JPH09140170A - 振動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気機械変換素子を良好に保護することがで
き、取扱い時に素子表面を傷付けたりすることがないよ
うにする。またリード線の半田付け作業を必要とせず、
半田付け時の発熱による電極の破壊を防止する。 【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。
フレキシブルプリント基板２１の端子部２８ａ，２９
ａ，３３ａ，３４ａを各電気機械変換素子２ａ，２ｂ，
２ｐ，２ｐ’の表面側電極部４ａ，５ａ，６ａ，７ａに
それぞれ接続し、グランド用端子部３６ａを加圧手段２
４によって弾性体１に押し付けて接続する。

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１２（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す概
略図であり、（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、その基礎部１ｃの一方の面に形成された突起部１
ａ、１ｂとから構成されている。これら突起部１ａ，１
ｂは、基礎部１ｃ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、ガイドレール等の相対運動部材３
に押し付けられている。圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２
ｇ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２ａ，２ｂは、互いに位相が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。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，２
ｇの表面および裏面には銀電極４ａ，４ｂ、０５ａ，５
ｂ，６ａ，６ｂ，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によって接続されている。また、裏面
側の銀電極４ｂ，５ｂ，６ｂ，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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】

【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、取扱いの際に、電
気機械変換素子（圧電素子）２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｇの
表面を傷つけるおそれがあった。そして、この傷によ
り、電気機械変換素子の分極（ポーリング）状態が破壊
される場合があった。電気機械変換素子２ａ、２ｂは、
交流電圧を印加した時に所望の振動を起こすように、予
め決まった方向に分極処理してあるので、分極状態が破
壊されると振動状態が変化して初期の性能を満たさなく
なってしまう。そのため、振動アクチュエータの取扱い
には注意を要していた。本発明は、このような課題を解
決することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、弾性体と、この弾性体に接合された電気
機械変換素子とを備え、前記弾性体に相対運動部材を加
圧接触させた状態で前記電気機械変換素子に駆動信号を
印加し、前記弾性体に縦振動と屈曲振動とを発生させる
ことで前記相対運動部材との間で相対運動を行う振動ア
クチュエータにおいて、前記駆動信号を印加するための
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によって前記電気
機械変換素子の表面を覆う構成とした。また、本発明で
は、フレキシブルプリント基板にＩＣ回路を搭載した。

【０００８】電気機械変換素子は弾性体に縦振動と屈曲
振動を発生させる。フレキシブルプリント基板は、電気
機械変換素子および弾性体を覆い、全体を保護する。ま
た、フレキシブルプリント基板の端子部は、電気機械変
換素子の表面側電極部と電気的および機械的に接合して
いる。

【０００９】

【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、従来技術の欄で示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。

【００１０】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。

【００１１】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。
また、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。

【００１２】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
て接合させることができる。

【００１３】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、機械エネルギを電気エネルギ（電気
信号）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，７
ａ，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３３，３４の端子部３
３ａ，３４ｂに接着、溶着、圧着等によって接合させる
ことができる。表面側電極６ａ，７ａは、導電箔３３，
３４の端子部３３ａ，３４ｂ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。

【００１４】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。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、３
６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、
２９ａ、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、
７ａに接合されている。また、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、ＦＰＣ２１の裏面側に露呈されている。

【００１５】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３
７Ａには、各導電箔２８，２９，３３，３４，３６が集
中して並列に形成され、先端が各端子Ａ，Ｂ，Ｐ，
Ｐ’，Ｇ端子を介してモータの駆動回路（後述する）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２
３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に近接して露呈されている。

【００１６】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。

【００１７】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。また、フレ
ーム２３の内部下方には、レール２２の両側面にベアリ
ング４３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。

【００１８】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。

【００１９】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を設けて、こ
の端子部３６ａと弾性体１の表面とを直接接触させるこ
とで両者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。

【００２０】なお、本実施の形態において、グランド用
電極を弾性体１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３３
ａ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。

【００２１】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１
５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。

【００２２】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、高周波電圧の最大値を示している。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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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および縦振動が発生し、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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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た
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
れか一方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。

【００３２】以上のように、本実施の形態の構成におい
ては、圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’の表面をＦＰ
Ｃ２１によって覆ってあるので、これら圧電素子を保護
することができる。そのため、取扱い時に圧電素子の表
面を傷付けるおそれがなくなる。また、圧電素子に塵埃
等が付着するのを防止することができる。さらに、ＦＰ
Ｃ２１に設けた端子部２８ａ，２９ａ，３３ａ，３４
ａ，３６を各圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，２ｐ’の表面
側電極４ａ，５ａ，６ａ，７ａに接着、溶着、圧着等に
より固定してあるので、はんだ付けによるリード線の接
続作業が不要である。そのため、はんだ付け時の熱によ
って圧電素子の電極を破壊してしまうおそれもない。ま
た、はんだの盛り上がりが生じないので、加圧手段２４
の押圧板４８をＦＰＣ２１に良好に密着させることがで
きる。そのため、弾性体１を均一な力で加圧することが
できる。

【００３３】さらにまた、振動アクチュエータの加圧手
段２４の一部である押圧板４８によって、ＦＰＣ２１の
接続部３７Ａと固定部３７Ｂを弾性体１に対して押圧し
て固定してあるので、ＦＰＣ２１を固定する固定手段を
別途設ける必要がない。しかも、接着剤を用いた場合よ
りも確実に固定することができる。

【００３４】図９は、本発明の他の実施の形態を示す平
面図であり、図１０は正面図である。本実施の形態は、
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として両面フレキシブル
プリント基板を用いた点で異なる。両面フレキシブルプ
リント基板の上面（すなわち、圧電素子２ａ，２ｂ．２
ｐ，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の長手方向の中
心線を挟んで対称的に配置されている。

【００３５】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、取付けねじ３８ではなくエ
ポキシ系の接着剤によって圧電素子２ａ，２ｂ，２ｐ，
２ｐ’の表面および弾性体１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。

【００３６】本実施の形態においては、両面フレキシブ
ルプリント基板２１上にＩＣ回路６６を配置するので、
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。

【００３７】図１１は、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。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の長辺側の両側面には、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２６
Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄが一体に形成されている。
ＦＰＣ２１の四隅の付近には、ねじ取付け部２６Ａ，２
６Ｂ，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
２ｐ、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駆動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箇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箇所で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、屈曲振動の腹に
位置にかからないように設定するのが望ましい。

【００３８】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用い、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，２ｐ’
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。

【００３９】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。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、電気機械変換素子の表
面をフレキシブルプリント基板によって覆ってあるの
で、この電気機械変換素子を保護することができる。そ
のため、取扱い時に電気機械変換素子を傷付けるおそれ
がなくなる。また、電気機械変換素子に塵埃等が付着す
るのを防止することができる。これにより、振動アクチ
ュエータの信頼度を向上させることができる。また、本
発明によれば、駆動回路等をＩＣ回路で構成してフレキ
シブルプリント基板上に搭載したので、アクチュエータ
を小型化することが可能である。

【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破断正面図
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】 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体と、この弾性体に接合された電気
   機械変換素子とを備え、前記弾性体に相対運動部材を加
   圧接触させた状態で前記電気機械変換素子に駆動信号を
   印加し、前記弾性体に縦振動と屈曲振動とを発生させる
   ことで前記相対運動部材との間で相対運動を行う振動ア
   クチュエータにおいて、 前記駆動信号を印加するための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
   プリント基板によって前記電気機械変換素子の表面を覆
   っ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にＩＣ回路を
   搭載したことを特徴とする請求項１記載の振動アクチュ
   エータ。