JP2012029495A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子の伸縮をロッドに伝え、そのロッドに所定の摩擦力で係合している被駆動部材を、前記圧電素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させる超音波リニアアクチュエータにおいて、前記ロッドと平行に延びるガイド軸を設けることで、被駆動部材の重量増加に対応するとともに、耐衝撃性を向上するにあたって、精度低下を抑える。
【解決手段】フォーカスレンズ７０１を搭載し、被駆動部材である保持部材７０６は、ガイド軸７１０および回転止めのピン７１９で案内され、ロッド１０２で駆動される。そのロッド１０２に摩擦係合する連結片１０３は、付勢バネ１０４を介して保持部材７０６の一対の支持片７１４，７１５と連結される。したがって、ロッド１０２とガイド軸７１０との間で、傾き（チルト）にずれが生じても、付勢バネ１０４でそのずれを吸収して拗れを無くしつつ、連結片１０３のガタつきも抑え、追従精度、制御精度等の低下を抑える。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置や投影装置のレンズ駆動機構などに好適に用いられ、ＳＩＤＭ(Smooth Impact Drive Mechanism（登録商標）)から成る超音波リニアアクチュエータなどとして好適に実施される駆動装置に関する。

前記のＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータは、たとえば図２５で模式的に示すような構造を有し、振動子である圧電素子８０１の伸縮を、振動部材であるロッド８０２に伝え、そのロッド８０２に所定の摩擦力で係合している被駆動部材（移動体）８０３を、前記圧電素子８０１の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させるものである。圧電素子８０１のロッド８０２が取付けられる面とは反対側の面は、所定の重量を有する固定部８０４に固定されている。

これによって、たとえば図２５（ａ）から図２５（ｂ）で示すように、ロッド８０２をゆっくりと伸張させることで、そのロッド８０２に摩擦係合している被駆動部材８０３も移動し、図２５（ｂ）から図２５（ｃ）で示すように、前記所定の摩擦力を超える程、ロッド８０２を瞬時に縮小すると、被駆動部材８０３が慣性のために伸張位置に取り残されるということを繰返し行うことで、前記被駆動部材８０３を前記ロッド８０２の軸方向に移動させるものである。そして、伸張を瞬時に、縮小をゆっくりと行うことで、前記被駆動部材８０３の移動方向を前記とは逆転することができる。

図２６には、上述のような超音波リニアアクチュエータ８００の時間経過に伴う圧電素子８０１および被駆動部材８０３の変位の関係を示す。上述のように、圧電素子８０１の伸張時と縮小時との速度差を利用して被駆動部材８０３を移動させるので、駆動部材８０２と被駆動部材８０３との係合部には擬似鋸歯状の変位が生じ、その鋸歯状波形の斜辺部分の変位が積算されて、被駆動部材８０３の総変位量になる。なお、本件明細書では、圧電素子８０１に与えられる駆動信号と、アクチュエータ８００の振動の系との関係で（主に高調波等の要因で）、正確な鋸歯状振動とならないために、上記のように擬似鋸歯状と表現している。

このような超音波リニアアクチュエータ８００は、通常のローレンツ力型のモータなどに比べて、構成が簡単で、しかも減速機構を用いずに負荷をダイレクトに駆動することができる。このため、特許文献１では、その搭載例として、前記ロッド８０２をレンズ光軸方向に設置し、被駆動部材８０３となるフォーカシングレンズの保持部材を前記ロッド８０２に係合させることで、オートフォーカスを実現した駆動装置が提案されている。なお、前記ロッド８０２に対して被駆動部材８０３を摩擦係合させるためには、バネなどによる押圧力だけではなく、磁力が用いられてもよい。

図２７は前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ８００を用いる投影装置（プロジェクタ）９００の構造を示す斜視図であり、図２８（ａ）はその平面図であり、図２８（ｂ）は側面図である。この投影装置９００では、前記超音波リニアアクチュエータ８００は、フォーカスレンズ９０１の駆動機構に用いられる。

この投影装置９００では、ＲＧＢのＬＥＤをマトリクス状に多数配列して成る光源９０３から、前記ＲＧＢの各光束が時分割で放射され、図示しないインテグレーター素子とレンズとを備えて成る照明光学系、および偏光変換素子を通過し、偏光ビームスプリッタ９０４で一旦反射されて、ＬＣＯＳ９０５のパネル面をほぼ均一に照射する。前記ＬＣＯＳ９０５で映像（画像）として変調された反射光束は、今度は偏光ビームスプリッタ９０４を透過し、投影レンズユニット９０７を透過して、スクリーンに投影される。

複数のレンズから成る投影レンズユニット９０７は、第１レンズ（出射側）である前記フォーカスレンズ９０１が保持部材９０６に保持されており、この保持部材９０６を前記超音波リニアアクチュエータ８００によって光軸方向に移動させることで、前記スクリーン上の投影像の焦点を調節するようになっている。なお、前記インテグレーター素子は、光源９０３からの光束をほぼ平行にするためのレンズであり、前記偏光ビームスプリッタ９０４は、上述のように入射した光束をその偏光成分によって分離するフィルタであり、前記ＬＣＯＳ９０５は、反射型液晶タイプの空間変調素子である。

一方、前記超音波リニアアクチュエータ８００において、圧電素子８０１のロッド８０２が取付けられる面とは反対側の面には、固定部として所定の重量を有する錘８０４ａが取付けられるとともに、前記被駆動部材（移動体）８０３としては、前記保持部材９０６の一端に設けられる係合部材９０６ａが前記ロッド８０２に摩擦係合している。前記ロッド８０２は、該投影装置９００の本体フレーム９１０において、前記軸方向に間隔を開けて配置される一対の支持部材８１１，８１２によって摺動自在に支持されている。また、保持部材９０６の他端側には、もう１つの係合部材９０６ｂが設けられており、この係合部材９０６ｂは、前記本体フレーム９１０において、軸方向に間隔を開けて配置される一対の支持部材８１３，８１４によって支持されているピン８１５に緩やかに係合し、前記保持部材９０６の前記ロッド８０２の軸回りの回転止めを実現する。

図２９は前記係合部材９０６ａ付近を拡大して示す斜視図であり、図３０は図２９の矢符Ａ方向から見た側面図である。前記係合部材９０６ａは、図３０で示すように、前記保持部材９０６の一端に設けられる係合片９１１に、前記ロッド８０２に摩擦係合している連結片９１３が固着されて構成されている。前記連結片９１３は、係合片９１１に接着剤９１４によって固着される取付け部９１３１と、その取付け部９１３１から折り曲げ形成される係合部９１３２と、前記係合部９１３２に対向配置される押圧部９１３３と、前記押圧部９１３３をロッド８０２方向に弾発的に付勢する板バネ部９１３４とを備えて構成される。

前記係合部９１３２は、前記取付け部９１３１から９０度折り曲げられる板状部９１３２ａと、その板状部９１３２ａから前記ロッド８０２に向けて延びる屈曲部９１３２ｂとを備えて構成される。前記屈曲部９１３２ｂは、前記ロッド８０２の軸線方向から見てＶ字状に折り曲げ形成されるとともに、その幅方向の中央部に、スリット９１３２ｃが形成されている。

一方、前記押圧部９１３３も、帯状体が、前記ロッド８０２の軸線方向から見て、すなわち該帯状体の厚み方向にＶ字状に折り曲げ形成されて成る。そして、この押圧部９１３３と屈曲部９１３２ｂとの間に前記ロッド８０２を挟み込んだ状態で、該押圧部９１３３の両端が前記スリット９１３２ｃの両端部に係合するように嵌め込まれ、板バネ部９１３４の弾発力によって、前記押圧部９１３３をロッド８０２に所望の摩擦力で係合させるようになる。こうして、前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ８００によるフォーカスレンズ９０１（保持部材９０６）の駆動が可能になっている。

上述のように構成される投影装置９００において、ロッド８０２は、フォーカスレンズ９０１（保持部材９０６）を駆動する振動部材として機能するとともに、軸方向に案内するガイド軸としての機能も備えている。そこで、解像度や収差など、前記投影装置９００に要求される性能が高まり、前記フォーカスレンズ９０１（保持部材９０６）の重量増加（大型化）に対応するために、および／または耐衝撃性を向上するために、特許文献２の手法が提案されている。その従来技術によれば、図３１で示すように、圧電素子８０１と、ロッド８０２および錘８０４ａとの接合部分（網掛けして示す）における接着力を強固にすることで、それらの接合部分の破損を防止することが示されている。

しかしながら、この従来技術でも、被駆動部材８０３の重量が、通常のＳＩＤＭ駆動の２００ｍｇ程度から重くなり、および／または携帯用などでより大きな衝撃が加わると、圧電素子８０１とロッド８０２との接合部の剥離や、圧電素子８０１が破壊するという問題がある。そこで、このような問題に対応するためには、前記振動部材として機能するロッド８０２と平行に延びるガイド軸を別途設け、そのガイド軸によって被駆動部材の荷重の多くを支持させることが考えられる。

図３２（ａ）はそのような別途にガイド軸８１６を設けた投影装置９００’の平面図であり、図３２（ｂ）は側面図である。図２８で示す投影装置９００に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この投影装置９００’では、前記ガイド軸８１６は、該投影装置９００’の本体フレーム９１０’に設けられる一対の支持片８１７，８１８によって支持されており、そのガイド軸８１６によって、保持部材９０６’の一端側に設けられた一対のガイド片９１１，９１２が摺動自在に案内されることで、前記のように該保持部材９０６’の荷重の多くが支持される。一対のガイド片９１１，９１２間には、前記係合片９１１の取付け部９１３１が挟み込まれる。また、前記取付け部９１３１には、図３３で示すように、ガイド軸８１６が遊挿する孔９１３１ａが穿設されている。

特許第２６３３０６６号公報 特開２００７−２６７４８８号公報

ところが、上述のようにロッド８０２と平行にもう１本のガイド軸８１６を設け、２軸になると、ロッド８０２に案内される移動体である連結片９１３と、ガイド軸８１６に案内される被駆動部材であるガイド片９１１，９１２とにおいて、圧電素子８０１の振動や、外部からの衝撃などによって、それらのロッド８０２およびガイド軸８１６の傾き（チルト）にずれが生じると、図３２（ａ）において矢符θで示すように、連結片９１３が拗れ、該連結片９１３、したがって、それに連結される保持部材９０６’が動かなくなる動作不良を生じるという問題がある。

そこで、このような不具合に対応するためには、連結片９１３に、ロッド８０２の軸線の直交方向から、所定の角度範囲で傾き（ガタ、空間、クリアランス）を許容する必要がある。すなわち、前記矢符θ方向に所定の範囲で変位を許容する必要がある。このため、図３４で示すように、前記一対のガイド片９１１，９１２と、連結片９１３の取付け部９１３１との間には、ガイド軸８１６とロッド８０２とが拗れないように、隙間（Ｗ１＋Ｗ２）が設けられている。

したがって、この隙間（ガタ）によって、前記屈曲部９１３２ｂのロッド８０２に対する摩擦係合が緩くなり、駆動精度（追従精度、追従性、制御精度）が低下することになる。

本発明の目的は、電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に振動し、移動体を駆動する振動部材と、前記振動部材と平行に延び、前記移動体と連結される被駆動部材を案内するガイド軸との少なくとも２軸を有する駆動装置において、前記移動体や被駆動部材の拗れを無くして、動作不良となることを未然に防止しつつ、駆動精度の低下を抑えることができる駆動装置を提供することである。

本発明の駆動装置は、電圧が印加されると伸縮する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に振動する振動部材と、前記振動部材に所定の摩擦力で係合し、前記軸方向に移動可能な移動体と、前記振動部材と平行に延びるガイド軸と、前記ガイド軸上を摺動自在に案内される被駆動部材と、前記振動部材とガイド軸との間において、それらの軸方向とは交差方向に延びて配置され、前記移動体と被駆動部材とを連結し、前記移動体の移動に伴い、前記被駆動部材を移動させる連結片と、前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方と、前記連結片との接続部分に介在され、前記連結片の前記交差方向からの傾きを所定の角度範囲で許容しつつ、それらを互いに連結する連結部材とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、圧電素子などの電気機械変換素子の伸縮を振動部材に伝え、その振動部材に、所定の摩擦力で係合されている移動体を、前記電気機械変換素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させる超音波リニアアクチュエータなどとして実現される駆動装置において、駆動回路から、前記振動部材と移動体との係合部分に、前記の速度差を生じさせることができる擬似鋸歯状の変位振動を生じさせ、前記振動部材と移動体とを相対移動させるにあたって、以下の構成を採用する。

すなわち、前記振動部材と平行に延びるガイド軸を設け、そのガイド軸によって被駆動部材を摺動自在に案内することで、振動部材をガイド軸として共用せず、該被駆動部材の荷重の多くを別途に設けたガイド軸によって支持させ、該被駆動部材の重量増加（大型化）に対応するとともに、耐衝撃性を向上する。そして、こうして少なくとも２軸になった振動部材とガイド軸とにおいて、それらにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とを連結し、前記移動体の移動に伴い、前記被駆動部材を移動させる連結片が必要になる。この連結片は、相互に平行な前記振動部材とガイド軸との間において、それらの軸方向とは交差方向に延びて配置される。

ここで本発明では、前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方と、前記連結片との接続部分を、所定の連結力で緩やかに連結する。具体的には、それらの間に、前記連結片の前記交差方向からの傾きを所定の角度範囲で許容しつつ、それらを互いに連結する連結部材を介在する。好ましくは、前記連結部材は、前記連結片を、前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方へ圧接させて隙間（ガタ）を無くす付勢バネなどの付勢部材を備えている。または、前記連結部材は、前記連結片を、前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方へ吸着させて隙間（ガタ）を無くす磁性部材を備えている。或いは、前記連結部材は、弾性接着剤を備えている。そして、前記所定の角度範囲は、前記連結部材によって許容される前記隙間（ガタ）の範囲となる。

したがって、前記少なくとも２軸になった振動部材とガイド軸とにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とにおいて、電気機械変換素子の振動や外部からの衝撃などによって、それらの傾き（チルト）にずれが生じても、前記付勢部材による圧接、磁性部材による吸着、或いは弾性接着剤による弾性接続などによって、その傾き（チルト）のずれを吸収し、それらの移動体や被駆動部材の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。また、そのような拗れを防止するために、連結片の前記交差方向からの傾き（ガタ、空間、クリアランス）を所定の角度範囲で許容しても、該連結部材が前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方と連結片とを互いに連結しているので、駆動精度（追従精度、追従性、制御精度）が低下することを防止することができる。

また、好ましくは、前記付勢バネが移動体に結合されていることを特徴とする。

また、好ましくは、前記付勢バネが被駆動部材体に結合されていることを特徴とする。

また、好ましくは、前記付勢バネは、その一端が、前記移動体または被駆動部材の何れかに、溶接またはかしめによって固定され、他端が被駆動部材に接触していることを特徴とする。

さらにまた、本発明の駆動装置では、前記付勢バネは、前記移動体、連結片および連結部材を一体で構成するコイルスプリング（線材）から成ることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記振動部材にコイルスプリング（線材）を被せ、その巻線方法を工夫することで、前記振動部材の軸方向に密に強く巻付いて前記所定の摩擦力で係合する移動体としての機能を発揮する部分と、前記振動部材の軸方向に間隔を開けて巻付いて前記付勢バネ（連結部材）としての機能を発揮する部分と、被駆動部材に当接して前記連結片としての機能を発揮する部分とを、一体で構成することができる。

また、好ましくは、前記付勢バネは、前記移動体、連結片および連結部材を一体で構成する板材から成ることを特徴とする。

上記の構成によれば、板材を板金で成型する方法を工夫することで、前記振動部材に前記所定の摩擦力で係合する移動体としての機能を発揮する部分と、一端が被駆動部材に当接して前記連結片としての機能を発揮する部分と、他端が被駆動部材に弾発的に当接して前記付勢バネ（連結部材）としての機能を発揮する部分とを、一体で構成することができる。

さらにまた、本発明の駆動装置は、電圧が印加されると伸縮する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に振動する振動部材と前記振動部材に所定の摩擦力で係合し、前記軸方向に移動可能な移動体と、前記振動部材と平行に延びるガイド軸と、前記ガイド軸上を摺動自在に案内される被駆動部材と、前記振動部材とガイド軸との間において、それらの軸方向とは交差方向に延びて配置され、前記移動体と被駆動部材とを連結し、前記移動体の移動に伴い、前記被駆動部材を移動させる連結片と、前記ガイド軸に塗布される潤滑剤とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、圧電素子などの電気機械変換素子の伸縮を振動部材に伝え、その振動部材に、所定の摩擦力で係合されている移動体を、前記電気機械変換素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させる超音波リニアアクチュエータなどとして実現される駆動装置において、駆動回路から前記振動部材と移動体との係合部分に、前記の速度差を生じさせることができる擬似鋸歯状の変位振動を生じさせ、前記振動部材と移動体とを相対移動させるにあたって、以下の構成を採用する。

すなわち、前記振動部材と平行に延びるガイド軸を設け、そのガイド軸によって被駆動部材を摺動自在に案内することで、振動部材をガイド軸として共用せず、該被駆動部材の荷重の多くを別途に設けたガイド軸によって支持させ、該被駆動部材の重量増加（大型化）に対応するとともに、耐衝撃性を向上する。そして、こうして少なくとも２軸になった振動部材とガイド軸とにおいて、それらにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とを連結し、前記移動体の移動に伴い、前記被駆動部材を移動させる連結片が必要になる。この連結片は、相互に平行な前記振動部材とガイド軸との間において、それらの軸方向とは交差方向に延びて配置される。ここで本発明では、前記ガイド軸に、適正な粘度の潤滑油等の潤滑剤を塗布する。

したがって、前記少なくとも２軸になった振動部材とガイド軸とにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とにおいて、電気機械変換素子の振動や外部からの衝撃などによって、それらの傾き（チルト）にずれが生じても、前記潤滑剤の応力によって、ガイド軸と被駆動部材との間で、その傾き（チルト）のずれを吸収し、それらの移動体や被駆動部材の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができるとともに、駆動精度（追従精度、追従性、制御精度）が低下することを防止することができる。

また、本発明の駆動装置では、前記潤滑剤は、粘度指数が１００以上、動粘度が使用温度範囲で１から３００の範囲、流動点は−１０℃以下の潤滑油であることを特徴とする。

上記の構成によれば、潤滑油の粘度指数が１００未満では、粘度の変化が大きく、該駆動装置（超音波リニアアクチュエータ）の使用中の温度変化によって、粘度が変化し、駆動特性が変化してしまう。また、潤滑油の動粘度が使用温度範囲で１以下になると、駆動精度の悪化を改善しているガイド軸と被駆動部材との嵌合部や振動部材と移動体との嵌合部での潤滑油の剪断応力が小さくなり、駆動精度の改善ができず、かつサラサラすぎて嵌合部に潤滑油が定着しない。さらにまた、潤滑油の動粘度が３００を超えると、粘度が大きくて、駆動の抵抗となり、消費電力の増大や速度低下を招く。また、潤滑油の流動点が−１０℃より高いと、日常使用温度範囲において流動性が低下し、前記嵌合部での潤滑油の剪断応力が大きくなり、駆動特性がバラついたり、速度低下や消費電力の増大を招く。

本発明の駆動装置は、以上のように、圧電素子などの電気機械変換素子の伸縮を振動部材に伝え、その振動部材に、所定の摩擦力で係合されている移動体を、前記電気機械変換素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させる超音波リニアアクチュエータなどとして実現される駆動装置において、前記振動部材と平行に延びるガイド軸を設けることで、被駆動部材の重量増加（大型化）に対応するとともに、耐衝撃性を向上するにあたって、前記振動部材とガイド軸とにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とを連結し、前記移動体の移動に伴い前記被駆動部材を移動させる連結片と、前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方との接続部分を、所定の連結力で緩やかに連結する連結部材を介在する。

それゆえ、前記少なくとも２軸になった振動部材とガイド軸とにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とにおいて、電気機械変換素子の振動や外部からの衝撃などによって、それらの傾き（チルト）にずれが生じても、前記連結部材がその傾き（チルト）のずれを吸収し、それらの移動体や被駆動部材の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。また、そのような拗れを防止するために、連結片の傾き（ガタ、空間、クリアランス）を所定の角度範囲で許容しても、前記連結部材が前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方と連結片とを互いに連結しているので、駆動精度（追従精度、追従性、制御精度）が低下することを防止することができる。

さらにまた、本発明の駆動装置は、以上のように、圧電素子などの電気機械変換素子の伸縮を振動部材に伝え、その振動部材に、所定の摩擦力で係合されている移動体を、前記電気機械変換素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させる超音波リニアアクチュエータなどとして実現される駆動装置において、前記振動部材と平行に延びるガイド軸を設けることで、被駆動部材の重量増加（大型化）に対応するとともに、耐衝撃性を向上するにあたって、前記振動部材とガイド軸とにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とを連結片で連結し、前記ガイド軸には、適正な粘度の潤滑油等の潤滑剤を塗布する。

それゆえ、前記少なくとも２軸になった振動部材とガイド軸とにそれぞれ案内される移動体と被駆動部材とにおいて、電気機械変換素子の振動や外部からの衝撃などによって、それらの傾き（チルト）にずれが生じても、前記潤滑剤の応力によって、ガイド軸と被駆動部材との間で、その傾き（チルト）のずれを吸収し、それらの移動体や被駆動部材の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができるとともに、駆動精度（追従精度、追従性、制御精度）が低下することを防止することができる。

本発明の実施の第１の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータを用いる投影装置（プロジェクタ）の構造を示す分解斜視図である。 図１の組立てた状態の斜視図である。 図２の平面図および側面図である。 本発明の実施の第１の形態の超音波リニアアクチュエータを拡大して示す斜視図である。 図４の矢符Ａ方向から見た側面図である。 図４の矢符Ｂ方向から見た平面図である。 図４の矢符Ｃ方向から見た正面図である。 本発明の実施の第２の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータの側面図である。 本発明の実施の第３の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータの側面図である。 図９で示す超音波リニアアクチュエータにおける移動体の斜視図である。 本発明の実施の第４の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータを用いる投影装置（プロジェクタ）の構造を示す斜視図である。 図１１の平面図および側面図である。 図１１および図１２における移動体付近を拡大して示す側面図、平面図、断面図である。 図１３で示す移動体における付勢バネの他の例を示す側面図である。 本発明の実施の第５の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける移動体付近を拡大して示す側面図である。 本発明の実施の第６の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける移動体付近を拡大して示す側面図である。 本発明の実施の第７の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける移動体付近を拡大して示す側面図である。 本発明の実施の第８の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータを用いる投影装置（プロジェクタ）の構造を示す斜視図である。 本発明の実施の第８の形態に関して、本件発明者による駆動信号に対する移動体の移動量の実験結果を示すグラフであり、投影装置を横置きし、ガイド軸に潤滑剤を塗布しない場合を示す。 本発明の実施の第８の形態に関して、本件発明者による駆動信号に対する移動体の移動量の実験結果を示すグラフであり、投影装置を横置きし、本実施の形態のガイド軸に潤滑剤を塗布した場合を示す。 本発明の実施の第８の形態に関して、本件発明者による駆動信号に対する移動体の移動量の実験結果を示すグラフであり、投影装置を縦置きし、ガイド軸に潤滑剤を塗布しない場合を示す。 本発明の実施の第８の形態に関して、本件発明者による駆動信号に対する移動体の移動量の実験結果を示すグラフであり、投影装置を縦置きし、ガイド軸に潤滑剤を塗布しない場合を示す。 図２１の実験時の駆動方法を説明するための斜視図である。 図２２の実験時の駆動方法を説明するための斜視図である。 ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータの動作を説明するための図である。 前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける時間経過に伴う圧電素子および被駆動部材の変位の関係を示すグラフである。 従来技術のＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータを用いる投影装置（プロジェクタ）の構造を示す斜視図である。 図２７の平面図および側面図である。 従来技術の超音波リニアアクチュエータを拡大して示す斜視図である。 図２９の矢符Ａ方向から見た側面図である。 前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける問題点を解決する従来技術の一例を説明するための図である。 前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータにおける問題点を解決する従来技術の他の例を説明するための図である。 図３２で示す超音波リニアアクチュエータを拡大して示す斜視図である。 図３２で示す超音波リニアアクチュエータにおける問題点を説明するための図である。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の第１の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ１００を用いる投影装置（プロジェクタ）７００の構造を示す分解斜視図であり、図２はその組立てた状態の斜視図であり、図３（ａ）はその平面図であり、図３（ｂ）は側面図である。この投影装置７００では、前記超音波リニアアクチュエータ１００は、フォーカスレンズ７０１の駆動機構に用いられる。

この投影装置７００では、ＲＧＢのＬＥＤをマトリクス状に多数配列して成る光源７０２から、前記ＲＧＢの各光束が時分割で放射され、インテグレーター素子とレンズとを備えて成る照明光学系および偏光変換素子７０３を通過し、偏光ビームスプリッタ７０４で一旦反射されて、ＬＣＯＳ７０５のパネル面をほぼ均一に照射する。前記ＬＣＯＳ７０５で映像（画像）として変調された反射光束は、今度は偏光ビームスプリッタ７０４を透過し、投影レンズユニット７０７を透過して、スクリーンに投影される。

複数のレンズから成る投影レンズユニット７０７は、第１レンズ（出射側）である前記フォーカスレンズ７０１が保持部材７０６に保持されており、この保持部材７０６を前記超音波リニアアクチュエータ１００によって光軸方向に移動させることで、前記スクリーン上の投影像の焦点を調節するようになっている。以上の構造は、前述の図２７，２８，３２で示す投影装置９００，９００’と同様である。

そして、解像度や収差など、該投影装置７００に要求される性能が高まり、前記フォーカスレンズ７０１（保持部材７０６）の重量増加（大型化）に対応するために、および／または耐衝撃性を向上するために、前記フォーカスレンズ７０１（保持部材７０６）の荷重の多くは、前記超音波リニアアクチュエータ１００とは別途に設けたガイド軸７１０によって支持するようになっている。このガイド軸７１０は、本体フレーム７１１において、軸方向に間隔を開けて配置される一対の支持片７１２，７１３によって支持されており、そのガイド軸７１０によって、保持部材７０６の一端側に設けられた一対のガイド片７１４，７１５が摺動自在に案内されることで、前記のように該保持部材７０６の荷重の多くが支持される。

また、前記保持部材７０６の他端側に設けられたガイド片７１６は、本体フレーム７１１において、軸方向に間隔を開けて配置される一対の支持片７１７，７１８によって支持されているピン７１９に緩やかに係合し、前記保持部材７０６の前記ガイド軸７１０の軸回りの回転止めを実現する。

一方、本実施の形態の超音波リニアアクチュエータ１００は、圧電素子１０１と、ロッド１０２と、連結片１０３と、付勢バネ（連結部材）１０４とを備えて構成される。本実施の形態の超音波リニアアクチュエータ１００では、圧電素子１０１の振動方向の一方の面には、振動部材として機能するロッド１０２が固着されるが、他方の面には、錘は設けられておらず、代わって、該圧電素子１０１の振動方向とは直交する面が、前記本体フレーム７１１に形成されたスロット７２１に嵌り込んで固着される。ロッド１０２の先端は、前記本体フレーム７１１に立設された前記支持片７１２の支持孔７２２に摺動自在に嵌り込む。こうして、前記ロッド１０２は、前記ガイド軸７１０と平行に配置される。

図４〜図７は、本実施の形態の超音波リニアアクチュエータ１００を拡大して示す図であり、図４は斜視図、図５は図４の矢符Ａ方向から見た側面図、図６は図４の矢符Ｂ方向から見た平面図、図７は図４の矢符Ｃ方向から見た正面図である。前記連結片１０３は、取付け部１１１と、係合部１１２と、押圧部１１３と、板バネ部１１４とを備えて構成される。前記取付け部１１１は、板状に形成され、前記一対のガイド片７１４，７１５間に嵌め込まれるとともに、その略中心付近には、ガイド軸７１０が遊挿する孔１１１ａが穿設されている。

前記係合部１１２は、前記ロッド１０２の軸線方向Ｘとは交差方向Ｙに延びる帯状に形成され、前記取付け部１１１から９０度折り曲げられる板状部１１２ａと、その板状部１１２ａから前記ロッド１０２に向けて延びる屈曲部１１２ｂとを備えて構成される。前記屈曲部１１２ｂは、前記軸線方向Ｘから見てＶ字状に折り曲げ形成されるとともに、その帯の幅方向の中央部に、スリット１１２ｃが形成されている。

一方、前記押圧部１１３も、帯状体が、前記ロッド１０２の軸線方向Ｘから見て、すなわち該帯状体の厚み方向にＶ字状に折り曲げ形成されて成る。そして、この押圧部１１３と屈曲部１１２ｂとの間に前記ロッド１０２を挟み込んだ状態で、該押圧部１１３の両端が前記スリット１１２ｃの両端部に係合するように嵌め込まれ、板バネ部１１４の基端（板状部１１２ａ）側が、溶接またはかしめ止めによって前記板状部１１２ａに結合されることで、該板バネ部１１４が発生する弾発力によって、前記押圧部１１３をロッド１０２に所望の摩擦力で係合させるようになる。こうして、前記ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ１００によるフォーカスレンズ７０１（保持部材７０６）の駆動が可能になっている。

この連結片１０３において、前記屈曲部１１２ｂ、押圧部１１３および板バネ部１１４は、ロッド１０２の伸縮によって変位駆動される移動体を構成する。一方、前記取付け部１１１および板状部１１２ａは、相互に平行な前記ロッド１０２とガイド軸７１０との間において、前記移動体である屈曲部１１２ｂと、被駆動部材であるフォーカスレンズ７０１（保持部材７０６）のガイド片７１４，７１５とを連結し、前記移動体の移動に伴い、前記被駆動部材を移動させる連結片を構成する。

注目すべきは、本実施の形態の超音波リニアアクチュエータ１００では、前記取付け部１１１によって駆動力が伝達される一対のガイド片７１４，７１５と該板状部１１２ａとの接続部分（図１〜図７ではガイド片７１５側）には、それらを所定の連結力で緩やかに（弾発性を持って）連結する付勢バネ１０４を設けることである。本実施の形態では、連結部材である前記付勢バネ１０４は、前記連結片である取付け部１１１および板状部１１２ａの前記交差方向Ｙからの傾き（図４において参照符号θで示す）を所定の角度範囲で許容しつつ、前記板状部１１２ａとガイド片７１４，７１５とを互いに連結する。

本実施の形態では、前記付勢バネ１０４は、巻バネから成り、前記ガイド軸７１０に嵌め込まれることで、該ガイド軸７１０に巻回され、該ガイド軸７１０の軸方向Ｘに摺動自在であり、伸張方向、すなわち一対のガイド片７１４，７１５を相互に離反させる方向に付勢する。したがって、連結片である板状部１１２ａを、被駆動部材であるガイド片７１５側に圧接させて、隙間（ガタ）を無くすようになっている。

図１〜図７の例では、移動体である屈曲部１１２ｂと、連結片である板状部１１２ａとが一体で形成され、該付勢バネ１０４は連結片である板状部１１２ａと被駆動部材であるガイド片７１４との間に介在されたけれども、移動体である屈曲部１１２ｂと、連結片である板状部１１２ａとが別体で形成され、該付勢バネ１０４は、それらの間に設けられてもよい。

このように構成することで、駆動用のロッド１０２に近接し、平行なガイド軸７１０を設け、そのガイド軸７１０によって被駆動部材であるフォーカスレンズ７０１（保持部材７０６）を摺動自在に案内することで、ロッド１０２をガイド軸として共用せず、該被駆動部材の重量増加（大型化）に対応するとともに、耐衝撃性を向上するようにした超音波リニアアクチュエータ１００において、それらの軸方向Ｘとは交差方向Ｙに延びて配置され、移動体である屈曲部１１２ｂと被駆動部材であるガイド片７１４，７１５とを連結する連結片である取付け部１１１との間に、前記取付け部１１１の前記交差方向Ｙからの傾きθを所定の角度範囲で許容しつつ、それらを互いに連結する連結部材である付勢バネ１０４を設けるので、圧電素子１０１の振動や外部からの衝撃などによって、ロッド１０２およびガイド軸７１０の傾き（チルト）にずれが生じても、前記付勢バネ１０４による圧接によって、その傾き（チルト）のずれを吸収し、連結片１０３や保持部材７０６の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。また、そのような拗れを防止するために、連結片である取付け部１１１の前記交差方向Ｙからの傾き（ガタ、空間、クリアランス）θを所定の角度範囲で許容しても、付勢バネ１０４が前記移動体である屈曲部１１２ｂと被駆動部材であるガイド片７１４，７１５とを互いに連結しているので、駆動精度（追従精度、追従性、制御精度）が低下することを防止することができる。すなわち、取付け部１１１をガイド片７１５に密着させつつ、拗れが生じようとした際は、前述の図３４における隙間（Ｗ１＋Ｗ２）での取付け部１１１のずれを許容する。

なお、前記拗れは、正確には、図４で示すように、ロッド１０２の軸線Ｘ１と、ガイド軸７１０の軸線Ｘ２とによって形成される面上の回転モーメントとして発生する。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の第２の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ２００の側面図である。この図８は、前述の図５に対応しており、同一の部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この超音波リニアアクチュエータ２００は、前記の圧電素子１０１およびロッド１０２と、移動体２０１と、付勢バネ２０２とを備えて構成され、前述の投影装置７００に用いることができる。

前記移動体２０１は、ロッド１０２が遊挿する筒状体の一側面に、軸方向にスリットが形成されて成る移動部２０１１と、そのスリット部分に嵌り込み、前記ロッド１０２に摩擦係合する係合部２０１２とを備えて構成される。すなわち、前記移動部２０１１は前述の屈曲部１１２ｂと同様にロッド１０２上を摺動可能であり、前記係合部２０１２は前述の押圧部１１３と同様に機能し、これらの移動部２０１１と係合部２０１２との間に前記ロッド１０２を挟み込む。

また、前記付勢バネ２０２は、前記ロッド１０２に巻回される小径の押圧部２０２１と、一体化された前記移動部２０１１および係合部２０１２に巻回される大径の締付け部２０２２とが一体で形成されて成る。

一方、被駆動部材である前記保持部材７０６側では、前述の一対のガイド片７１４，７１５が、このロッド１０２側に延設されてガイド片７１４’，７１５’となっており、それらに形成された挿通孔内をロッド１０２が遊挿することで、該ロッド１０２が前記保持部材７０６側の荷重の多くを受けないようになっている。

上述のように構成される超音波リニアアクチュエータ２００において、前述のように、付勢バネ２０２の締付け部２０２２によって、移動体２０１の係合部２０１２をロッド１０２に押圧し、摩擦係合させる。したがって、前記締付け部２０２２は、前述の板バネ部１１４と同様に機能する。これに対して、付勢バネ２０２の押圧部２０２１は、ガイド片７１４’と移動部２０１１との間に介在され、移動部２０１１をガイド片７１５’ 側に圧接させて、隙間（ガタ）を無くすようになっている。すなわち、前記押圧部２０２１は、前述の付勢バネ１０４と同様に機能する。またしたがって、本実施の形態では、ガイド片７１５’が、保持部材７０６と移動体２０１との間の連結片となり、押圧部２０２１が連結部材となる。

このように構成してもまた、ロッド１０２およびガイド軸７１０の傾き（チルト）にずれが生じても、前記付勢バネ２０２の押圧部２０２１による移動体２０１の移動部２０１１のガイド片７１５’への圧接によって、その傾き（チルト）のずれを吸収し、移動体２０１や保持部材７０６の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。

（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の第３の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ３００の側面図である。この図９は、前述の図８に対応しており、同一の部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この超音波リニアアクチュエータ３００は、前記の圧電素子１０１およびロッド１０２と、移動体３０１とを備えて構成され、前述の投影装置７００に用いることができる。

図１０は、前記移動体３０１の斜視図である。この移動体３０１は、前記ロッド１０２に巻回される巻バネから成り、小径の摩擦係合部３０２と、それに連なり、若干大径の弾発部３０３とを備えて構成される。

前記摩擦係合部３０２は、線材が軸方向Ｘに隙間を開けずに密に巻回されて成り、ロッド１０２よりも小径に形成されて、所定の巻付き力でロッド１０２に巻付いている。したがって、注目すべきは、この摩擦係合部３０２は、前述の超音波リニアアクチュエータ１００における屈曲部１１２ｂ、押圧部１１３および付勢バネ１１４としての機能を備えており、超音波リニアアクチュエータ２００における移動体２０１および締付け部２０２２としての機能を備えている。なお、摩擦係合部３０２の基端（ガイド片７１４’）側は、該移動体３０１にロッド１０２を嵌め込み易くするために、いわゆるタケノコバネ状に、拡径して形成され、連結片としての機能を備えている。

一方、前記移動体３０１の弾発部３０３は、線材が軸方向Ｘに隙間を開けて巻回されて成り、伸張方向に弾発力を発生する。したがって、注目すべきは、この弾発部３０３は、前述の超音波リニアアクチュエータ１００における取付け部１１１および付勢バネ１０４（連結部材）としての機能を備えており、超音波リニアアクチュエータ２００における押圧部２０２１としての機能を備えている。

したがって、移動体３０１は、摩擦係合部３０２が圧電素子１０１の振動によって前記軸方向Ｘに変位駆動され、弾発部３０３によって、その駆動トルクが被駆動部材であるガイド片７１４’，７１５’側に伝達され、かつ前記弾発部３０３によって、ロッド１０２およびガイド軸７１０の傾き（チルト）のずれを吸収し、該移動体３０１や保持部材７０６の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。このように、ロッド１０２にコイルスプリング（線材）を被せ、その巻線方法を工夫することで、移動体としての機能を発揮する部分と、付勢バネ（連結部材）としての機能を発揮する部分と、連結片としての機能を発揮する部分とを、一体で構成することができる。

（実施の形態４）
図１１は本発明の実施の第４の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ４００を用いる投影装置（プロジェクタ）７００’の構造を示す斜視図であり、図１２（ａ）はその平面図であり、図１２（ｂ）は側面図である。この投影装置７００’でも、前記超音波リニアアクチュエータ４００は、フォーカスレンズ７０１を保持する保持部材７０６’の駆動機構に用いられる。これらの図１１および図１２では、光源７０２、偏光ビームスプリッタ７０４およびＬＣＯＳ７０５等は省略している。

前述の投影装置７００では、ロッド１０２、ガイド軸７１０、フォーカスレンズ７０１およびピン７１９が、略同一平面上に並列に配置されているのに対して、この投影装置７００’では、ロッド１０２およびガイド軸７１０が、前記平面に対して垂直に積層され、狭幅に構成されている。したがって、前記軸線Ｘに対する交差方向Ｙは、この積層方向となる。そして、前記保持部材７０６’の他端側にはガイド片７１６が設けられ、本体フレーム７１１’に設けられる一対の支持片７１７’，７１８’によって支持されているピン７１９によって回転止めが行われている点も同様である。

一方、前記保持部材７０６’の一端側では、本体フレーム７１１’から立設される一対の支持片７１２’，７１３’によって、前述のようにロッド１０２およびガイド軸７１０の２軸が積層して支持される。なお、図１１では、相対的にロッド１０２が図の下方側、ガイド軸７１０が上方側に配置されているけれども、保持部材７０６’の重心と、保持部材７０６’のそれらのロッド１０２およびガイド軸７１０への取付き（後述するガイド片７１４’，７１５’の位置や形状）となどに応じて、ロッド１０２が上方側、ガイド軸７１０が下方側に配置されたり、それらの間隔が適宜変更されてもよい。

そして、前記ガイド軸７１０には、前記保持部材７０６’の一端側において、軸方向に間隔を開けて配置される一対のガイド片７１４’，７１５’が摺動自在に支持されるとともに、それらのガイド片７１４’，７１５’間に、前記ロッド１０２に摩擦係合している移動体４１０が嵌り込む。

図１３は、前記移動体４１０付近を拡大して示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図である。大略的に、この移動体４１０は、本体４１１と、板バネ部４１２と、付勢バネ４１３とを備えて構成される。本体４１１は、板金などから成り、幅広部４１１０と狭幅部４１１１との２種類の幅を有する帯状の板の長手方向の一端側（狭幅部４１１１の先端）が折り曲げられてリブ４１１５が形成されるとともに、幅広部４１１０の幅方向の一端部が折り曲げられてリブ４１１３が形成されて成る。

そして、図１３（ｃ）で示すように、そのリブ４１１５と、狭幅部４１１１の基端部４１１７との２面で、ロッド１０２に当接する。前記幅広部４１１０における一方の端部に形成されるリブ４１１３は、スリット４１１６によって一部が切離されており、この部分が前記付勢バネ４１３となり、ガイド片７１５’に弾発的に接触する。また、前記幅広部４１１０における他方の端部に形成される凸部４１１２は、ガイド片７１４’に対する当り片となる。さらにまた、前記本体４１１の幅広部４１１０には、図１３（ａ）で示すように、板バネ部４１２が、溶接やかしめ止めなどによって固定されており、該板バネ部４１２は、図１３（ｃ）で示すように、前記ロッド１０２を、リブ４１１５および狭幅部４１１１の基端部４１１７側へ押圧し、摩擦係合させる。これらの本体４１１および板バネ部４１２は、被駆動部材である保持部材７０６’と、該移動体４１０とを連結する連結片としても機能する。

一方、前記付勢バネ４１３は、上述のように、幅広部４１１０のリブ４１１３をスリット４１１６で切離して成る板バネ状の部材であり、反対の凸部４１１２に代えて、同様の付勢バネが形成されていてもよい。この付勢バネ４１３は、該本体４１１を前記ガイド片７１４’，７１５’間にガタつきなく保持する（図１３ではガイド片７１４’へ密着させている）。したがって、この付勢バネ４１３は、移動体と被駆動部材との間に介在され、弾発力を発揮する連結部材として機能する。図１１〜図１３において、移動体４１０の下端側は、前述のようにロッド１０２に摩擦係合しており、上端側は、保持部材７０６’における前記ガイド片７１４’，７１５’間の側面７２０と前記ガイド軸７１０との間の隙間に嵌り込んでいる。こうして、移動体４１０のロッド１０２回りの回転が阻止されるとともに、該移動体４１０で発生したトルクを被駆動部材である保持部材７０６’に伝達することが可能になっている。

このように構成してもまた、近接した駆動用のロッド１０２およびガイド軸７１０間の傾き（チルト）にずれが生じても、前記付勢バネ４１３による圧接によって、その傾き（チルト）のずれを吸収し、移動体４１０や保持部材７０６’の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。また、そのような拗れを防止するために、移動体４１０に前記交差方向Ｙからの傾き（ガタ、空間、クリアランス）θを所定の角度範囲で許容しても、付勢バネ４１３が前記移動体４１０と被駆動部材であるガイド片７１４’，７１５’とを互いに連結しているので、駆動精度（追従精度、追従性、制御精度）が低下することを防止することができる。

一方、板バネから成る前記付勢バネ４１３に代えて、図１４（ａ）で示すつる巻バネ４１５、図１４（ｂ）で示すタケノコバネ４１６、図１４（ｃ）で示す板バネ４１７を用いるようにしてもよい。板バネ４１７は、ガイド片７１５''に巻付けられている。

これらの場合、移動体４１０’では、前記リブ４１１３が設けられておらず、対向端部と同様に、当接面となる。また、これらの実施例でも、前記巻バネ４１５、タケノコバネ４１６および板バネ４１７は、移動体４１０’の両端部と、対応するガイド片７１４’，７１５’との間の少なくとも一方に介在されていればよい。さらにまた、巻バネ４１５およびタケノコバネ４１６は、前記移動体４１０’の端部とガイド片７１４’，７１５’との何れに固定されていてもよく、或いは両方に固定されていてもよい。

或いは、図１４（ｄ）の移動体４１０''で示すように、付勢バネ４１３’は、弾発性を有する線材から成り、その一端が、本体４１１''や板バネ部４１２の何れかに、溶接またはかしめによって固定され（図１４（ｄ）では、本体４１１''と板バネ部４１２との間に挟み込まれ、溶接によって固定）、他端が、ガイド片７１５’に接触しているような構成でもよい。すなわち、前述の付勢バネ４１３は本体４１１からスリット４１１６による切出しによって形成されたけれども、この付勢バネ４１３’は、本体４１１''とは別体で構成され、一体に組上げられる。

このように構成してもまた、近接した駆動用のロッド１０２およびガイド軸７１０間の傾き（チルト）にずれが生じても、前記巻バネ４１５、タケノコバネ４１６および板バネ４１７による圧接によって、その傾き（チルト）のずれを吸収し、移動体４１０’，４１０''や保持部材７０６’の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。

（実施の形態５）
図１５は、本発明の実施の第５の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ４５０における移動体４６０付近を拡大して示す側面図である。この超音波リニアアクチュエータ４５０は、前述の超音波リニアアクチュエータ４００に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この超音波リニアアクチュエータ４５０では、移動体４６０が磁性材料から成るとともに、ガイド片７１５'''が、その磁性材料を吸着する磁石から成ることである。

移動体４６０の形状は、前記磁性材料から成る本体４６１と、前述の移動体４１０’と同様の板バネ部４１２とを備えて構成される。なお、ガイド片７１５''は、非磁性材料から成り、磁石が埋込まれたり、磁石が接着されることで、同様の機能を発揮するように構成されていてもよい。同様に、移動体４６０を磁性材料で構成するにあたって、本体４６１と板バネ部４６２との少なくとも一方が磁性材料から成り、或いは非磁性材料から成り、磁石が埋込まれたり、磁石が接着されることで、同様の機能を発揮するように構成されていてもよい。さらにまた、もう一方のガイド片７１４’も、磁石から形成されていてもよく、その場合は、移動体４６０と反発する極性とされる。

このように構成してもまた、近接した駆動用のロッド１０２およびガイド軸７１０間の傾き（チルト）にずれが生じても、前記移動体４６０とガイド片７１５'''との吸着によって、その傾き（チルト）のずれを吸収し、移動体４６０や保持部材７０６’の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。

（実施の形態６）
図１６は、本発明の実施の第６の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ４７０における移動体４１０’付近を拡大して示す側面図である。この超音波リニアアクチュエータ４７０では、前述の図１４で示す移動体４１０’をそのまま用いている。注目すべきは、この超音波リニアアクチュエータ４７０では、移動体４１０’の一端面と、対応するガイド片７１５’との間が、連結部材となる弾性接着剤４７１で連結されていることである。この弾性接着剤４７１による連結も、もう一方の端面とガイド片７１４’との間で行われてもよい。

このように構成してもまた、近接した駆動用のロッド１０２およびガイド軸７１０間の傾き（チルト）にずれが生じても、前記弾性接着剤４７１による弾性によって、その傾き（チルト）のずれを吸収し、移動体４１０’や保持部材７０６’の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができる。

（実施の形態７）
図１７は、本発明の実施の第７の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ４９０における移動体４８０付近を拡大して示す側面図である。注目すべきは、この超音波リニアアクチュエータ４９０は、前述の移動体、連結片および連結部材としての機能を、１つで備えている移動体４８０を用いることである。そして、この移動体４８０は、１枚の金属板から板金加工によって形成され、移動体部４８１と、連結片４８２と、連結部材４８３とを備えて構成される。

前記移動体部４８１は、前記金属板が、前記ロッド１０２の軸線Ｘ方向から見て、三つの辺４８１１，４８１２，４８１３から成る三角筒状に折り曲げられて成り、その筒の内部に、前記ロッド１０２が挿通されるとともに、前記折り曲げによって発生した弾発力で摩擦係合される。前記連結片４８２は、前記軸線Ｘ方向から直交方向に延びる帯状の本体４８２１と、その本体４８２１の幅方向の両端部を折り曲げて形成される補強用のリブ４８２２，４８２３とを備えて構成される。

そして、前記連結部材４８３は、一方のリブ４８２２を延長して形成され、前記ガイド片７１５’に当接し、ガイド片７１４’側への弾発力を発生する。このように、一対のリブ４８２２，４８２３の内、一方のリブ４８２２から連結部材４８３を延長し、一対のガイド片７１４’，７１５’の内、遠い方のガイド片７１５’に当接させることで、板バネから成る連結部材４８３の長さを長く形成し、安定した弾発力を発生させることができる。こうして、板材を板金で成型する方法を工夫することで、移動体としての機能を発揮する部分と、連結片としての機能を発揮する部分と、付勢バネ（連結部材）としての機能を発揮する部分とを、一体で構成することができる。

（実施の形態８）
図１８は本発明の実施の第８の形態に係る駆動装置であるＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ５００を用いる投影装置（プロジェクタ）７００''の構造を示す斜視図である。この投影装置７００''は前述の投影装置７００’に、ＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ５００はＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータ４００に、それぞれ類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この超音波リニアアクチュエータ５００では、前述の移動体４１０’と、保持部材７０６’側の一対のガイド片７１４’，７１５’との間には、連結部材が設けられておらず、さらにこれらの間の間隔（クリアランス）は小さく、代わりに、前記ガイド軸７１０に、適正な粘度の潤滑油等の潤滑剤が塗布されていることである。すなわち、前述の図３２で示す構成と同様に、保持部材７０６’は、移動体４１０’によって直接駆動されるものの、前記クリアランスは、前述の図３２で示す構成では、図３４で示すように、Ｗ１＋Ｗ２だけ設けられるけれども、本実施の形態の超音波リニアアクチュエータ５００では、数μｍの微小幅でしか設けられないことである。

図１９〜図２２は、本件発明者の実験結果を示すグラフである。実験は、本体フレーム７１１’を固定して、前記クリアランスを９μｍとして、ガイド片７１４’または７１５’を、対応する支持板７１２’または７１３’に密着させた状態から、反対のガイド片７１５’または７１４’が、対応する支持板７１３’または７１２’に当接するまで、すなわち保持部材７０６’の移動範囲の一端から他端に達するまで、１０回行った。これらの図１９〜図２２において、（ａ）は、前述の１０サンプル総てのデータを示す。しかしながら、データポイントが多く、重なり合って不鮮明なため、（ａ）の中から、（ｂ）および（ｃ）に、代表的なサンプル２つを抽出して、明確に示している。なお、横軸は駆動信号を与えた回数（ステップ数）を示し、縦軸は各ステップでの移動量（μｍ）を示す。

図１９および図２０は、図１８で示すように、投影装置７００''を横置き状態としたもので、図１９はガイド軸７１０に潤滑剤が塗布されていない場合、図２０は塗布されている場合を示す。一方、図２１および図２２は、図２３および図２４で示すように、投影装置７００''を縦置き状態としたもので、本体フレーム７１１’を固定して、図２１は図２３で示すように、フォーカスレンズ７０１が上側になるように配置し、保持部材７０６’を下側へ駆動した場合を示し、図２２は図２４で示すように、フォーカスレンズ７０１が下側になるように配置し、保持部材７０６’を上側へ駆動した場合を示し、共に潤滑剤が塗布されていない場合を示す。

図１９と図２２および図２３とを比較して明らかなように、同じ潤滑剤が塗布されていなくても、投影装置７００''が縦置きの場合は、弾発力を発揮する前記連結部材（付勢バネ等）としての機能が、重力によって実現され、すなわち移動体４１０’がガイド片７１４’または７１５’に密着され、拗れによるがたつきを許容しつつ、そのがたつきが抑えられ、毎ステップの移動量は安定している。そして、図２３で示すように保持部材７０６’を下側へ駆動した図２１では、図２４で示すように上側へ駆動する場合に比べて、前記重力の影響で、毎ステップの移動量が大きくなっている。

一方、図１９と図２０とを比較して明らかなように、潤滑剤が塗布されていない図１９の例では、毎ステップの移動量のばらつきが大きく、前記拗れの影響が生じているものと推察される。これに対して、潤滑剤が塗布されている図２０の例では、各回の移動量は格段に安定しており（図２１および図２２のように、重力のバイアスが掛っている状態に近い）、前記拗れの影響が抑えられているものと推察される。

このように構成することで、駆動用のロッド１０２に近接し、平行なガイド軸７１０を設け、そのガイド軸７１０によって被駆動部材であるフォーカスレンズ７０１（保持部材７０６’）を摺動自在に案内することで、ロッド１０２をガイド軸として共用せず、該被駆動部材の重量増加（大型化）に対応するとともに、耐衝撃性を向上するようにした超音波リニアアクチュエータ５００において、ガイド軸７１０に、適正な粘度の潤滑油等の潤滑剤を塗布するので、圧電素子１０１の振動や外部からの衝撃などによって、ロッド１０２およびガイド軸７１０の傾き（チルト）にずれが生じても、前記潤滑剤の応力によって、移動体４１０’と保持部材７０６’との互いの動きが追従する方向に働き、その傾き（チルト）のずれを吸収し、それらの移動体４１０’や保持部材７０６’の拗れが無くなり、動作不良となることを未然に防止することができるとともに、駆動精度（追従精度、追従性、制御精度）が低下することを防止することができる。

なお、前記潤滑剤は、粘度指数が１００以上、動粘度が使用温度範囲で１から３００の範囲、流動点は−１０℃以下の潤滑油であることが好ましい。これは、潤滑油の粘度指数が１００未満では、粘度の変化が大きく、該超音波リニアアクチュエータ５００の使用中の温度変化によって、粘度が変化し、駆動特性が変化してしまうためである。また、潤滑油の動粘度が使用温度範囲で１以下になると、駆動精度の悪化を抑制しているガイド軸７１０と保持部材７０６’との嵌合部（ガイド片７１４’，７１５’）での潤滑油の剪断応力が小さくなり、駆動精度の悪化を抑制できず、かつサラサラすぎて嵌合部に潤滑油が定着しないためである。さらにまた、潤滑油の動粘度が３００を超えると、粘度が大きくて、駆動の抵抗となり、消費電力の増大や速度低下を招く。また、潤滑油の流動点が−１０℃より高いと、日常使用温度範囲において流動性が低下し、前記嵌合部での潤滑油の剪断応力が大きくなり、駆動特性がバラついたり、速度低下や消費電力の増大を招く。

１００，２００，３００ 超音波リニアアクチュエータ
１０１ 圧電素子
１０２ ロッド
１０３ 連結片
１０４ 付勢バネ
１１１ 取付け部
１１２ 係合部
１１２ａ 板状部
１１２ｂ 屈曲部
１１２ｃ スリット
１１３ 押圧部
１１４ 板バネ部
２０１ 移動体
２０１１ 移動部
２０１２ 係合部
２０２ 付勢バネ
２０２１ 押圧部
２０２２ 締付け部
３０１ 移動体
３０２ 摩擦係合部
３０３ 弾発部
４００，４５０，４７０，４９０，５００ 超音波リニアアクチュエータ
４１０，４１０’，４１０''，４６０，４８０ 移動体
４１１，４１１’，４１１''，４６１ 本体
４１１０ 幅広部
４１１１ 狭幅部
４１１２ 凸部
４１１３，４１１５ リブ
４１１６ スリット
４１２，４６２ 板バネ部
４１３，４１３’ 付勢バネ
４１５ つる巻バネ
４１６ タケノコバネ
４１７ 板バネ
４７１ 弾性接着剤
４８１ 移動体部
４８２ 連結片
４８３ 連結部材
７００，７００’，７００'' 投影装置
７０１ フォーカスレンズ
７０２ 光源
７０３ 照明光学系および偏光変換素子
７０４ 偏光ビームスプリッタ
７０５ ＬＣＯＳ
７０７ 投影レンズユニット
７０６，７０６’ 保持部材
７１０ ガイド軸
７１１，７１１’ 本体フレーム
７１２，７１３；７１２’，７１３’；７１７，７１８；７１７’，７１８’ 支持片
７１４，７１５；７１４’，７１５’；７１５''；７１５'''；７１６ ガイド片
７１９ ピン

Claims (9)

1. 電圧が印加されると伸縮する電気機械変換素子と、
   前記電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に振動する振動部材と、
   前記振動部材に所定の摩擦力で係合し、前記軸方向に移動可能な移動体と、
   前記振動部材と平行に延びるガイド軸と、
   前記ガイド軸上を摺動自在に案内される被駆動部材と、
   前記振動部材とガイド軸との間において、それらの軸方向とは交差方向に延びて配置され、前記移動体と被駆動部材とを連結し、前記移動体の移動に伴い、前記被駆動部材を移動させる連結片と、
   前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方と、前記連結片との接続部分に介在され、前記連結片の前記交差方向からの傾きを所定の角度範囲で許容しつつ、それらを互いに連結する連結部材とを含むことを特徴とする駆動装置。
2. 前記連結部材は、前記連結片を、前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方へ圧接させて隙間を無くす付勢部材を備えていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
3. 前記付勢部材は、付勢バネから成ることを特徴とする請求項２記載の駆動装置。
4. 前記連結部材は、前記連結片を、前記移動体と被駆動部材との少なくとも一方へ吸着させて隙間を無くす磁性部材を備えていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
5. 前記連結部材は、弾性接着剤を備えていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
6. 前記付勢バネは、前記移動体、連結片および連結部材を一体で構成するコイルスプリングから成ることを特徴とする請求項３記載の駆動装置。
7. 前記付勢バネは、前記移動体、連結片および連結部材を一体で構成する板材から成ることを特徴とする請求項３記載の駆動装置。
8. 電圧が印加されると伸縮する電気機械変換素子と、
   前記電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に振動する振動部材と、
   前記振動部材に所定の摩擦力で係合し、前記軸方向に移動可能な移動体と、
   前記振動部材と平行に延びるガイド軸と、
   前記ガイド軸上を摺動自在に案内される被駆動部材と、
   前記振動部材とガイド軸との間において、それらの軸方向とは交差方向に延びて配置され、前記移動体と被駆動部材とを連結し、前記移動体の移動に伴い、前記被駆動部材を移動させる連結片と、
   前記ガイド軸に塗布される潤滑剤とを含むことを特徴とする駆動装置。
9. 前記潤滑剤は、粘度指数が１００以上、動粘度が使用温度範囲で１から３００の範囲、流動点は−１０℃以下の潤滑油であることを特徴とする請求項８記載の駆動装置。

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