JPH09285155A

JPH09285155A - 振動アクチュエータ

Info

Publication number: JPH09285155A
Application number: JP8090916A
Authority: JP
Inventors: Mina Kobayashi; 三奈小林; Michihiro Tobe; 通宏戸部
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の超音波アクチュエータでは、摺動部材
を弾性体に接着していたため、接着位置ずれや剥がれ等
が発生するおそれがあった。【解決手段】振動子１１と、振動子１１に加圧接触す
る相対運動部材と、振動子１１の接触面に装着される摩
擦部材１５ａ，１５ｂとを備え、摩擦部材１５ａ，１５
ｂの装着は、振動子１１に形成された溝部１６ａ，１６
ｂに摩擦部材１５ａ，１５ｂを嵌め合わせることによ
り、行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動アクチュエー
タに関し、より具体的には、電気機械変換素子により振
動子を励振し、複数の振動を調和的に発生させることに
より振動子の表面に楕円運動を生じさせ、振動子に加圧
接触する相対運動部材との間で相対運動を発生する振動
アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性体に少なくとも２つの電気機械変換
素子を接合して振動子を構成し、これらの電気機械変換
素子にそれぞれ駆動信号である交流電圧を印加すること
により、振動子に複数の振動を調和的に発生させて、振
動子の表面に楕円運動を発生させる振動アクチュエータ
が知られている。

【０００３】このような振動アクチュエータとしては、
「光ピックアップ移動を目的とした圧電リニア・モー
タ」（富川義朗氏他：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，第３９３頁〜第３９８頁）に
より、その構成及び負荷特性が詳細に説明されている。

【０００４】図８は、このような振動アクチュエータ１
の構成を示す説明図であって、図８（ａ）は上面図，図
８（ｂ）は一部を拡大した状態で示す正面図，図８
（ｃ）は右側面図，図８（ｄ）は底面図である。図８
（ｄ）においては、摩擦材５ａ，５ｂは一部を破断した
状態で示す。

【０００５】この振動アクチュエータ１は、矩形平板状
であって一方の平面に突起状に駆動力取出部２ａ，２ｂ
が形成された弾性体２（ステンレス鋼，アルミニウム合
金等の金属材料又はプラスチック材料等の弾性材料によ
り構成される。）と、駆動力取出部２ａ，２ｂを介して
図示しない加圧機構により弾性体１に加圧接触する相対
運動部材３とにより構成される。駆動力取出部２ａ，２
ｂは、後述するように、弾性体２に発生する４次の屈曲
振動の腹位置の２か所に形成される。

【０００６】弾性体２の他方の平面には、矩形薄板状の
電気機械変換素子である圧電体４ａ，４ｂ，４ｐ，４
ｐ’が装着される。

【０００７】圧電体４ａ，４ｂは駆動用の圧電体であ
る。圧電体４ａ，４ｂには電気的に位相が９０°異なる
交流電圧が印加される。なお、圧電体４ｐ，４ｐ’は、
弾性体２に発生する振動状態を検出するための機械電気
変換素子である圧電体である。これらの圧電体４ａ，４
ｂ，４ｐ，４ｐ’には図示しないリード線が半田付けさ
れており、各リード線は同じく図示しない制御回路に接
続される。

【０００８】圧電体４ａ，４ｂにそれぞれ図示しない駆
動電圧発生装置から駆動信号である交流電圧を印加する
ことにより、弾性体２に１次の縦振動及び４次の屈曲振
動が調和的に発生する。発生した縦振動及び屈曲振動は
合成されて、駆動力取出部２ａ，２ｂの端面に弾性体長
手方向に関する楕円状変位を発生し、駆動力取出部２
ａ，２ｂを介して弾性体２に加圧接触する相対運動部材
３に対して相対運動を生じる。この相対運動を外部に取
り出して推力として利用する。

【０００９】このような振動アクチュエータ１では、１
次の縦振動及び４次の屈曲振動それぞれの固有振動数
が、互いに非常に近い値又は同じ値になるように設計さ
れる。そのため、圧電体４ａ，４ｂそれぞれに、２つの
固有振動数に近い周波数の交流電圧を印加することによ
り、１次の縦振動及び４次の屈曲振動を調和的に発生さ
せることができる。

【００１０】ここで、突起状に形成された駆動力取出部
２ａ，２ｂの端面は、弾性体２との摺動面であるため、
その全面に、相対運動部材３との摺動抵抗を低減するた
めの摩擦材５ａ，５ｂが貼付される。摩擦材５ａ，５ｂ
は、樹脂材や金属材等からなるシート材を、例えばエポ
キシ樹脂系接着剤からなる接着層６ａ，６ｂを介して、
駆動力取出部２ａ，２ｂの端面に接着されて、形成され
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】摩擦材５ａ，５ｂは、
振動アクチュエータ１の摩耗と摺動抵抗とをともに低減
するために、装着する必要がある。しかし、摩擦材５
ａ，５ｂは、小型かつ薄型であるため、駆動力取出部２
ａ，２ｂの所定の装着位置に正確かつ確実に貼付するこ
とは、極めて難しかった。

【００１２】そのため、単に貼付したのでは貼付位置の
ずれを生じ易く、この対策として、貼付に際しては、複
雑な構造の接着用治具を製作し、この接着用治具を用い
て貼付作業を行う必要があった。したがって、貼付に要
するコストが増加してしまうという課題があった。

【００１３】また、接着面積が極めて微小であるため、
摩擦材５ａ，５ｂの接着強度が弱く、摩擦材５ａ，５ｂ
が剥がれ易いという課題があった。さらに、接着の際に
行われる圧着により接着剤がはみ出した場合には、はみ
出した接着剤を、溶剤をしみ込ませた払拭布で払拭する
必要があるが、この溶剤が摩擦材５ａ，５ｂの接着面に
回り込み、接着層６ａ，６ｂの接着強度を低下させてし
まうという課題もあった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、弾性体の駆動力取出部への摩擦材の装着
を、機械的係合手段のみにより、又は機械的係合手段と
接着との併用により、行うことで、上述した課題を解決
することができることを知見して、本発明を完成した。

【００１５】請求項１の発明は、振動子と，振動子に加
圧接触する相対運動部材と，振動子及び相対運動部材の
いずれかの接触面に装着される摩擦部材とを備える振動
アクチュエータであって、摩擦部材の接触面への装着
は、機械的係合により行われることを特徴とする振動ア
クチュエータである。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１に記載された
振動アクチュエータにおいて、機械的係合は、接触面及
び摩擦部材のうちのいずれか一方に形成された凹部と、
他方に形成された、凹部に係合する凸部との組み合わせ
により、行われることを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明は、請求項２に記載された
振動アクチュエータにおいて、凹部は、孔部，溝部又は
切り欠き部であることを特徴とする。請求項４の発明
は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載さ
れた振動アクチュエータにおいて、機械的結合は、はめ
あいであることを特徴とする。

【００１８】請求項５の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載された振動アクチュエータに
おいて、摩擦部材と接触面との装着部に、接着層が存在
することを特徴とする。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
までのいずれか１項に記載された振動アクチュエータに
おいて、振動子は、矩形平板状の弾性体と，弾性体の一
方の平面に装着されて弾性体に縦振動及び屈曲振動を調
和的に発生する電気機械変換素子とからなることを特徴
とする。

【００２０】請求項７の発明は、請求項６に記載された
振動アクチュエータにおいて、摩擦部材の接触面への装
着位置は、屈曲振動の腹の位置であることを特徴とす
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、本発明にかかる振動アクチュエ
ータを添付図面を参照しながら、詳細に説明する。な
お、以降の本実施形態の説明は、振動アクチュエータと
して超音波の振動域を利用する超音波アクチュエータを
例にとって、行う。

【００２２】図１は、第１実施形態の超音波アクチュエ
ータを構成する振動子１１の説明図であり、図１（ａ）
は斜視図，図１（ｂ）は側面図である。本実施形態の超
音波アクチュエータが図７に示す従来の振動アクチュエ
ータと相違するのは、摩擦部材１５ａ，１５ｂの弾性体
１２への装着態様だけであり、弾性体１２への駆動用圧
電体１４ａ，１４ｂ、振動モニタ用圧電体１４ｐ，１４
ｐ’の設置位置や機能等は全く同様であるため、これら
に関する説明は適宜省略する。

【００２３】本実施形態では、弾性体１２の裏面（圧電
体非装着面）であって、弾性体１２に発生する４次の屈
曲振動の腹位置には、弾性体１２の幅方向全長に、断面
矩形の溝部１６ａ，１６ｂが凹部として形成される。

【００２４】本実施形態では、溝部１６ａ，１６ｂに嵌
まり合う横断面形状の直方体型の摩擦部材１５ａ，１５
ｂが、溝部１６ａ，１６ｂに嵌まり合うことにより、装
着される。この摩擦部材１５ａ，１５ｂは、従来から用
いられてきた摩擦材と同一の材料により構成され、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）をマトリ
ックスとする樹脂に、ガラス繊維や二硫化モリブデンを
混入した材料（商品名：ポリフロン，ダイキン工業
（株））を例示することができる。

【００２５】本実施形態では、図１（ｂ）に示すよう
に、摩擦部材１５ａ，１５ｂを溝部１６ａ，１６ｂに嵌
まり合わせた際に摩擦部材１５ａ，１５ｂの一部が、弾
性体１２の平面１２ａから突出するように構成する。す
なわち、摩擦部材１５ａ，１５ｂは、従来の突起状の駆
動力取出部も兼ねている。

【００２６】このように、本実施形態では、振動子１１
の接触面に凹部である溝部１６ａ，１６ｂを形成され、
この溝部１６ａ，１６ｂに係合する凸部である摩擦部材
１５ａ，１５ｂが係合（嵌合）されるため、摩擦部材１
５ａ，１５ｂは、振動子１１へ機械的係合により、装着
される。

【００２７】なお、摩擦部材１５ａ，１５ｂを溝部１６
ａ，１６ｂ内に装着する前に、溝部１６ａ，１６ｂ内に
接着剤を塗布しておき、接着力も併用することにより摩
擦部材１５ａ，１５ｂを振動子１１に固定するようにし
てもよい。用いる接着剤としては、例えばエポキシ系接
着剤を例示することができる。

【００２８】本実施形態で用いる振動子１１は、以上の
ように構成される。そのため、振動子１１の所定の位置
に摩擦部材１５ａ，１５ｂを装着するには、溝部１６
ａ，１６ｂに摩擦部材１５ａ，１５ｂを嵌め込むだけで
よく、極めて容易かつ確実に摩擦部材１５ａ，１５ｂを
所定の装着位置に装着することができる。

【００２９】また、従来のように弾性体１２の平面部に
接着力だけによって装着した場合に比較すると、摩擦部
材１５ａ，１５ｂの保持力が向上し、駆動に伴う摩擦部
材１５ａ，１５ｂの剥がれが解消される。

【００３０】また、弾性体１２に突起状に駆動力取出部
を形成する必要がなくなり、弾性体１２には溝部１６
ａ，１６ｂを形成するだけでよいため、弾性体１２への
加工コストが低減される。

【００３１】また、接着剤を併用する場合にも、接着剤
は溝部１６ａ，１６ｂに塗布されるため、摩擦部材１５
ａ，１５ｂの嵌合時の加圧によっても外部にはみ出し難
くなる。

【００３２】また、振動子１１の接触面に凹部である溝
部１６ａ，１６ｂを形成することは、振動子１１に発生
する屈曲振動の腹位置に相当する部分を加工することで
あるため、振動子１１の弾性が増加する。これにより、
縦振動の最大振幅が増加し、超音波アクチュエータ１１
の推進力や最高速度等といった超音波アクチュエータの
基本性能が向上する。

【００３３】さらに、弾性体１２に発生する１次の縦振
動及び４次の屈曲振動それぞれの共振周波数は、下記
式及び式により与えられる。縦振動ｆ_L1＝１／２ξ×（Ｅ／ρ）^1/2 ・・・・・・・屈曲振動ｆ_B4＝（λ₄ξ）²τ／２πξ²×（Ｅ／１２ρ）^1/2・・・・・

【００３４】ただし、Ｅ：ヤング率 ρ：密度 ξ：弾性体の等価長さ（完全な矩形の弾性体と等価な長
さ） τ：弾性体の等価厚さ（完全な矩形の弾性体と等価な厚
さ）

【００３５】したがって、振動子１１の接触面に凹部で
ある溝部１６ａ，１６ｂを形成することにより、弾性体
の等価長さξと弾性体の等価厚さτとが変化する。ここ
で、縦振動の共振周波数ｆ_L1と、屈曲振動の共振周波数
ｆ_B4とは、等価長さξに関する次数が異なるとともに縦
振動は等価厚さτを用いずに算出されるため、溝部１６
ａ，１６ｂの形成に伴う共振周波数の変化率が異なる。
したがって、振動子１１の接触面に凹部である溝部１６
ａ，１６ｂを形成することにより、振動子１１に発生す
る共振周波数のずれを調整することも可能である。調整
代は、凹部の深さを調整すること等により、簡単に変更
することができる。

【００３６】また、本実施形態によれば、実際の生産に
際して、摩擦部材の装着位置ずれの発生が著しく低減さ
れるため、生産効率が著しく向上する。以上詳細に説明
したように、本実施形態により、摩擦部材の位置決めが
容易で、接着強度が強く、駆動力が大きく、安定的に駆
動される超音波アクチュエータを提供することができ
た。

【００３７】（第２実施形態）以下、第２実施形態の超
音波アクチュエータに用いる振動子を説明する。なお、
以下の各実施形態の説明は、第１実施形態と相違する部
分のみを説明し、同一の部分については同一の図中符号
を付すことにより、重複する説明を適宜省略する。

【００３８】図２は、第１実施形態の超音波アクチュエ
ータを構成する振動子１１−１の説明図であり、図２
（ａ）は斜視図，図２（ｂ）は側面図である。本実施形
態における振動子１１−１が、第１実施形態の振動子１
１と相違するのは、摩擦部材を振動子幅方向の全長に設
けるのではなく、振動子幅方向の両端部側に設ける点で
ある。

【００３９】すなわち、弾性体１２−１の裏面１２−１
ａであって、弾性体１２−１に発生する４次の屈曲振動
の腹位置には、弾性体１２−１の幅方向の両端部側に、
断面矩形の切り欠き部１６ａ−１，１６ｂ−１，１６ａ
−２，１６ｂ−２が凹部として形成される。

【００４０】そして、これらの切り欠き部１６ａ−１，
１６ｂ−１，１６ａ−２，１６ｂ−２に係合する凸部で
ある摩擦部材１５ａ−１，１５ｂ−１，１５ａ−２，１
５ｂ−２を係合（嵌合）する。そのため、摩擦部材１５
ａ−１，１５ｂ−１，１５ａ−２，１５ｂ−２は、振動
子１１−１へ機械的係合により、装着される。

【００４１】第１実施形態とは、摩擦部材１５ａ−１，
１５ｂ−１，１５ａ−２，１５ｂ−２の設置範囲が異な
るため、振動子１１−１を相対運動部材に加圧した際の
加圧状態が安定し、安定した駆動状態が得られる。

【００４２】（第３実施形態）図３は、第３実施形態の
超音波アクチュエータを構成する振動子１１−２の説明
図であり、図３（ａ）は斜視図，図３（ｂ）は側面図で
ある。

【００４３】本実施形態における振動子１２−２は、第
２実施形態における振動子１２−１を一部変更したもの
である。すなわち、本実施形態では、弾性体１２−２の
裏面１２−２ａであって、弾性体１２−２に発生する４
次の屈曲振動の腹位置には、弾性体１２−２の幅方向の
両端部側から距離ｌだけ中心側に寄った位置に、断面矩
形の孔部１７ａ−１，１７ｂ−１，１７ａ−２，１７ｂ
−２が孔部として形成される。

【００４４】そして、これらの孔部１７ａ−１，１７ｂ
−１，１７ａ−２，１７ｂ−２に係合する凸部１８ａ−
１，１８ｂ−１，１８ａ−２，１８ｂ−２を有する摩擦
部材１９ａ−１，１９ｂ−１，１９ａ−２，１９ｂ−２
を係合（嵌合）する。そのため、摩擦部材１９ａ−１，
１９ｂ−１，１９ａ−２，１９ｂ−２は、振動子１１−
２へ機械的係合により、装着される。第２実施形態に比
較すると、摩擦部材１９ａ−１，１９ｂ−１，１９ａ−
２，１９ｂ−２がより確実に弾性体１２−２に装着され
る。

【００４５】（第４実施形態）図４は、第４実施形態の
超音波アクチュエータを構成する振動子１１−３の説明
図であり、図４（ａ）は斜視図，図４（ｂ）は側面図で
ある。

【００４６】本実施形態における振動子１１−３は、第
１実施形態における振動子１１を一部改良したものであ
り、溝部２０ａ，２０ｂの断面を半円形とするととも
に、摩擦部材２１ａ，２１ｂを溝部２０ａ，２０ｂに嵌
まり合う断面形状の円柱体としたものである。

【００４７】摩擦部材２１ａ，２１ｂが円柱状であるた
め、相対運動部材との摺動抵抗が低減される。そのた
め、振動子１１−３及び相対運動部材間に発生する相対
運動を高速域で行いたい用途に好適である。

【００４８】（第５実施形態）図５は、第５実施形態の
超音波アクチュエータを構成する振動子１１−４の説明
図であり、図５（ａ）は斜視図，図５（ｂ）は側面図で
ある。

【００４９】本実施形態における振動子１１−４は、第
４実施形態における振動子１１−３を一部改良したもの
であり、摩擦部材２１ａ，２１ｂの相対運動部材との接
触部を長手方向に一部切断し、相対運動部材との接触部
２２ａ，２２ｂの面積を増加させたものである。そのた
め、振動子１１−４及び相対運動部材間に発生する相対
運動を高トルクで行いたい用途に好適である。

【００５０】（第６実施形態）図６は、第６実施形態の
超音波アクチュエータを構成する振動子１１−の説明図
であり、図６（ａ）は斜視図，図６（ｂ）は側面図であ
る。

【００５１】本実施形態は、第３実施形態における弾性
体１２−２を一部変更したものであり、弾性体１２−５
の平面１２−５ａに、摩擦部材１９ａ−１，１９ｂ−
１，１９ａ−２，１９ｂ−２を設置するのではなく、平
面１２−５ａに弾性体１２−５と一体的に形成された駆
動力取出部１２−５ｂ，１２−５ｃの端面に摩擦部材１
９ａ−１，１９ｂ−１，１９ａ−２，１９ｂ−２を設置
する。

【００５２】このようにすることにより、弾性体１２−
５に発生する駆動振動（楕円運動）をより大きな振幅で
取り出すことができ、駆動効率の向上を図ることができ
る。

【００５３】以上詳細に説明してきた各実施形態では、
振動子側に凹部を形成するとともに摩擦部材の全部又は
一部にこの凹部に係合する凸部を形成する態様を示した
が、本発明にかかる振動アクチュエータはこのような態
様だけに限定されるものではない。

【００５４】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、いずれも、
変形形態の超音波アクチュエータの構造を一部抽出して
示す斜視図である。図７（ａ）は、弾性体２３の一方の
平面の所定の位置に、横断面形状が円形の突起２４ａ，
２４ｂを形成し、この突起２４ａ，２４ｂに嵌まり合う
断面形状の孔部を有する直方体型の摩擦部材２５ａ，２
５ｂを嵌合させたものである。一方、図７（ｂ）は、弾
性体２３−１の一方の平面の所定の位置に、横断面形状
が正方形の突起２４ａ−１，２４ｂ−１を形成し、この
突起２４ａ−１，２４ｂ−１に嵌まり合う断面形状の孔
部を有する直方体型の摩擦部材２６ａ，２６ｂを嵌合さ
せたものである。

【００５５】図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、
振動子側に凸部を形成するとともに摩擦部材の全部又は
一部にこの凸部に係合する凹部を形成するように、構成
してもよい。

【００５６】（変形形態）本発明にかかる振動アクチュ
エータは、以上詳細に説明した実施形態に限定されるも
のではなく、様々な変形や変更が可能である。

【００５７】各実施形態では、振動アクチュエータとし
て超音波の振動域を利用する超音波アクチュエータを例
にとったが、本発明はこのような態様に限定されるもの
ではなく、他の振動域を利用する振動アクチュエータに
ついても等しく適用することが可能である。

【００５８】また、各実施形態では、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、電気エネルギーを
機械的変位に変換することができるものであればよい。
例えば、圧電素子以外に、電歪素子や磁歪素子を例示す
ることができる。

【００５９】また、各実施形態では、超音波アクチュエ
ータとして、矩形平板状の弾性体に縦振動及び屈曲振動
を発生する、いわゆるＬ−Ｂ型の超音波アクチュエータ
を例にとったが、本発明はこのような超音波アクチュエ
ータにのみ限定されるものではない。例えば、円柱状弾
性体を中心軸を含む平面で縦に２分割し、その間に縦振
動用圧電体及び捩じり振動用圧電体を挟持させることに
より振動子を構成し、この振動子の一方の端面に円柱状
の相対運動部材（移動子）を加圧接触させて構成され
る、いわゆる縦−捩じり振動型（Ｌ−Ｔ型）の超音波ア
クチュエータについても、Ｌ−Ｂ型と同様に適用するこ
とができる。

【００６０】本発明を、Ｌ−Ｂ型の超音波アクチュエー
タに適用するには、例えば、相対運動部材の振動子との
接触面に、摩擦部材取付け用の孔部を形成し、この孔部
に嵌合する凸部を有する円環状の摩擦部材を、相対運動
部材に設けるようにすればよい。

【００６１】また、摩擦部材の材質としては、前述した
ポリフロン以外に、ポリエーテルニトリル等の有機材
や、窒化ホウ素，アルマイト被覆されたアルミニウム合
金等の無機材等を用いることが可能である。

【００６２】

【第１実施例】さらに、本発明にかかる振動アクチュエ
ータを、実験データを示す実施例とともに、詳細に説明
する。

【００６３】図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す超音波ア
クチュエータ１１を、以下に列記する諸元で形成した。弾性体１２：ステンレス鋼材（ＳＵＳ３０４）摩擦部材１５ａ，１５ｂ：ポリフロン（ガラス繊維１５
wt％，二硫化モリブデン５wt％含有ＰＴＦＥ、ダイキン
工業（株））接着剤（溝部１６ａ，１６ｂ内に塗布）：エポキシ系接
着剤

【００６４】このように構成された超音波アクチュエー
タ１１を、駆動用圧電体１４ａ，１４ｂに駆動電圧を印
加させて弾性体１２に１次の縦振動及び４次の捩じり振
動を調和的に発生させ、摩擦部材１５ａ，１５ｂと加圧
接触する相対運動部材の駆動面（図示しない。）上にお
いて駆動させた。駆動時に、以下に列記する４項目を満
足した。

【００６５】（１）駆動時に、摩擦部材１５ａ，１５ｂ
及び相対運動部材それぞれの接触面が摩滅することによ
り発生する摩耗量が極めて少なく、長時間安定的に性能
を維持することができること。

【００６６】（２）摩擦部材１５ａ，１５ｂの相対運動
部材への食いつきが向上し、超音波アクチュエータ１１
の駆動力が増大すること。（３）駆動時に、摩擦部材１５ａ，１５ｂと相対運動部
材との接触状態が安定し、滑り音等の騒音が発生しない
こと。

【００６７】（４）駆動状態が長期間にわたって安定す
ること。これらの結果から、本実施例の超音波アクチュエータ１
１は、充分な実用性を有することがわかる。

【００６８】

【第２実施例】実施例として、図２に示す超音波アクチ
ュエータ１１−１を用いた。一方、比較例として、図８
に示す超音波アクチュエータ１を用いた。これらは、い
ずれも、弾性体をＳＵＳ３０４により構成するとともに
ポリフロンからなる摩擦部材を用い、弾性体と摩擦部材
とをエポキシ系接着剤により接着した。

【００６９】これら両者を、通常の生産工程でそれぞれ
１００台ずつ製作し、不良率を比較した。なお、不良品
の判定は、摩擦部材が所定の装着位置からずれて装着さ
れた場合に不良と判定した。

【００７０】実施例の不良率は１％であったのに対し、
比較例の不良率は２０％であった。これにより、本発明
により、製作時における不良率の発生が著しく低減され
たことがわかる。

【００７１】また、実施例の超音波アクチュエータ１１
−１，比較例の超音波アクチュエータ１について、駆動
時に発生する縦振動の最大振幅を測定した。その結果、
平均で、実施例の最大振幅は２．５μｍであったのに対
し、比較例の最大振幅は２μｍであった。このように、
実施例により、弾性体１２に発生する縦振動の振幅が増
大した。

【００７２】このような縦振動の振幅の増大により、超
音波アクチュエータ１１−１の最高速度，推進力がとも
に向上した。負荷２０ｇｆにおける最高速度は、実施例
が１３０ｍｍ／ｓｅｃであるのに対し、比較例が１００
ｍｍ／ｓｅｃであった。

【００７３】

【第３実施例】図３に示す超音波アクチュエータ１１−
２を用いて、駆動実験を行った。本実施例では、ＳＵＳ
３０４からなる弾性体１２−２を用いるとともに、ベス
ペルＳＰ−２１（デュポン（株））からなる摩擦部材１
９ａ−１，１９ｂ−１，１９ａ−２，１９ｂ−２を用い
た。弾性体１２−２と摩擦部材１９ａ−１，１９ｂ−
１，１９ａ−２，１９ｂ−２との係合は、嵌め合いのみ
によって行い、接着剤は用いなかった。

【００７４】このようにして得られた超音波アクチュエ
ータ１１−２を駆動したところ、第１実施例と同様の効
果を確認することができた。したがって、本実施例の超
音波アクチュエータ１１は、充分な実用性を有すること
がわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の超音波アクチュエータを構成す
る振動子の説明図であり、図１（ａ）は斜視図，図１
（ｂ）は側面図である。

【図２】第２実施形態の超音波アクチュエータを構成す
る振動子の説明図であり、図２（ａ）は斜視図，図２
（ｂ）は側面図である。

【図３】第３実施形態の超音波アクチュエータを構成す
る振動子の説明図であり、図３（ａ）は斜視図，図３
（ｂ）は側面図である。

【図４】第４実施形態の超音波アクチュエータを構成す
る振動子の説明図であり、図４（ａ）は斜視図，図４
（ｂ）は側面図である。

【図５】第５実施形態の超音波アクチュエータを構成す
る振動子の説明図であり、図５（ａ）は斜視図，図５
（ｂ）は側面図である。

【図６】第６実施形態の超音波アクチュエータを構成す
る振動子の説明図であり、図６（ａ）は斜視図，図６
（ｂ）は側面図である。

【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、いずれも、変形
形態の超音波アクチュエータの構造を一部抽出して示す
斜視図である。

【図８】従来の振動アクチュエータの構成を示す説明図
であって、図８（ａ）は上面図，図８（ｂ）は一部を拡
大した状態で示す正面図，図８（ｃ）は右側面図，図８
（ｄ）は底面図である。

【符号の説明】

１１振動子１２弾性体１２ａ平面１４ａ，１４ｂ圧電素子１５ａ，１５ｂ摩擦部材（凸部）１６ａ，１６ｂ溝部（凹部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動子と，前記振動子に加圧接触する相
対運動部材と，前記振動子及び前記相対運動部材のいず
れかの接触面に装着される摩擦部材とを備える振動アク
チュエータであって、前記摩擦部材の前記接触面への装着は、機械的係合によ
り行われることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項２】請求項１に記載された振動アクチュエー
タにおいて、前記機械的係合は、前記接触面及び前記摩擦部材のうち
のいずれか一方に形成された凹部と、他方に形成された
前記凹部に係合する凸部との組み合わせにより、行われ
ることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項３】請求項２に記載された振動アクチュエー
タにおいて、前記凹部は、孔部，溝部又は切り欠き部であることを特
徴とする振動アクチュエータ。
【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載された振動アクチュエータにおいて、前記機械的結合は、はめあいであることを特徴とする振
動アクチュエータ。
【請求項５】請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載された振動アクチュエータにおいて、前記摩擦部材と前記接触面との装着部に、接着層が存在
することを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項６】請求項１から請求項５までのいずれか１
項に記載された振動アクチュエータにおいて、前記振動子は、矩形平板状の弾性体と，前記弾性体の一
方の平面に装着されて前記弾性体に縦振動及び屈曲振動
を調和的に発生する電気機械変換素子とからなることを
特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項７】請求項６に記載された振動アクチュエー
タにおいて、前記摩擦部材の前記接触面への装着位置は、前記屈曲振
動の腹の位置であることを特徴とする振動アクチュエー
タ。