JPH09140169A - 振動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リード線の代わりにフレキシブルプリント基
板を用いて配線することにより、半田や、導電性塗料を
使用する必要がなく、また基板に形成したグランド用端
子部を弾性体に確実に接続固定する。 【解決手段】 複数個の端子部２８ａ，２９ａ，３３
ａ，３４ａとグランド用端子部３６ａが形成されたフレ
キシブルプリント基板２１によって弾性体１および電気
機械変換素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’の表面を覆う。
また、フレキシブルプリント基板２１の各端子部２８
ａ，２９ａ，３３ａ，３４ａを各電気機械変換素子２
ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’の表面側電極部５ａ，５ａ，６
ａ，７ａにそれぞれ接続し、グランド用端子部３６ａを
弾性体１に加圧手段の押圧板４８によって押圧して接続
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、弾性体に２種類の
振動を発生させて弾性体表面に楕円運動を生じさせ、こ
の楕円運動によって駆動力を得る振動アクチュエータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性体に縦振動と屈曲振動の２種類の振
動を発生させて弾性体表面に楕円運動を起こし、この楕
円運動により弾性体とこの弾性体に接触した相対運動部
材との間に相対運動を生じさせる振動アクチュエータが
種々提案されている。その一例として、「222 光ピック
アップ移動を目的とした圧電リニア・モータ」（富川義
郎他：第５回電磁力関連のダイナミックシンポジウム講
演論文集P393〜P398）の中に記載されている「異形縮退
縦L1−屈曲B4モード・平板モータ」が知られている。

【０００３】図１３（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）は、異形縮退
縦L1−屈曲B4モード・平板モータの従来例を示し、
（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図であ
る。弾性体１は、矩形平板状の基礎部１ｃと、この基礎
部１ｃの一方の面に形成された突起部１ａ，１ｂとから
構成されている。これら突起部１ａ，１ｂは、基礎部１
ｃに発生する屈曲振動B4モードの腹の位置に設けられて
おり、図示しないガイドレール等の相対運動部材に押し
付けられている。圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｇは、
弾性体１の基礎部１ｃの他方の面に貼着されている。弾
性体１の長手方向の内側に位置する２つの圧電素子２
ａ，２ｂは、位相が90°異なる交流電圧が印加されると
弾性体１に縦振動L1モードと屈曲振動B4モードとを発生
させる。

【０００４】圧電素子２ｐは、弾性体１の振動状態を検
出する機械電気変換素子として機能するもので、モータ
の駆動回路に接続されている。圧電素子２ｇはグランド
用である。各圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｇの表面お
よび裏面には銀電極４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂが、スクリーン印刷やスパッタリング等
によって形成されている。表面側の銀電極４ａ，５ａ，
６ａ，７ａには、リード線８〜１１の一端が各々はんだ
１２によって接続され、裏面側の銀電極４ｂ，５ｂ，６
ｂ，６ｂはそれぞれ弾性体１に接続されて共通の電位と
なっている。

【０００５】弾性体１は一般的にグランド電位に設定さ
れるが、弾性体１自体に配線を施してグランドをとるの
が難しいことから、グランド用の圧電素子２ｇを設けて
その銀電極７ａを利用している。銀電極７ａは銀ペース
ト等の導電性塗料１３によって弾性体１と導通してお
り、グランド電位に接続される。

【０００６】このような構造の振動アクチュエータにお
いて、圧電素子２ａ，２ｂに互いに位相が90°異なる同
一周波数の交流電圧を印加すると、弾性体１には縦振動
と屈曲振動とが発生する。このとき、前記相対運動部材
に接触する弾性体１の突起部１ａ，１ｂの先端表面上の
一点Ｑに着目すると、この点Ｑは楕円運動１５を行う。
これにより、相対運動部材が駆動される。弾性体１に発
生させる振動の振幅を変えると駆動速度が変化し、駆動
電圧の極性を変えると進行方向が逆になる。相対運動部
材を固定部とすると、弾性体１自身が駆動される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の平板モータのよ
うな振動アクチュエータにおいては、圧電素子２ａ，２
ｂ，２ｐ，２ｇとリード線８〜１１とをはんだ付けによ
り接続していた。そのため、はんだ付けの際に発生した
熱によって各圧電素子の電極部が破壊されるという問題
があった。また、グランドをとるために弾性体１とグラ
ンド用圧電素子２ｇを銀ペースト等の導電性塗料１３に
よって接続する場合も加熱処理が必要であったため、そ
の熱で圧電素子が破壊されるおそれがあった。また、導
電性塗料１３による接合は接着工程を必要とするが、そ
の接合力が弱いため信頼性に劣るという問題もあった。
本発明は、これらの問題を解決することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、弾性体と、電極部が有し前記弾性体に接合
された複数個の電気機械変換素子と、前記弾性体との間
で相対運動を行う相対運動部材と、前記弾性体と相対運
動部材とを加圧接触させる加圧手段と、前記電気機械変
換素子に駆動信号を印加する駆動回路とを備え、前記電
気機械変換素子に駆動信号を印加することで前記弾性体
に縦振動と屈曲振動とを発生させて前記相対運動のため
の駆動力を得る振動アクチュエータにおいて、前記駆動
回路の一部をフレキシブルプリント基板によって構成
し、このフレキシブルプリント基板を前記加圧手段によ
って前記弾性体に押圧し固定するように構成した。ま
た、発明は、フレキシブルプリント基板に、複数個の端
子部とグランド用端子を設け、前記複数の端子部を前記
電気機械変換素子それぞれの電極部に接続し、前記グラ
ンド用端子を前記加圧手段によって加圧することで前記
弾性体に接続するように構成した。さらに、発明は、加
圧手段を、押圧板とこの押圧板を前記弾性体に押し付け
るばね部材とで構成し、前記フレキシブルプリント基板
を前記押圧板により前記弾性体に押圧するように構成し
た。

【０００９】本発明によれば、フレキシブルプリント基
板によって駆動回路の一部を構成し、このフレキシブル
プリント基板を加圧手段によって弾性体に押圧固定す
る。そのため、加圧手段がフレキシブルプリント基板の
固定手段を兼用することになり、別途固定手段を設ける
必要がない。また、本発明によれば、リード線をはんだ
付けする必要がない。そのため、配線作業が簡単かつ容
易になる。また、はんだ付けの際の発熱によって生じる
圧電素子の電極の破壊を防止することができる。さら
に、接着剤に比べた場合、より強固に固定することがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して本発明の
実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る振動アク
チュエータの一実施の形態を示す一部を破断した正面
図、図２は図１のII−II線断面図、図３は弾性体の平面
図、図４は弾性体の正面図、図５は図３のＶ−Ｖ線拡大
断面図、図６はフレキシブルプリント基板の要部平面図
である。なお、図中、従来技術の欄で説明した構成部材
等と同一のものについては同一符号を付してその説明を
適宜省略する。

【００１１】これらの図において、振動アクチュエータ
２０は、弾性体１と、弾性体１の上面に並んで設けられ
た４つの圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’と、弾性体
１の上面を覆うフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰ
Ｃと略す）２１と、弾性体１を移動自在に案内保持する
レール２２と、フレーム２３と、フレーム２３と弾性体
１との間に配設され弾性体１をレール２２に押し付ける
加圧手段２４とにより主要部分が構成されている。そし
て、弾性体１が、フレーム２３と加圧手段２４と共にレ
ール２２に沿って直線移動する移動体（相対運動部材）
を構成している。

【００１２】弾性体１は、ステンレス、アルミ合金等の
金属、セラミックスもしくはプラスチックによって形成
されている。弾性体１の下面には左右一対の突起部１
ａ，１ｂが一体に突設され、出力取り出し部を形成して
いる。突起部１ａ，１ｂは、弾性体１の長手方向の中心
線（図３のＩ−Ｉ線）を挟んでその両側に対称的に突設
されており、下面がレール２２の上面に接触している。
弾性体１の長辺側両側面の中央には、ねじ孔２５（図５
参照）を有する加圧手段用のねじ取付部２６Ａ，２６Ｂ
が一体に突設されている。

【００１３】図４において、４つの圧電素子のうち、内
側２つの圧電素子２ａ，２ｂは、弾性体１に縦振動（L1
モード）と屈曲振動（B4モード）を発生させるための素
子で、電気エネルギを機械エネルギ（機械的な変位）に
変換する機能を果たす。これら圧電素子２ａ，２ｂは、
弾性体１の長手方向中心線（Ｉ−Ｉ線）を挟んでその両
側にほぼ等距離をおいて並設されている。また、表裏両
面に電極４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂがそれぞれ焼き付けに
より形成されている。裏面側の電極４ｂ，５ｂは、弾性
体１の表面に接合されている。一方、表面側の電極４
ａ，５ａは、ＦＰＣ２１に形成された導電箔２８，２９
の一端に設けられた駆動用端子部２８ａ，２９ａを介し
てＡ，Ｂ端子にそれぞれ接続されている。Ａ端子には第
１の交流電圧が、Ｂ端子には第１の交流電圧と電気的な
位相が90°異なる第２の交流電圧が印加される。圧電素
子２ａと２ｂの厚み方向の分極方向は互いに同方向に設
定してあるが、逆方向としてもよい。電極４ａ，５ａと
端子部２８ａ，２９ａとは、接着、溶着、圧着等によっ
て接合される。

【００１４】弾性体１の外側に配置された圧電素子２
ｐ，２ｐ’は、弾性体１に発生する振動の状態をモニタ
するための素子で、機械エネルギ（弾性体に生じる機械
的な変位）を電気エネルギに変換する機能を果たす。こ
れら圧電素子２ｐ，２ｐ’は、圧電素子２ａ，２ｂの外
側に配設され、また、互いに弾性体１の中央から等しい
距離はなれた位置にある。そして、ＦＰＣ２１に形成さ
れた導電箔３３，３４の端子部３３ａ，３４ｂにそれぞ
れ接続されている。圧電素子２ｐ，２ｐ’の両面には、
電極６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが、それぞれ焼き付けによ
り形成されている。表面側電極６ａ，７ａは、導電箔３
３，３４の端子部３３ａ，３４ｂに接着、溶着、圧着等
によって接合される。表面側電極６ａ，７ａは、導電箔
３３，３４の端子部３３ａ，３３ｂを介してＰ端子、
Ｐ’端子にそれぞれ接続されている。また、裏面側の電
極６ｂ，７ｂは、弾性体１の表面に電気的に接合されて
いる。

【００１５】弾性体１の振動状態は、圧電素子２ｐ，２
ｐ’により電気信号に変換され、表面側電極６ａ，７ａ
を介してそれぞれＰ端子、Ｐ’端子に出力される。この
電気信号には、４次の屈曲振動（B4モード）の振動状態
と、１次の縦振動（L1モード）の振動状態との２つの異
なる振動モードが合成された形で含まれている。そし
て、弾性体１に生じている振動振幅に略応じた大きさの
信号が得られる。

【００１６】ＦＰＣ２１は、図５に示すように上下２枚
のフィルム２１ａ，２１ｂからなり、その間に互いに電
気的に独立した導電箔２８，２９，３３，３４，３６が
設けられている。これらの導電箔は、駆動回路の一部を
構成している。なお、ＦＰＣ２１は、一枚のフィルムに
メッキやスクリーン印刷等により導電部を形成し、この
導電部に導電箔の機能を持たせたものを用いてもよい。
導電箔２８，２９，３３，３４の各端子部２８ａ，２９
ａ，３３ａ，３４ａは、ＦＰＣ２１の裏面側に露呈さ
れ、前述の通り各圧電素子の電極４ａ，５ａ，６ａ，７
ａに接合されている。導電箔３６にはグランド用の端子
部３６ａが設けられており、図６に示すように、ＦＰＣ
２１の裏面側に露呈している。ＦＰＣ２１の長辺側両側
面の中央には、帯状の接続部３７Ａと、舌片状の固定部
３７Ｂ（図３、図６参照）が、それぞれ一体に延設され
ている。接続部３７Ａには、各導電箔２８，２９，３
３，３４，３６が集中して並列に形成され、端子部とは
反対側の先端がそれぞれＡ，Ｂ，Ｐ，Ｐ’，Ｇ端子を介
してモータの後述する駆動制御回路に接続されている。
また、ＦＰＣ２１の接続部３７Ａの基部には、加圧手段
用のねじ取付部２６Ａのねじ孔２５（図５参照）に対応
して、ねじ取付孔３９が形成されている。このねじ取付
孔３９には、弾性体１とフレーム２３を連結する連結部
材である、一対の取り付けねじ３８の一方が挿通されて
いる。接続部３７Ａの基部裏面側には、前述のグランド
用導電箔３６の端子部３６ａが、ねじ取付孔３９に近接
して露呈している。

【００１７】舌片状の固定部３７Ｂには、加圧手段用取
付部２６Ｂの図示しないねじ孔に対応して形成されたね
じ取付孔（図示せず）が設けられており、弾性体１とフ
レーム２３を連結する一対の取付けねじ３８のうちの他
方が挿通されている。

【００１８】図１および図２において、レール２２はフ
レーム２３を貫通するように支持し、両端が一対の支持
部材４１ａ，４１ｂに固定されている。フレーム２３
は、箱型に形成されており、内部に弾性体１が前記一対
の取付けねじ３８によって支持されている。フレーム２
３の内部下方には、レール２２の両側面にベアリング４
３を介して接触するガイド４４が配設されており、弾性
体１とガイド４４とでレール２２を挟み込むようになっ
ている。このような構成により、弾性体１の円滑な移動
を可能にするとともに、弾性体１の幅方向の移動を規制
している。

【００１９】加圧手段２４は、一対の取付けねじ３８に
上下動自在に設けられた押圧板４８と、各取付けねじ３
８に装着されて押圧板４８を弾性体１に押し付ける一対
の圧縮コイルばね４９と、各取付けねじ３８の上部に螺
合され各圧縮コイルばね４９のばね力を調整する一対の
調整板５０と、各取付けねじ３８の下端部に嵌挿されて
弾性体１と押圧板４８との間に位置する一対のワッシャ
５１等で構成されている。調整板５０を回転させて上下
動させると、押圧板４８に対する圧縮コイルばね４９の
ばね力が変化し、加圧力が調整される。ワッシャ５１
は、ＦＰＣ２１の接続部３７Ａの基部と固定部３７Ｂ
を、弾性体１の取付部２６Ａ，２６Ｂに押圧固定するた
めのもので、これによりＦＰＣ２１の裏面側に露呈され
たグランド用端子３６ａと弾性体１との電気的接続を確
実にしている。弾性体１に生じる屈曲振動の腹の位置で
加圧すると、屈曲振動の振幅を小さくしてしまうので、
押圧板４８によって弾性体１を加圧する位置は、屈曲振
動の腹の位置にかからないように設定するのが望まし
い。

【００２０】ところで、本実施の形態においては、ＦＰ
Ｃ２１の裏面側にグランド用端子部３６ａを設け、この
端子部３６ａと弾性体１の表面とを直接接触させること
で両部材を電気的に接続したが、端子部３６ａを表面側
に露呈させてもよい。この場合は、取付けねじ３８に導
電性を有する材料を用い、ねじの頭の部分と端子部３６
ａとを接触させることで、このねじを介してグランド用
端子部３６ａと弾性体１とを電気的に接続させてもよ
い。

【００２１】なお、本実施の形態において、グランド用
電極を弾性体１の長手方向のほぼ中心に配置し、圧電素
子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’を弾性体１の長手方向の中
心線（Ｉ−Ｉ線）を挟んでその両側に対称的に配置した
のは、駆動時にこの中心線に対して対称的な振動を発生
させるためである。これにより、安定した駆動状態を達
成できる。そのために、端子部２８ａと２９ａおよび３
３ａと３４ａは、それぞれ同寸法としてあり、また左右
対称に形成されている。

【００２２】このような構造からなる振動アクチュエー
タ２０は、圧電素子２ａに第１の交流電圧（高周波電
圧）Ａを印加し、圧電素子２ｂに第１の交流電圧と周波
数が等しく位相が略90°異なる高周波電圧Ｂを印加する
ことにより、弾性体１に屈曲振動と縦振動とが発生す
る。これにより、突起部１ａ，１ｂの先端面に楕円運動
１５が発生する。その結果、レール２２との間の摩擦力
により弾性体１がレール２２に沿って直進する。

【００２３】次に、振動アクチュエータの駆動原理を図
７に基づいてさらに詳述する。図７（Ａ）は、振動アク
チュエータに入力される２相の高周波電圧Ａ，Ｂの時間
的変化をｔ１〜ｔ９で示している。図７（Ａ）の横軸
は、高周波電圧の実効値を示している。図７（Ｂ）は、
弾性体１の断面の変形の様子を示し、弾性体に発生する
屈曲振動の時間的変化（ｔ１〜ｔ９）を示している。図
７（Ｃ）は、弾性体の形状の変形の様子を示し、弾性体
に発生する縦振動の時間的変化（ｔ１〜ｔ９）を示して
いる。図７（Ｄ）は、弾性体１の突１部１ａ，１ｂに発
生する楕円運動の時間的変化（ｔ１〜ｔ９）を示してい
る。

【００２４】時間ｔ１において、図７（Ａ）に示すよう
に、圧電素子２ａに印加される高周波電圧Ａは正の電圧
を発生し、同様に圧電素子２ｂに印加される高周波電圧
Ｂは同一の正の電圧を発生する。図７（Ｂ）に示すよう
に、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消し
合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅が零となる。また、図７
（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる縦振動
は、伸張する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印
で示すように、節Ｘを中心にして最大の伸張を示す。そ
の結果、図７（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合さ
れ、質点Ｙ１とＹ２との運動の合成が質点Ｙの運動とな
り、また、質点Ｚ１とＺ２との運動の合成が質点Ｚの運
動となる。

【００２５】時間ｔ２において、図７（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ａは正の電圧
を発生する。図７（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａに
よる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１は正方向に振幅し、質
点Ｚ１は負方向に振幅する。また、図７（Ｃ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａによる縦振動が発生し、質点Ｙ２と
質点Ｚ２とが時間ｔ１の時よりも縮む。その結果、図７
（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点Ｙと
Ｚとが時間ｔ１の時よりも右回りに移動する。

【００２６】時間ｔ３において、図７（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図７（Ｂ）に示すよ
うに、高周波電圧ＡおよびＢによる屈曲運動が合成され
て増幅され、質点Ｙ１は時間ｔ２の時よりも正方向に増
幅され、最大の正の振幅値を示す。質点Ｚ１は時間ｔ２
の時よりも負方向に増幅され、最大の負の振幅値を示
す。また、図７（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａおよ
びＢによる縦振動が互いに打ち消し合い、質点Ｙ２とＺ
２とが元の位置に戻る。その結果、図７（Ｄ）に示すよ
うに、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ２
の時よりも右回りに移動する。

【００２７】時間ｔ４において、図７（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ａは零となり、高周波電圧Ｂは負の電圧
を発生する。図７（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ｂに
よる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１は時間ｔ３の時よりも
振幅が低下し、質点Ｚ１は時間ｔ３の時よりも振幅が低
下する。また、図７（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ｂ
による縦振動が発生し、質点Ｙ２とＺ２が収縮する。そ
の結果、図７（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合さ
れ、質点ＹとＺとが時間ｔ３の時よりも右回りに移動す
る。

【００２８】時間ｔ５において、図７（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ａは負の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図７（Ｂ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消
し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図７
（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる縦振動は
収縮する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは、矢印で
示されるように、節Ｘを中心にして最大の収縮を示す。
その結果、図７（Ｄ）に示すように、上記両振幅が複合
され、質点ＹとＺとが時間ｔ４の時よりも右回りに移動
する。

【００２９】時間ｔ６〜ｔ９に変化するにしたがって、
上述の原理と同様に屈曲振動及び縦振動が発生し、その
結果、図７（Ｄ）に示すように、質点Ｙおよび質点Ｚが
右回りに移動し、楕円運動をする。

【００３０】以上のようにして、この振動アクチュエー
タの弾性体１は、その突起部１ａ，１ｂの先端に楕円運
動を発生させ、駆動力を発生させる構成となっている。
したがって、加圧手段２４により弾性体１をレール２２
に所定圧で押し付けておくと、弾性体１はレール２２に
沿って移動する。

【００３１】なお、弾性体１に設けられた突起部１ａ，
１ｂは必須のものではなく、突起部がなくても屈曲振動
（B モード）の腹の位置が駆動力の取り出し部として機
能する。そして、突起部１ａ，１ｂを設ける代わりに前
記屈曲振動の腹の位置に摺動材としての樹脂部材を設け
てもよい。樹脂としては、例えば、フッ素樹脂等を用い
ることができる。摺動材の固定には接着剤等を用いれば
よい。

【００３２】図８は、振動アクチュエータの駆動回路を
示すブロック図である。発振器６０からは、弾性体１と
各圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’から構成される部
材の４次の屈曲振動（B4モード）および１次の縦振動
（L1モード）に対応する周波数を有する駆動信号が出力
される。この駆動信号は、分岐されて一方は移相器６３
を介して増幅器６１に入力する。他方は、直接増幅器６
２に入力する。増幅器６１の出力は、Ａ端子を経由して
圧電素子２ａの電極４ａに入力する。また、増幅器６２
の出力は、Ｂ端子を経由して圧電素子２ｂの電極５ａに
入力する。この場合、圧電素子２ａに出力される駆動信
号の位相は、位相器６３によって圧電素子２ｂに入力さ
れる駆動信号の位相に対して略90°シフトされている。
モニタ用の圧電素子２Ｐ，２Ｐ’の出力は、それぞれ比
較器６５Ａ，６５Ｂに入力される。比較器６５Ａ，６５
Ｂは、基準電圧発生装置６４により予め設定されている
電圧と、Ｐ，Ｐ’端子の出力とを比較する。そして、圧
電素子２ｐ，２ｐ’のいずれか一方の出力が設定された
電圧よりも小さいときは、周波数を低くするように発振
器６０を制御する。また、圧電素子２ｐ，２ｐ’のいず
れかの出力が大きいときは、周波数を高くするように発
振器６０を制御する。これにより、振動アクチュエータ
の振動振幅がほぼ一定に保持される。

【００３３】以上のように、本実施の形態の構成におい
ては、振動アクチュエータの駆動回路の一部がＦＰＣ２
１によって形成されている。そして、弾性体１を支持す
る一対の取付けねじ３８によって、ＦＰＣ２１の接続部
３７Ａおよび固定部３７Ｂを弾性体１のねじ取付部２６
Ａ，２６Ｂに位置決めし、加圧手段２４の押圧板４８に
よって押圧固定しているので、加圧手段２４の取付けと
同時にＦＰＣ２１を固定することができる。

【００３４】また、ＦＰＣ２１に形成した端子部２８
ａ，２９ａ，３３ａ，３４ａおよびグランド用の端子部
３６ａが、各圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’の表面
電極部４ａ，５ａ，６ａ，７ａと弾性体１に接続されて
いる。そのため、リード線のはんだ付け作業を必要とせ
ず、はんだ付け時の発熱による電極の破壊を防止するこ
とができる。また、配線作業が簡単かつ容易に行うこと
ができる。さらに、グランド用端子部３６ａは、加圧手
段２４によって弾性体１に押圧されることでこの弾性体
１と電気的に接続されるので、接着剤等によって弾性体
１に接合固定される必要がない。そのため、接着工程を
削減することができ、しかも接着剤に比べて強固に固定
することができる。

【００３５】また、ＦＰＣ２１によって弾性体１および
圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’の表面を覆っている
ので、塵埃等の付着や取扱い時に圧電素子の表面を傷付
けたりすることがなく、圧電素子を確実に保護すること
もできる。

【００３６】図９は、本発明の他の実施の形態を示す平
面図、図１０はその正面図である。この実施の形態は、
前述の実施の形態とほぼ同様の構成を有するものである
が、フレキシブルプリント基板して両面フレキシブルプ
リント基板を用いた点で相違する。両面フレキシブルプ
リント基板２１の上面（すなわち圧電素子２ａ，２ｂ，
２ｐ，２ｐ’とは反対側の面）には、例えば、駆動回路
のような一対のＩＣ回路６６が、弾性体１の長手方向中
心線を挟んで対称的に配置されている。

【００３７】両面フレキシブルプリント基板２１は、前
述の実施の形態とは異なり、エポキシ系接着剤によって
圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’と弾性体１の表面に
接着されている。グランド用の端子部３６ａは、弾性体
１の長手方向の中心線（Ｉ−Ｉ線）付近に設けてある。
両面フレキシブルプリント基板２１の表面側には、端子
部６７が露呈されており（図１０参照）、ＩＣ回路６６
はこの端子部６７に接続されている。

【００３８】本実施の形態においては、アクチュエータ
の駆動回路を両面フレキシブルプリント基板２１上に搭
載するので、振動アクチュエータの小型化が可能にな
る。なお、両面フレキシブルプリント基板２１上に配置
するＩＣ回路は２個に限らず幾つでもよい。

【００３９】図１１は、本発明のさらに他の実施の形態
の構成を示す平面図である。本実施の形態では、加圧手
段２４の取付けねじ３８を４本とし、この４本のねじで
ＦＰＣ２１を押圧固定するように構成してある。弾性体
１の長辺側両側面には、長手方向の中心線を挟んでその
両側の対称の位置に加圧手段用のねじ取付け部２６Ａ，
２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄが一体に形成されている。ＦＰ
Ｃ２１の四隅の付近には、ねじ取付け部２６Ａ，２６
Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄに対応して４つの固定部３７が設け
られている。グランド用の端子部３６ａは、圧電素子２
ｐ，２ｐ’のそれぞれの外側に１箇所ずつ設けられてお
り、弾性体１の表面の両端部近傍に各々接合されてい
る。４つの固定部のうち一方の長辺側（図ではねじ取付
け部２６Ｃ，２６Ｄに対応する位置）に設けられた固定
部３７は、長手方向中心線の左側と右側とで帯状に長く
伸びて設けられ、その一端が１つにまとめられることで
接続部７０を形成している。そして、この接続部７０を
介してアクチュエータの制御回路に接続されている。Ｆ
ＰＣ２１に形成されているグランド用の導電箔３６は、
接続部７０で２つに分けられ、２か所のグランド用の端
子部３６ａに接続されている。なお、接続部７０を１本
にまとめずに、個々に独立させて制御回路に接続させて
もよい。以上の構成によれば、加圧手段２４の取付けね
じ３８により４箇所ＦＰＣ２１を固定することになるの
で、より確実な固定が可能となる。なお、前述のよう
に、弾性体１に生じる屈曲振動の腹の位置で加圧する
と、屈曲振動の振幅を小さくしてしまうので、押圧板４
８によって弾性体１を加圧する位置は、屈曲振動の腹の
位置にかからないように設定するのが望ましい。

【００４０】図１２は、本発明のさらに別の実施の形態
を示す平面図である。本実施の形態では、ＦＰＣ２１
を、導電箔２８，２９，３３，３４，３６（図６参照）
を並設するのに必要な幅の帯状体に形成してある。そし
て、その途中にブランチ部７１を設け、このブランチ部
７１に露出して形成した端子部２８ａ，２９ａ，３３
ａ，３４ａを各圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’の表
面側電極にそれぞれ接続してある。ＦＰＣ２１は、接
着、圧着等により弾性体１に固定されている。弾性体１
の長辺側両側面の中央には加圧手段用のねじ取付け部２
６Ａ，２６Ｂが一体に突設されている。そして、第１の
実施の形態のように、グランド用の端子部３６ａが、ね
じ取付け部２６Ａのねじ孔２５に対応して形成されたＦ
ＰＣ２１のねじ取付孔３９の近傍の裏面側に露呈してい
る。これにより、加圧手段２４の押圧作用によってグラ
ンド用端子部３６ａと弾性体１との電気的接続が確実に
なる。また、ＦＰＣ２１の面積を小さくすることができ
る。

【００４１】なお、本発明は、以上の実施の形態に限定
されるものではなく、種々の変更、変形が可能である。
例えば、グランド用の端子部として圧電素子を利用し、
これを図１３のように導電性塗料によって弾性体１に接
続させてもよい。また、モニタ用の圧電素子２ｐ，２
ｐ’は本発明に必須のものではなく、設けなくてもよ
い。圧電素子２ｐ，２ｐ’を設置しないときは、図８の
駆動回路において、基準電圧発生器６４と比較器６５も
必要でなく、発生器６０からは所定の周波数の駆動信号
を出力すればよい。また、各実施の形態では電気機械変
換素子として圧電素子を用いる場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、電気エネ
ルギを機械エネルギに変換するものものなら何でもよ
い。例えば、電歪素子や磁歪素子を用いてもよい。ま
た、相対運動部材の形態も実施の形態で説明した形態に
限るものではない。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、駆動回路の一部をフレ
キシブルプリント基板によって構成し、このフレキシブ
ルプリント基板を加圧手段によって弾性体に押圧し固定
する。そのため、特別な固定手段を設ける必要がなく、
また、リード線のはんだ付け作業が不要になる。そのた
め、はんだ付け時の発熱による変換素子の電極の破壊を
防止することができる。また、配線作業が簡単かつ容易
になる。さらに、駆動回路の端子部を固定するため、特
別な固定手段を設ける必要がないので、部品点数を削減
することが可能となる。さらに、加圧手段によってフレ
キシブルプリント基板を押圧固定することで配線のため
の接着工程を削減することができ、しかも、接着剤に比
べてより強固に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を示す一部を破断した
正面図である。

【図２】 図１のII−II線断面図である。

【図３】 弾性体の平面図である。

【図４】 弾性体の正面図である。

【図５】 図３のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】 フレキシブルプリント基板の要部を示す平面
図である。

【図７】 振動アクチュエータの駆動原理を説明するた
めの概略図である。

【図８】 振動アクチュエータの駆動回路を示すブロッ
ク図である。

【図９】 本発明の他の実施の形態の構成を示す平面図
である。

【図１０】 図９の正面図である。

【図１１】 本発明のさらに別の実施の形態の構成を示
す平面図である。

【図１２】 本発明のさらに別の実施の形態の構成を示
す平面図である。

【図１３】 従来の振動アクチュエータの構成を示す概
略図である。 １…弾性体、２…電気機械変換素子、２０…振動アクチ
ュエータ、２１…フレキシブルプリント基板（ＦＰ
Ｃ）、２４…加圧手段、２２…レール、２３…フレー
ム、３６ａ…グランド用端子、３８…取付けねじ、５２
…六角ナット、５３…ねじ止め用部材、５４…六角孔付
きボルト、５５…ビス、６６…ＩＣ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体と、電極部を有し前記弾性体に接
   合された複数個の電気機械変換素子と、前記弾性体との
   間で相対運動を行う相対運動部材と、前記弾性体と相対
   運動部材とを加圧接触させる加圧手段と、前記電気機械
   変換素子に駆動信号を印加する駆動回路とを備え、前記
   電気機械変換素子に駆動信号を印加することで前記弾性
   体に縦振動と屈曲振動とを発生させて前記相対運動のた
   めの駆動力を得る振動アクチュエータにおいて、 前記駆動回路の一部をフレキシブルプリント基板によっ
   て構成し、このフレキシブルプリント基板を前記加圧手
   段によって前記弾性体に押圧し固定したことを特徴とす
   る振動アクチュエータ。
2. 【請求項２】 フレキシブルプリント基板は、複数個の
   端子部とグランド用端子を有し、前記複数の端子部は、
   前記電気機械変換素子それぞれの電極部に接続され、前
   記グランド用端子は、前記加圧手段によって加圧される
   ことで前記弾性体に接続されてい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。
3. 【請求項３】 加圧手段は、押圧板とこの押圧板を前記
   弾性体に押し付けるばね部材とを備え、フレキシブルプ
   リント基板は前記押圧板により前記弾性体に押圧される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の振動アクチュ
   エータ。