JP2011234608A - 振動型アクチュエータ、振動子及び振動子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速化をはかっても良好なアクチュエータ性能が得られる、接触バネを有する振動型アクチュエータを提供する。
【解決手段】 本発明の振動型アクチュエータは、電気−機械エネルギ変換素子と前記電気−機械エネルギ変換素子が固定された弾性体と前記弾性体に設けられた突起部とを備え、前記突起部に楕円運動を生成する振動子と、前記突起部に接触し前記振動子に対して相対的に移動する被駆動体と、を有する。前記突起部は、前記被駆動体と接触する接触面を有する接触部と、前記弾性体の一端面に対して突出し中空構造の連続した側壁部と、前記接触部と前記側壁部を連結し前記接触面の法線方向に可撓性を有する連結部と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は振動子に振動を発生させて被駆動体を相対的に移動させる振動型アクチュエータと、振動型アクチュエータの振動子及びその製造方法に関する。

振動型アクチュエータは加圧接触される接触部にバネ性を持たせることで、なめらかな接触が実現でき、良好な性能を得ることができる。特許文献１のリニア型の振動型アクチュエータは、図１１に示すように、振動子１１０にバネ性を有する接触部１１３を備えた突起部１１９を設けている。この突起部１１９は、不図示の被駆動体に接触する接触面１１４を有する接触部１１３と、固定部１１７と、接触部１１３と固定部１１７を連結する連結部１１６と、からなり、固定部１１７は弾性体１１２にレーザー溶接などで固着される。なお、接触部１１３がバネ性を有するように、弾性体１１２には充分な深さの溝部１１８が設けられている。

また、振動子にバネ性を有する接触部を設ける例はリニア型の振動型アクチュエータに限ったものではない。特許文献２に示されるように、弾性体に進行波を励起する回転型の振動型アクチュエータの振動子の突起部先端にバネ性を有する接触部を接合するタイプもある。

特開２００８−１２５１４７号公報 特開２００６−３１１７９０号公報

しかしながら、上述のような従来の構成では以下のような課題があった。

特許文献１のリニア型の振動型アクチュエータは、被駆動体の移動速度を速くするためには、振動子１１０の被駆動体との接触面１１４を高くして、送り方向（Ｘ方向）の振動振幅を拡大する必要がある。しかし、接触面１１４を高くすると連結部１１６のＸ方向の剛性が弱くなり、振動速度は出ても被駆動体に駆動力を効率良く伝達できなくなる。また、突起部１１９が振動する振動モードの共振周波数が下がるため、不要な振動が発生しやすくなり良好なアクチュエータ性能が得られない場合がある。特許文献２の回転型の振動型アクチュエータに関しても同様に、接触面を高くすると周方向や径方向の剛性が弱くなったり、不要な振動が発生しやすくなったりする。

本発明の振動型アクチュエータは、電気−機械エネルギ変換素子と前記電気−機械エネルギ変換素子が固定された弾性体と前記弾性体に設けられた突起部とを備え、前記突起部に楕円運動を生成する振動子と、前記突起部に接触し前記振動子に対して相対的に移動する被駆動体と、を有する振動型アクチュエータであって、前記突起部は、前記被駆動体と接触する接触面を有する接触部と、前記弾性体の一端面に対して突出し中空構造を形成する連続した側壁部と、前記接触部と前記側壁部を連結し前記接触面の法線方向に可撓性を有する連結部と、を有することを特徴とする。

また、本発明の振動子は、電気−機械エネルギ変換素子と前記電気−機械エネルギ変換素子が固定された弾性体と前記弾性体に設けられた突起部とを備え、前記突起部に楕円運動を生成することで被駆動体を相対的に移動させる振動子であって、前記突起部は、前記被駆動体と接触する接触面を有する接触部と、前記弾性体の一端面に対して突出し中空構造の連続した側壁部と、前記接触部と前記側壁部を連結し前記接触面の法線方向に可撓性を有する連結部と、を有することを特徴とする。

また、本発明の振動子の製造方法は、電気−機械エネルギ変換素子と前記電気ー機械エネルギ変換素子が固定された弾性体と前記弾性体に設けられた突起部とを備え、前記突起部に接触する被駆動体を相対的に移動させる振動子の製造方法であって、弾性部材をプレス成形することにより、前記弾性部材から突出し中空構造を形成する連続した側壁部と、前記被駆動体に接触する接触面を有する接触部と、前記側壁部と前記接触部とを連結し前記接触面の法線方向に可撓性を有する連結部と、を形成する工程と、前記弾性部材を前記振動子の形状に打抜き加工する工程と、を有することを特徴とする

本発明によれば、振動型アクチュエータの突起部の接触面にＺ方向のバネ性を有しつつ、突起部の側面は連続して繋がっているため、Ｘ、Ｙ方向の剛性を確保することができ、良好なアクチュエータ性能を得ることが可能となる。

本発明における第１の実施形態である（ａ）振動子、（ｂ）その突起部の断面斜視図。 本発明における第２の実施形態である（ａ）振動子、（ｂ）その突起部の断面斜視図。 本発明における第３の実施形態である（ａ）振動子、（ｂ）その突起部の断面斜視図。 本発明における第４の実施形態であるリング型振動子の斜視図。 本発明における第５の実施形態である（ａ）振動子、（ｂ）その突起部の断面斜視図。 図５の弾性体の一体プレス成形加工の工程を示す図。 本発明における第６の実施形態である（ａ）振動子、（ｂ）その突起部の断面斜視図。 図７の弾性体の一体プレス成形加工の工程を示す図。 従来技術のリニア型の振動型アクチュエータの外観斜視図。 図９における振動子に励振される２つの振動モードを示す図。 バネ性を有する突起部を搭載する振動子と、突起部の斜視図。 本発明の第５の実施形態の変形例である（ａ）振動子、（ｂ）その突起部の断面斜視図。

以下に、図面を参照して本発明の適用できる振動型アクチュエータの形態について説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態では、リニア型の振動型アクチュエータに適用できる振動子について説明する。まずは、その駆動原理について図９、図１０を用いて説明する。図９はリニア型の振動型アクチュエータの概観斜視図である。図９において、リニア型の振動型アクチュエータ２００は振動子１００および被駆動体であるスライダ１０６によって構成されている。振動子１００は矩形の薄板状に形成された電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子１０５と、圧電素子１０５の一端面に接合された弾性体１０２と、弾性体１０２に対して凸状に形成された２つの突起部１０３と、を有している。図１０は図９に示した振動子に励振される２つの振動モード（ＭＯＤＥ−Ａ、ＭＯＤＥ−Ｂ）の変形形状を示す図である。ここで、２つの振動モードは、どちらも振動子１００の面外方向の曲げ振動モードであり、共振周波数が略一致するように振動子１００の形状は選択されている。

図１０（ａ）の下２つの図は、振動子１００をＹ方向から見た図である。ＭＯＤＥ−Ａの振動は、図１０（ａ）の最下図に示すように振動の節（α）が３ヶ所現れる２次の曲げ振動モードであり、節は、振動子１００のＹ方向に延びている。突起部１０３は、ＭＯＤＥ−Ａの振動において節となる位置近傍に配置されており、ＭＯＤＥ−Ａの振動によって矢印で示すように接触面を主にＸ方向（接触面と平行な方向であり被駆動体の送り方向）に変位させる往復運動を生じる。図１０（ｂ）の下２つの図は、振動子１００をＸ方向から見た図である。ＭＯＤＥ−Ｂの振動は、同図の下に示すように振動の節（β）が２ヶ所現れる１次の曲げ振動モードであり、節は振動子１００のＸ方向に延びている。すなわち、ＭＯＤＥ−Ａにおける振動の節とＭＯＤＥ−Ｂにおける振動の節とが、ＸＹ平面内において互いに直交するようになっている。突起部１０３は、図１０（ｂ）に示すようにＭＯＤＥ−Ｂの振動において腹となる位置の近傍に配置されており、ＭＯＤＥ−Ｂの振動によって、突起部１０３には矢印で示すように接触面をＺ方向（接触面と垂直な方向であり突上げ方向）に変位させる往復運動を生じる。

圧電素子１０５に設けられた２つの電極（不図示）に時間位相が略π／２異なる交流信号を入力すると、振動子１００に上述したＭＯＤＥ−ＡとＭＯＤＥ−Ｂの振動が時間的位相差が略±π／２となるように励起される。この２つの振動モードの振動が合成されることにより、突起部１０３の接触面１０４には、図９のＸＺ面内の楕円運動が生成される。この楕円運動により接触面１０４に加圧接触するスライダ１０６は振動子１００に対して相対的に移動する。

ただし、本発明のリニア型の振動型アクチュエータにおいて、接触面に楕円運動を生成する方法は上記方法に限られない。例えば、上記とは異なる曲げ振動モードの振動同士を組み合わせてもよいし、弾性体をＸ方向に伸縮させる縦の振動モードの振動と曲げ振動モードの振動とを組み合わせてもよい。 接触面を送り方向に変位させる振動モードを主とする振動と、接触面を突上げ方向に変位させる振動モードの振動との組み合わせにより、接触面に楕円運動を生成する方式であれば、どのような駆動方式を用いても良い。

次に第１の実施形態の振動子の具体的な構成について説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施形態が適用できる振動子の斜視図であり、図１（ｂ）はその突起部の断面斜視図である。本実施形態はリニア型振動型アクチュエータであり、駆動原理は上述した従来のリニア型の振動型アクチュエータの駆動方式が適用できる。

図１（ａ）に示すように、振動子１０は、矩形の薄板状に形成された圧電素子１５と、この圧電素子１５に固定された弾性体１２と、弾性体１２の一端面（例えば、圧電素子１５が接合された面とは反対側の面）に凸状に設けられた２つの突起部１９と、を有する。また、本発明において、突起部は１つでもよく、本実施形態のように複数設けても良い。また、突起部１９は圧電素子１５が接合された面と同じ側の面に設けてもよい。

突起部１９は、図１（ｂ）に示すように弾性体１２に対して突出した中空構造の矩形状の側壁部１４と、不図示のスライダ（被駆動体）との接触面１７を有する接触部１６と、側壁部１４と接触部１６とを連結する連結部１１と、を有する。また、本実施形態のように、突起部１９を弾性体１２に固定する場合は、弾性体１２上面にレーザー溶接などで固着される固定部１３を有する。側壁部１４は連続している（つまり、突起部１９の全周に渡って筒状につながっている）ため、突起部１９はＸＹ面内の方向に対して所定の剛性が確保されている。連結部１１と接触部１６とでは段差が設けられており、連結部１１の上面は接触部１６の接触面１７よりも低くなっている。つまり、接触面１７は、連結部１１の被駆動体側の面（弾性体側とは反対側の面）よりも被駆動体側（弾性体側とは反対側）に突出している。このような構造とすることにより、スライダが連結部１１と接触しないようになっている。また連結部１１は、接触部１６に比べて薄くなっており、さらに、穴部１８により２つに分割されて幅が狭くなっているため、Ｚ方向の剛性を下げてバネ性（可撓性）を持たせている。なお連結部１１は、厚さを減じるだけで所定のバネ性が得られる場合は、穴部１８によって複数に分割する必要はない。

以上のような構成にすることで、突起部１９はＺ方向（接触面の法線方向）のバネ性を有しているため振動子１０とスライダはなめらかな接触が実現できる。また、高速化のために突起部１９の高さを高くしても、突起部１９は周囲が連続した側壁部１４によりスライダの駆動方向であるＸ方向の剛性が確保されているため、振動子１０の駆動力を効率良くスライダに伝達することができる。さらに突起部１９は、バネ性を有する部分が突起部の先端であるため、その振動モードの共振周波数は振動子１０の駆動周波数より充分高くなり、良好なアクチュエータ性能を得ることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態の振動子は、突起部が円筒形状をしている点が第１の実施形態と異なる。図２（ａ）は本発明の第２の実施形態が適用できる振動子の斜視図であり、図２（ｂ）は振動子の突起部の断面斜視図である。本実施形態もリニア型の振動型アクチュエータであり、駆動原理は従来のリニア型の振動型アクチュエータと同様であるため、その説明を省略する。

図２（ａ）に示すように、振動子２０は、圧電素子２５と、圧電素子２５に固定された弾性体２２と、弾性体２２の一端面に凸状に設けられた２つの突起部２９と、を有する。突起部２９は、図２（ｂ）に示すように弾性体２２から突出するように設けられた円筒状の側壁部２４と、不図示のスライダとの接触面２７を有する接触部２６と、側壁部２４と接触部２６とを連結する連結部２１と、を有する。また、側壁部２４は、固定部２３を介してレーザー溶接などで弾性体２２と固着されている。側壁部２４は突起部２９の全周に渡って連続しているため、突起部２９はＸＹ面内の方向に対して所定の剛性が確保されている。連結部２１と接触部２６は段差が設けられており、連結部２１の上面は接触部２６の接触面２７よりも低くなっているため、スライダが連結部２１と接触しないようになっている。また連結部２１は、接触部２６に比べて厚さが接触部２６に比べて薄くなっており、さらに、穴部２８により４つに分割されて幅が狭くなっているため、Ｚ方向の剛性を下げて所定のバネ性を持たせている。なお連結部２１は、厚さを減じるだけで所定のバネ性が得られる場合は、穴部２８によって分割する必要はない。

このような構成にすることで、突起部２９はＺ方向のバネ性を有しているため振動子２０とスライダはなめらかな接触が実現できる。また、高速化のために突起部２９の高さを高くしても、突起部２９は側壁部２４によりスライダの駆動方向であるＸ方向の剛性が確保されているため、振動子２０の駆動力を効率良くスライダに伝達することができる。さらに突起部２９は、バネ性を有するのが突起部先端であるため、その振動モードの共振周波数は振動子２０の駆動周波数より充分高くなり、良好なアクチュエータ性能を得ることができる。また、本実施形態においては、突起部２９は円筒形状をしているため、第１実施形態と比べてさらに側壁部２４の剛性を高くすることができる。

（第３の実施形態）
本実施形態の振動子は、接触部の厚さが連結部の厚さと同等で第２の実施形態の接触部と比べて体積が小さい。図３（ａ）は本発明の第２の実施形態が適用できる振動子の断面斜視図であり、図３（ｂ）は振動子の突起部の断面斜視図である。本実施形態もリニア型の振動型アクチュエータであり、駆動原理は従来のリニア型の振動型アクチュエータと同様であるため、その説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、振動子３０は、圧電素子３５と圧電素子３５が固定された弾性体３２と、弾性体３２の一端面に設けられた凸状の２つの突起部３９と、を有する。突起部３９は、図３（ｂ）に示すように円筒状の側壁部３４と、不図示のスライダとの接触面３７を有する接触部３６と、側壁部３４と接触部３６とを連結する連結部３１と、を有する。また、側壁部３４は、固定部３３を介してレーザー溶接などで弾性体３２と固着されている。連結部３１と接触部３６は段差が設けられており、連結部３１の上面は、接触面３７よりも低くなっているため、スライダが連結部３１と接触しないようになっている。また連結部３１は、穴部３８により４つに分割して幅を狭くすることにより、Ｚ方向の剛性を下げて所定のバネ性を持たせている。なお連結部３１と接触部３６との段差は、突起部３９の先端部を絞り加工することにより形成されている。そのため、接触部３６の厚さは連結部３１の厚さと同等で第２の実施形態の接触部２６と比べて体積が小さい。そのため、突起部２９の振動モードの共振周波数を第２の実施形態に比べてさらに高くすることができる。

（第４の実施形態）
本実施形態の振動子は、回転型の振動型アクチュエータの振動子に関する。回転型の振動型アクチュエータは、主に進行波を振動子に励起して振動子の突起部に楕円運動を生成するものであり、振動子の構成及び駆動原理は、特許文献２などで数多く開示されているので、ここでは説明を省略する。

図４は本発明の第４の実施形態が適用できる振動子の模式図であり、図２、図３に示した突起部２９、３９を回転型の振動型アクチュエータの振動子に適用したものである。図４に示すように、振動子４０はリング状の圧電素子４５と、圧電素子４５が固定された弾性体４２と、弾性体４２の一端面に設けられた凸状の多数の突起部４９と、を有する。

このような構成にすることで、突起部４９はＺ方向のバネ性を有することとなり振動子４０と被駆動体であるロータ（不図示）はなめらかな接触が実現できる。また、高速化のために突起部４９の高さを高くしても、突起部４９は振動子４０の駆動力を効率良くロータに伝達することができる。

（第５の実施形態）
本実施形態の振動子は、弾性体と突起部とが同じ弾性部材により一体的に形成されている。それ以外の構成は第２の実施形態と同様であり、駆動原理も従来のリニア型の振動型アクチュエータと同様である。

図５（ａ）は第５の実施形態が適用できる振動子の斜視図であり、図５（ｂ）は突起部の断面斜視図である。図５（ａ）に示すように、振動子５０は圧電素子５５と、圧電素子５５が固定された弾性体５２と、弾性体５２の一端面に設けられた凸状の２つの突起部５９と、を有する。弾性体５２と突起部５９とは一体的に連続して形成されている。突起部５９は、図５（ｂ）に示すように円筒状の側壁部５４と、不図示のスライダとの接触面５７を有する接触部５６と、側壁部５４と接触部５６とを連結する連結部５１とを有し、連結部５１は穴部５８により４つに分割されている。連結部５１の上面は接触面５７より低くなるよう段差が設けられており、スライダが連結部５１と接触しないようになっている。また、弾性体５２は、突起部５９との接続部（薄肉部５３）において、Ｚ方向の厚みが薄くなっている。なお、連結部５１は厚さを減じるだけで所定のバネ性が得られる場合は、穴部５８によって分割する必要はない。

図１２（ａ）は穴部５８がない第５の実施形態の変形例を示す振動子の斜視図であり、図１２（ｂ）は突起部の断面斜視図である。振動子５０１は圧電素子５５１と、圧電素子５５１が固定された弾性体５２１と、弾性体５２１の一端面に設けられた凸状の２つの突起部５９１と、を有する。弾性体５２１と突起部５９１とは一体的に連続して形成されている。突起部５９１は、図５（ｂ）に示すように円筒状の側壁部５４１と、不図示のスライダとの接触面５７１を有する接触部５６１と、側壁部５４１と接触部５６１とを連結する連結部５１１とを有する。連結部５１１には穴部はない。連結部５１１の上面は接触面５７１より低くなるよう段差が設けられており、スライダが連結部５１１と接触しないようになっている。連結部５１１の下面（スライダとは反対側の面）と接触部５６１の下面の高さは同じである。また、弾性体５２１は、突起部５９１との接続部（薄肉部５３１）において、Ｚ方向の厚みが薄くなっている。

このように、連結部５１１に穴部がない形状にすると、突起部５９１はＸＹ面内の方向に対してさらに高い剛性が確保できるため効率向上がはかれる。また、突起部５９１の先端に設けられたバネ性を有する連結部５１１が振動する振動モードの共振周波数もさらに高くなるため、不要な振動を抑えることができる。

次に、弾性体５２と突起部５９の製造方法を説明する。図６に弾性部材の板材から最終形状にプレス成形する工程を示す。以下、各工程について説明する。

第１工程は、図６（ａ）に示す弾性部材であるステンレス等の金属の板材５２ａに絞り加工により２つの中空の凸状部（後に突起部となる）を形成する。絞り加工は板材５２ａが割れないように、何段階かに分けて少しずつ行うとよい。図６（ｂ）はその途中段階の状態を示し、円筒状の連続した側壁部５４ｂと、後に連結部と接触部になる先端部５１ｂ（５６ｂ）と、からなる凸状部５９ｂが形成される。なお、絞り加工によって凸状部５９ｂを設けるために、側壁部５４ｂの周囲をつぶして薄肉部５３ｂとし、その減肉分を側壁部５４ｂに流動させている。通常は、側壁部５４ｂの肉厚は板材５２ａ（５２ｂ）より薄くなる。

図６（ｃ）は絞り加工の最終段階の状態を示し、円筒状の連続した側壁部５４ｃ、連結部５１ｃおよび接触部５６ｃからなる突起部５９ｃが形成される。連結部５１ｃは、絞り加工とともに、図６（ｂ）の先端部５１ｂの外周部分を凸状部を突出させた向きとは反対側に加圧するつぶし加工を行うことで、先端部中央の接触部５６ｃと段差を有する板厚の薄い薄肉部（連結部５１ｃ）を設けている。これによって接触面５７ｃに接触する不図示のスライダは、連結部５１ｃとは接触しない。また、連結部５１ｃは板厚が薄いのでバネ性を有することになる。なお、接触部５６ｃと連結部５１ｃとの段差は、図３（ｂ）のように先端部５１ｂにさらに絞り加工を行い、接触部となる先端部５１ｂの中央を連結部となる先端部５１ｂの外周よりもさらに突出させることにより設けてもよい。

第２工程は、連結部５１ｃに所定のバネ性を持たせるための打抜き加工であり、図６（ｄ）、図６（ｅ）にその様子を示す。本実施形態では、連結部は４ヶ所に分割されて幅が小さくなっているため、一度に打抜き加工を行うと割れや変形の可能性がある。そのため、打抜き加工を２段階に分けている。図６（ｄ）は４ヶ所のうち対向する２ヶ所を打抜き加工し、穴部５８ｄを形成する。その後、図６（ｅ）に示すように残りの２ヶ所を打抜き加工し、穴部５８ｅにより所定のバネ性を有する複数の連結部５１ｅを形成する。なお本工程は、連結部が分割されなくても所定のバネ性が得られる場合は不要となる。

最後の第３工程は、図６（ｅ）の弾性部材５２ｅを振動型アクチュエータとして機能する振動子の形状にするための外形打抜き加工であり、弾性体の最終形状を図６（ｆ）に示す。弾性体５２ｆは、図５（ａ）に示すようにＸＹ面内における矩形状の弾性体の形状に打抜き加工されてもよく、図６（ｆ）に示すように、弾性体を台座（不図示）に固定する支持部５２１を弾性体の側面に設ける場合は、弾性体と支持部とからなる形状に打抜くとよい。本発明において「振動子の形状」とは、圧電素子が接合される面内（ＸＹ面内）における弾性体の形状、又は、圧電素子が接合される面内における弾性体と支持部とからなる形状、を示す。支持部５２１は、図６（ｆ）に示すように弾性体の長手方向両側等、弾性体５２ｆの振動を阻害しない位置に設けるとよく、また形状も弾性体５２ｆの振動を阻害しないような形状にするとよい。

以上示したように、第１から第３の工程で説明した一体プレス加工により、突起部５９ｆが一体になった弾性体５２ｆが形成される。そして、この弾性体５２ｆに圧電素子を接合することにより振動子が形成される。

（第６の実施形態）
本実施形態の振動子は、連結部が突起部の先端だけでなく、側面まで達している。また、それ以外の構成は第５の実施形態と同様であり、駆動原理も従来のリニア型の振動型アクチュエータと同様である。

図７（ａ）は第６の実施形態の振動子の斜視図であり、図７（ｂ）は突起部の断面斜視図である。図７（ａ）に示すように、振動子６０は圧電素子６５と、圧電素子６５が固定された弾性体６２と、弾性体６２の一端面に設けられた２つの突起部６９と、を有する。弾性体６２と突起部６９とは一体的に連続して形成されている。突起部６９は、図７（ｂ）に示すように円筒状の側壁部６４と、不図示のスライダとの接触面６７を有する接触部６６と、側壁部６４と接触部６６とを連結する連結部６１とからなる。連結部６１の上面は接触面６７よりも低くなるよう段差が設けられており、スライダが連結部６１と接触しないようになっている。また、連結部６１は、厚さを減じるとともに穴部６８により複数に分割して幅を狭くすることにより、Ｚ方向の剛性を下げて、所定のバネ性を持たせている。本実施形態では、連続した側壁部６４は突起部６９の根元のみに形成され、連結部６１を分割する穴部６８は突起先端だけでなく側面にまで達している。したがって、連結部６１はＺ方向だけでなく、ＸＹ面内方向にも若干のバネ性を有する。これは振動子６０の振動のＸＹ面内成分が大きい場合に、スライダとの接触をなめらかにするのに有効である。また、弾性体６２は、突起部６９との接続部（薄肉部６３）において、Ｚ方向の厚みが薄くなっている。

次に、弾性体６２と突起部６９の製造方法を説明する。図８に弾性部材の板材から最終形状にプレス成形する工程を示す。以下、各工程について説明する。

第１工程は、図８（ａ）に示す弾性部材であるステンレス等の金属の板材６２ａを打抜き加工することにより、図８（ｂ）に示すような複数の穴部６８ｂを形成した板材６２ｂを用意する。

第２工程は、図８（ｂ）に示す板材６２ｂを絞り加工することにより２つの凸状部（後に突起部となる）を形成する。絞り加工は板材６２ｂが割れないように、何段階かに分けて少しずつ行うとよい。図８（ｃ）はその途中段階の状態を示し、円筒状の連続した側壁部６４ｃ、後に接触部と連結部となる先端部（先端部中央６６ｃと先端部の外周部６１ｃ）が形成される。連結部となる先端部外周部６１ｃはあらかじめ第一工程で形成された穴部６８ｃによって、複数に分割されている。なお、絞り加工によって凸状部６９ｃを設けるために、側壁部６４ｃの周囲をつぶして薄肉部６３ｃとし、その減肉分を側壁部６４ｃに流動させている。通常は、側壁部６４ｃの肉厚は板材６２ａ（６２ｃ）より薄くなる。

図８（ｄ）に絞り加工の最終段階の状態を示す。これにより、円筒状の連続した側壁部６４ｄと、穴部６８ｄにより複数に分割された連結部６１ｄと、接触部６６ｄと、からなる突起部６９ｄが形成される。連結部６１ｄは絞り加工とともにつぶし加工を行うことで、接触部６６ｄと段差を設けて板厚を薄くしている。これによって連結部６１ｄの上面よりも接触面６７ｄのほうが高くなり、接触面６７ｄに接触する不図示のスライダは、連結部６１ｄとは接触しない。また、連結部６１ｄは板厚が薄く複数に分割されているためＺ方向に所定のバネ性を有しているとともに、側面も一部分割されているためＸＹ方向にも若干バネ性を有している。なお、接触部６６ｄと連結部６１ｄとの段差は、図３（ｂ）のように突起部先端をさらに絞り加工することにより設けてもよい。

最後の第３工程は、第５の実施形態と同様に、図８（ｄ）の弾性部材６２ｄを振動型アクチュエータとして機能する振動子の形状にするための外形打抜き加工であり、弾性体の最終形状を図８（ｅ）に示す。弾性体６２ｅは、図７（ａ）に示すようにＸＹ面内における矩形状の弾性体の形状に打抜き加工されてもよく、図８（ｆ）に示すように支持部６２１を設ける場合は、矩形の弾性体と支持部とからなる振動子の形状に打抜くと良い。

以上のようにして、第１から第３の工程の一体プレス加工により、突起部６９ｅが一体になった弾性体６２ｅが形成される。そして、この弾性体６２ｅに圧電素子を接合することにより振動子が形成される。

１０，２０，３０，４０，５０，５０１，６０，１００，１１０ 振動子
１１，２１，３１，５１，５１１，１１６ 連結部
１２，２２，３２，４２，５２，５２１，１０２，１１２ 弾性体
１３，２３，３３，１１７ 固定部
５３，５３１，６３ 薄肉部
１４，２４，３４，５４，５４１，６４ 側壁部
１５，２５，３５，４５，５５，５５１，６５，１０５，１１５ 圧電素子
１６，２６，３６，５６，５６１，６６，１１３ 接触部
１７，２７，３７，５７，５７１，６７，１０４，１１４ 接触面
５１ｂ，５６ｂ，６１ｃ，６６ｃ 先端部
１８，２８，３８，５８，６８ 穴部
１９，２９，３９，４９，５９，５９１，６９，１０３ 突起部
５２１，６２１ 支持部

Claims (16)

1. 電気−機械エネルギ変換素子と前記電気−機械エネルギ変換素子が固定された弾性体と前記弾性体に設けられた突起部とを備え、前記突起部に楕円運動を生成する振動子と、前記突起部に接触し前記振動子に対して相対的に移動する被駆動体と、を有する振動型アクチュエータであって、
   前記突起部は、前記被駆動体と接触する接触面を有する接触部と、前記弾性体の一端面に対して突出し中空構造を形成する連続した側壁部と、前記接触部と前記側壁部を連結し前記接触面の法線方向に可撓性を有する連結部と、を有することを特徴とする振動型アクチュエータ。
2. 前記接触面は、前記連結部の前記被駆動体側の面よりも前記被駆動体側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
3. 前記連結部は複数に分割されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
4. 前記突起部は円筒状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記接触部の厚さは、前記連結部の厚さと同じであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記振動子は、前記接触面を前記接触面と垂直な方向に変位させる振動モードの振動と、前記接触面を前記接触面と平行な方向に主に変位させる振動モードの振動と、が合成されることにより、前記突起部に楕円運動を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記振動子は、前記弾性体に進行波を励起することにより前記突起部に楕円運動を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
8. 電気−機械エネルギ変換素子と前記電気−機械エネルギ変換素子が固定された弾性体と前記弾性体に設けられた突起部とを備え、前記突起部に楕円運動を生成することで被駆動体を相対的に移動させる振動子であって、
   前記突起部は、前記被駆動体と接触する接触面を有する接触部と、前記弾性体の一端面に対して突出し中空構造の連続した側壁部と、前記接触部と前記側壁部を連結し前記接触面の法線方向に可撓性を有する連結部と、を有することを特徴とする振動子。
9. 前記接触面は、前記連結部の前記弾性体側とは反対側の面よりも前記反対側に突出していることを特徴とする請求項８に記載の振動子。
10. 前記連結部は複数に分割されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の振動子。
11. 前記突起部は円筒状であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の振動子。
12. 弾性体と、前記弾性体の一端面に対して突出した側壁部と被駆動体に接触する接触部と前記接触部と前記側壁部とを連結する連結部とを有する突起部と、を備え、前記突起部に楕円運動を生成することで被駆動体を相対的に移動させる振動子の製造方法であって、
    弾性部材を絞り加工することにより、連続した前記側壁部と、先端部と、を有する中空の凸状部を形成する工程と、
    前記先端部の外周をつぶして前記連結部となる薄肉部を形成し、前記薄肉部と前記接触部となる前記先端部中央とで段差を設けた前記突起部を形成する工程と、
    前記弾性部材を前記振動子の形状に打抜き加工する工程と、
    を有することを特徴とする振動子の製造方法。
13. 弾性体と、前記弾性体の一端面に対して突出した側壁部と被駆動体に接触する接触部と前記接触部と前記側壁部とを連結する連結部とを有する突起部と、を備え、前記突起部に楕円運動を生成することで被駆動体を相対的に移動させる振動子の製造方法であって、
    弾性部材に絞り加工を行うことにより、連続した前記側壁部と、先端部と、を有する中空の凸状部を形成する工程と、
    前記先端部に絞り加工を行うことにより、前記接触部となる前記先端部の中央を前記連結部となる前記先端部の外周よりもさらに突出させ、前記接触部と前記連結部とで段差を設けた前記突起部を形成する工程と、
    前記弾性部材を前記振動子の形状に打抜き加工する工程と、
    を有することを特徴とする振動子の製造方法。
14. 前記段差を設けた後に、打抜き加工により複数に分割された連結部を形成することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の振動子の製造方法。
15. 前記弾性部材に打抜き加工を行い複数の穴を形成した後、前記凸状部を形成することで複数に分割された連結部を形成することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の振動子の製造方法。
16. 電気−機械エネルギ変換素子と前記電気−機械エネルギ変換素子が固定された弾性体と前記弾性体に設けられた突起部とを備え、前記突起部に接触する被駆動体を相対的に移動させる振動子の製造方法であって、
    弾性部材をプレス成形することにより、前記弾性部材から突出し中空構造を形成する連続した側壁部と、前記被駆動体に接触する接触面を有する接触部と、前記側壁部と前記接触部とを連結し前記接触面の法線方向に可撓性を有する連結部と、を形成する工程と、
    前記弾性部材を前記振動子の形状に打抜き加工する工程と、
    を有することを特徴とする振動子の製造方法。

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