆，并且所述振动元件、转动体、曲柄机构的曲柄连杆和移动体分别设置在相互基本平行的平面内，并且所述振动元件的振动和所述移动体的移动在各自的平行平面内进行。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述曲柄机构具有带有两个端部的曲柄连杆，曲柄连杆的两个端部中的每一个端部都通过曲柄销分别连接到所述转动体和所述移动体上。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述转动体具有外周面，所述振动元件紧靠该外周面，并且所述外周面与所述转动体的转动中心之间的距离比从所述转动体的转动中心到曲柄销的距离长。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，将所述移动体构造为通过所述转动体的转动运动沿一个方向进行往复运动。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述致动器还包括移动限制装置，用于限制所述移动体的移动。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述振动元件从转动体的径向紧靠在所述转动体上。

因此，更有利于使所述转动/移动转换致动器变得更薄。而且，可以获得更大的驱动力(驱动扭矩)。结果，移动体可以更可靠地移动(往复运动)。

在所述转动/移动转换致动器中，优选地，所述转动体具有周面，并且所述振动元件紧靠在转动体的该周面上。

因此，即使在由移动体作用在所述转动体上的推力和施加到所述移动体上的载荷发生变化时，对所述振动元件作用在所述转动体上的推力也没有影响。因此，致动器的驱动特性稳定，从而使得可以(稳定地)驱动所述致动器。

此外，更有利于使所述转动/移动转换致动器变得更薄。而且，可以获得更大的驱动力(驱动扭矩)。结果，所述移动体可以更可靠地移动(往复运动)。

此外，可以通过改变转动体的直径来容易地实现更高扭矩(更高的驱动力)和更高速度的选择。

附图说明

下面将参照附图描述所述转动/移动转换致动器的优选实施例。

图1是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第一实施例的平面图；

图2是沿图1所示的转动/移动转换致动器的线A-A截取的剖视图；

图3是图1所示的转动/移动转换致动器中的振动元件的立体图；

图4是表示图1所示的转动/移动转换致动器中的振动元件的一种振动模式的平面图；

图5是表示图1所示的转动/移动转换致动器中的振动元件的另一种振动模式的平面图；

图6是表示图1所示的转动/移动转换致动器的电路构造的方框图；

图7是根据本发明的转动/移动转换致动器的第二实施例中的振动元件的立体图；

图8是表示转动/移动转换致动器的第二实施例中的电路构造的方框图；

图9是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第三实施例的平面图；

图10是沿图9所示的转动/移动转换致动器的线B-B截取的剖视图；

图11是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第四实施例的平面图；

图12是沿图11所示的转动/移动转换致动器的线C-C截取的剖视图；

图13是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第五实施例的平面图；

图14是沿图13所示的转动/移动转换致动器的线D-D截取的剖视图；

图15是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第六实施例的平面图；

图16是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第七实施例的平面图；

图17是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第八实施例的平面图；

图18是表示图17所示的转动/移动转换致动器的另一状态的平面图；

图19是沿图17所示的转动/移动转换致动器的线E-E截取的剖视图；

图20是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第九实施例的平面图；

图21是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第十实施例中的振动元件的平面图。

图22是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第十一实施例中的振动元件的斜视图；

图23是表示图22所示的转动/移动转换致动器中的振动元件的一种振动模式的平面图；

图24是表示图22所示的转动/移动转换致动器中的振动元件的一种振动模式的平面图；

图25是表示图22所示的转动/移动转换致动器中的振动元件的驱动特性的曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的转动/移动转换致动器的优选实施例。

图1是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第一实施例的平面图。图2是沿图1所示的转动/移动转换致动器的线A-A截取的剖视图(剖面正视图)。图3是图1所示的转动/移动转换致动器中的振动元件的立体图。图4和5分别是表示图1所示的转动/移动转换致动器中发生振动的振动元件的振动模式的平面图。图6是表示图1示出的转动/移动转换致动器的电路构造的方框图。

这里，图1中部分地示出了基座42，而图2中分别部分地示出了基座41和42。在以下参照图1的说明中，将上侧、下侧、右侧和左侧简单地称为“上”、“下”、“右”和“左”。

这些图中示出的转动/移动转换致动器1是下述的致动器，该致动器使移动体2线性移动(往复运动，即以往复的方式运动)，并且该致动器具有板状的致动器单元10，该致动器单元10由移动体2和致动器本体3构成，该移动体2可以在该致动器本体3上线性移动。

如图1、2和6所示，致动器本体3具有：以相互平行且相对的方式设置的一对板状基座(基板)41、42；转动体51；振动元件6，其使转动体51转动；凸轮机构(转换机构)11，其将转动体51的转动运动转换为移动体2的线性运动(往复运动)；导电电路20，其选择振动元件6(下面将描述)的每一个电极的导电模式，并且随后向所选择的电极导电。基座41设置在图2的右端，而基座42设置在图2的左端。振动元件6、转动体51、凸轮机构11和移动体2分别设置在基座41和基座42之间。

转动体51为盘状，其固定在位于转动体51的中心处的轴53上。设置轴53以使得转动体51在基座41和基座42处可以正向和反向转动，并且使得转动体51(具体地说，转动体51的侧面)与基座41和基座42平行。

无需说明，转动体51不限于盘状。

此外，由于其中设有凸轮机构11的凸轮的转动体(凸轮转子)52固定在轴53上，所以转动体51和转动体52一起转动(即，协同转动)。

转动体52的外周面521被形成为凸轮机构11的凸轮面。因此，在下文中，也可以将“外周面521”称为“凸轮面521”。

在此，例如，转动体52可以固定在转动体51(具体地说，转动体51的侧面)上。另选地，转动体51和转动体52可以形成为一体(作为单个构件)。换句话说，可以将凸轮(凸轮面)设置在转动体51上。

振动元件6为板状，其设置在基座41上并与基座41平行，并且位于转动体51的上侧。

振动元件6的短边(short side)601位于其左右方向，而振动元件6的长边602位于其上下方向。另外，振动元件6的突出部分(接触部分)66的端部从转动体51的上侧紧靠在外周面511上。换句话说，振动元件6的突出部分66的端部从转动体51的径向方向紧靠在外周面(对接部分)511上。由于振动元件6的振动将驱动力(转动力)从突出部分66提供给转动体51，从而使得转动体52与转动体51一起转动。下文中将详细描述振动元件6。

移动体2优选地使用刚体形成，即该移动体2应该具有适当的刚性。

在本实施例中，移动体2为杆状。移动体2设置在基座42上并与基底42平行，以使移动体2可以沿移动体2的纵向方向(轴向)线性运动。

滚子(具体地说，其对接部分)22设置在移动体2的端部21处并与转动体51和转动体52平行，且滚子22可以正向和反向转动。滚子22紧靠在转动体52的外周面(凸轮面)521上。

在移动体2的中部形成有凸缘23。该凸缘23位于移动体2的支撑部分421和支撑部分422之间，这两个支撑部分设置在基座42中。

将作为偏置装置的螺旋弹簧(弹性构件)17以压缩状态设置在位于移动体2的基座端侧的支撑部分421与凸缘23之间。通过螺旋弹簧17的恢复力(即，弹力)将移动体2朝向端部21(沿转动体52的方向)偏置。因此，可以维持(保持)滚子(具体地说，其对接部分)22紧靠凸轮面521的状态。

在这种情况下，移动体2不限于杆状。例如，移动体2可以基本上为板状等。

凸轮机构11的主要部分由转动体52和滚子22构成。如果转动体52沿预定方向(一个方向)转动，则滚子22沿凸轮面521转动。因此，移动体2沿移动体2的纵向方向往复运动。

在此，转动体51紧靠振动元件6的部分(外周面511)的半径r1比从转动体52的转动中心(凸轮的转动中心)到凸轮面521的距离r2的最大长度r2max要长。

因此，可以实现减速功能并增大振动元件6的驱动力。也就是说，不需要额外的变速机构(减速机构)。由于可以增大振动元件6的驱动力，所以可以在相对大的力的作用下使移动体2运动(被驱动)。

如上所述，振动元件6、转动体51、转动体52(具体地说，凸轮面521)、和移动体2分别设置在相互基本平行的平面上。另外，振动元件6在与振动元件6相对应的平面内进行振动，而移动体2在与移动体2相对应的平面内移动(往复运动)。也就是说，振动元件6在振动元件6所在的平面内进行振动，而移动体2在移动体2所在的平面内移动(往复运动)。

另外，振动元件6和转动体51位于基本相同的平面内。转动体52和滚子22位于基本相同的平面内。

因此，这特别有利于使整个转动/移动转换致动器1能够变得更薄。

如果振动元件6发生振动，则转动体51反复地受到来自振动元件6的驱动力(即，转动力)的作用，从而使转动体51转动。通过凸轮机构11使移动体2移动，即沿其纵向方向往复运动。

振动元件6比一般的电机等更小(尤其是更薄)。

根据本发明，由于通过振动元件6使移动体2移动，所以可以使整个转动/移动转换致动器1小型化，尤其是其厚度变得更薄(这主要集中在使整个致动器在图2所示的左右方向上小型化)。

通过将振动元件6的电极分为多个部分，选择性地对该多个部分中的任何一个部分施加电压，并部分地驱动压电元件，转动/移动转换致动器1可以自由地选择在一平面上的纵向和/或弯曲振动模式。换句话说，可以通过为振动元件6的各个电极选择多个导电模式(导电状态)中的任何一个来改变振动元件6的振动模式(振动状态)，从而改变振动元件6的突出部分66的振动方向(振动位移)。因此，转动体51可以逆时针方向或顺时针方向(正向或反向)转动(因此，可以切换转动体51的转动方向)。下面，将根据以下具体示例来描述该构造。

如图3和4所示，振动元件6基本上为矩形且为板状。从图3的上侧观察，振动元件6通过顺序层叠下列元件而构成：四个电极61a、61b、61c和61d；板状压电元件(第一压电元件)62；加强板(同时用作为振动板)63；板状压电元件(第二压电元件)64；以及四个板状电极65a、65b、65c、和65d。(图3中未示出电极65a、65b、65c、和65d，而仅用括号标出了这些标号)。在这种情况下，图3和4夸大地表示上述元件中的每一个的厚度。

压电元件62、64为矩形，通过向压电元件62、64施加AC电压而使其沿它们的纵向方向(即，沿它们的长边方向)进行伸缩。构成压电元件62，64的材料并没有特别限制。例如，可以使用各种材料，例如锆钛酸铅(PZT)、石英晶体、铌酸锂、钛酸钡、钛酸铅、偏铌酸铅(LeadMetaniobate)、聚偏二氟乙烯、铌酸锌铅(Zinc Lead Niobate)、铌酸钪铅(Scandium Lead Niobate)等。

压电元件62，64分别固定在加强板63的两个面上。

在振动元件6中，将压电元件62基本上等分(划分)为四个矩形区域。矩形电极61a、61b、61c和61d分别设置在所划分的区域中。通过同样的方式，将压电元件64分(划分)为四个矩形区域。矩形电极65a、65b、65c和65d分别设置在所划分的区域中。在这种情况下，电极65a、65b、65c和65d分别设置在电极61a、61b、61c和61d的背面。

位于正面的一条对角线处的电极61a、61c电连接到位于背面中的对应的对角线处的电极65a、65c。通过同样的方式，位于正面中的另一条对角线处的电极61b、61d电连接到位于背面中的对应对角线处的电极65b、65d。(下面，将“电连接”简称为“连接”。)

加强板63加强整个振动元件6，从而防止振动元件6由于振动元件6的过度振动、外力等而受到损坏。构成加强板63的材料没有特别限制。但是，该材料优选为一种金属材料，例如不锈钢、铝或铝合金、钛或钛合金、以及铜或铜系合金(copper system alloy)。

优选地，所述加强板63比压电元件62或64薄(小)。因此，振动元件6可以高效地进行振动。

加强板63还用作压电元件62、64的公共电极。也就是说，使用加强板63和从电极61a、61b、61c和61d中选择的所期望的电极将AC电压施加给压电元件62。使用加强板63和从电极65a、65b、65c和65d中选择的所期望的电极将AC电压施加给压电元件64。

当将AC电压施加给压电元件62、64的基本上整个部分时，压电元件62、64沿它们的纵向方向反复进行伸缩。伴随着该运动，加强板63也沿其纵向方向反复进行伸缩。换句话说，如果将AC电压施加给压电元件62，64的基本上整个部分，则振动元件6沿其纵向方向(沿其长边方向)以微小的幅度进行振动(沿纵向方向进行振动)，并且突出部分66沿纵向方向进行振动(尤其是往复运动)。

突出部分(接触部分)66整体地形成在图3中的加强板63的右端。

突出部分66设置在位于在图1的下部和加强板63的宽度方向(图1中的左右方向)的中部的短边601处。

另外，具有弹性(柔性)的臂部分68整体地形成在图3中的加强板63的上端部。

臂部分68设置在加强板63的右侧的长边602处，并且位于加强板63的纵向方向(即，图1的上下方向)的大致中部，以沿基本上垂直于板63纵向方向的方向突出。保持部分680整体地形成在臂部分68的端部。插入有螺栓13的孔(opening)681形成在保持部分680中。

振动元件6通过保持部分680固定在基座41上。即，保持部分680处的孔681重叠在设置在基座41上的螺纹孔410上。将螺栓13插入并穿过孔681，从而将螺栓13螺纹紧固到螺纹孔410。并且，利用臂部分68支撑螺栓13。因此，振动元件6可以以相对较大的幅度自由地进行振动。

另外，通过臂部分68的弹力(恢复力)使振动元件6向下偏置。通过该弹力将振动元件6的突出部分66推靠在转动体51的外周面(对接部分)511上。

当突出部分66紧靠在转动体51上时，向位于振动元件6的对角线上的电极61a，61c，65a和65c供电。如图4所示，当在加强板63与这些电极61a，61c，65a和65c中的每一个之间施加AC电压时，分别与电极61a，61c，65a和65c相对应的部分沿箭头a所示的方向反复进行伸缩。因此，振动元件6的突出部分66发生移动，即沿箭头b所示的倾斜方向进行振动(往复运动)，或者突出部分66沿大致椭圆形状移动，即以由箭头c表示的椭圆方式振动(运动)。当与振动元件6的电极61a，61c，65a和65c相对应的部分延伸时，转动体51受到来自突出部分66的摩擦力(或推力)的作用。

换句话说，通过与突出部分66的振动位移S的径向方向相对应的分量S1(沿转动体51的径向方向的位移)，在突出部分66和外周面511之间产生大的摩擦力，并且还通过与振动位移S的周向方向相对应的分量S2(沿转动体51的周向方向的位移)将图4中逆时针方向产生的转动力提供给转动体51。

当振动元件6进行振动时，力反复作用在转动体51上，从而使转动体51沿图4中的逆时针方向转动。

然后，将位于振动元件6的对角线处的未供电的电极61b、61d、65b和65d用作为用于检测振动元件6的振动的振动检测装置。

与上述模式相反，如图5所示，当向位于振动元件6的对角线处的电极61b、61d、65b和65d供电，从而在加强板63与这些电极61b、61d、65b和65d中的每一个之间施加AC电压时，分别与电极61b、61d、65b和65d相对应的部分沿箭头a所示的方向反复进行伸缩。因此，振动元件6的突出部分66移动，即沿箭头b所示的倾斜方向进行振动(往复运动)，或者沿箭头c所表示的大致椭圆形状移动，即以椭圆方式振动(运动)。当与振动元件6的电极61b、61d、65b和65d相对应的部分延伸时，转动体51受到来自突出部分66的摩擦力(推力)的作用。

换句话说，通过突出部分66的振动位移S的径向分量S1(即，沿转动体51的径向方向的位移)在突出部分66和外周面511之间提供大的摩擦力，并且还通过振动位移S的周向分量S2(沿转动体51的周向的位移)将图5中顺时针方向产生的转动力提供给转动体51。

当振动元件6进行振动时，力反复作用在转动体51上，从而使转动体51沿图5中的顺时针方向转动。

然后，将位于振动元件6的对角线处的未供电的电极61a、61c、65a和65c用作为用于检测振动元件6的振动的振动检测装置。

在这点上，图4和5中夸大地示出了振动元件6的形状变化，并且其中未示出臂部分68。

在此，可以适当地选择振动元件6的形状和尺寸，以及突出部分66在振动元件6上的位置，以使弯曲振动(沿图4和5的水平方向的振动)的共振频率基本上与沿纵向方向的振动频率相同。由此，振动元件6的弯曲振动和纵向振动可以同时进行。因此，突出部分66可以沿图4和5中由箭头c表示的大致椭圆形状移动(以椭圆方式振动)。此外，如一般公知的，由于使用相互交替的弯曲振动和纵向振动的相位来驱动振动元件6，所以可以改变长轴与短轴的比例(长轴/短轴)。

对要施加给压电元件62、64的AC电源的频率没有特殊限制。但是，优选地，AC电源的频率与振动元件6的振动(纵向振动)的共振频率基本相同。由此，振动元件6的振幅变大，从而使得能够高效地驱动移动体2。

因为转动体51由上述摩擦力(推力)驱动，所以振动元件6的驱动力比由磁力驱动的常规电机的驱动力大。因此，可以使用足够大小的力来驱动移动体2，而不需要任何变速机构(减速机构)。

此外，不另外需要任何减速机构(因此，没有减速机构中的能量损失)。由于在振动元件6的平面中的振动直接被转换为转动体51的转动运动，所以该转换引起的能量损失较小。因此，可以高效地驱动移动体2。

而且，由于可以使用振动元件6直接驱动(转动)转动体51，所以不需要任何附加的减速机构。因此，对于使整个装置更轻且更小(厚度更薄)尤其有利。此外，该装置的构造特别简单并且容易制造，从而使得制造成本能够降低。

接下来，将描述导电电路20。

如图6所示，导电电路20具有开关9以及配备有振荡电路81、放大电路82和转动量控制电路83的驱动电路8。

开关9是用于在多个导电电极和用作为振动检测装置的多个电极之间进行切换的切换装置。当切换开关9时，可以改变转动体51的转动方向。

开关9具有一起协同工作的两个切换部分91、92。振动元件6的电极61d连接到切换部分91的端子97。电极61a连接到切换部分92的端子98。

切换部分91的端子93和切换部分92的端子96各自连接到驱动电路8的放大电路82的输出端。从放大电路82向端子93、96中的每一个施加AC电源。

此外，振动元件6的加强板63接地。

切换部分91的端子94和切换部分92的端子95各自连接到驱动电路8的振荡电路81的输入端。

接下来，参照图6描述转动/移动转换致动器1的操作。

在电源开关为ON的状态下，当给出关于转动体51的转动方向和转动量(例如，转数和转角)的指令时，开关9为ON，并且根据所给出的指令启动驱动电路8的转动量控制电路83。

在指令为转动体51沿图6中的逆时针方向(正向)转动的情况下，切换开关9，以使开关9的端子94和端子97连接，并且端子96连接到端子98。由此，驱动电路8的放大电路82的输出端与振动元件6的电极61a、61c、65a和65c导通，而振动元件6的电极61b、61d、65b和65d与驱动电路8的振荡电路81的输入端导通。

利用转动量控制电路83分别控制驱动电路8的振荡电路81和放大电路82。

利用放大电路82放大从振荡电路81输出的AC电压，并且随后在加强板63和电极61a、61c、65a和65c中的每一个之间都施加经放大的AC电压。由此，如上所述，与电极61a、61c、65a和65c相对应的多个部分中的每一个反复进行伸缩，振动元件6的突出部分66沿图4的箭头b所示的倾斜方向进行振动(即，往复运动)，或者以图4的箭头c所示的椭圆方式进行振动(运动)。当与振动元件6的电极61a、61c、65a和65c相对应的多个部分中的每一个延伸时，转动体51受到来自突出部分66的摩擦力(即，推力)的作用。转动体51通过该摩擦力沿图1中的逆时针方向(正向)转动。

另外，转动体52与转动体51一起沿图1中的逆时针方向转动。滚子22沿凸轮面521滚动，因此移动体2沿其纵向方向往复运动。

然后，将没有供电(没有启动)的电极61b、61d、65b和65d中的每一个都用作为检测电极，该检测电极用于检测在加强板63和电极61b、61d、65b和65d中的每一个之间感应的电压(即，感应电压)。

将所检测的感应电压(即，检测电压)输入给振荡电路81，该振荡电路81基于该检测电压输出交流(AC)电压，该交流电压具有下述频率(谐振频率)，在该频率处振动元件6的振幅变得最大，即该检测电压变得最大。因此，可以有效地使移动体2移动。

此外，转动量控制电路83根据转动体51的转动量(目标值)控制对那些电极中的每一个供电的操作，其中转动体51已接收到所给定的指令。

换句话说，转动量控制电路83使得能够启动振荡电路81和放大电路82，直到转动体51的转动量到达所指示的转动量(目标值)为止，从而驱动振动元件6并使转动体51转动。

与此相反，在指示为转动体51沿图6中的顺时针方向(与正向相反的反向)转动的情况下，如图6所示，切换开关9，以使得开关9的端子93和端子97连接，并且端子95连接到端子98。因此，驱动电路8的放大电路82的输出端与振动元件6的电极61b、61d、65b和65d导通，而振动元件6的电极61a、61c、65b和65d与驱动电路8的振荡电路81的输入端导通。因为下面的操作与在给出使得移动体2如图6所示逆时针方向(正向)转动的指令的情况下的操作相同，所以省略对后续操作的说明。

第一实施例的转动/移动转换致动器1具有可以使转动/移动转换致动器1小型化(更薄)的优点。另外，致动器1具有下述优点，即因为没有使用常规电机来使移动体2移动，所以致动器1对致动器1的周边设备不会产生任何影响。因此，不存在或者几乎不存在由这种常规电机产生的电磁噪声。

第一实施例的致动器1可以使得移动体2能够平滑且稳定地移动，并且与使用螺线管的致动器相比，可以使得移动体2能够更准确地(或精确地)移动。另外，致动器1可以自由地获得移动量。

当没有驱动移动体2(即，在移动体2暂停的状态下)时，即当没有向上述多个电极中的任何一个供电时，突出部分66紧靠在(被压在)转动体51上。因此，可以通过突出部分66与转动体51之间的摩擦力将移动体2保持为暂停状态。换句话说，据此，可以防止移动体2移动，并且可以将移动体2保持在所期望的位置。

此外，由于转动体51可以交替地沿正向和反向转动，所以利用转动体51可以实现双向(reversible)运动。

此外，由于由一单体形成的振动元件6使得移动体2能够往复运动，即沿两个方向移动，所以与利用两个专用振动元件来提供各个移动方向相比，减少了致动器1的部件数量，并且使整个装置易于制造，并有利于使得整个转动/移动转换致动器1能够更小且更轻。

在本发明中，在振动元件6中，振动元件6紧靠移动体2的部分的数量，即突出部分66的数量可以为两个或更多个。

另外，在本发明中，可以将转动体51调整为仅沿单一方向转动。即使在这种情况下，移动体2也可以往复运动，即利用单个振动元件6沿两个方向移动。

另外，不仅在本实施例(第一实施例)中，而且如下面所描述的，在图8所示的第二实施例中、图9所示的第三实施例中、图11所示的第四实施例中、图15所示的第六实施例中、图16所示的第七实施例中，即使沿转动体51的单一转动方向，移动体2也可以往复运动。因此，不需要切换电驱动方向，从而简化驱动方法(即，驱动控制)并有效地驱动移动体2。

接下来，描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第二实施例。

图7是转动/移动转换致动器的第二实施例中的振动元件的立体图。图8是表示转动/移动转换致动器的第二实施例中的电路构造的方框图。

在此，将描述第二实施例的转动/移动致动器1，主要集中在上述第一实施例与第二实施例之间的不同点。在这点上，省略了对相同和相近部分的描述。

第二实施例的转动/移动转换致动器1具有：第一模式，其中转动体51，即移动体2保持在暂停状态；第二模式，其中转动体51可以转动(转动体51处于自由状态)，即移动体2可以移动(移动体2处于自由状态)；第三模式，其中转动体51沿正向转动；以及第四模式，其中转动体51沿反向转动。致动器1适合于通过对各个电极选择多个导电模式中的任意一个来选择第一、第二、第三和第四模式中的一种模式，以改变振动元件6的振动模式。下面，将更具体地进行说明。

如图7所示，将5个板状电极61a，61b、61c、61d和61e设置在图7中的压电元件62的上侧，而将5个板状电极65a、65b、65c、65d和65e设置在图7中的压电元件64的下侧(图7中未示出电极65a、65b、65c、65d和65e，而仅用括号表示这些电极的标号)。

换句话说，将压电元件62基本等分(划分)为四个矩形区域。另外，矩形电极61a、61b、61c、61d分别设置在所划分的区域中。同样，将压电元件64基本等分(划分)为四个矩形区域。另外，矩形电极65a、65b、65c、65d分别设置在所划分的区域中。

此外，矩形电极61e设置在压电元件62的中部，而矩形电极65e设置在压电元件64的中部。各个电极61e、65e的纵向方向基本上与振动元件6的纵向方向(长边方向)一致。电极61e和65e为用于检测在加强板63和各个电极61e、65e之间感应的电压，即响应于振动元件6的振动的纵向分量(即，纵向振动分量)而感应的电压(感应电压)的检测电极。另外，电极61e，65e分别用于第二模式。

在这种情况下，电极65a、65b、65c、65d和65e分别设置在电极61a、61b、61c、61d和61e的背面。

位于一条对角线处的电极61a、61c电连接(下面简称为“连接”)到位于电极61a、61c背面的电极65a、65c。同样，位于另一条对角线处的电极61b、61d电连接到位于电极61b、61d背面的电极65b、65d。同样，位于中心的电极61e电连接(简称为“连接”)到位于电极61e背面的电极65e。

如图8所示，第二实施例的转动/移动转换致动器1的导电电路20具有：驱动电路8，其配备有振荡电路81、放大电路82和转动量控制电路83；开关9；和开关16。

开关9是切换装置，用于在被供电的电极与用作为振动检测装置的电极之间进行切换。使用开关9来切换转动体51的转动方向。

开关9具有一起协同工作的两个切换部分91、92。振动元件6的电极61d连接到切换部分91的端子97，而振动元件6的电极61a连接到切换部分92的端子98。

切换部分91的端子93和切换部分92的端子96各自连接到驱动电路8的放大电路82的输出端，由此从放大电路82对各个端子93、96施加对应的AC电压。

此外，振动元件6的加强板63接地。

而且，切换部分91的端子94和切换部分92的端子95各自连接到驱动电路8的振荡电路81的输入端。

开关16具有协同工作的两个切换部分161、162。

切换部分161的端子163连接到开关9的端子94、95，而切换部分161的端子164连接到振动元件6的电极61e。

此外，切换部分161的端子167连接到驱动电路8的振荡电路81的输入端。

此外，切换部分162的端子166连接到开关9的端子98和振动元件6的电极61a，而切换部分162的端子168连接到开关9的端子97和振动元件6的电极61d。

在这种情况下，因为驱动电路8的功能与第一实施例中的相同，所以将省略对驱动电路8的描述。

接下来，将描述上述多种模式中的每一种模式。

在第一模式中，相对于振动元件6不会产生激励。换句话说，不向上述电极中的任何一个供电。在这种情况下，由于振动元件6的突出部分66紧靠(被压)在转动体51上，并且通过突出部分66和转动体51之间的摩擦力使转动体51保持为暂停状态，所以可以使移动体2保持为暂停状态。即，可以防止移动体2移动，并将移动体2保持在所期望的位置。

在第二模式中，沿基本上垂直于转动体51的周面511的紧靠突出部分66的位置处的切线的方向激励振动。换句话说，向位于振动元件6的两条对角线处的电极61a、61b、61c、61d、65a、65b、65c以及65d供电。在加强板63与电极61a、61b、61c、61d、65a、65b、65c以及65d中的每一个之间施加AC电压。因此，振动元件6反复沿其纵向方向(沿其长边方向)进行伸缩，即沿其纵向方向以微小的幅度进行振动(纵向振动)。换句话说，振动元件6的突出部分66沿其纵向方向(沿其长边方向)进行振动(往复运动)。

当振动元件6收缩时，转动体51远离突出部分66，以使得转动体51与突出部分66之间的摩擦力消失或减小，并使得转动体51处于自由状态。因此，转动体51可以顺时针和逆时针自由转动。由此，移动体2可以自由移动。另一方面，当振动元件6延伸时，转动体51受到来自突出部分66的推力的作用。因为该推力的方向基本垂直于该切线方向，所以转动体51既不逆时针转动也不顺时针转动，并且移动体2不移动。

因此，通过振动元件6的振动使转动体51，即移动体2处于自由状态并且可以沿两个方向移动。

在第三模式中，激励振动，该振动至少具有沿转动体51的正向转动方向的振动的位移分量(图4所示的周向分量S2)。换句话说，向位于振动元件6的对角线处的电极61a、61c、65a和65c供电。对加强板63以及各个电极61a、61c、65a和65c施加AC电压。由此，如第一实施例所述，转动体51沿图8的逆时针方向(正向)转动。然后，将位于振动元件6的对角线处的未供电的电极61b、61d、65b和65d用作为用于检测振动元件6的振动的振动检测装置。

在第四模式中，激励振动，该振动至少具有沿转动体51的正向转动方向的振动的位移分量(图5所示的周向分量S2)。换句话说，对位于振动元件6的对角线处的电极61b、61d、65b和65d供电。对加强板63以及各个电极61b、61d、65b和65d施加AC电压。由此，如第一实施例所述，转动体51沿图8的顺时针方向(反向)转动。然后，将位于振动元件6的对角线处的未供电的电极61a、61c、65a和65c用作为振动检测装置，用于检测振动元件6的振动。

接下来，参照图8描述转动/移动转换致动器1的操作。

在电源开关为ON的状态下，当给出用于使转动体51(移动体2)暂停/自由的指令以及用于转动体51的转动方向和转动量(转数和转角)的指令时，根据该指令操作开关9、开关16和驱动电路8的转动量控制电路83。即，实现上述第一模式、第二模式、第三模式和第四模式中的任意一个模式。

在指令表示转动体51将沿图8的逆时针方向(正向)转动的(第三模式的)情况下，切换开关16，以使开关16的端子163和端子167连接，并且开关16的端子165和端子168连接，同时切换开关9，以使端子94和端子97连接，端子96和端子98连接。因此，驱动电路8的放大电路82的输出端与振动元件6的电极61a、61c、65a和65c导通，并且驱动电路8的振荡电路81的输入端与振动元件6的电极61b、61d、65b和65d导通。

驱动电路8的振荡电路81和放大电路82由转动量控制电路83控制。

通过放大电路82放大从振荡电路81输出的AC电压，并且随后将该AC电压施加在加强板63与电极61a、61c、65a和65c中的每一个之间。因此，如上所述，与振动元件6的电极61a、61c、65a和65c相对应的多个部分各自反复进行伸缩，并且振动元件6的突出部分66沿图4中的箭头b所示的倾斜方向进行振动(往复运动)，以及以箭头c表示的椭圆方式振动(运动)。当与振动元件6的电极61a、61c、65a和65c相对应的部分延伸时，转动体51受到来自突出部分66的摩擦力(推力)的作用，并且该反复的摩擦力(推力)使转动体51沿图1的逆时针方向(正向)运动(转动)。

另外，转动体52沿图1中的逆时针方向(正向)与转动体51一起转动。滚子22沿凸轮面521滚动。因此，移动体2沿其纵向方向往复运动。

然后，将未供电(未启动)的电极61b、61d、65b和65d用作为用于检测在加强板63和电极61b、61d、65b和65d中的每一个之间感应的电压(感应电压)的检测电极。

将所检测的感应电压(检测电压)输入给振荡电路81，并且随后振荡电路81根据该检测电压输出具有下述频率(谐振频率)的AC电压，在该频率处振动元件6的振幅变得最大，即该检测电压变得最大。因此，可以使移动体2有效地移动。

另外，转动量控制电路83根据所指示的转动体51的转动量(目标值)来控制向这些电极中的每一个供电的操作。

也就是说，转动量控制电路83使得能够启动振荡电路81和放大电路82，直到转动体51的转动量达到所指示的转动体51的转动量(目标值)，从而驱动振动元件6并使转动体51转动。

与此相反，在指令表示转动体51将沿图8的顺时针方向(反向)转动的(第四模式的)情况下，如图8所示，切换开关16，以使开关16的端子163和端子167连接，并且开关16的端子165和端子168连接，同时切换开关9，以使得开关9的端子93和端子97连接，并且开关9的端子95和端子98连接。因此，驱动电路8的放大电路82的输出端与振动元件6的电极61b、61d、65b、65d导通，而驱动电路8的振荡电路81的输入端与振动元件6的电极61a、61c、65a、65c导通。因为其他操作与指令表示转动体51将沿图8的逆时针方向转动的情况下的操作相同，所以省略对其的描述。

在指令表示转动体51，即移动体2保持为暂停状态的(第一模式的)情况下，如图8所示，切换开关16，以使开关16的端子163和端子167连接，并且开关16的端子165和端子168连接。

转动量控制电路83使得不能启动振荡电路81和放大电路83。也就是说，不向振动元件6的多个电极中的任一电极施加AC电压。

突出部分66与转动体51按压接触(紧靠)，并且突出部分66与转动体51之间的摩擦力使转动体51保持暂停状态。因此，移动体2保持为暂停状态。即，防止移动体2移动，并将移动体2保持在所期望的位置。

在第一模式的情况下，开关9和16可以以任何方式切换，只要不将AC电压施加给振动元件6的多个电极中的任一电极即可。

在指令表示要将转动体51设置为自由状态，换句话说，指令表示要将移动体2设置为自由状态的(第二模式的)情况下，切换开关16，以使开关16的端子164和端子167连接，并且开关16的端子166和端子168连接。因此，驱动电路8的放大电路82的输出端与振动元件6的电极61a、61b、61c、61d、65a、65b、65c和65d导通，并且振动元件6的电极61e和65e与驱动电路8的振荡电路81的输入端导通。

通过放大电路82放大从振荡电路81输出的AC电压，并且随后在加强板63与电极61a、61b、61c、61d、65a、65b、65c和65d中的每一个之间施加该AC电压。因此，如上所述，振动元件6的突出部分66沿其纵向方向进行振动(往复运动)，以形成自由状态，这使得移动体2可以沿图8的往复运动的两个方向自由移动。

然后，从各个电极61e和65e检测在加强板63和各个电极61e、65e之间感应出的电压(感应电压)。将所检测的感应电压(检测电压)输入给振荡电路81，并且随后振荡电路81根据该检测电压输出具有下述频率的AC电压，在该频率处，振动元件6的纵向振动的振幅变得最大，即检测电压变得最大。因此，可以使转动体51转动，即可以使移动体2更平稳地移动。

这里，在第二模式中，可以以任何方式切换开关9。

该第二实施例的转动/移动转换致动器1获得了与上述第一实施例相同的结果。

在该转动/移动转换致动器1中，有很宽的适用范围，因为可以从四种状态中选择任何一种状态，这四种状态是：转动体51(移动体2)保持为暂停状态的状态，即高摩擦状态；使得转动体51能够沿正向转动(即，转动体51和移动体2被设置为自由状态)的状态，即低摩擦状态；转动体51沿正向转动的状态；以及转动体51沿反向转动的状态。

在上述振动元件6中，已经描述了将用于驱动振动元件6的电极划分为四个部分的情况。但是，这只是选择性地激励纵向振动和弯曲振动的一个示例，并且在本发明中，振动元件6的结构和驱动方法并不限于上述示例。

另外，在本发明的构造中，可以省略第三模式或第四模式，并且转动体51可以只沿一个方向转动。即使在这种情况下，也可以仅使用一个振动元件6使移动体2往复运动，即沿其两个方向移动。

接下来，将描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第三实施例。

图9是表示转动/移动转换致动器的第三实施例的平面图。图10是沿图9所示的转动/移动转换致动器的线B-B截取的剖视图。这里，在图9中没有示出基座41，但部分示出了基座42。此外，在图10中部分示出了基座41和基座42。在以下参照图9的描述中，将上侧称为“上”，将下侧称为“下”，将右侧称为“右”，将左侧称为“左”。

这里，下面将描述第三实施例的转动/移动转换致动器1，主要集中在上述第一实施例和第三实施例的不同点，并省略相同部分的说明。

如图9和10所示，在第三实施例的转动/移动转换致动器1的转动体51中将凸轮槽54形成为凸轮机构11的凸轮。

在图10中的转动体51的左侧的侧面形成凸轮槽54。凸轮面由凸轮槽54的两个侧面构成。因此，凸轮槽54，即凸轮面和振动元件6的突出部分66紧靠在转动体51上的部分(转动体51的外周面511)基本上位于相同的平面。因此，可以将转动/移动转换致动器1制造得更薄，并且可以防止转动体51的转轴(轴)偏心。

凸轮槽54为所期望形式的环状。

在这点上，在本发明的第三实施例中，虽然凸轮槽54具有底部，但是也可以采用任何其他方式。例如，凸轮槽54可以以缝隙状的方式穿透转动体51。

设置在移动体2的端部21的滚子22位于凸轮槽54内。滚子22紧靠在凸轮槽54内的两个侧面(凸轮面)上。另选地，可以相对于这两个侧面存在一些空间以避免发出卡嗒声。在这种情况下，滚子22的直径比凸轮槽54的宽度稍小。

当振动元件6振动并且转动体51沿所期望的方向转动时，滚子22沿凸轮槽54滚动。因此，移动体2沿其纵向方向往复运动。

根据该转动/移动转换致动器1，可以获得与上述第一实施例的转动/移动转换致动器1相同的效果。

在转动/移动转换致动器1中，由于凸轮槽54和转动体51的外周面511位于同一平面，所以第二实施例的致动器1比第一实施例的致动器1更薄。

由于凸轮槽54构成凸轮部分，所以不需要在上述第一实施例中所采用的螺旋弹簧(偏置装置)17。因此，可以减少所使用的部件数量，并且可以简化致动器1的制造。

这里，在本发明中，可以以与上述第二实施例中相同的方式采用第一模式、第二模式、第三模式、和第四模式。

接下来，将描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第四实施例。

图11是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第四实施例的平面图。图12是沿图11中示出的转动/移动转换致动器中的线C-C截取的剖视图。这里，在图11中，没有示出基座41，而是部分地示出了基座42，并且在图12中，分别部分地示出了基座41和基座42。在以下的说明中，将图11中的上侧、下侧、右侧、和左侧分别称为“上”、“下”、“右”和“左”。

在此，下面将描述第四实施例的转动/移动转换致动器1，主要集中在上述第一实施例与第四实施例之间的不同点，并省略相同部分的描述。

如这些附图所示，在第四实施例的转动/移动转换致动器1中，转动体51的外周面511构成凸轮机构11的凸轮面。

在图11的平面中的转动体51中形成基本上为圆形的凹入部分510。该凹入部分510的中心与转动体51的转动中心一致。

振动元件6位于转动体51的凹入部分510内，并使用保持部分680处的螺栓13将振动元件6固定在基座42上。突出部分66从内侧紧靠在转动体51的内周面512上。

换句话说，凸轮机构11的凸轮面(外周面511)位于外周边，而不是位于凸轮机构11的凸轮面紧靠在转动体51的振动元件的突出部分66上的部分(内周面512)。

凸轮机构11的凸轮面(外周面511)和转动体51紧靠在振动元件6的突出部分66上的部分(内周面512)位于同一平面。因此，可以使转动/移动转换致动器1更薄，并且可以防止转动体51的转轴(轴)偏心。

当转动体51通过振动元件6的振动沿所期望的方向转动时，滚子22沿凸轮面(外周面511)滚动，以使移动体2沿其纵向方向往复运动。

根据该转动/移动转换致动器1，可以获得与上述第一实施例的转动/移动转换致动器1相同的效果。

在该转动/移动转换致动器1中，由于凸轮面(外周面511)和内周面512位于同一平面，所以该致动器1可以比第一实施例的更薄。

这里，在本发明中，可以以与上述第二实施例相同的方式设置第一模式、第二模式、第三模式和第四模式。

另外，在本发明中，凸轮槽形成凸轮机构11的凸轮。

接下来，将描述本发明的转动/移动转换致动器的第五实施例。

图13是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第五实施例的平面图。图14是沿图13中所示的转动/移动转换致动器的线D-D截取的剖视图。这里，在图13中，没有示出基座41，而是部分地示出了基座42，而在图14中，分别部分地示出了基座41和基座42。在下面的说明中，将上侧、下侧、右侧和左侧称为“上”、“下”、“右”和“左”。

在此，下面将描述第五实施例的转动/移动致动器1，主要集中在上述第三实施例与第五实施例之间的不同点。在这点上，将省略关于两者相同和相近部分的说明。

如图13和14所示，在第五实施例的转动/移动转换致动器1中，凸轮机构11的凸轮槽54的一个端部与其另一端部不连通。即，凸轮槽54的一个端部541位于转动体51的外周边，而其另一端部542位于转动体51的内周边。

当振动元件6振动，并且由此转动体51沿图13中的逆时针方向转动时，滚子22沿凸轮槽54滚动，以使移动体2向上移动。然后，当滚子22移动到凸轮槽54的端部542时，将滚子22锁定在端部542。因此，可以防止转动体51沿图13中的反向转动，并且可以进一步防止移动体2向上移动。因此，当移动体2向上移动时，移动体2可以停止在所期望的位置。

同样，当振动元件6振动，并且由此转动体51沿图13中的顺时针方向转动时，滚子22沿凸轮槽54滚动，以使移动体2向下移动。然后，当滚子22移动到凸轮槽54的端部541时，将滚子22锁定在端部541。因此，可以防止转动体51沿图13中的顺时针方向转动，并且可以进一步防止移动体2向下移动。因此，当移动体2向下移动时，移动体2可以停止在所期望的位置。

因此，移动体2可以沿其纵向往复运动，并且可以可靠地停止在所期望的位置。

因此，凸轮槽54和滚子22构成用于限制移动体2的移动的移动限制装置。

根据该转动/移动转换致动器1，可以获得与上述第三实施例的转动/移动转换致动器1相同的效果。

转动/移动转换致动器1可以使移动体2停止在所期望的位置。

这里，在本发明中，可以以与上述第二实施例相同的方式设置第一模式、第二模式、第三模式和第四模式。

接下来，将描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第六实施例。

图15是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第六实施例的平面图。这里，在图15中，未示出基座41，而部分地示出了基座42。在下面参照图15的说明中，将上侧、下侧、右侧和左侧称为“上”、“下”、“右”和“左”。

这里，下面将描述第六实施例的转动/移动转换致动器1，主要集中在上述第三实施例与第六实施例之间的不同点。因此，省略两者相同和相近部分的说明。

如图15所示，在转动/移动转换致动器1中，将凸轮槽24形成为移动体2的端部21处的凸轮机构11的凸轮。基本上沿图15的左右方向线性地形成凸轮槽24。

这里，在第六实施例中，凸轮槽24为狭缝形状。也可以采用其他形状。例如，凸轮槽24可以具有带底部的凹槽。

销(对接部分)513突出地设置在转动体51的侧面。销513设置在离转动体51的转动中心所期望距离的位置处。将销513的端部插入(设置)在凸轮槽24中，并紧靠在凸轮槽24的两个侧面(凸轮表面)上，或者相对于两个侧面间隔开一定距离，以使得不会发出咔哒声。

销513和凸轮槽24构成凸轮机构11的主要部分。当振动元件6振动，并且由此转动体51沿所期望的方向转动时，销513沿凸轮槽24滑动。因此，移动体2沿其纵向方向往复运动。

根据该转动/移动转换致动器1，可以获得与上述第三实施例的转动/移动转换致动器1相同的效果。

这里，在本发明中，可以以与上述第二实施例相同的方式设置第一模式、第二模式、第三模式和第四模式。

此外，可以以与上述第五实施例相同的方式设置用于限制移动体2的移动的移动限制装置。在这种情况下，例如，可以将凸轮槽24的形式(例如，凹槽的长度、位置、形状等)改变为所期望的形式，以使得可以限制移动体2的移动，并且可以使移动体2可靠地停止在所期望的位置。

接下来，将描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第七实施例。

图16是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第七实施例的平面图。这里，在图16中未示出基座41，而是部分地示出了基座42。在以下参照图16的说明中，将上侧、下侧、右侧、和左侧称为“上”、“下”、“右”和“左“。

这里，将描述第七实施例的转动/移动转换致动器1，主要集中在上述第六实施例和第七实施例之间的不同点。在这点上，省略两者之间相同和相近部分的说明。

如图16所示，第七实施例的转动/移动转换致动器1具有曲柄机构(转换机构)12，通过该机构将转动体51的转动运动转换为移动体2的线性运动。

曲柄机构12具有曲柄连杆121。曲柄连杆121的一个端部122通过曲柄销514可转动地连接到转动体51，该曲柄销514突出地设置在转动体51的侧面。另一端部123通过夹销(clamp pin)25可转动地连接到移动体2的端部21，该夹销25突出地设置在移动体2的端部21。

曲柄销514设置在离转动体51的转动中心所期望距离的位置处。

这里，转动体51紧靠在振动元件6上的部分(外周面511)的半径r1大于转动体51的转动中心到曲柄销514的距离r3。

因此，本发明的致动器1可以具有减速功能，并且可以增大振动元件6的驱动力。换句话说，可以增大振动元件6的驱动力而不需要另外的变速机构(减速机构)，从而移动体2可以在相对大的力的作用下运动(被驱动)。

振动元件6、转动体51、曲柄连杆121和移动体2分别设置在相互基本平行的平面上。振动元件6的振动和移动体2的移动分别在相应的平面内进行。

振动元件6、转动体51和移动体2位于基本相同的平面上。

因此，尤其有利于使整个转动/移动转换致动器1更薄。

当振动元件6振动，并且转动体51沿所期望的方向转动时，移动体2通过曲柄连杆121沿其纵向方向往复运动。

根据该转动/移动转换致动器1，可以获得与上述第六实施例的转动/移动转换致动器1相同的效果。

另外，可以使第七实施例的转动/移动转换致动器1比第六实施例的更薄，因为振动元件6、转动体51和移动体2位于同一平面。

这里，在本发明中，可以以与上述第二实施例相同的方式设置第一模式、第二模式、第三模式和第四模式。

另外，在本发明中，可以设置用于限制移动体2的移动的移动限制装置。

接下来，将描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第八实施例。

图17是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第八实施例的平面图。图18是表示图17中所示的转动/移动转换致动器的其他状态的平面图。图19是沿图17中所示的转动/移动转换致动器的线E-E截取的剖视图。这里，在图17、18和19的每一个中，有的没有示出基座41和基底42，有的部分地示出了基座41和基底42。在下面参照图17和18的说明中，将上侧、下侧、右侧、和左侧称为“上”、“下”、“右”和“左”。

这里，将描述第八实施例的转动/移动转换致动器1，主要集中在上述第一实施例和第八实施例之间的不同点。在这点上，省略两者之间相同和相近部分的说明。

如图17、18和19所示，第八实施例的转动/移动转换致动器1具有多个致动器单元10，每一个致动器单元为板状。

在这种情况下，在多个致动器单元10的每一个中公用一对板状基座41、42。

致动器单元10中的移动体2的移动方向(排列方向)基本一致，从而该多个致动器单元10沿振动元件6(致动器单元10)的厚度方向重叠。此外，在图19中移动体2沿一直线横向设置。

通过这种方式，可以通过重叠各个致动器单元10来使移动体2集中(集成)。

各个振动元件6在各个孔681处由公共轴141支撑，以固定在轴141上。

间隔物144分别设置在与相邻的多个振动元件6之间、基座41与图11中左侧端的多个振动元件6之间、以及基座42与图11中右侧端的多个振动元件6之间的保持部分680相对应的位置处。

在图19中的轴141的右端部形成拧入螺母143中的螺钉142。通过将轴141的螺钉142与螺母143螺纹联接在一起的方式把轴141固定在基座41、42上。

可绕公共轴151正向和反向转动地支撑各个转动体51。

间隔物154分别设置在多个转动体51之间、基座41与各个转动体51之间、以及基座42与各个转动体51之间。

在图19中的轴151的右端部形成拧入螺母153的螺钉152。通过将螺钉152和螺母153螺纹联接在一起的方式把轴151固定在基座41、42上。

如图17所示，转动体51的外周面511部分地构成凸轮面515。在凸轮面515形成两个凹入部分516和517。

移动体2的端部(对接部分)21紧靠在转动体51的凸轮面515上。

当振动元件6振动，并且由此转动体51沿图17中的逆时针方向转动时，移动体2的端部21沿凸轮面515可滑动地运动，以使移动体2向下移动。然后，如图18所示，当端部21运动到凸轮面515的凹入部分516时，将端部21锁定在凹入部分516处。因此，可以防止转动体51沿图17中的逆时针方向转动，并且还可以防止移动体2向下移动。因此，当移动体2向下移动时，可以使移动体2停止在所期望的位置。

同样，当振动元件6振动，并且由此转动体51沿图17中的顺时针方向转动时，移动体2的端部21沿凸轮面515可滑动地运动，以使移动体2向上运动。然后，当端部21移动到凸轮面515的凹入部分517时，将端部21锁定在凹入部分517处。因此，可以防止转动体51沿图17的顺时针方向转动，并且还可以防止移动体2向上运动。因此，当移动体2向上移动时，可以使移动体2停止在所期望的位置。

通过这种方式，各个移动体2可以沿其纵向方向往复运动，并且可以使移动体2可靠地停止在所期望的位置。

因此，凹入部分516、517和移动体2的端部21构成用于限制移动体2的移动的移动限制装置。

另外，在该转动/移动转换致动器1中，振动元件6、转动体51、凸轮面515和移动体2位于基本相同的平面。因此，特别有利于使整个转动/移动转换致动器1更薄。

根据该转动/移动转换致动器1，可以获得与上述第一实施例的转动/移动转换致动器1相同的效果。

在转动/移动转换致动器1中，由于各个致动器单元10沿振动元件6的厚度方向重叠，所以可以使转动/移动转换致动器1小型化。

另外，据此，因为各个致动器单元10为板状从而可以沿振动元件6的厚度方向重叠各个致动器单元，所以可以容易地重叠(层叠)转动/移动转换致动器1，以使致动器1易于组装。

这里，在本发明中，可以以与上述第二实施例相同的方式设置第一模式、第二模式、第三模式和第四模式。

在第八实施例中，凸轮机构11被用作为用于将转动体51的转动运动转换为移动体2的线性运动的机构。但是，在本发明中，可以设置曲柄机构来代替这种机构，该曲柄机构可以将转动体51的转动运动转换为移动体2的线性运动。

接下来，将描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第九实施例。

图20是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第九实施例的平面图。这里，在图20中未示出基座41、42。在以下参照图20的说明中，将上侧、下侧、右侧和左侧称为“上”、“下”、“右”和“左”。

这里，将描述第九实施例的转动/移动转换致动器1，主要集中在上述第五实施例与第九实施例之间的不同点。因此，省略两者之间相同和相近部分的说明。

图20所示的第九实施例的转动/移动转换致动器1是用于使移动体2以基本圆形的方式往复运动的致动器。

如图20所示，从图20的平面看，移动体2基本上为弧形。以基本圆形的方式可移动地设置移动体2，并且移动体2由两对导辊支撑，即可转动地设置的一对导辊(辊)31、32和一对导辊33、34。换句话说，移动体2可转动地夹在导辊31和导辊32之间。而且，移动体2可转动地夹在导辊33和导辊34之间，导辊33和导辊34与导辊31和导辊32之间相距一预定距离。通过这些导辊31、32、33和34引导移动体2，以使移动体2可以以基本弧形的方式移动(往复运动)。

当振动元件6振动，并且转动体51沿图20中的逆时针方向转动时，滚子22沿凸轮槽54滚动，从而使得移动体2沿由箭头A1表示的方向沿圆弧移动。当滚子22移动到凸轮槽54的端部541时，将滚子22锁定在端部541。因此，防止转动体51沿图20中的逆时针方向转动，并且还可以防止移动体2沿箭头A1的方向移动。也就是说，当移动体2沿箭头A1的方向移动时，可以使移动体2停止在所期望的位置。

接着，当振动元件6振动，并且转动体51沿图20的顺时针方向转动时，滚子22沿凸轮槽54滚动，从而使得移动体2沿由箭头A2表示的方向沿圆弧移动。然后，当滚子22移动到凸轮槽54的端部542时，将滚子22锁定在端部542。因此，防止转动体51沿图20中的顺时针方向转动，并且还防止移动体2沿箭头A2的方向移动。也就是说，当移动体2沿箭头A2的方向移动时，可以使移动体2停止在所期望的位置。

通过这种方式，可以使移动体2沿圆弧(以圆形的方式)往复运动，并且可以使移动体2可靠地停止在所期望的位置。

因此，凸轮槽54和滚子22构成用于限制移动体2的移动的移动限制装置。

根据该转动/移动转换致动器1，可以获得与上述第五实施例的转动/移动转换致动器1相同的效果。

另外，例如，转动/移动转换致动器1可以应用于具有沿圆弧进行往复运动的圆形的门状部分的机构。无需说明，转动/移动转换致动器1的应用不限于此。

此外，在本实施例中，移动体2以基本圆形的方式移动(往复运动)。但是，本发明并不限于此。例如，通过改变各种条件(例如，移动体2的形状和导辊的设置)，可以使移动体2沿不同于上述圆形或线性方式(线性地)的方向移动(往复运动)。

这里，在本发明中，可以以与上述第二实施例相同的方式设置第一模式、第二模式、第三模式和第四模式。

接下来，将描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第十实施例。

图21是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第十实施例的平面图。在以下的说明中，将上侧、下侧、右侧和左侧称为“上”、“下”、“右”和“左”。

这里，将描述第十实施例的转动/移动转换致动器1，主要集中在上述第一实施例与第十实施例之间的不同点。因此，省略两者之间相同和相近部分的说明。

如图21所示，在第十实施例的转动/移动转换致动器1中，分别具有弹性(柔性)的一对(两个)臂部分68与振动元件6的加强板63形成为一体。

通过加强板63(振动元件6)将该对臂部分68设置在加强板63的纵向方向(图21的上下方向)的大致中心部分，并且位于基本上垂直于其纵向方向的方向。此外，分别设置这些臂部分68，以使它们沿彼此相反的方向突出(相对于图21的纵向方向对称)。

根据第十实施例的转动/移动转换致动器1，可以获得与上述第一实施例的转动/移动转换致动器1相同的效果。

另外，因为这对臂部分68设置在转动/移动转换致动器1中的振动元件6上，所以增强了抵抗支撑操作的刚性，由此也能够实现对外力(例如，由驱动操作产生的反作用力)的稳定支撑。此外，通过上述对称结构，可以使对图21中顺时针驱动特性(沿向右的方向)和图21中逆时针驱动特性(沿向左的方向)的影响均等。可以实现正向和反向特性均等的致动器1。

这里，可以将上述第二至第九实施例应用于第十实施例。

接下来，将描述根据本发明的转动/移动转换致动器的第十一实施例。

图22是表示根据本发明的转动/移动转换致动器的第十一实施例中的振动元件的立体图。在以下参照图22的描述中，将上侧、下侧、右侧和左侧称为“上”、“下”、“右”和“左”。

这里，将描述第十一实施例的转动/移动转换致动器1，主要集中在上述第一至第十实施例与第十一实施例之间的不同点。在这点上，省略它们之间相同和相近部分的描述。

第十一实施例的转动/移动转换致动器1的特征在于，除了第二实施例中所述的第一至第四模式之外，致动器1还采用第五模式和第六模式，其中将纵向振动和弯曲振动结合在一起。通过以与第一至第四模式相同的方式改变各个电极61a-61f和65a-65f的导电模式，可以自由地选择第五和第六模式。

转动/移动转换致动器1的振动元件6具有位于图22中的压电元件62上侧的电极61f和位于其下侧的电极65f，以替代第二实施例中的检测电极61e和65e。电极61f和65f为矩形并且为板状，并具有与振动元件6的纵向方向的长度基本相同的长度。电极61f和65f沿振动元件6的纵向方向位于振动元件6的中心。另外，在振动元件6的正面和背面之间将电极61f电连接到电极65f。电极61f和65f以与其他电极61a-61d和65a-65d(电极65a-65d未示出)相同的方式电连接到导电电路20的一端。

图23是表示图22中示出的转动/移动转换致动器的振动元件的振动模式的平面图。

在转动/移动转换致动器1的第五模式中，向位于振动元件6的对角线处的电极61a、61c、65a和65c供电。在加强板63和电极61a、61c、65a和65c中的每一个之间施加AC电压。然后，振动元件6的与这些电极相对应的多个部分分别反复进行伸缩，从而使整个振动元件6进行弯曲振动。振动元件6的突出部分66沿由图23中的箭头b表示的倾斜方向进行振动(往复运动)，或以由箭头c表示的椭圆形方式进行振动(运动)。因此，转动体51反复受到来自突出部分66的摩擦力(推力)的作用，从而沿图23中的逆时针方向(沿正向)转动。

在第五模式中，还向位于振动元件6的中心处的电极61f和65f供电。然后，在所施加的AC电压的作用下，振动元件6的与所述电极相对应的多个部分反复进行伸缩，以使得整个振动元件6沿其纵向方向以微小的幅度进行纵向振动。在振动元件6的突出部分66处，由于通过纵向振动而使对转动体51的推力增大，所以转动体51在比第三模式中更大的力的作用下转动。因此，具有转动/移动转换致动器1的驱动力增大的优点。

在第五模式中，未供电的电极61b、61d、65b和65d构成用于检测振动元件6的振动的振动检测装置。电极61b、61d、65b和65d检测在加强板63和各个电极61a、61c、61f、65a、65c以及65f(当驱动转动/移动转换致动器1时，向这些电极61a、61c、61f、65a、65c以及65f供电)之间感应的电压(感应电压)，并且随后将该感应电压输入给振荡电路81。振荡电路81基于所检测的感应电压输出具有下述频率(谐振频率)的AC电压，在该频率处振动元件6的振幅变得最大，即感应电压变得最大。因此，具有转动体51可以有效转动的优点。在这点上，没有供电的电极61b、61d、65b、65d以与第一实施例中相同的方式工作。

图24是表示图22中所示的转动/移动转换致动器中的振动元件的振动模式的平面图。

在转动/移动转换致动器1的第六模式中，向位于振动元件6的对角线处的电极61b、61d、65b和65d和位于振动元件6的中心处的电极61f和65f供电。在第五模式的情况下，振动元件6以对称运动的方式进行振动，并且转动体51沿图24中的顺时针方向(沿反向)转动。因此，具有对于这种反向转动也能获得较大驱动力的优点。在这点上，未供电的其他电极61a、61c、65a、65c构成用于检测振动元件6的振动的振动检测装置。这些操作和效果与第五模式中的电极61b、61d、65b和65d的相同。

在转动/移动转换致动器1中，当驱动振动元件6时，臂部分68支撑纵向振动和弯曲振动的振动节点，该臂部分位于振动元件6的侧面。本领域技术人员显然可以用公知的方法(例如，振动分析)适当地确定振动节点的位置。例如，在电极61a-61d和电极65a-65d沿振动元件6的纵向和宽度方向对称设置的情况下，振动节点可以基本上位于振动元件6的中心处。如果将臂部分68设置在该位置，则转动体51可以有效地转动，因为可以防止发生从臂部分68到外部的振动漏失(vibrationleakage)(振动损耗(vibration waste))。因此，具有移动体2可以有效移动(被驱动)的优点。

如上所述，在该转动/移动转换致动器1中，加强板63、突出部分66和臂部分68由单个构件整体地形成。因此，具有可以将振动元件6的振动有效地传递给转动体51以及可以更可靠地支撑振动元件6的优点，因为在加强板63、突出部分66和臂部分68之间可以形成牢固的连接关系。

这里，例如在转动体51沿单个方向转动时，可以采用下列构造的振动元件6。

例如，在转动体51只沿图23中的逆时针方向(正向)转动的情况下，可以将其中连接(集成)有电极61a、61c和61f的单个电极单元(未示出)设置在与设置有电极61a、61c和61f的位置相同的位置处，来替代电极61a、61c和61f。此外，可以将其中连接(集成)有电极65a、65c和65f的单个电极单元(未示出)设置在与设置有电极65a、65c和65f的位置相同的位置处，来替代电极65a、65c和65f。

另选地，例如，在转动体51只沿图24中的顺时针方向(反向)转动的情况下，可以将其中连接(集成)有电极61b、61d和61f的单个电极单元(未示出)设置在与设置有电极61b、61d和61f的位置相同的位置处，来替代电极61a、61c和61f。此外，可以将其中连接(设置)有电极65a、65c和65f的单个电极单元(未示出)设置在与设置有电极65b、65d和65f的位置相同的位置处，来替代电极65b、65d和65f。

振动元件6的突出部分66的位置不限于振动元件6的短边的中心部分。在这种情况下，例如，突出部分66可以位于偏离振动元件6的短边的中心部分的位置处，即，位于偏离振动元件6的纵向方向中心线的位置。根据这种结构，可以产生以下状态：(1)由于突出部分66的设定位置的偏离而导致的振动元件6的重量不平衡状态；(2)由于转动体51的反作用力使得振动元件6偏离振动元件6的中心线而导致的不平衡状态；等等。在这种情况下，当通过向振动元件6供电而使得振动元件6进行伸缩时，容易引起纵向振动和弯曲振动的组合的复杂振动。因此，具有可以提高振动元件6的驱动效率的优点。

另外，在具有上述构造的转动/移动转换致动器1中，可能产生以下不平衡状态：(3)由于形状和/或用于驱动振动元件6的电极排列的不平衡而导致的振动元件6的重量不平衡状态。

这些项(1)、(2)以及(3)的操作(构造)独立进行。因此，可以只从它们中选择一个操作。另一方面，为了结合这些操作可以从它们中选择两个或三个操作。

关于这一点，上述修改可以应用于第一至第十实施例中的任何一个中的转动/移动转换致动器。

图25是表示图22中示出的转动/移动转换致动器中的振动元件的驱动特性的曲线图。

在图25中，该曲线图表示振动元件的振动特性，水平轴表示振动频率(Hz)，而垂直轴表示阻抗(Ω)。在这种情况下，该振动频率是振动元件6在驱动时的振动频率。此外，该阻抗是在没有推力的状态下压电元件62、64的阻抗。

在转动/移动转换致动器1中，通过如上所述组合纵向振动和弯曲振动，使用大的推力由振动元件6的突出部分66使转动体51偏置。在这点上，在转动/移动转换致动器1中，设置振动元件6的各种条件，以使得振动元件6的纵向振动的共振频率f1与振动元件6的弯曲振动的共振频率f2不同(偏移(shifted))。结果，在推压状态下的共振点附近，压电元件62、64的阻抗变化变得较小，且阻抗变得较大，从而纵向振动和弯曲振动的共振频率变得不明显。因此，可以在宽的频带范围内激励所组合的纵向振动和弯曲振动，并且具有可以在驱动振动元件6时使得所提供的电力稳定的优点。

在这点上，这些共振频率f1、f2是在阻抗变得非常小时(参见图5)的振动频率(驱动频率)。

此外，在转动/移动转换致动器1中，以纵向振动的共振频率f1和弯曲振动的共振频率f2之间的所期望的振动频率(驱动频率)来驱动振动元件6。

在这种情况下，当振动元件6的驱动频率接近纵向振动的共振频率f1时，因为沿推力增大的方向(转动体51的径向方向)的振动的振幅变得较大，所以振动元件6的突出部分66与转动体51之间的摩擦力变得较大，因此，驱动力增大(即，变为高驱动力型)。

另外，当振动元件6的驱动频率接近弯曲振动的共振频率f2时，振动元件6的突出部分66的振动位移在转动体51的移动方向(转动体51的周向方向)的分量变得较大，从而振动元件6的单一振动的位移量变得较大，并且驱动速度(移动速度)增大(即，变为高速型)。

通过这种方式，例如，通过变换纵向振动的共振频率f1和弯曲振动的共振频率f2，以及通过适当地形成(选择)f1与f2之间的频带中的驱动频率，可以获得与驱动力和驱动速度相关的任何驱动特性。

在转动/移动转换致动器1中，弯曲振动的共振频率f2优选地大于纵向振动的共振频率f1大约0.5-3％，并且更优选地大大约1-2％。

通过将弯曲振动的共振频率f2和纵向振动的共振频率f1之间的差设置在上述范围内，因为在推压状态下同时产生了纵向振动和弯曲振动(即，它们组合在一起)，所以可以同时获得摩擦力和驱动力，并且这使得可以获得良好的驱动特性。

与此相反，纵向振动的共振频率f1可以大于弯曲振动的共振频率f2。在这种情况下，纵向振动的共振频率f1优选地大于共振频率f2大约0.5-3％，并且更优选地大大约1-2％。

另外，在转动/移动转换致动器1中，弯曲振动的共振频率f2处的阻抗大于纵向振动的共振频率f1处的阻抗，并且在共振频率f1和f2之间存在具有非常大阻抗的频率f3。优选地以纵向振动的共振频率f1与弯曲振动的共振频率f2之间的所期望的驱动频率来驱动振动元件6，并且更优选地以频率f3与频率f2之间的所期望的驱动频率来驱动振动元件6。

因此，当驱动振动元件6时，可以以已偏移的振动相位来激励纵向振动和弯曲振动。因此，可以使突出部分66沿椭圆路径c(参见图23和24)振动，可以将来自振动元件6的力有效地传递给转动体51，而没有任何施加给转动体51的恢复力。

如上所述，可以有效地操作第十一实施例的转动/移动转换致动器1。

此外，为了获得更大的机械输出，优选地，使纵向振动的共振频率f1与弯曲振动的共振频率f2一致，以使得该共振频率处的阻抗降低，并且以该共振频率驱动振动元件6。因此，可以实现机械输出较大的转动/移动转换致动器。

如上所述，第十一实施例中的本发明的转动/移动转换致动器1可以获得较大的输出。

在上述说明中，已基于附图中所示的实施例描述了本发明的转动/移动转换致动器的一些方面，但是本发明并不限于此，还可以使用具有类似功能的任何结构来替代各个部分的结构。

另外，在本发明中，可以适当地组合上述实施例中的任何一个的两个或多个构造(特征)。

另外，在本发明中，移动体2的移动方向并不限于线形(线性)或圆形(沿圆弧)方向。例如，移动体2可以沿基本上平行于振动元件6的振动方向的平面内的所期望的方向移动，或者沿振动元件6的振动方向所在的平面内的所期望的方向移动。

换句话说，用于本发明的转换机构并不限于用于将转动体51的转动运动转换为移动体2的线性运动的机构和用于将转动体51的转动运动转换为移动体2的圆形运动的机构。

另外，在本发明中，振动元件6的形状和构造并不限于附图中所示的那些，即可以采用任何其它形状，例如，其中振动元件的宽度朝其上紧靠有转动体的部分(对接部分)逐渐减小的形状。

另外，在上述实施例中，在一个致动器单元10中设置一个振动元件6，但是在本发明中，可以在一个致动器单元10(转动体51)中设置多个振动元件6。

最后，本发明的转动/移动转换致动器的应用并没有特殊限制。例如，本发明可以应用于各种电子设备中，用来在设备中驱动凸点(Braille)(多个插脚(pin))以显示盲文，用来在设备中驱动多个插脚以向手指等提供触摸感觉，或者用于驱动便携式电话(包括“PHS”)、移动电视机、TV电话等的天线。

工业应用

如上所述，根据本发明，可以使移动体沿所期望的方向(例如，线性地)准确可靠地移动(往复运动)。

因为可以通过振动元件使转动体转动并且随后将转动体的转动运动转换为移动体的往复运动(例如，线性运动)，从而使移动体移动(驱动)，可以使整个转动/移动转换致动器小型化，尤其是变得更薄。

因为该致动器具有减速功能，所以与振动元件直接驱动移动体的情况相比，所以可以以更大的力使移动体移动(被驱动)。

可以简化整个构造，并且可以降低制造成本。

因为由于不使用任何常规的电机而使得在该致动器中没有或几乎没有产生电磁噪音，所以可以防止对周边设备的有害影响。

Claims (22)

1.一种转动/移动转换致动器，其包括：

以可转动的方式设置的转动体；

振动元件，其包括第一压电元件、加强板和第二压电元件，其中：通过施加AC电压使第一压电元件进行伸缩；加强板具有对接部分和臂部分；以及通过施加AC电压使第二压电元件进行伸缩，所述第一压电元件、加强板和第二压电元件以上述顺序层叠，并且由所述臂部分支撑所述振动元件，以使所述对接部分紧靠在所述转动体上，其中通过向所述第一和第二压电元件施加AC电压而使所述振动元件进行振动，以使所述振动元件通过振动反复对所述转动体施加力以使所述转动体转动；

移动体，沿与其中发生振动的平面共面或与其中发生振动的平面基本上平行的平面内的基本为弧形的路径可移动地设置；以及

转换机构，用于沿着所述基本为弧形的路径将所述转动体的转动运动转换为所述移动体的往复运动。

2.根据权利要求1所述的转动/移动转换致动器，其中所述振动元件、所述转动体和所述移动体分别设置在相互基本平行的平面内，并且所述振动元件的振动和所述移动体的往复运动在各自的平行平面内进行。

3.根据权利要求1所述的转动/致动转换致动器，其中所述转换机构包括凸轮机构，所述凸轮机构配备有具有凸轮槽的凸轮。

4.根据权利要求1所述的转动/致动转换致动器，还包括用于限制所述移动体移动的移动限制装置。

5.根据权利要求1所述的转动/致动转换致动器，所述振动元件从所述转动体的径向方向紧靠在所述转动体上。

6.根据权利要求1所述的转动/致动转换致动器，所述转动体具有周面，并且所述振动元件紧靠在所述转动体的周面上。

7.一种转动/移动转换致动器，其包括：

以可转动的方式设置的转动体；

振动元件，其包括第一压电元件、加强板和第二压电元件，其中：通过施加AC电压使第一压电元件进行伸缩；加强板具有对接部分和臂部分；以及通过施加AC电压使第二压电元件进行伸缩，所述第一压电元件、加强板和第二压电元件以上述顺序层叠，并且由所述臂部分支撑所述振动元件，以使所述对接部分紧靠在所述转动体上，其中通过向所述第一和第二压电元件施加AC电压而使所述振动元件进行振动，以使所述振动元件通过振动反复对所述转动体施加力以使所述转动体转动；

移动体，以可线性移动的方式设置；以及

转换机构，用于将所述转动体的转动运动转换为所述移动体的往复运动；

其中，所述转换机构包括凸轮机构，所述凸轮机构配备有具有外周凸轮面的凸轮，所述凸轮同心地设置在所述转动体上，并且所述转动体具有振动元件紧靠在其上的外周面，并且所述外周面与所述转动体的转动中心之间的距离大于从所述凸轮的转动中心到所述凸轮的凸轮面的最大距离。

8.根据权利要求7所述的转动/移动转换致动器，其中所述振动元件、所述转动体、所述凸轮机构的凸轮面和所述移动体分别设置在相互基本平行的平面内，并且所述振动元件的振动和所述移动体的移动在各自的平行平面内进行。

9.根据权利要求7所述的转动/移动转换致动器，其中所述凸轮机构的凸轮与所述转动体一起转动。

10.根据权利要求7所述的转动/移动转换致动器，其中所述凸轮机构的凸轮包括凸轮槽。

11.根据权利要求7所述的转动/移动转换致动器，其中所述移动体具有紧靠在所述凸轮机构的凸轮面上的对接部分，并且所述致动器还包括偏置装置，用于使所述移动体偏置以使所述对接部分紧靠在所述凸轮面上。

12.根据权利要求7所述的转动/移动转换致动器，其中所述移动体被构造为通过所述转动体沿一个方向的转动运动来进行往复运动。

13.一种转动/移动转换致动器，其包括：

以可转动的方式设置的转动体；

振动元件，其包括第一压电元件、加强板和第二压电元件，其中：通过施加AC电压使第一压电元件进行伸缩；加强板具有对接部分和臂部分；以及通过施加AC电压使第二压电元件进行伸缩，所述第一压电元件、加强板和第二压电元件以上述顺序层叠，并且由所述臂部分支撑所述振动元件，以使所述对接部分紧靠在所述转动体上，其中通过向所述第一和第二压电元件施加AC电压而使所述振动元件进行振动，以使所述振动元件通过振动反复对所述转动体施加力以使所述转动体转动；

移动体，以可线性移动的方式设置；以及

转换机构，用于将所述转动体的转动运动转换为所述移动体的往复运动；

其中，所述转动体具有在其内侧的内周面，并且所述振动元件从所述转动体的内侧紧靠在所述转动体的内周面上。

14.根据权利要求13所述的转动/致动转换致动器，其中所述转换机构包括凸轮机构，所述凸轮机构配备有具有凸轮面的凸轮，所述转动体具有外周面，并且所述转动体的外周面构成所述凸轮机构的凸轮的凸轮面。

15.根据权利要求13所述的转动/致动转换致动器，所述凸轮机构的凸轮包括凸轮槽。

16.根据权利要求13所述的转动/移动转换致动器，其中所述移动体具有紧靠在所述凸轮机构的凸轮面上的对接部分，并且所述致动器还包括偏置装置，用于使所述移动体偏置以使所述对接部分紧靠在所述凸轮面上。

17.根据权利要求13所述的转动/移动转换致动器，其中其上紧靠有所述振动元件的所述转动体的部分与所述凸轮机构的凸轮面位于基本相同的平面内。

18.根据权利要求13所述的转动/移动转换致动器，其中所述移动体被构造为通过所述转动体沿一个方向的转动运动来进行往复运动。

19.一种转动/移动转换致动器，其包括：

以可转动的方式设置的转动体，所述转动体具有外周面和侧面；

振动元件，其包括第一压电元件、加强板和第二压电元件，其中：振动元件，其包括第一压电元件、加强板和第二压电元件，其中：通过施加AC电压使第一压电元件进行伸缩；加强板具有对接部分和臂部分；以及通过施加AC电压使第二压电元件进行伸缩，所述第一压电元件、加强板和第二压电元件以上述顺序层叠，并且由所述臂部分支撑所述振动元件，以使所述对接部分从所述转动体的径向紧靠在所述转动体的外周面上，其中通过向所述第一和第二压电元件施加AC电压而使所述振动元件进行振动，以使所述振动元件通过振动反复对所述转动体施加力以使所述转动体转动；

移动体，以可线性移动的方式设置，所述移动体具有端部；以及

转换机构，用于将所述转动体的转动运动转换为所述移动体的往复运动，所述转换机构包括曲柄机构，所述曲柄机构包括有两个端部的曲柄连杆，所述曲柄连杆的两个端部之一通过曲柄销在离所述转动体的转动中心预定距离的位置处、可旋转地连接到所述转动体的侧面，并且所述曲柄连杆的两个端部中的另一个端部通过曲柄销连接至所述移动体的端部。

20.根据权利要求19所述的转动/移动转换致动器，其中所述振动元件、所述转动体和所述移动体分别设置在相互基本平行的平面内，并且所述振动元件的振动和所述移动体的往复运动在各自的平行平面内进行。

21.根据权利要求20所述的转动/致动转换致动器，其中所述振动元件、所述转动体和所述移动体位于基本上相同的平面上。

22.根据权利要求21所述的转动/致动转换致动器，所述外周面与所述转动体的转动中心之间的距离大于所述转动体的转动中心与用于将曲柄连杆连接到转动体的所述曲柄销之间的预定距离。

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