JPH0898565A

JPH0898565A - 振動アクチュエータ

Info

Publication number: JPH0898565A
Application number: JP6222781A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Shingyouchi; 充新行内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1994-09-19
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】楕円振動する振動子をレールに圧接する圧接
手段を簡易な構造で小型に形成する。【構成】レール２２に振動子１を磁力で圧接させる圧
接手段４４を設け、圧接手段４４が振動子１とは逆側か
らレール２２を保持する必要をなくし、圧接手段４４が
振動子１とは逆側にレール２２から突出することもなく
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動子がレール上を移
動する振動アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、圧電素子を用いた振動子を利用し
た振動アクチュエータが実用化され、複写機、プリンタ
及びファクシミリ等の機器における可動部の駆動源とし
ての利用が検討されている。

【０００３】このような振動アクチュエータの第一の従
来例として、特開昭５８−１４８６８２号公報に開示さ
れている「超音波振動を利用したモータ装置」がある。
これは、筒状の屈曲振動子内に二つの電歪素子（又は磁
歪素子）を組み込み、これらの二つの電歪素子に接する
電極に位相が異なる高周波電圧を印加して屈曲振動子の
全体に縦振動と横振動とが合成された屈曲振動による回
転円振動を発生させる。回転円振動する屈曲振動子に回
転子を接触させ、屈曲振動子と回転子との摩擦力により
この回転子を回転させるような構造である。

【０００４】第一の従来例は、回転子の回転方向を切り
替えることができる。また、これはリニアモータではな
いが、この構造をリニアモータに利用することは可能で
ある。しかし、リニアモータとして構成しようとする
と、進行波を循環させる措置を取らなければならず、エ
ネルギーロスが大き過ぎて実用化に適さないという問題
がある。

【０００５】さらに、振動アクチュエータの第二の従来
例として、音響学会講演論文集に発表された「屈曲２重
モード圧電セラミックス正方形板を用いた薄型リニア・
モータ」がある（平成５年３月音響学会講演論文集
Ｐ．８５７富川義朗、矢吹晃、小笠原俊治、高野剛
浩）。この論文に発表された振動子は、中空正方形の枠
型に形成された圧電性セラミックスの面内振動を利用
し、圧電性セラミックスを二相駆動することでその角部
や辺に楕円振動を生じさせるような構造である。この論
文では、振動子となる圧電性セラミックスの中央部の中
空部分に光ピックアップ素子を保持させ、このような振
動子を一対のレールでスライド自在に挾持し、振動子に
生ずる楕円振動により振動子がレール上を自走するリニ
アモータを構成するようなことが想定されている。

【０００６】しかし、第二の従来例は、強度が低い圧電
性セラミックスで振動子の全体が構成されているため、
振動子に大きな負荷を掛けることができず、大きな駆動
力を得ることができないという課題を有する。

【０００７】そこで、上述のような課題を解決する振動
アクチュエータを、本出願人が特願平5-326739号として
出願している。上記出願の振動子を図９及び図１０に基
づいて説明し、この振動子を利用した二種類の振動アク
チュエータを図１１及び図１２に基づいて説明する。

【０００８】まず、振動子１は、図９に示すように、中
央部に空間部２を有する扁平な四角形形状の弾性体３
と、この弾性体３の四つの辺３ａに固着された圧電体４
とにより構成されている。前記空間部２は四角形形状を
しており、従って、前記弾性体３は枠型形状に形成され
ている。さらに、弾性体３の各辺３ａの外面には凹部７
が形成されている。

【０００９】前記圧電体４は、薄い矩形状の圧電素子で
あり、前記弾性体３の各辺３ａの凹部７に接着されてい
る。これらの圧電体４が弾性体３の各辺の外面を含む面
よりも突出しない位置関係に設定されている。なお、図
中、このような圧電体４の分極方向を白抜き矢印で示
す。

【００１０】次いで、前記圧電体４には駆動部５が接続
されている。この駆動部５は、相対向する前記弾性体３
の二つの辺３ａに接着された前記圧電体４を同じ組とす
るＡ相及びＢ相の前記圧電体４に対し、それぞれ交流電
源６からの電圧が印加されるようにした構造のものであ
る。このような前記駆動部５では、前記弾性体３にアー
スＥがとられている。

【００１１】このような構造において、駆動部５の駆動
により生ずる振動子１の振動モードを図１０に示す。ま
ず、図１０(ａ)(ｃ)は、Ａ相又はＢ相のいずれか一方の
圧電体４に駆動部５から電圧を印加した場合の一つの振
動モードにおいて、印加電圧の周波数が半周期ずれたと
きの振動子１の変形状態を示すものである。図１０(ｂ)
(ｄ)は、図１０(ａ)(ｃ)と同じ共振周波数で他相の圧電
体４に電圧を印加した場合の他の振動モードにおいて、
印加電圧の周波数が半周期ずれたときの振動子１の変形
状態を示すものであり、振動子１の各辺３ａは図１０
(ａ)(ｃ)の場合と同形縮退している。このように同形縮
退している二つの振動モードを時間的に１／４周期ずら
して励振すると、振動モードが回転する。つまり、１／
４周期毎に、振動子１に図１０(ａ)(ｂ)(ｃ)(ｄ)の順で
振動モードが回転し、共振振動が発生する。この際、逆
に１／４周期ずらして励振した場合には、１／４周期毎
に、振動子１に図１０(ａ)(ｄ)(ｃ)(ｂ)の順で振動モー
ドが回転し、共振振動が発生する。より詳細には、電圧
の振幅をＶ₀ として共振周波数をf₀ とし、Ａ相の圧電
体４をＶ₀cos２πf₀t で励振し、Ｂ相の圧電体４をＶ₀cos(２πf₀t−π／２)＝Ｖ₀sin２πf₀t で励振すると、図１０(ａ)(ｄ)(ｃ)(ｂ)の順で振動モー
ドが回転し、Ａ相の圧電体４をＶ₀cos２πf₀t で励振し、Ｂ相の圧電体４をＶ₀cos(２πf₀t＋π／２)＝−Ｖ₀sin２πf₀t で励振すると、図１０(ａ)(ｄ)(ｃ)(ｂ)の順で振動モー
ドが回転する。図１０に示すように、振動子１に図１０
(ａ)(ｂ)(ｃ)(ｄ)の順で共振振動が発生すると、振動子
１における弾性体３の各辺３ａ及び各角部３ｂには、図
１０(ａ)に実線の矢印で示すような楕円振動が発生す
る。振動子１に図１０(ａ)(ｄ)(ｃ)(ｂ)の順で共振振動
が発生すると、弾性体３の各辺３ａ及び各角部３ｂに
は、図１０(ｂ)に点線の矢印で示すような楕円振動が発
生する。

【００１２】そこで、このようにして振動子１における
弾性体３の各辺３ａ及び各角部３ｂに生ずる楕円振動を
利用し、被駆動物を駆動するというのが振動子１の動作
原理である。

【００１３】次いで、振動子１の第一の利用例として、
リニアモータとなる振動アクチュエータの一例を図１１
に基づいて説明する。

【００１４】まず、直線状のレール２２が設けられ、こ
のレール２２に振動子１をスライド自在に取り付ける圧
接手段として圧接部材２３が設けられている。つまり、
この圧接部材２３により前記振動子１の一辺３ａを前記
レール２２に対して圧接することで、このレール２２に
前記振動子１がスライド自在に取り付けられて、振動ア
クチュエータ２４が形成されている。

【００１５】前記圧接部材２３は、前記振動子１の前記
空間部２側にゴム材等よりなる弾性材２５を介して当接
すると共に前記レール２２に非接触状態で対向するコの
字型の取付基部２６と、この取付基部２６と前記振動子
１との間に配置されてベアリング２７を介し前記振動子
１に当接する当接体２８と、この当接体２８と前記取付
基部２６との間に圧縮状態で設けられることにより、前
記当接体２８を付勢して前記ベアリング２７を前記振動
子１に圧接させるコイルバネ２９とにより構成されてい
る。

【００１６】このような構造において、駆動部５より圧
電体４に電圧を印加し、レール２２に当接する振動子１
の角部３ｂに図１０及び図１１に示すような同一方向の
楕円振動を生じさせる。これにより、振動子１の角部３
ｂとレール２２との摩擦により振動子１が圧接部材２３
と共に自走する。振動子１の進行方向の切り替えは、角
部３ｂに生じさせる楕円振動の方向を切り替えることで
容易になされる。

【００１７】このような振動アクチュエータ２４の利用
例としては、例えば光ピックアップ素子等のキャリアが
考えられる。すなわち、光媒体の径方向に沿ってレール
２２を配置し、振動子１の空間部２に光ピックアップ素
子を配置することで、この光ピックアップ素子を光媒体
の径方向に移動させるキャリアが構成される。このよう
に構成した場合、光ピックアップ素子等の被駆動体が振
動子１の空間部２内に配置され、極めてコンパクトな装
置が得られる。

【００１８】次いで、振動子１の第二の利用例として、
リニアモータとなる振動アクチュエータの他の一例を図
１２に示す。まず、平行に配置された一対の直線状のレ
ール３１が設けられ、これらのレール３１の間には振動
子１が配置されている。この振動子１は、図示しない圧
接手段により前記レール３１に圧接され、これらのレー
ル３１にスライド自在に保持されている。前記振動子１
は、一つの辺３ａの角部３ｂが一方のレール３１ａに直
接当接し、その辺３ａと対向する辺３ａが中間部材３２
を介して他方のレール３１ｂに当接するように配置され
ている。ここに、自走式の振動アクチュエータ３３が構
成されている。

【００１９】前記中間部材３２は、前記振動子１の一辺
３ａに緩衝材３４を介して取り付けられた平板状の圧接
板３５と、この圧接板３５に回転自在に取り付けられた
一対のベアリング３６とにより構成されている。これら
のベアリング３６の配置位置は、前記振動子１の角部３
ｂと前記レール３１ｂとに当接する位置である。

【００２０】このような構成において、駆動部５より圧
電体４に電圧を印加し、四つの角部３ｂに図１０及び図
１２に示すような同一方向の楕円振動を生じさせる。す
ると、ベアリング３６に当接している振動子１の角部３
ｂの楕円振動がベアリング３６に伝わり、このベアリン
グ３６はその楕円振動の方向と逆方向に回転する。その
方向を図中矢印で示す。従って、振動子１よりレール３
１ａに伝達される駆動方向とレール３１ｂに伝達される
駆動方向とが一致し、振動子１が圧接部材２３と共に自
走する。振動子１の進行方向の切り替えは、振動子１の
角部３ｂに発生させる楕円振動の方向を切り替えること
より容易になされる。

【００２１】このような自走式の振動アクチュエータ３
３の利用例としても、図１１に基づいて説明した振動ア
クチュエータ２４と同様に、光ピックアップ素子のキャ
リアが考えられる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述した振動アクチュ
エータ２４，３３は、振動子１をレール２２，３１上で
自走させることができるので、リニアモータと同様に機
能する。しかし、振動子１の楕円振動から大きな推力を
得るためには、振動子１を適切な圧力でレール２２，３
１に圧接する必要がある。

【００２３】そこで、一本のレール２２上に振動子１を
配置した振動アクチュエータ２４では、コイルバネ２９
を利用した圧接部材２３により、振動子１をレール２２
に圧接している。

【００２４】しかし、これでは圧接部材２３と振動子１
とがレール２２を挾む必要があるので、圧接部材２３は
構造が複雑で大型である。さらに、圧接部材２３が振動
子１とは逆側にレール２２から突出するので全体も大型
であり、圧接部材２３はレール２２を三方向から囲むの
で、レール２２を支持することも困難である。

【００２５】また、二本のレール３１で振動子１を挾ん
だ振動アクチュエータ３３では、振動子１を一方のレー
ル３１ｂから離反させて他方のレール３１ａに圧接する
ような圧接手段が必要である。さらに、レール３１が二
本なので、全体が大型で構造も複雑である。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
中央部に空間部を有する扁平な四角形形状の弾性体の四
辺の凹部に圧電体を固着した振動子を設け、この振動子
をスライド自在に保持するレールを設け、このレールに
前記振動子の一辺を磁力で圧接させる圧接手段を設け
た。

【００２７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、圧接手段が、振動子に設けたマグネット
と、磁性体で形成したレールとよりなる。

【００２８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、圧接手段が、磁性体で形成した振動子と、
レールに設けたマグネットとよりなる。

【００２９】請求項４記載の発明は、請求項２記載の発
明において、マグネットを振動子のレールに圧接される
一辺の圧電体上に弾性材で装着した。

【００３０】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、マグネットと重量及び剛性が同じダミー部
材を振動子のレールに圧接されない三辺の圧電体上に弾
性材で装着した。

【００３１】請求項６記載の発明は、請求項２記載の発
明において、二個のマグネットを振動子のレールに圧接
される一辺の両側の角部に一個ずつ装着した。

【００３２】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、マグネットを装着する振動子の角部を小さ
く形成して全体の重心を前記振動子の中央に位置させ
た。

【００３３】請求項８記載の発明は、請求項１，２，
３，４，５，６又は７記載の発明において、振動子を空
間部の貫通方向で支持するガイド機構を設けた。

【００３４】

【作用】請求項１記載の発明は、圧接手段がレールに振
動子の一辺を磁力で圧接させることで、圧接手段が振動
子とは逆側からレールを保持する必要がないので、圧接
手段を簡易な構造で小型に形成することができ、圧接手
段が振動子とは逆側にレールから突出することもない。

【００３５】請求項２記載の発明は、振動子に設けたマ
グネットと、磁性体で形成したレールとが、磁力で引き
合うことで、振動子がレールに圧接される。

【００３６】請求項３記載の発明は、磁性体で形成した
振動子と、レールに設けたマグネットとが、磁力で引き
合うことで、振動子がレールに圧接される。

【００３７】請求項４記載の発明は、振動子のレールに
圧接される一辺の圧電体上に装着したマグネットと、磁
性体で形成したレールとが、磁力で引き合うことで、振
動子がレールに圧接され、さらに、マグネットの剛性が
圧電体の振動を阻害することを弾性材が防止する。

【００３８】請求項５記載の発明は、マグネットと重量
及び剛性が同じダミー部材を振動子のレールに圧接され
ない三辺の圧電体上に装着したことで、振動子の四辺の
重量と剛性とが同じなので、振動子の重心が中心に位置
し、振動子の振動特性が四方向で対称となり、振動子の
励振する二つの振動モードの共振周波数が良好に一致
し、さらに、ダミー部材の剛性が圧電体の振動を阻害す
ることを弾性材が防止する。

【００３９】請求項６記載の発明は、振動子のレールに
圧接される一辺の両側の角部に一個ずつ装着した二個の
マグネットと、磁性体で形成したレールとが、磁力で引
き合うことで、振動子がレールに圧接される。

【００４０】請求項７記載の発明は、マグネットを装着
する振動子の角部を小さく形成して全体の重心を振動子
の中央に位置させたことで、振動子の振動特性が四方向
で対称となり、振動子の励振する二つの振動モードの共
振周波数が良好に一致する。

【００４１】請求項８記載の発明は、ガイド機構が振動
子を空間部の貫通方向で支持することで、この方向に振
動子が移動中に振動するヨーイングが発生しない。

【００４２】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１に基づいて以下
に説明する。なお、本実施例で例示する振動アクチュエ
ータに関し、前述した振動アクチュエータ２４と同一の
部分は、同一の名称と符号とを利用して詳細な説明は省
略する（以下同様）。また、本実施例で云う前後や上下
などの方向は、説明を簡略化するために便宜的に定義す
るものであり、これは実際の装置の設置や使用の方向を
限定するものではない。

【００４３】まず、本実施例の振動アクチュエータ４１
では、レール２２が左右方向に配置され、その上面に振
動子１が位置している。この振動子１の前面と後面とに
は、弾性材として硬化後も弾性を有する接着剤４２によ
り、二個のマグネット４３が一個ずつ装着されている。
このマグネット４３は、正方形の平板状に形成されてお
り、振動子１の上下左右に突出しない大きさである。

【００４４】そして、レール２２は鉄等の磁性体で形成
されており、このレール２２と前記マグネット４３とが
磁力で引き合うことで、振動子１をレール２２に圧接す
る圧接手段４４が形成されている。なお、振動子１が滑
走するレール２２の上面には、耐摩耗用の表面処理が施
されている。

【００４５】さらに、レール２２の上面の前縁部と後縁
部とには、前記マグネット４３を各々支持する二個のガ
イド機構４５が一個ずつ装着されており、これらのガイ
ド機構４５は、樹脂やセラミック等の摩擦係数が小さい
材料で形成されている。

【００４６】このような構成において、駆動部５より圧
電体４に電圧を印加し、レール２２に当接する振動子１
の角部３ｂに同一方向の楕円振動を生じさせる。これに
より、振動子１の角部３ｂとレール２２との摩擦により
振動子１が圧接部材２３と共に自走する。振動子１の進
行方向の切り替えは、角部３ｂに生じさせる楕円振動の
方向を切り替えることで容易になされる。

【００４７】本実施例の振動アクチュエータ４１では、
圧接手段４４としてマグネット４３とレール２２とが磁
力で引き合うことで、振動子１はレール２２に適正に圧
接されて良好に自走する。圧接手段４４は、構造が簡易
で小型であり、振動子１とは逆側にレール２２から突出
することもないので、レール２２の支持も容易である。

【００４８】しかも、圧接手段４４のマグネット４３
は、硬化後も弾性を有する接着剤４２で振動子１に装着
されているので、マグネット４３の剛性が振動子１の楕
円振動を阻害することもない。このように振動子１とマ
グネット４３とに介在する弾性材が、マグネット４３を
振動子１に装着する接着剤４２であるので、構造が簡易
で生産性も良好である。さらに、振動子１は、ガイド機
構４５により、空間部２の貫通方向である前後方向で支
持されているので、振動子１が左右方向に移動中に前後
方向に振動するヨーイングが防止される。

【００４９】つぎに、本発明の第二の実施例を図２に基
づいて以下に説明する。本実施例の振動アクチュエータ
４６では、振動子１のレール２２に圧接される一辺３ａ
の両側の角部３ｂに、二個のマグネット４７が一個ずつ
接着剤４２で装着されている。このマグネット４７は、
振動子１の角部３ｂより一回り小さいブロック状に形成
されており、振動子１の下面に突出しないよう配置され
ている。

【００５０】そして、レール２２は鉄等の磁性体で形成
されており、このレール２２と前記マグネット４７とが
磁力で引き合うことで、振動子１をレール２２に圧接す
る圧接手段４８が形成されている。

【００５１】このような構成において、圧接手段４８と
してマグネット４７とレール２２とが引き合うことで、
振動子１はレール２２に適正に圧接されて良好に自走す
る。圧接手段４８は、構造が簡易で小型であり、振動子
１とは逆側にレール２２から突出することもないので、
レール２２の支持も容易である。

【００５２】さらに、振動子１の空間部２が開口してい
るので、この空間部２にプリンタヘッドなどの各種部品
を配置することもできる。

【００５３】つぎに、本発明の第三の実施例を図３に基
づいて以下に説明する。本実施例の振動アクチュエータ
４９では、振動子１の弾性体３が磁性体で形成されてい
る。一方、レール５０は、基材５１の上面に形成された
凹溝５２に、マグネット５３が一体に装着された構造で
ある。このレール５０のマグネット５３と振動子１の弾
性体３とが磁力で引き合うことで、振動子１をレール５
０に圧接する圧接手段５４が形成されている。

【００５４】このような構成において、圧接手段５４と
してレール５０のマグネット５３と振動子１の弾性体３
とが引き合うことで、振動子１はレール５０に適正に圧
接されて良好に自走する。圧接手段５４は、構造が簡易
で小型であり、振動子１とは逆側にレール５０から突出
することもないので、レール５０の支持も容易である。

【００５５】さらに、振動子１の空間部２が開口してい
るので、この空間部２にプリンタヘッドなどの各種部品
を配置することもできる。しかも、振動子１は、マグネ
ットなどの部品を装着する必要がないので、小型軽量で
走行特性が良好である。さらに、振動特性が四方向で対
称となり、励振する二つの振動モードの共振周波数が良
好に一致し、楕円振動を効率良く発生する。振動アクチ
ュエータ４９の駆動周波数は、振動子１の共振周波数と
同等に設定するが、振動子１が設計通りの共振周波数で
振動するので、駆動回路の設計が容易である。

【００５６】つぎに、本発明の第四の実施例を図４に基
づいて以下に説明する。本実施例の振動アクチュエータ
５５では、振動子１のレール２２に圧接される一辺３ａ
の圧電体４の下面に、一個のマグネット５６が接着剤４
２で装着されている。このマグネット５６は、圧電体４
と同様な平板状で、振動子１の下面に突出しない厚さに
形成されている。

【００５７】レール２２は鉄等の磁性体で形成されてお
り、このレール２２と前記マグネット５６とが磁力で引
き合うことで、振動子１をレール２２に圧接する圧接手
段５７が形成されている。

【００５８】このような構成において、圧接手段５７と
してマグネット５６とレール２２とが引き合うことで、
振動子１はレール２２に適正に圧接されて良好に自走す
る。圧接手段５７は、構造が簡易で小型であり、振動子
１とは逆側にレール２２から突出することもないので、
レール２２の支持も容易である。

【００５９】さらに、振動子１の空間部２が開口してい
るので、この空間部２にプリンタヘッドなどの各種部品
を配置することもできる。圧接手段５７のマグネット５
６は、硬化後も弾性を有する接着剤４２で振動子１の圧
電体４に装着されているので、マグネット５６の剛性が
圧電体４の伸縮を阻害することがなく、振動子１は良好
に楕円振動することができる。

【００６０】特に、本実施例の振動アクチュエータ５５
では、振動子１の四つの辺３ａの一つだけにマグネット
５６を装着しているので、このマグネット５６により振
動子１の振動特性の対称性が損なわれると、同形縮退す
る振動モードが崩れて二つに分離するので、上述のよう
にマグネット５６の剛性による悪影響を接着剤４２の弾
性で防止することは重要である。

【００６１】振動子１は、辺３ａの中央と角部３ｂとで
は楕円振動の方向が反対なので、辺３ａに位置するマグ
ネット５６がレール２２に接触すると、自走する振動子
１に反対の推力が作用するが、本実施例の振動アクチュ
エータ５５では、マグネット５６がレール２２と接触し
ないので、振動子１は良好に自走する。なお、接着剤４
２の弾性により振動子１の楕円振動はマグネット５６に
作用しないが、この場合でもマグネット５６がレール２
２に接触すると振動子１の負荷となるので、マグネット
５６はレール２２に接触しないことが好ましい。

【００６２】つぎに、本発明の第五の実施例を図５に基
づいて以下に説明する。本実施例の振動アクチュエータ
５８は、第四の実施例の振動アクチュエータ５５と同様
に、振動子１の下面のマグネット５６と、磁性体からな
るレール５９とで、圧接手段５７が形成されており、第
四の実施例の振動アクチュエータ５５とは、ガイド機構
６０の構造が異なっている。

【００６３】まず、前記レール５９は、前縁部と後縁部
とにガイド部６１が突設されており、これらのガイド部
６１の内面を滑走する四個のベアリング６２が、振動子
１の下部の四隅に一個ずつ装着されている。

【００６４】このような構成において、ガイド機構６０
は、ベアリング６２で振動子１を支持するので、振動子
１に作用する負荷が小さく、振動子１を高効率に走行さ
せることができる。ベアリング６２を利用したガイド機
構６０は、振動子１を滑走自在に支持するガイド機構４
５に比較して摩耗も軽減されるので、ガイド機構６０の
経時劣化により振動子１にヨーイングが発生することも
防止される。

【００６５】つぎに、本発明の第六の実施例を図６に基
づいて以下に説明する。本実施例の振動アクチュエータ
６３では、第四の実施例の振動アクチュエータ６３と同
様に、振動子１の下面のマグネット５６と、磁性体から
なるレール５９とで、圧接手段５７が形成されており、
さらに、振動子１の左右と上方の辺３ａにも、マグネッ
ト５６と同一のマグネット６４がダミー部材として接着
剤４２で装着されている。

【００６６】このような構成において、圧接手段５７と
してマグネット５６とレール２２とが引き合うことで、
振動子１はレール２２に適正に圧接されて良好に自走す
る。圧接手段５７は、構造が簡易で小型であり、振動子
１とは逆側にレール２２から突出することもないので、
レール２２の支持も容易である。

【００６７】そして、振動子１の四つの辺３ａに剛性と
重量とが同一のマグネット５６，６４を一個ずつ装着し
ているので、これらのマグネット５６，６４により振動
子１の振動特性の対称性が確保されている。このため、
振動子１は、同形縮退する二つの振動モードが維持され
ているので、良好に楕円振動することができる。

【００６８】マグネット５６，６４は、硬化後も弾性を
有する接着剤４２で振動子１の圧電体４に装着されてい
るので、マグネット５６，６４の剛性が圧電体４の伸縮
を阻害することがなく、振動子１は良好に楕円振動する
ことができる。

【００６９】なお、本実施例の振動アクチュエータ６３
では、振動子１の三辺にマグネット６４をダミー部材と
して装着することを示したが、ダミー部材としては、圧
接手段５７のマグネット５６と剛性及び重量が同じであ
れば、マグネット６４である必要はない。

【００７０】つぎに、本発明の第七の実施例を図７に基
づいて以下に説明する。本実施例の振動アクチュエータ
６５では、振動子１のレール２２に圧接される二つの角
部３ｂの下面に、二個のマグネット６６が一個ずつ固定
されている。このマグネット６６は、平板状に形成され
ており、角部３ｂの下面から左右に突出している。

【００７１】そして、レール２２は鉄等の磁性体で形成
されており、このレール２２と前記マグネット６６とが
磁力で引き合うことで、振動子１をレール２２に圧接す
る圧接手段６７が形成されている。

【００７２】このような構成において、振動子１の楕円
振動して推力を発生する角部３ｂにマグネット６６が固
定され、このマグネット６６がレール２２に磁力で直接
に密着するので、振動子１は高効率に自走する。圧接手
段６７は、構造が簡易で小型であり、振動子１とは逆側
にレール２２から突出することもないので、レール２２
の支持も容易である。

【００７３】なお、マグネット６６は振動子１の角部３
ｂの下面に弾性材を介することなく固定されているが、
振動子１の楕円振動による角部３ｂの変形は微小なの
で、マグネット６６の剛性が振動子１の振動を阻害する
ことはない。

【００７４】つぎに、本発明の第八の実施例を図８に基
づいて以下に説明する。本実施例の振動アクチュエータ
６８では、振動子６９のレール２２に圧接される二つの
角部７０が上下方向に小さく形成されており、これらの
角部７０の下面に二個のマグネット７１が一個ずつ固定
されている。本実施例の振動子６９は、下部の角部７０
の下面にマグネット７１が装着された状態で、前述した
振動子１と略同形状となっており、重心が中央に位置し
ている。

【００７５】そして、レール２２は鉄等の磁性体で形成
されており、このレール２２と前記マグネット７１とが
磁力で引き合うことで、振動子６９をレール２２に圧接
する圧接手段７２が形成されている。

【００７６】このような構成において、振動子６９の楕
円振動して推力を発生する角部７０にマグネット７１が
固定され、このマグネット７１がレール２２に磁力で直
接に密着するので、振動子６９は高効率に自走する。圧
接手段７２は、構造が簡易で小型であり、振動子６９と
は逆側にレール２２から突出することもないので、レー
ル２２の支持も容易である。

【００７７】しかも、マグネット７１を装着する振動子
６９の角部７０が小さく形成されて全体の重心が振動子
６９の中央に位置しているので、振動子６９は振動特性
が四方向で対称となり、同形縮退する二つの振動モード
が維持されているので、良好に楕円振動することができ
る。

【００７８】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、中央部に空間部
を有する扁平な四角形形状の弾性体の四辺の凹部に圧電
体を固着した振動子を設け、この振動子をスライド自在
に保持するレールを設け、このレールに振動子の一辺を
磁力で圧接させる圧接手段を設けたことにより、圧接手
段が振動子とは逆側からレールを保持する必要がないの
で、圧接手段を簡易な構造で小型に形成することがで
き、圧接手段が振動子とは逆側にレールから突出するこ
ともないので、レールの支持も簡易である。

【００７９】請求項２記載の発明は、圧接手段が、振動
子に設けたマグネットと、磁性体で形成したレールとよ
りなることにより、簡易な構造で小型の圧接手段を形成
することができる。

【００８０】請求項３記載の発明は、圧接手段が、磁性
体で形成した振動子と、レールに設けたマグネットとよ
りなることにより、簡易な構造で小型の圧接手段を形成
することができる。

【００８１】請求項４記載の発明は、マグネットを振動
子のレールに圧接される一辺の圧電体上に弾性材で装着
したことにより、簡易な構造で小型の圧接手段を形成す
ることができ、しかも、マグネットの剛性が圧電体の振
動を阻害することを弾性材の弾性で防止することができ
る。

【００８２】請求項５記載の発明は、マグネットと重量
及び剛性が同じダミー部材を振動子のレールに圧接され
ない三辺の圧電体上に弾性材で装着したことにより、振
動子の振動特性の対称性を確保して励振する二つの振動
モードの共振周波数を良好に一致させることができるの
で、振動子を良好に楕円振動させて高効率に自走させる
ことができ、さらに、ダミー部材の剛性が圧電体の振動
を阻害することを弾性材の弾性で防止することができ
る。

【００８３】請求項６記載の発明は、二個のマグネット
を振動子のレールに圧接される一辺の両側の角部に一個
ずつ装着したことにより、簡易な構造で小型の圧接手段
を形成することができ、しかも、マグネットをレールに
直接に密着させて圧接手段の圧力と振動子の推力とを高
効率に発生させることもできる。

【００８４】請求項７記載の発明は、マグネットを装着
する振動子の角部を小さく形成して全体の重心を振動子
の中央に位置させたことにより、振動子の振動特性の対
称性を確保して励振する二つの振動モードの共振周波数
を良好に一致させることができるので、振動子を良好に
楕円振動させて高効率に自走させることができる。

【００８５】請求項８記載の発明は、振動子を空間部の
貫通方向で支持するガイド機構を設けたことにより、振
動子のヨーイングを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の振動アクチュエータを
示し、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】第二の実施例の振動アクチュエータを示し、
（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は側面図である。

【図３】第三の実施例の振動アクチュエータを示し、
（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】第四の実施例の振動アクチュエータを示し、
（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は側面図である。

【図５】第五の実施例の振動アクチュエータを示し、
（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は側面図である。

【図６】第六の実施例の振動アクチュエータを示し、
（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は側面図である。

【図７】第七の実施例の振動アクチュエータを示し、
（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は側面図である。

【図８】第八の実施例の振動アクチュエータを示し、
（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は側面図である。

【図９】本出願人が出願した先願の振動子を示す正面図
である。

【図１０】振動子の振動モードを示す正面図である。

【図１１】振動アクチュエータの第一の例を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。

【図１２】振動アクチュエータの第二の例を示す正面図
である。

【符号の説明】

１，６９振
動子２空
間部３弾
性体３，２２，５９磁
性体３ａ辺３ｂ，７０角
部４圧
電体７凹
部２２，５０，５９レ
ール４１，４６，４９，５５，５８，６３，６５，６８振
動アクチュエータ４２弾
性材４３，４７，５３，５６，６４，６６，７１マ
グネット４４，４８，５４，５７，６７，７２圧
接手段４５，６０ガ
イド機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央部に空間部を有する扁平な四角形形
状の弾性体の四辺の凹部に圧電体を固着した振動子と、
この振動子をスライド自在に保持するレールと、このレ
ールに前記振動子の一辺を磁力で圧接させる圧接手段と
を含むことを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項２】圧接手段が、振動子に設けたマグネット
と、磁性体で形成したレールとよりなることを特徴とす
る請求項１記載の振動アクチュエータ。
【請求項３】圧接手段が、磁性体で形成した振動子
と、レールに設けたマグネットとよりなることを特徴と
する請求項１記載の振動アクチュエータ。
【請求項４】マグネットを振動子のレールに圧接され
る一辺の圧電体上に弾性材で装着したことを特徴とする
請求項２記載の振動アクチュエータ。
【請求項５】マグネットと重量及び剛性が同じダミー
部材を振動子のレールに圧接されない三辺の圧電体上に
弾性材で装着したことを特徴とする請求項４記載の振動
アクチュエータ。
【請求項６】二個のマグネットを振動子のレールに圧
接される一辺の両側の角部に一個ずつ装着したことを特
徴とする請求項２記載の振動アクチュエータ。
【請求項７】マグネットを装着する振動子の角部を小
さく形成して全体の重心を前記振動子の中央に位置させ
たことを特徴とする請求項６記載の振動アクチュエー
タ。
【請求項８】振動子を空間部の貫通方向で支持するガ
イド機構を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，
４，５，６又は７記載の振動アクチュエータ。