JP2001157474A - 振動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動を抑制することなく、適度な強さで振動
子を位置決めして、固定支持ができ、しかも、組立の容
易で、かつ、相対運動部材への加圧力も発生させること
ができる。 【解決手段】 振動子１０の内周の厚み部分に係合し
て、その振動子１０を固定支持する係合凹部４１ａ，４
２ａ，４３ａを有する第１の支持部材４１及び第１の支
持部材４２，４３を備え、第１の支持部材４１よりも剛
性の低い第２の支持部材４２，４３が撓むことにより、
振動子１０が各係合凹部４１ａ，４２ａ，４３ａに係合
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、径方向対称伸び振
動モードと非軸対称面内振動モードとを利用した振動ア
クチュエータに関し、特に、振動子の固定支持構造を改
良した振動アクチュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の振動アクチュエータは、
中心から外周方向に向かって伸びる（放射方向に伸縮す
る）径方向対称伸び振動モードと、同一面内で非軸対称
に屈曲する非軸対称面内振動モードとを同時に発生する
ドーナツ板状の振動子を用いた構造ものが、「（Ｒ，
１）−（（１，１））モード圧電円環利用超音波リニア
モータの特性改善（高野，富川；第１２回 強誘電体応
用会議 講演予稿集 Ｐ．７９−８０）」，「新版超音
波モータ（上羽，富川著；トリケップス，Ｐ．２２−２
３，Ｐ．６７−６８）」や特公平６−２６９９４号等に
開示されており、薄型構造に適し、高速，高推力等の特
徴を備えるものである。

【０００３】（振動子の構造）図８は、径方向対称伸び
振動モードと非軸対称面内振動モードとを利用した振動
アクチュエータの振動子の従来例を示す図である。振動
子１０は、圧電素子１１と、電極１２等とを備えてい
る。圧電素子１１は、例えば、ＰＺＴなどの圧電材料を
ドーナツ板形状に形成し、全面を板厚方向に分極したも
のである。このドーナツ板形状は、径方向対称伸び振動
モード（Ｒ，１）と非軸対称面内振動モード（（１，
１））の共振周波数がほぼ等しくなるように設計、製造
されている。

【０００４】この圧電素子１１は、表面には、扇形の第
１，第２の電極１２ａ，１２ｂが形成されており［図８
（Ａ）］、裏面には、ほぼ全面に第３の電極１２ｃが形
成されている［図８（Ｂ）］。

【０００５】振動子１０は、発振器，移相器，増幅器等
を含む駆動電圧発生装置によって、第１の電極１２ａに
は、第１の交流電圧が印加される。また、第２の電極１
２ｂには、第１の交流電圧とは電気的に位相が（π／
２）だけ異なる第２の交流電圧が印加される。裏面の第
３の電極１２ｃは、ＧＮＤ電位に接続される。

【０００６】この振動子１０は、交流電圧の周波数を２
つの振動モードの共振周波数に近づけることによって、
２つのモードで共振し、径方向対称伸び振動と、非軸対
称面内振動とが同時に発生する。

【０００７】径方向対称伸び振動（Ｒ，１）は、図８
（Ｃ）に示すように、Ａ点を節とした放射方向（径方
向）の対称な伸縮振動であり、Ｃ１，Ｃ２点では、径方
向の成分Ｕｒをもつ。また、非軸対称面内振動（（１，
１））は、図８（Ｄ）に示すように、Ｂ１，Ｂ２点を節
として、破線で示すように、同一面内で潰れる（ひしゃ
げる）ような変形を、図８（Ｄ）の左右に繰り返す屈曲
振動であり、円周上のＣ１，Ｃ２点では、矢印方向の変
位成分Ｕθをもつ。そして、振動子１０は、Ｃ１，Ｃ２
点（駆動力取出部）の位置に、２つの振動が合成された
変位として、図８（Ａ）に示すような楕円運動が発生す
る。

【０００８】（振動アクチュエータの動作）前述のよう
に、駆動電圧発生装置によって、第１，第２の電極１２
ａ，１２ｂに、第１，第２の交流電圧が印加されると、
Ｃ１，Ｃ２点（駆動力取出部）の位置で楕円運動が発生
する。このとき、振動子４０の摺動面と相対運動部材３
０との間には、相対運動部材３０の移動方向に摩擦力が
発生し、相対運動部材３０の直進駆動力を得ることがで
きる。

【０００９】第１，第２の交流電圧の位相差を、π／２
から−π／２に変更すると、直進方向を反転させること
ができる。なお、駆動方向を反転させるには、第１，第
２の交流電圧を入れ替えることよっても可能である。ま
た、駆動周波数を振動子の共振周波数に近づけたり、遠
ざけたりすることによって、直進動作の速度の増減をす
ることができる。この速度の増減は、交流電圧の電圧を
増減することによっても可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の振動アクチュエータは、図８（Ｃ），（Ｄ）に示すよ
うに、２つの振動モードの節の位置（Ａ点，Ｂ１，Ｂ２
点）が異なるので、振動子１０の固定支持を強固に行う
と、振動を抑制することとなり、駆動効率が低下すると
いう問題があった。また、振動子１０が薄板であるの
で、ネジ等で強固に固定すると、破損する可能性もあ
る。逆に、固定支持は、緩やかな支持をして、ガタが生
ずる場合には、位置決めの制御性の低下をきたし、安定
した駆動ができない。さらに、振動子は、筐体などの支
持フレームに、位置決めを行って、ネジなどで固定しな
ければならず、組立性が悪かった。さらにまた、振動子
の支持とは別に加圧部材を必要とするため、加圧部材の
取り付けにより、さらに、作業効率が悪化していた。

【００１１】特開平９−２３３８６７号には、支柱の段
差部に振動子を挿入固定する構造が開示されているが、
支柱が強固であるので、挿入時に、圧電セラミックス等
による振動子の場合には、欠けが生ずる可能性がある。
支柱を細くすればよいが、相対運動部材との間で加圧す
るときに、十分な力が得られない。

【００１２】一方、振動子は、圧電素子の電極に駆動電
圧を供給するための配線をしなければならい。この配線
は、振動子の振動モードを阻害しない構造にする必要が
あり、また、配線の引き回し作業が面倒であった。

【００１３】本発明の課題は、振動を抑制することな
く、適度な強さで振動子を位置決めして、固定支持がで
き、しかも、組立が容易で、かつ、相対運動部材への加
圧力も発生させることができる固定支持構造をもつ振動
アクチュエータを提供することである。また、本発明の
他の課題は、駆動用の電力を供給する接点や配線を兼ね
ることができる振動アクチュエータを提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の解決手
段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にす
るために、後述する実施形態に対応する符号を付して説
明するが、これに限定されるものではない。請求項１の
発明は、放射方向に伸縮する径方向対称伸び振動モード
と、同一面内で非軸対称に屈曲する非軸対称面内振動モ
ードとを同時に発生する振動子（１０）を用いた振動ア
クチュエータにおいて、前記振動子は、円環状薄板であ
って、前記振動子の内周又は外周の厚み部分に係合し
て、その振動子を固定支持する係合凹部を有する固定支
持部材（４０，６０）を備えたこと、を特徴とする振動
アクチュエータである。

【００１５】請求項２の発明は、放射方向に伸縮する径
方向対称伸び振動モードと、同一面内で非軸対称に屈曲
する非軸対称面内振動モードとを同時に発生する振動子
を用いた振動アクチュエータにおいて、ベース部材に固
定され、前記振動子を固定支持する固定支持部材（７
０）を備え、前記固定支持部材（７０）は、前記振動子
が励振する径方向対称伸び振動の方向に対して変形しや
すい変形部（７１ｂ）を有していること、を特徴とする
振動アクチュエータである。請求項３の発明は、請求項
１に記載の振動アクチュエータにおいて、前記固定支持
部材（４０）は、剛性の高い第１の支持部材（４１）
と、前記第１の支持部材よりも剛性の低い第２の支持部
材（４２，４３）とを含み、前記第２の支持部材が撓む
ことにより、前記振動子が前記各係合凹部に係合するこ
と、を特徴とする振動アクチュエータである。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１又は請求項２
に記載された振動アクチュエータにおいて、前記固定支
持部材は、放射方向に撓みやすい形状であること、を特
徴とする振動アクチュエータである。請求項５の発明
は、請求項４に記載の振動アクチュエータにおいて、前
記固定支持部材（７０）は、放射方向の寸法をｔ、放射
方向と直交する方向の寸法をＤとしたときに、Ｄ／ｔを
３〜１０としたこと、を特徴とする振動アクチュエータ
である。

【００１７】請求項６の発明は、請求項１に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記振動子（１０）は、外周
部に存在する駆動力取出部に接触する相対運動部材（３
０，３１）との間で相対的な移動を行い、前記固定支持
部材（４０，６０）は、前記振動子を前記相対運動部材
側に加圧する加圧部材を兼ねること、を特徴とする振動
アクチュエータである。請求項７の発明は、請求項６に
記載の振動アクチュエータにおいて、前記固定支持部材
は、弾性を有し、前記係合凹部に前記振動子が係合した
状態で、前記相対運動部材側に加圧されること、を特徴
とする振動アクチュエータである。

【００１８】請求項８の発明は、請求項７に記載の振動
アクチュエータにおいて、 前記固定支持部材は、基部
側が片持ち支持されており、自ら撓むことによる弾性力
により、前記振動子を支持すること、を特徴とする振動
アクチュエータである。

【００１９】請求項９の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の振動アクチュエータにおいて、前記固定支持部
材は、前記振動子の回転方向の位置決めを行う位置決め
部材（１１ａ，４１ａ−２）を兼ねること、を特徴とす
る振動アクチュエータである。

【００２０】請求項１０の発明は、請求項１又は請求項
２に記載の振動アクチュエータにおいて、前記固定支持
部材（４０，６０）は、前記振動子に駆動電圧を供給す
る配線部（４１ｂ，６３−１，６４−１）を有し、その
配線部と接続された接点部（４１ｂ−１）が前記係合凹
部に形成されており、前記振動子は、表面及び／又は裏
面に電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が形成されてお
り、前記振動子を前記係合凹部に係合した状態で、前記
電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が前記接点部（４１ｂ
−１，６３，６４）に加圧接触すること、を特徴とする
振動アクチュエータ。

【００２１】請求項１１の発明は、請求項７に記載の振
動アクチュエータにおいて、前記係合凹部は、接点部と
対向する側の壁部が斜面（４１ａ−１）になっており、
前記振動子が前記係合凹部に係合した状態で、前記固定
支持部材に発生する放射方向の撓みによって、前記振動
子が前記斜面から受ける分力により、前記電極が前記接
点部に加圧接触すること、を特徴とする振動アクチュエ
ータである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面などを参照しながら、
本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明による振動アクチュエ
ータの第１実施形態を示す図、図２は、第１実施形態に
係る振動子と固定支持部材を抜き出して示す平面図，側
面図、図３は、第１実施形態に係る固定支持部材を抜き
出して示す斜視図である。この実施形態の振動アクチュ
エータ２０は、図１に示すように、支持フレーム２１
と、この支持フレーム２１に片持ち支持され、円環状薄
板の振動子１０を固定支持する固定支持部材４０と、振
動子１０の外周部に存在する駆動力取出部に接触して、
その振動子１０との間で相対的な移動を行う相対運動部
材３０を、走行方向に移動自在にガイドする走行ガイド
部材２２等とを備えている。

【００２３】固定支持部材４０は、図２，図３に示すよ
うに、剛性が高く１側面が曲面である略角柱状の１本の
第１の支持部材４１と、第１の支持部材４１よりも剛性
の低く、細い円柱状の２本の第２の支持部材４２，４３
とから構成されている。第１の支持部材４１及び第２の
支持部材４２，４３には、振動子１０の内周の厚み部分
に係合する係合凹部４１ａ，４２ａ，４３ａが形成され
ている。

【００２４】振動子１０は、第１の支持部材４１及び第
２の支持部材４２，４３の先端から挿入すると、剛性の
低い第２の支持部材４２，４３が撓むことにより、各係
合凹部４１ａ，４２ａ，４３ａに係合して、固定され
る。このため、ねじ止め等の固定作業をすることなく、
ワンタッチで固定することができる。なお、第１の支持
部材４１は、振動子１０の挿入を容易にするために、図
３に示すように、頭部４１ｃが基部４１ｄより、振動子
１０の径方向に小さくなっている。

【００２５】また、第１の支持部材４１及び第２の支持
部材４２，４３は、振動子１０を相対運動部材３０側に
加圧する加圧部材を兼ねている。第１の支持部材４１及
び第２の支持部材４２，４３は、弾性を有しているの
で、各係合凹部４１ａ，４２ａ，４３ａに振動子１０の
内周が係合した状態で、相対運動部材３０側に加圧され
るようにしてある。つまり、図１に示した固定支持部材
４０と走行ガイド部材２２の位置関係及び相対運動部材
３０の寸法を、振動子１０を挿入したときに、加圧力が
発生するように、設定してある。この場合に、第１の支
持部材４１が主に加圧部材の役割を果たし、第２の支持
部材４２，４３は、振動を妨げない程度の力で支持して
いる。

【００２６】第１の支持部材４１には、図３に示すよう
に、振動子１０に駆動電圧を供給する配線部４１ｂを有
しており、その配線部４１ｂとの接続された接点部４１
ｂ−１が係合凹部４１ａの一部に形成されている。振動
子１０は、裏面にグランド用の電極１２ｃ（図８参照）
が形成されており、振動子１０を係合凹部４１ａに係合
した状態で、電極１２ｃが接点部４１ｂ−１に加圧接触
される。ここで、係合凹部４１ａ，４２ａ，４３ａは、
図２に示すように、接点部４１ｂ−１と対向する上側の
壁部が斜面４１ａ−１，４２ａ−１，４３ａ−１になっ
ている。このため、振動子１０が係合凹部４１ａ，４２
ａ，４３ａに係合した状態で、各支持部材４１，４２，
４３に発生する放射方向の撓みによって、振動子１０が
斜面４１ａ−１，４２ａ−１，４３ａ−１から受ける力
の分力により、電極１２ｃが接点部４１ｂ−１に加圧接
触することになる。

【００２７】このように、第１実施形態によれば、以下
のような効果がある。 （１） 固定支持部材４０は、振動子１０の内周の厚み
部分に係合凹部が係合して、その振動子１０を固定支持
するので、振動を抑制することなく、支持することがで
きる。 （２） 固定支持部材４０は、剛性の高い第１の支持部
材４１と、第１の支持部材４１よりも剛性の低い第２の
支持部材４２，４３とからなり、第２の支持部材４２，
４３が撓むことにより、振動子１０が各係合凹部４１
ａ，４２ａ，４３ａに係合するようにしたので、止めネ
ジや工具を必要とせず、ワンタッチで挿入固定すること
ができる。また、第１の支持部材４１の剛性が強く、第
２の支持部材４２，４３の剛性が弱くなっているため
に、振動の減衰が少ない、という効果がある。

【００２８】（３） 固定支持部材４０は、振動子１０
を相対運動部材３０側に加圧する加圧部材を兼ねるの
で、ばね部材等を含む加圧機構を別途設ける必要がな
く、簡単な構造となる。 （４） このとき、固定支持部材４０は、弾性を有し、
係合凹部４１ａ，４２ａ，４３ａに振動子１０が係合し
た状態で、相対運動部材３０側に加圧されるので、組み
立てが容易である。このとき、加圧力は、片持ち支持さ
れている固定支持部材４０（主に、第１の支持部材４
１）の撓みによって発生している。 （５） また、固定支持部材４０は、基部側が片持ち支
持されており、係合凹部の部分の撓みによって加圧力が
発生する長さであるので、他のばね部材などを用いるこ
となく、加圧力を発生することができる。

【００２９】（６） 第１支持部材４１は、振動子１０
に駆動電圧を供給する配線部４１ｂを有し、係合凹部４
１ａに、その配線部４１ｂと接続された接点部４１ｂ−
１が形成されており、振動子１０を係合凹部４１ａに係
合した状態で、振動子１０の裏面の電極１２ｃが接点部
４１ｂ−１に加圧接触するので、配線が簡単にできると
共に、接続構造が振動子１０の振動を阻害することもな
い。 （７） 接点部４１ｂ−１と対向する壁部が斜面４１ａ
−１になっており、振動子１０が斜面４１ａ−１から受
ける力の分力により、電極１２ｃが接点部４１ｂ−１に
加圧接触するので、簡単な作業で、確実な接続ができ
る。

【００３０】（第２実施形態）図４は、第２実施形態に
係る振動子と固定支持部材を抜き出して示す平面図，側
面図、図５は、第２実施形態に係る固定支持部材を抜き
出して示す斜視図である。なお、以下に示す各実施形態
では、前述した第１実施形態と同様な機能を果たす部分
には、同一の符号又は末尾に共通した符号を付して、重
複する図面や説明を適宜省略する。第２実施形態の固定
支持部材４０Ｂは、振動子１０Ｂの回転方向の位置決め
を行う位置決め部材を兼ねている。つまり、第１の支持
部材４１Ｂの係合凹部４１ａの奥側の壁が平面部４１ａ
−２になっている。また、振動子１０は、圧電素子１１
の内径の一部に、平面部１１ａが形成されたＤ型カット
構造の回転止め部を有している。

【００３１】第１の支持部材４１Ｂ，第２の支持部材４
２，４３からなる固定支持部材４０Ｂは、その係合凹部
４１ａ，４２ａ，４３ａに振動子１０を係合させたとき
に、平面部４１ａ−２と平面部１１ａとによって、振動
子１０Ｂの回転方向の位置決めを行うことができる。

【００３２】このように、第２実施形態は、第１実施形
態の効果に加えて、固定支持部材４０Ｂが振動子１０Ｂ
の平面部１１ａ（回転止め部）と係合する位置決め部材
を兼ねているので、別の位置決め機構を設けることな
く、駆動効率を高めることができる。

【００３３】（第３実施形態）図６は、本発明による振
動アクチュエータの第３実施形態を示す斜視図、図７
は、第３実施形態に係る振動子と固定支持部材をそれぞ
れ抜き出して示す斜視図である。第３実施形態の振動ア
クチュエータ５０は、図６に示すように、支持フレーム
５１と、支持フレーム５１に設けられ、円環状薄板の振
動子１０Ｃを内周の厚み部分で固定支持する固定支持部
材６０と、振動子１０の外周部に存在する駆動力取出部
に接触して、その振動子１０Ｃとの間で相対的な振動を
行う円板状の相対運動部材３１を、回転自在に支持する
回転支持部材５２等とを備えている。

【００３４】振動子１０Ｃは、図７（Ａ）に示すよう
に、内周部に平行な平面部１１ｂが形成されているダブ
ルカット構造の回転止め部を有している。

【００３５】第３実施形態の固定支持部材６０は、第１
の支持部材として、絶縁材料で作製した爪付きの支持部
材６１と、支持部材６１の外側に配置され、装着時に振
動子１０Ｃが載置される台座６２と、台座６２の中央に
設けられ、バネ性のある接点部６３とがそれぞれ２つず
つ設けられており、接点部６３の延長線が配線部６３−
１として取り出されている。また、第２の支持部材とし
て、例えば、燐青銅などで作製された爪付きの支持接点
部材６４が２つずつ設けられおり、その延長線が配線部
６４−１として利用される。なお、この実施形態では、
支持部材６１又は支持接点部材６４の爪部と台座６２と
の間の空間が係合凹部６１ａ，６４ａとなる。また、支
持接点部材６４側にも、台座を設けてもよい。この場合
には、その台座の高さは、電気的導通を確保するため
に、台座６２と略一致させるようにする。

【００３６】第３実施形態の振動アクチュエータ５０
は、上記のような構造であるために、振動子１０Ｃを上
側から固定支持部材６０に押し込むと、支持部材６５と
支持接点部材６４とが内側に変形し、さらに押し込むと
振動子１０Ｃか支持部材６５と台座６２の間の係合凹部
６１ａ−１内に収まる。その結果、振動子１０Ｃの裏面
にある共通電極と、台座６２の中央の接点部６３とが圧
接され、電気的に導通がとられる。

【００３７】また、爪付き支持接点部材６４は、振動子
１０Ｃの表面の電極１２ａ，１２ｂと圧接され、同様に
電気的に導通状態になる。その結果、配線部６３−１が
グランド端子として、配線部６４−１が駆動用端子とし
て機能する。

【００３８】このように、第３実施形態は、ワンタッチ
の操作によって、振動子１０Ｃの固定支持部材への取付
作業と駆動回路の配線作業が同時になされる。また、爪
付きの支持部材６１は、図７の矢印Ｅ方向のバネ性を有
しており、このバネ性を利用して、図６に示すように、
振動子１０Ｃと相対運動部材３１とが相互に圧接される
こととなる。その結果、振動子１０Ｃが動作されると、
相対運動部材３１は、図６の矢印Ｄ方向の回転力を得る
ことができる。さらに、振動子１０Ｃの平面部１１ｂに
支持部材６１の平面部６１ａ（回転止め部）が係合する
ので、支持部材６１が位置決め部材としての機能を果た
すことになる。

【００３９】（第４実施形態）図９は、本発明による振
動アクチュエータの第４実施形態を示す図である。第４
実施形態の固定支持部材７０は、支持フレーム２１に片
持ち支持される板状部７１ｂと、その板状部７１ｂの先
端に設けられた爪状部７１ｃとを備えた４本の支持柱７
１を備えている。この爪状部７１ｃの内周側には、円環
状薄板の振動子１０の外周の厚み部分に係合して、その
振動子１０を固定支持する係合凹部７１ａと、振動子１
０を上方から係合凹部７１ａに係合するときに、支持柱
７１を放射方向に撓ませ、係合凹部７１ａに落とし込む
ように、斜面でガイドするガイド部７１ｄ等が形成され
ている。

【００４０】板状部７１ｂは、放射方向に撓みやすい断
面薄板形状をした変形部となる部分であり、図９（ａ）
に示すように、放射方向の寸法をｔ、放射方向と直交す
る方向の寸法をＤとしたときに、Ｄ／ｔの比率を３〜１
０とすることが好ましい。この比率は、実験的に得られ
た好ましい値であり、これにより、振動子１０の振動を
拘束することなく、しかも、確実に固定支持することが
できる。

【００４１】第４実施形態によれば、４本の支持柱７１
の上部から、振動子１０を矢印Ｆ方向に押し込むと、板
状部７１ｂが外側に変形し、振動子１０が係合凹部７１
ａに係合して、簡単な動作で、確実に固定支持される。
このとき、板状部７１ｂは、Ｄ／ｔの比率が上記のよう
に設定されているので、振動子１０の振動を拘束するこ
とがない。また、第４実施形態は、振動子１０の外側で
固定支持するので、振動子１０が小径であり、前述した
第１〜第３実施形態のように内径側で支持することが困
難な場合に、有効である。

【００４２】図１０は、第４実施形態に係る振動アクチ
ュエータの変形形態を示した図である。図１０の振動子
１０Ｄは、外周部の４箇所に凹部１１ｄが形成されてお
り、この凹部１１ｄは、支持柱７１に係合することによ
り、振動子１０Ｄの回転方向の位置を決める位置決め部
となる。このため、相対運動部材３０を実線の矢印Ｇの
方向に駆動しようとした場合に、破線の矢印Ｈ方向に反
力が生じても、振動子１０Ｄが回転することを防止する
ことができる。また、振動子１０Ｄと支持柱７１とのガ
タを減少させることができ、位置決めの制御性が向上す
る。

【００４３】（第５実施形態）図１１は、本発明による
振動アクチュエータの第５実施形態を示す図である。第
５実施形態の固定支持部材７０Ｂは、第４実施形態と同
様な２本の支持柱（第１の支持部材）７１と、支持柱７
１よりも板厚ｔが薄く、相対運動部材３１と反対側に配
置された１本の支持柱（第２の支持部材）７１−１と、
支持柱７１−１を相対運動部材３１側に付勢する引っ張
りばね７２と、引っ張りばね７２の他端を固定するばね
固定部材７３等とを備えている。

【００４４】第５実施形態は、第４実施形態と同様に、
各支持柱７１，７１−１の上部から振動子１０を上部か
ら押し込むことにより、板状部７１ｂが外側に変形し、
振動子１０が係合凹部７１ａに係合して、簡単な動作
で、確実に固定支持される。また、支持柱７１−１は、
引っ張りばね７２によって、矢印Ｉ方向の力を受け、振
動子１０は、相対運動部材３１に対して、同方向に加圧
されることになる。その結果、回転自在に支持された相
対運動部材３１は、振動子１０の駆動力を受けて、矢印
Ｋ方向に回転駆動される。

【００４５】第５実施形態では、支持柱７１，７１−１
の剛性と、引っ張りばね７２の付勢力の設定によって、
固定支持部材７０Ｂは加圧部材を兼ねることができる。
なお、本実施形態では、支持柱７１−１を引っ張りばね
で加圧した例で説明したが、圧縮ばねを用いて、後部か
ら押すような構造であってもよい。また、支持柱７１−
１自体をりん青銅などのようなバネ材によって作製し
て、加圧機能をもたせるようにしてもよい。

【００４６】（第６実施形態）図１２は、本発明による
振動アクチュエータの第６実施形態を示す図である。第
６実施形態の固定支持部材７０Ｃは、第４実施形態と同
様な３本の支持柱７１によって、振動子１０を固定支持
している。支持柱７１は、第４実施形態では、円周を４
等分した位置の４箇所に、第５実施形態では、円周を３
等分した位置の３カ所にそれぞれ配置されていたが、第
６実施形態では、円周を４等分した位置の３カ所に配置
した点で相違する。このように、支持柱７１は、振動子
１０の振動を阻害せずに、確実に固定できる位置であれ
ば、円周上の配置は自由に設定することができる。

【００４７】また、第６実施形態では、３本の支持柱７
１をベース板７４に取り付けて一体化し、そのベース板
７４を支持フレーム（不図示）に軸７５で回転自在に支
持した。このため、振動子１０は、支持柱７１，ベース
板７４等と一体化されたブロックとなり、その支持フレ
ームにバネ固定部材７７で他端が固定された引っ張りば
ね７６によって、前記ブロック全体を、相対運動部材３
１に加圧するような構造である。このような構造によっ
ても、固定支持部材を加圧部材と兼用することができ
る。

【００４８】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。 （１） 振動子の内周に係合する例で説明したが、外周
に係合するようにしてもよい。 （２） 第１実施形態では、接点部は、グランド用の電
極との接続のみを示したが、振動子を裏返して取り付け
るようにして、駆動信号用の電極と接続するようにして
もよい。 （３） 電気機械変換素子は、圧電セラミックス等の圧
電素子を例に説明したが、電歪素子や磁歪素子を用いて
もよい。

【００４９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、振動を抑制することなく、適度な強さで振動子を
位置決めして、固定支持することができ、薄い振動子で
あっても欠け等が生ずることがない。また、組立が容易
で、かつ、相対運動部材への加圧力も発生させることが
できる。さらに、駆動用の電力を供給する接点や配線を
兼ねることができる。従って、簡単な構造で確実に固定
支持をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による振動アクチュエータの第１実施形
態を示す図である。

【図２】第１実施形態に係る振動子と固定支持部材を抜
き出して示す平面図，側面図である。

【図３】第１実施形態に係る固定支持部材を抜き出して
示す斜視図である。

【図４】第２実施形態に係る振動子と固定支持部材を抜
き出して示す平面図，側面図である。

【図５】第２実施形態に係る固定支持部材を抜き出して
示す斜視図である。

【図６】本発明による振動アクチュエータの第３実施形
態を示す斜視図である。

【図７】第３実施形態に係る振動子と固定支持部材をそ
れぞれ抜き出して示す斜視図である。

【図８】径方向対称伸び振動モードと非軸対称面内振動
モードとを利用した振動アクチュエータの振動子の従来
例を示す図である。

【図９】本発明による振動アクチュエータの第４実施形
態を示す図である。

【図１０】第４実施形態に係る振動アクチュエータの変
形形態を示した図である。

【図１１】本発明による振動アクチュエータの第５実施
形態を示す図である。

【図１２】本発明による振動アクチュエータの第６実施
形態を示す図である。

【符号の説明】

１０ 振動子 ２０ 振動アクチュエータ ２１ 支持フレーム ２２ 走行ガイド部材 ３０ 相対運動部材 ４０ 固定支持部材 ４１ 第１の支持部材 ４２，４３ 第２の支持部材 ４１ａ，４２ａ，４３ａ 係合凹部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H680 AA19 BB01 BB11 BB13 BB15 CC02 DD01 DD15 DD23 DD39 DD40 DD53 DD55 DD59 DD67 DD74 DD83 DD85 DD92 EE07 EE10 FF05 FF21 FF23 FF25 FF33 GG02 GG23 GG42

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射方向に伸縮する径方向対称伸び振動
   モードと、同一面内で非軸対称に屈曲する非軸対称面内
   振動モードとを同時に発生する振動子を用いた振動アク
   チュエータにおいて、 前記振動子は、円環状薄板であって、 前記振動子の内周又は外周の厚み部分に係合して、その
   振動子を固定支持する係合凹部を有する固定支持部材を
   備えたこと、を特徴とする振動アクチュエータ。
2. 【請求項２】 放射方向に伸縮する径方向対称伸び振動
   モードと、同一面内で非軸対称に屈曲する非軸対称面内
   振動モードとを同時に発生する振動子を用いた振動アク
   チュエータにおいて、 ベース部材に固定され、前記振動子を固定支持する固定
   支持部材を備え、 前記固定支持部材は、前記振動子が励振する径方向対称
   伸び振動の方向に対して変形しやすい変形部を有してい
   ること、を特徴とする振動アクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の振動アク
   チュエータにおいて、 前記固定支持部材は、剛性の高い第１の支持部材と、前
   記第１の支持部材よりも剛性の低い第２の支持部材とを
   含み、 前記第２の支持部材が撓むことにより、前記振動子が前
   記各係合凹部に係合すること、を特徴とする振動アクチ
   ュエータ。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載された振動
   アクチュエータにおいて、 前記固定支持部材は、放射方向に撓みやすい形状である
   こと、を特徴とする振動アクチュエータ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の振動アクチュエータに
   おいて、 前記固定支持部材は、放射方向の寸法をｔ、放射方向と
   直交する方向の寸法をＤとしたときに、Ｄ／ｔを３〜１
   ０としたこと、を特徴とする振動アクチュエータ。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の振動アクチュエータに
   おいて、 前記振動子は、外周部に存在する駆動力取出部に接触す
   る相対運動部材との間で相対的な移動を行い、 前記固定支持部材は、前記振動子を前記相対運動部材側
   に加圧する加圧部材を兼ねること、を特徴とする振動ア
   クチュエータ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の振動アクチュエータに
   おいて、 前記固定支持部材は、弾性を有し、前記係合凹部に前記
   振動子が係合した状態で、前記相対運動部材側に加圧さ
   れること、を特徴とする振動アクチュエータ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の振動アクチュエータに
   おいて、 前記固定支持部材は、基部側が片持ち支持されており、
   自ら撓むことによる弾性力により、前記振動子を支持す
   ること、を特徴とする振動アクチュエータ。
9. 【請求項９】 請求項１又は請求項２に記載の振動アク
   チュエータにおいて、 前記固定支持部材は、前記振動子の回転方向の位置決め
   を行う位置決め部材を兼ねること、を特徴とする振動ア
   クチュエータ。
10. 【請求項１０】 請求項１に又は請求項２記載の振動ア
    クチュエータにおいて、 前記固定支持部材は、前記振動子に駆動電圧を供給する
    配線部を有し、その配線部と接続された接点部が前記係
    合凹部に形成されており、 前記振動子は、表面及び／又は裏面に電極が形成されて
    おり、 前記振動子を前記係合凹部に係合した状態で、前記電極
    が前記接点部に加圧接触すること、 を特徴とする振動アクチュエータ。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の振動アクチュエー
    タにおいて、 前記係合凹部は、接点部と対向する側の壁部が斜面にな
    っており、 前記振動子が前記係合凹部に係合した状態で、前記固定
    支持部材に発生する放射方向の撓みによって、前記振動
    子が前記斜面から受ける分力により、前記電極が前記接
    点部に加圧接触すること、を特徴とする振動アクチュエ
    ータ。