JPH10323062A

JPH10323062A - 振動アクチュエータ

Info

Publication number: JPH10323062A
Application number: JP9130625A
Authority: JP
Inventors: Isao Sugaya; 功菅谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】使用する振動発生源に対する制約が少なく、
製造容易で性能の個体差が小さい振動アクチュエータを
提供する。【解決手段】所定の回転軸回りに回転可能な回転部材
（２１）と、回転軸方向の縦振動及び回転軸回りの捩り
振動を行うことにより回転軸方向の端面に楕円運動を発
生させる弾性部材（１４）と、弾性部材に縦振動を発生
させる縦振動発生源（３４、３６）と、弾性部材が有す
る回転軸に略平行な作用面に作用することにより、弾性
体に捩り振動を発生させる捩り振動発生源（３４、３
６）とを備え、端面の楕円運動の一部を回転部材に伝達
することにより、回転部材を回転させる振動アクチュエ
ータにおいて、捩り振動発生源は、作用面に対し、作用
面に接する方向の力を作用させることにより、弾性体に
捩り振動を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動子に縦振動及
び捩り振動を励起し、その励起された振動運動の一部を
伝達することで回転部材を回転させる振動アクチュエー
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来の振動アクチュエータの
一例を示す斜視図である。図１４に示す従来の振動アク
チュエータでは、ステータ（固定子）１０１は、２つの
円柱形の弾性体１０２及び１０３と、２つの圧電素子１
０４及び１０５とから構成されている。圧電素子１０４
は、圧電定数ｄ₁₅を用いる圧電素子であり、ステータ１
０１に捩り振動を発生させるための振動発生源である。
圧電素子１０４は、弾性体１０２と１０３との間に配置
されており、弾性体１０２の周方向に分極されている。
一方、圧電素子１０５は、圧電定数ｄ₃₁を用いる圧電素
子であり、ステータ１０１に縦振動を励起するための振
動発生源である。圧電素子１０５は、振動子１０３の上
側に配置されており、圧電素子の厚み方向に分極されて
いる。

【０００３】圧電素子１０５の上側に配置されているロ
ータ１０６は、ステータ１０１より駆動力を得て、所定
の回転軸（Ａ２）の回りに回転運動する部材である。ス
テータ１０１及びロータ１０６は、シャフト１０７に取
り付けられている。具体的には、シャフト１０７にねじ
が切られており、ステータ１０１がシャフト１０７の上
記ねじ部分にねじ結合している。一方、ロータ１０６
は、ボールベアリング１０８を介してシャフト１０７に
回転可能に取り付けられている。

【０００４】さらに、ロータ１０６の上側には、ナット
１１０がシャフト１０７にねじ結合されており、ナット
１１０とロータ１０６の間にはバネ１０９が配置されて
いる。バネ１０９は、ナット１１０により圧縮されてお
り、このために、ロータ１０６に対し、ステータ１０１
の方向への加圧力Ｆを与えている。この加圧力Ｆは、ロ
ータ１０６をステータ１０１に加圧接触させるための力
である。

【０００５】圧電素子１０４及び１０５は、発振器１１
１から発振される同一周波数の電圧を印加されて振動す
る。ただし、圧電素子１０４は、発振器１１１が出力す
る電圧の位相を制御する移相器１１２を介して電圧を印
加されるので、その振動は、圧電素子１０５の振動に対
し所定の位相差を有する。

【０００６】圧電素子１０４に発生する捩り振動は、ロ
ータ１０６を回転させるための機械的変位をステータ１
０１に与える役割を果たす。一方、圧電素子１０５にお
いて発生する縦振動は、ステータ１０１とロータ１０６
との間に働く摩擦力を圧電素子１０４による捩り振動の
周期に同期させて、周期的に変化させる役割を果たす。
これにより、ステータ１０１に生じている捩り振動の運
動成分のうち、特定の方向に係るもののみがロータ１０
６に伝達され、ロータ１０６が一定の方向に駆動され
る。つまり、圧電素子１０５が発生する縦振動は、ステ
ータ１０１からロータ１０６への捩り振動の伝達をＯＮ
−ＯＦＦするクラッチ的役割を果たすものである。

【０００７】図１５は、図１４に示した従来の振動アク
チュエータのステータ１０１を展開して示す斜視図であ
る。図に見られるように、圧電素子１０４は、扇形の形
状を有する圧電素子の小片を６〜８個用いて、環状の形
状に組み合わせたものである。このように圧電素子１０
４を複数の小片から構成するのは、捩り振動を得るため
には、圧電素子を周方向に分極する必要があるからであ
る。なお、図中において、符号１０４ａを付した部材
は、圧電素子１０４に、発振器１１１からの電圧を印加
するための電極である。

【０００８】一方、本願出願人は、例えば、特開平８−
１０３０８９号又は特開平８−１４０３７７号に図１４
に示すのとは異なる態様の振動アクチュエータを開示し
ている。図１６は、特開平８−１４０３７７号に開示さ
れた振動アクチュエータ（以下「先に開示された振動ア
クチュエータ」という）を示す断面図、また、図１７
は、図１６の振動アクチュエータの固定子を示す斜視図
である。

【０００９】図１６に示すように、先に開示された振動
アクチュエータは、シャフト２０７に固定子（ステー
タ）２０１と移動子（ロータ）２０６を取り付け、移動
子２０６を固定子２０１に加圧接触させる点で、従来の
振動アクチュエータと共通した構成を有する。しかし、
先に開示された振動アクチュエータは、固定子２０１
が、厚肉の円筒部材を２分割して得られる弾性体２０２
及び２０３と、２種類の板状の圧電素子２０４及び２０
５とからなり、全体としてほぼ円筒状の形状となるよう
に組み立てられ、不図示のボルトとナットで締結される
点で、従来の振動アクチュエータと異なっている。

【００１０】ここで、圧電素子２０４は、板厚方向に電
圧を印加すると、固定子２０１の中心軸Ａ３に沿って伸
縮変形を行う素子であり、一方、圧電素子２０５は、同
じように電圧を印加すると、中心軸Ａ３に沿ってせん断
変形をする素子である。先に開示された振動アクチュエ
ータでは、圧電素子２０４及び２０５に所定の周波電圧
を９０度の位相差をもって印加し、固定子２０１に、中
心軸Ａ３に沿う方向の縦振動と、中心軸Ａ３を中心に捩
る方向の捩り振動とを励振する。この結果、固定子２０
１の端面（以下「駆動面」という）Ｄ３が楕円運動を行
い、さらに、その楕円運動の一部が移動子２０６に伝達
されて、移動子２０６が一定の方向に回転する。

【００１１】図１８は、従来の振動アクチュエータと、
先に開示された振動アクチュエータとのそれぞれについ
て、捩り振動を励振すべき圧電素子から、弾性体に作用
する力の位置及び方向とを示すモデル図である。図１８
（ａ）は従来の振動アクチュエータのモデルを、図１８
（ｂ）は先に開示された振動アクチュエータのモデルを
示す。なお、図中の軸Ａ２（Ａ３）は、弾性体１０３
（２０３）に励起すべき捩り振動の中心軸であり、ま
た、ロータ１０６（移動子２０６）の回転軸と同一の軸
である。

【００１２】図１８（ａ）に示されるように、従来の振
動アクチュエータでは、圧電素子が、回転軸Ａ２に対し
垂直に設けられた平面１２２にその力を作用させること
で、弾性体１０３に捩り振動を励振していた。これに対
し、先に開示された振動アクチュエータは、図１８(b）
に示すように、回転軸Ａ３に平行な平面２３２を弾性体
２０２、２０３に設け、この面に垂直な方向に圧電素子
の力を作用させることにより弾性体に捩り振動を励振す
る。したがって、先に開示された振動アクチュエータで
は、平面２３２に、回転軸の方向に長い大面積の圧電素
子を配置でき、これにより、従来より高トルクで高回転
数のアクチュエータを実現可能としていた。

【００１３】また、先に開示された振動アクチュエータ
では、弾性体２０２、２０３に捩り振動を励起するの
に、回転軸Ａ３の方向にせん断変形する圧電素子を用い
ている。このために、圧電素子の分極方向は回転軸Ａ３
に平行であり、閉ループに沿って圧電素子を分極しなけ
ればならない従来の振動アクチュエータと異なり、圧電
素子を複数の小片に分割する必要がない。つまり、先に
開示された振動アクチュエータでは、捩り振動を発生す
るための圧電素子を１枚の板材より構成でき、これよ
り、振動アクチュエータの組立作業は、従来のものと比
較して格段に容易なものとなっていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先に開示した
振動アクチュエータには、さらに解決すべき以下のよう
な問題があった。まず、先に開示された振動アクチュエ
ータでは、回転軸Ａ３に平行であって、圧電素子が垂直
に力を作用させることが可能な平面を弾性体に確保する
必要がある。このために、弾性体を回転軸Ａ３に平行な
面について分割することが要求された。しかし、弾性体
をダイシング等で分割すること、また、その後に圧電素
子を挟んで再び弾性体を組み立てるという一連の作業は
大変煩雑であり、製造時間、製造コストを増大させると
いう問題があった。

【００１５】また、先に開示された振動アクチュエータ
では、固定子２０１の全体の形状をほぼ円筒型に維持す
るために、弾性体の間に配置される圧電素子をあまり肉
厚にすることができない。このために、利用可能な圧電
素子は、回転軸Ａ３の方向にせん断変形するもの、すな
わち、圧電係数ｄ₁₅に係る変形が大きいものに限定され
ていた。なぜならば、圧電係数ｄ₃₁に係る変形が大きい
素子を使用すれば、十分な変形量を得るために、圧電素
子の厚みを相当に厚くしなければならないからである。
なお、一般に圧電係数ｄ₁₅を用いる圧電素子は、ｄ₃₁を
用いるものより分極が困難なため価格が高く、このため
に、振動アクチュエータのコストが増大するという問題
もあった。

【００１６】さらに、弾性体を２分割した場合には、移
動子２１に動力を伝達する駆動面Ｄ３の平面性を確保す
ることも困難となる。駆動面Ｄ３の平面性が十分に得ら
れない場合には、分割された２つの弾性体のそれぞれか
ら移動子２０６に伝わる力の間で差（いわゆる左右差）
が生じ、振動アクチュエータの性能に個体差を生じるこ
ととなる。このために、先に開示された振動アクチュエ
ータでは、駆動面Ｄ３の平面性を確保すべく、精度よく
固定子を組み立てることが必要であり、このために、作
業効率の向上、製造コストの削減を図りにくいという問
題があった。

【００１７】一方、先に開示された振動アクチュエータ
では、分割された弾性体を再度組み立て、ボルトとナッ
トで締結するので、部品点数や作業工程が多いという問
題もあった。また、締結により生じる弾性体のひずみ、
及び圧電素子と弾性体との間の接触不良は、固定子に励
振される振動のＱ値、振動アクチュエータの出力トルク
を変化させる。このために、ボルトとナットによる締結
の具合によっても、振動アクチュエータの効率、最大ト
ルク、最大及び最小回転数などにバラツキが生じ、品質
管理が難しいという問題もあった。

【００１８】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたものであり、使用する振動発生源に対する制約が少
なく、製造が容易で性能の個体差が小さい振動アクチュ
エータの提供を課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、所定の回転軸回りに回転可
能な回転部材と、前記回転軸方向の縦振動及び前記回転
軸回りの捩り振動を行うことにより前記回転軸方向の端
面に楕円運動を発生させる弾性部材と、前記弾性部材に
前記縦振動を発生させる縦振動発生源と、前記弾性部材
が有する前記回転軸に略平行な作用面に作用することに
より、前記弾性体に前記捩り振動を発生させる捩り振動
発生源とを備え、前記端面の楕円運動の一部を前記回転
部材に伝達することにより、前記回転部材を回転させる
振動アクチュエータにおいて、前記捩り振動発生源は、
前記作用面に対し、前記作用面に接する方向の力を作用
させることにより、前記弾性体に前記捩り振動を発生さ
せることを特徴とする振動アクチュエータである。

【００２０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
振動アクチュエータにおいて、前記捩り振動発生源は、
前記回転軸方向に異なる位置にある前記作用面上の２つ
の領域に、前記回転軸を中心とする回転方向に関し相互
に異なる方向の力を作用させることにより前記弾性体に
前記捩り振動を発生させることを特徴とする振動アクチ
ュエータである。請求項３に係る発明は、請求項２に記
載の振動アクチュエータにおいて、前記２つの領域の各
々は、前記弾性体に発生すべき前記捩り振動の節部を挟
んで前記回転軸方向の異なる側にあることを特徴とする
振動アクチュエータである。

【００２１】請求項４に係る発明は、請求項１から請求
項３までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータの
おいて、前記作用面は前記弾性体の外周面であることを
特徴とする振動アクチュエータである。請求項５に係る
発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記
載の振動アクチュエータにおいて、前記捩り振動発生源
は、前記作用面に接する方向に変位可能な圧電素子であ
ることを特徴とする振動アクチュエータである。

【００２２】請求項６に係る発明は、請求項１から請求
項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータに
おいて、前記捩り振動発生源は、圧電係数ｄ₃₁に係る変
形を利用して前記作用面に接する方向の振動を発生させ
る圧電素子であることを特徴とする振動アクチュエータ
である。請求項７に係る発明は、請求項６に記載の振動
アクチュエータにおいて、前記圧電素子における前記振
動を発生する領域は、前記作用面に接する方向であって
前記回転軸に垂直な方向に縦長の形状を有することを特
徴とする振動アクチュエータである。

【００２３】請求項８に係る発明は、請求項６又は請求
項７に記載の振動アクチュエータにおいて、前記圧電素
子は、第１の振動領域と、前記第１の振動領域と前記回
転軸方向に隣接し、前記第１の振動領域に対し所定の位
相差で振動する第２の振動領域とを有し、前記第１の振
動領域に生じる変位は、前記弾性体に前記捩り振動を発
生させ、前記第２の振動領域に生じる変位は、前記第１
の振動領域に生じる変位の前記回転軸方向成分を打ち消
すことを特徴としている振動アクチュエータである。

【００２４】請求項９に係る発明は、請求項６から請求
項８までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータに
おいて、前記捩り振動発生源は、前記回転軸に平行な第
１の基準線と前記回転軸に垂直な第２の基準線とにより
規定される４つの象限の各々に振動領域を有し、第１象
限及び第３象限にある前記振動領域は、第２象限及び第
４象限にある前記振動領域の振動に対し、所定の位相差
をもって振動することを特徴とする振動アクチュエータ
である。

【００２５】請求項１０に係る発明は、請求項６に記載
の振動アクチュエータにおいて、前記捩り振動発生源
は、前記回転軸に平行な第１の基準線と前記回転軸に垂
直な第２の基準線とにより規定される４つの象限の各々
に、前記回転軸方向に縦長形状の振動領域を有し、第１
象限及び第３象限にある前記振動領域は、第２象限及び
第４象限にある前記振動領域の振動に対し、所定の位相
差をもって振動することを特徴とする振動アクチュエー
タである。

【００２６】請求項１１に係る発明は、請求項９又は請
求項１０に記載の振動アクチュエータにおいて、第１象
限及び第３象限にある前記振動領域は、第２象限及び第
４象限にある前記振動領域の振動に対し、位相差πをも
って振動することを特徴とする振動アクチュエータであ
る。請求項１２に係る発明は、請求項６から請求項１１
までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおい
て、前記圧電素子は、全体が同一方向に分極された素子
であり、前記圧電素子の前記回転軸方向に異なる位置
に、前記捩り振動発生源となるべき振動領域と、前記縦
振動発生源となるべき縦振動発生源とを設けることによ
り、前記縦振動発生源と前記捩り振動発生源とを一体化
していることを特徴とする振動アクチュエータである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
に係る振動アクチュエータの一実施形態について、さら
に詳しく説明する。なお、以降の説明は、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。

【００２８】（第１実施形態）はじめに、本発明に係る
振動アクチュエータの第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の振動アクチュエータを示す断面図
である。また、図２は、本実施形態の振動アクチュエー
タの振動子に励振される振動のモードを示す説明図であ
る。

【００２９】図１に示す振動アクチュエータは、振動子
１１、移動子２１などから構成されている。移動子２１
は、振動子１１から駆動力を得て固定軸２０を回転軸と
して回転する厚肉の円環状部材である。移動子２１は、
移動子部材２１ａと、移動子部材２１ａの下面に備えら
れた摺動材２１ｂとから構成されている。移動子部材２
１ａは、ステンレス鋼、アルミニウム合金等からなる部
材である。また、移動子部材２１ａは、外周面に、その
回転出力を不図示の被駆動体の歯車に伝達するための歯
車２３を有する。一方、摺動材２１ｂは、高分子材料等
を主成分とし、振動子１１の駆動面Ｄと接触し摺動する
ための部材である。

【００３０】移動子２１は、ベアリング２２を介して固
定軸２０に取り付けられている。ベアリング２２は、移
動子２１の固定軸回りの回転を可能とするとともに、移
動子２１を固定軸２０の所定の位置に位置決めする位置
決め部材としての役割を果たしている。

【００３１】固定軸２０は、移動子２１が取り付けられ
ている位置より上側にねじ部２０ａを有し、このねじ部
２０ａには、ナットなどの調整部材２５がねじ止めされ
ている。また、調整部材２５と移動子２１との間には、
皿バネ、コイルバネ又は板バネ等の加圧部材２４が配置
されている。加圧部材２４は、移動子２１を振動子１１
の方向へ加圧するための部材である。移動子２１は、こ
の加圧部材２４からの加圧力を受け、振動子１１の駆動
面Ｄに加圧接触する。また、調整部材２５は、ねじ止め
されている位置を変化させることにより、加圧部材２４
を適度に圧縮し、移動子２１へ加わる加圧力を調整す
る。

【００３２】振動子１１は、図２に示されるように、１
次の縦振動と、２次の捩り振動を励振されることによ
り、駆動面Ｄに楕円運動を発生させる部材である。振動
子１１は、４つの大径部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１
４Ｄと、３つの小径部１４ａ、１４ｂ及び１４ｃとを有
する厚肉の円筒状部材であり、小径部１４ａ及び１４ｃ
は、２次の捩り振動の節部を含む位置に、小径部１４ｂ
は、１次の縦振動の節部を含む位置にそれぞれ形成され
ている。このように、振動子１１を４つの大径部と３つ
の小径部とを有する形状とするのは、振動子１１の剛性
を局部的に変化させることにより、１次の縦振動と２次
の捩り振動の共振周波数をほぼ一致させ、振動子１１に
いわゆる縮退を生じさせるためである。

【００３３】図１に示されるように、振動子１１は、小
径部１４ｃの位置において、固定軸２０に垂直に交わる
方向へ振動子１１を貫く貫通孔３０を有する。この貫通
孔３０は、ピン３２を通すための孔部である。ピン３２
は、振動子１１の貫通孔３０と、固定軸２０に設けられ
ている貫通孔２０ｂとを貫通することにより、振動子１
１を固定軸２０に固定し、固定軸２０の主軸方向に振動
子１１を位置決めする。また、振動子１１と固定軸２０
との間には、大径部１４Ａ及び１４Ｄの位置において、
筒状部材３３が各々１つずつ配置されている。筒状部材
（カラー）３３は、振動子１１と固定軸２０との間隙を
埋めることにより、振動子１１を径方向に位置決めする
部材である。

【００３４】次に、振動子１１の構成について、さらに
詳しく説明する。図３は、振動子１１の分解図である。
また、図４は、振動子１１の側面図である。なお、図４
（ａ）は、図４（ｂ）と９０°異なる角度から見た振動
子の側面図であり、圧電素子へ所定の電圧を印加するた
めの電気配線を併せて図示したものである。また、図４
（ｂ）の中で示した矢印は、圧電素子の分極の方向を表
すものである。

【００３５】図３に示すように、振動子１１は、弾性体
１４と２つの圧電素子３４及び３６とから主に構成され
ている。弾性体１４は、鉄鋼、ステンレス鋼又はリン青
銅等の金属材料からなる厚肉の円筒状部材である。弾性
体１４の外周面には、前述した小径部１４ａ、１４ｂ及
び１４ｃが設けられている。また、弾性体１４の外周面
には、２つの平面１４ｄ及び１４ｅが設けられている。
なお、図３において、平面１４ｅは、弾性体１４の背面
側に位置するので、図示はされていない。

【００３６】平面１４ｄ及び１４ｅは、それぞれ圧電素
子３４及び３６を接着剤等により接合し、圧電素子３
４、３６の振動を弾性体１４に伝達するための面であ
る。平面１４ｄは、弾性体１４の下端から所定の長さだ
け、弾性体１４の中心軸Ａに平行に設けられた面であ
る。一方、平面１４ｅは、中心軸Ａを中心に平面１４ｄ
を１８０°回転させた位置に設けられた同一形状の面で
ある。なお、中心軸Ａは、弾性体１４の中心軸であると
ともに、移動子２１の回転軸でもある。また、所定の長
さとは、弾性体１４の長手方向の長さより短い長さをい
う。

【００３７】上記のように、平面１４ｄ、１４ｅの長さ
を弾性体より短く設定するのは、移動子２１と摺動し、
これを駆動する弾性体１４の駆動面Ｄを環状の形状とし
て残すためである。駆動面Ｄを環状形状とするのは、駆
動面Ｄと移動子２１とを中心軸Ａを中心とする周方向に
おいて均一に接触させることで、移動子２１の回転ムラ
を防止し、また、摺動半径を可能な限り大きくとること
で、振動アクチュエータの出力トルクを大きくするため
である。

【００３８】圧電素子３４は、板厚の方向に分極された
一枚の板形状の素子である。したがって、圧電素子３４
は、板厚方向の電圧を印加すると板の面方向に大きな伸
縮変形を示す、圧電係数ｄ₃₁を用いる素子である。圧電
素子３４の一の面には、４種類の電極（３８、４０、４
２、４４）が設けられている。これらの電極のうち、電
極４０及び４２は、圧電素子３４に所定の周波電圧を印
加することで、これを励振するためのものである。ま
た、電極３８及び４４は、それぞれ電極４０及び４２に
起因して圧電素子に発生した振動を圧電効果により検出
するための電極である。

【００３９】電極４０は、弾性体１４に２次の捩り振動
を励振するためのものであり、弾性体１４に生ずべき捩
り振動の節部を跨ぐように配置されている。本実施形態
において、捩り振動の節部の１つは、弾性体１４の小径
部１４ｃの位置に生じるので、電極４０は、小径部１４
ｃを跨ぐように配置されている。

【００４０】電極４０は、４つの小電極（４０ａ〜４０
ｄ）により構成されている。各小電極（４０ａ〜４０
ｄ）は、中心軸Ａに垂直な方向（以下「捩り方向」とい
う）にアスペクト比の大きな長方形の形状を有してい
る。また、各小電極（４０ａ〜４０ｄ）は、これらが配
置されるべき領域を、中心軸Ａに平行な第１の基準線
と、垂直な第２の基準線とで分割することにより規定さ
れる４つの象限に各々１つずつ配置されている。

【００４１】電極４２は、弾性体１４に１次の縦振動を
励振するためのものである。電極４２は、中心軸Ａに平
行な方向（以下「縦方向」という）にアスペクト比の大
きな長方形の形状を有し、弾性体１４に生ずべき縦振動
の節部を跨ぐように配置されている。本実施形態では、
縦振動の節部は弾性体１４の小径部１４ｂに生じるの
で、電極４２は、小径部１４ｂを跨ぐように設けられて
いる。

【００４２】図４（ａ）に示されるように、電極４０及
び４２は、所定の周波電圧を発生する発振器５０に接続
されている。ただし、電極４２は、移相器５２を介して
発振器５０に接続されている。移相器５２は、入力され
た周波電圧に対し、＋９０°又は−９０°の位相差を有
する周波電圧を出力するものである。また、電極４０の
うち、第１象限にある小電極４０ａと第３象限にある小
電極４０ｃは、移相器５４を介して発振器５０に接続さ
れている。移相器５４は、入力された周波電圧に対し、
＋１８０°（π）の位相差を有する周波電圧を出力する
ものである。

【００４３】圧電素子３６は、上記に説明した圧電素子
３４と同一形状、同一機能を有する素子である。また、
圧電素子３６は、圧電素子３４と同じ配線方法で、発振
器５０等に接続されている。そこで、重複を避けるため
に、ここでは圧電素子５０についての説明を省略する。

【００４４】次に、圧電素子３４及び３６により、捩り
振動と縦振動を励振されたときの振動子１１の動作につ
いて説明する。振動子１１に縦振動と捩り振動を同時に
励振すると、その駆動面Ｄには、縦振動と捩り振動とを
合成した運動が現れる。本実施形態の場合には、移相器
５２等を利用して所定の位相差を有する周波電圧を電極
４０と４２に印加するので、振動子１１に励起される縦
振動と捩り振動とは９０°の位相差を有し、この結果、
駆動面Ｄに現れるそれら振動の合成は、楕円運動とな
る。

【００４５】図５は、振動子１１の動作を模式的に示す
説明図である。以下、図５を用いて、上記のように９０
°の位相差を有する縦振動と捩り振動を振動子１１に励
振した結果、その駆動面Ｄに楕円運動が生じ、移動子２
１が一方の方向へ回転駆動されることを説明する。な
お、以下において、駆動周波数をｆとしたときの角周波
数をω（＝２πｆ）で表示する。

【００４６】図５に示すように、ｔ＝（６／４）×（π
／ω）の時点では、捩り振動の変位は、左側に最大であ
り、縦振動の変位は零である。この状態で移動子２１
は、加圧部材２４によって振動子１１の駆動面Ｄに接触
している。この状態から、ｔ＝（７／４）×（π／ω）
〜０〜（２／４）×（π／ω）までは、捩り振動が左側
の最大から右側の最大まで変位する。一方、縦振動は、
零から上側の最大に変位し、再び零に戻る。したがっ
て、振動子１１の駆動面Ｄは、移動子２１を押しながら
右方向に回転し、移動子２１は駆動される。

【００４７】次に、ｔ＝（２／４）×（π／ω）〜（６
／４）×（π／ω）までは、捩り振動が右側の最大から
左側の最大まで変位する。一方、縦振動は、零から下側
の最大へ変位し再び零に戻る。したがって、振動子１１
の駆動面Ｄは、移動子２１から離れながら左方向に回転
する。よって、移動子２１は駆動されない。このとき
に、振動子１１の振動数が加圧部材２４の固有振動数よ
りも低く設定されていれば、移動子２１は、加圧部材２
４により加圧されていても、振動子１１の縮みに追従す
ることはない。圧電素子に周波電圧を印加している間、
駆動面Ｄは、上記の楕円運動を繰り返し、その結果とし
て、移動子２１は、一定の方向に駆動されるのである。

【００４８】次に、本実施形態において、弾性体１４に
捩り振動を励振する方法について説明する。図６は、圧
電素子３４の電極４０に発振器５０より周波電圧を印加
した場合に、圧電素子に現れる変形を示す模式図であ
る。なお、図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ電極４０
ａに最小又は最大電圧が印加されているところを示す。

【００４９】前述のように、電極４０のうち、小電極４
０ａと４０ｃは移相器５４を介して発振器５０に接続さ
れているため、小電極４０ａと４０ｃには、小電極４０
ｂと４０ｄに印加されるのとは逆位相の周波電圧が印加
される。したがって、小電極４０ａと４０ｃは、常に、
小電極４０ｂと４０ｄに対し逆の伸縮変形を行う。つま
り、小電極４０ｂ及び４０ｄが圧電素子４０の面方向に
伸び変形（縮み変形）をしているとき、小電極４０ａ及
び４０ｃは、同方向に縮み変形（伸び変形）をする。

【００５０】ここで、各小電極（４０ａ〜４０ｄ）は、
捩り方向にアスペクト比が大きな形状を有することか
ら、各小電極（４０ａ〜４０ｄ）の伸縮変形において、
捩り方向への変形量が縦方向への変形量より大きい。さ
らに、小電極４０ａ及び４０ｄ（４０ｂ及び４０ｃ）
は、縦方向に隣接するように配置されている。このため
に、小電極４０ａ（４０ｃ）が行う伸び変形のうち縦方
向の成分は、小電極４０ｄ（４０ｂ）の縮み変形に吸収
される。

【００５１】上記の結果、電極４０が設けられている圧
電素子３４の領域は、図４（ａ）又は（ｂ）に示される
ように、平行四辺形状に変形する。この変形により、圧
電素子３４は、弾性体１４に、図６（ａ）及び（ｂ）の
中で矢印ｐ、ｑで示す力を作用させる。力ｐ、ｑは、圧
電素子３４の面（すなわち、平面１４ｄ）に平行であっ
て中心軸Ａに垂直な方向をその主たるベクトル成分とす
るものである。しかも、力ｐとｑは、互いに反対の方向
を向いている。したがって、力ｐ及びｑを受けた弾性体
１４は、中心軸Ａの回りに捩られ、小径部１４ｃに節部
を有する捩り振動を励振される。

【００５２】図７は、弾性体１４と、弾性体１４に圧電
素子３４から作用する力（ｐ、ｑ）を示すモデル図であ
る。図７と図１８（ｂ）とを比較すると、本実施形態の
振動アクチュエータは、外周面、すなわち、弾性体の中
心軸に平行な面（以下「作用面」という）に圧電素子の
力を作用させることにより、弾性体に捩り振動を励振す
る点において、特開平８−１４０３７７号に開示した振
動アクチュエータと類似することがわかる。しかし、本
実施形態の振動アクチュエータは、当該圧電素子の力を
作用面に接する方向に作用させている点において、作用
面に垂直な方向に作用させている特開平８−１４０３７
７号に開示した振動アクチュエータと異なっている。

【００５３】上記のように、圧電素子の力を作用面に接
する方向に作用させ、これにより弾性体に捩り振動を励
振することとした結果、本実施形態は、特開平８−１４
０３７７号に開示した振動アクチュエータにおける種々
の課題を解決することを可能としている。例えば、特開
平８−１４０３７７号に開示した振動アクチュエータで
は、作用面に垂直な方向に圧電素子の力を作用させて捩
ることから、効率よく捩り振動を励振するためには、作
用面を中心軸Ａ３を含む平面とする必要がある。このこ
とから、特開平８−１４０３７７号に開示した振動アク
チュエータでは、弾性体をその中心において２分割する
ことが不可避であった。

【００５４】これに対し、本実施形態では、最も効率よ
く捩り振動を励振するためには、作用面を中心軸Ａを中
心とする円柱面とする必要がある。つまり、本実施形態
では、弾性体１４の外周面、内周面又は実質的にこれら
の面に近似するものとして取り扱える平面等を作用面と
すればよく、適切な作用面を取得するために弾性体を２
分割する必要はない。したがって、本実施形態では、弾
性体の分割に伴い生じる問題、すなわち、振動子の部品
数の増大、製造工程の増大、アクチュエータの小型化に
伴う出力トルクの低下、又は、アクチュエータの個体間
における性能のバラツキ等は生じない。

【００５５】また、特開平８−１４０３７７号に開示し
た振動アクチュエータは、構造上、捩り振動を励振する
ための圧電素子として、圧電定数ｄ₁₅を用いる素子を使
用しなければならなかった。これに対し、本発明に係る
振動アクチュエータでは、そのような制約はなく、上記
実施形態において示したように、圧電定数ｄ₃₁を用いる
素子を利用することも可能である。つまり、本実施形態
は、利用可能な圧電素子の選択の幅を広げるものであ
る。また、圧電定数ｄ₃₁を用いる素子は、ｄ₁₅を用いる
素子より安価であるので、振動アクチュエータの製造コ
スト低減も可能となる。

【００５６】また、圧電定数ｄ₃₁を用いる圧電素子は、
縦振動を励振するために用いられる一般的な素子でもあ
る。このことから、本実施形態では、圧電定数ｄ₃₁を用
いる圧電素子の一部領域を縦振動の励振用として、他の
一部領域を捩り振動の励振用として使用することによ
り、従来２部材であったこれらの素子を一体化し、部品
点数を削減することを可能としている。しかも、この一
体化は、圧電素子に適切なアスペクト比を有する電極を
それぞれの領域に設けるという、極めて簡単な手段によ
り実現される。

【００５７】また、本実施形態では、圧電素子を弾性体
の外周面に配置するので、捩り振動の中心である中心軸
Ａから最も離れた位置において弾性体に力を作用させる
こととなる。したがって、圧電素子から作用する力によ
り弾性体に生ずるモーメントは、圧電素子を弾性体の内
部に配置する特開平８−１４０３７７号に開示した振動
アクチュエータにおける場合より大きく、この結果、本
実施形態における励振効率は従来より向上されている。

【００５８】一方、圧電素子は、変形時に多量の熱を発
生する。例えば、特開平８−１４０３７７号に開示した
振動アクチュエータでは、捩り振動用発電素子の振動の
節部において多大な発熱があった。しかし、当該圧電素
子は、弾性体の間に挟み込まれているため、放熱が効率
よく行えないという問題があった。これに対し、本実施
形態では、圧電素子のほとんどが外界に露出しているた
め、放熱効率は極めてよい。したがって、本実施形態で
は、振動子の温度が上昇し、その結果、振動子の共振周
波数が変化する等の不慮の事態が生じることはない。

【００５９】（第１実施形態の変形例）本発明の第１実
施形態で説明した電極４０の構成は、図７のモデル図に
示す力ｐ、ｑを得るための一例に過ぎず、種々の異なる
構成に変形しても、同様の機能・効果を得ることができ
る。以下、図面を用いて、その変形例を説明する。

【００６０】変形例１：図８は、電極４０の第１の変形
例を示す模式図である。第１実施形態では、電極４０を
４つの小電極より構成していたが、これは、図８に示す
ように、捩り方向にアスペクト比の大きな形状を有する
１枚の電極４０ｉとすることであってもよい。ただし、
この場合には、圧電素子３４は、その全面を弾性体１４
に接合せずに、図中に示すように２つの領域ｍ１、ｎ１
においてのみ接合されている。ここで領域ｍ１、ｎ１と
は、縦方向及び捩り方向の双方に関し、互いに異なる位
置に配置された領域である。本構成の電極において、上
記いずれか一方の方向に関し領域ｍ１とｎ１とが同一位
置にあると、これらの領域から作用する力によっては、
弾性体１４を捩ることにはならないからである。なお、
電極４０ｉの形状を捩り方向にアスペクト比の大きい形
状とするのは、圧電素子の伸縮変形における縦方向成分
を抑制するためである。

【００６１】変形例２：図９は、電極４０の第２の変形
例を示す模式図である。本変形例の電極は、捩り方向に
アスペクト比が大なる２つの小電極４０ｊ及び４０ｋ
を、縦方向に関し異なる位置に配置して電極４０を構成
している点において、第１の変形例と相違するものであ
る。本変形例の構成を採用した場合には、圧電素子３４
の伸縮変形のうち縦方向の成分をさらに抑制でき、弾性
体１４に効率よく捩り振動を発生させることが可能とな
る。

【００６２】（第２実施形態）次に、本発明に係る振動
アクチュエータの第２実施形態について説明する。図１
０は、本実施形態で用いる振動子６０の側面図である。
なお、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に対し９０°異な
る角度から見た振動子６０の側面図である。振動子６０
は、第１実施形態の振動子１１と比較した場合に、圧電
素子３４の電極４０を構成する小電極の形状が異なる点
において主に異なっている。そこで、以下の説明では、
振動子１１と実質的に同一の機能・効果を果たす振動子
６０の部位には、同一の符号を付すことで重複する説明
を適宜省略し、第１実施形態と相違する点について主に
説明することとする。

【００６３】図１０（ａ）に示されるように、圧電素子
３４の電極４０は、縦方向にアスペクト比が大きい４つ
の小電極４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ及び４０ｈから構成さ
れている。なお、これら４つの小電極の配置位置及び周
波電圧の印加方法は、第１実施形態の小電極４０ａ〜４
０ｄと同様である。

【００６４】図１１は、電極４０に発振器５０より周波
電圧を印加したときの圧電素子３４に現れる変形を示す
模式図である。本実施形態では、電極４０を構成する小
電極（４０ｅ〜４０ｈ）が縦方向にアスペクト比が大な
る形状を有するので、電圧を印加することで生じる圧電
素子の伸縮変形は、縦方向に大きく、捩り方向に小さ
い。一方、第１実施形態と同様に、電極４０のうち、小
電極４０ｅと４０ｇは、移相器５４を介して、発振器５
０に接続されているため、小電極４０ｅと４０ｇには、
小電極４０ｆと４０ｈに印加されるのと逆位相の周波電
圧が印加される。

【００６５】したがって、図１１（ａ）に示すように、
圧電素子３４の小電極４０ｅ及び４０ｇに係る部分が縦
方向に縮み変形をするとき、小電極４０ｆ及び４０ｈに
係る部分は縦方向に伸び変形をする。この変形により圧
電素子３４は、小電極４０ｅ及び４０ｆを有する部分
が、小電極４０ｇ及び４０ｈを有する部分に対し、図中
左方向へ相対移動するように屈曲する。この結果、圧電
素子３４の電極４０に係る部分は、図７のモデル図で説
明した２つの力ｐ、ｑを弾性体１４に及ぼし、弾性体１
４に捩り変形を生じさせる。

【００６６】以上説明したように、本実施形態では、電
極４０を構成する小電極４０ｅ〜４０ｈを縦方向にアス
ペクト比が大なる形状とし、圧電素子の伸縮変形のうち
縦方向の成分を積極的に利用して弾性体１４を捩るもの
である。この点で、本実施形態は、圧電素子の伸縮変形
のうち捩り方向の成分を利用して弾性体１４を捩る第１
実施形態と異なり、第１実施形態におけるように圧電素
子３４の幅を広くとる必要がない。つまり、本実施形態
では、図１０に示されるように、圧電素子３４の幅を抑
制でき、振動アクチュエータの一層の小型化を可能とす
る。

【００６７】（その他の実施形態）なお、本発明は、上
記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態
は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された
技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効
果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技
術的範囲に包含される。

【００６８】１）上記の実施形態では、電極４０を構
成する４つの小電極のすべてに発振器５０からの周波電
圧を印加する場合について説明したが、これは、第１象
限及び第３象限、又は、第２象限及び第４象限に配置さ
れている小電極にのみ電圧を印加することであってもよ
い。

【００６９】この場合、第１実施形態では、圧電素子の
伸縮変形のうち、縦方向の成分がそのまま弾性体１４に
伝わることになるが、小電極（４０ａ〜４０ｄ）の捩り
方向のアスペクト比が十分に大きければ、弾性体１４に
捩り振動を発生させるのに何ら問題はない。また、第２
実施形態では、圧電素子の屈曲変位の量が小さくなる場
合もあるが、小電極（１４ｅ〜４０ｈ）の縦方向のアス
ペクト比が十分に大きければ、やはり、弾性体１４に捩
り振動を発生させるのに何ら問題はない。

【００７０】２）図７のモデルにおいて説明したよう
に、本発明の第１及び第２実施形態は、弾性体１４の作
用面の異なる２点に、２つの力ｐ、ｑを作用させて、弾
性体１４に捩り振動を発生させている。しかし、作用面
に作用させる力の数が２つであることは、必ずしも本発
明の本質を示すものではない。例えば、図１２に示すモ
デルのように、例えば弾性体１４の底面１４ｍが不動に
固定された場合には、上記力ｐ、ｑのうち、いずれか一
方のみを作用面に作用させることであっても、弾性体に
捩り振動を与えることが可能である。

【００７１】３）第１及び第２実施形態では、圧電定
数ｄ₃₁を用いる圧電素子を用いて、弾性体１４に捩り振
動を励振する場合について説明したが、これは、本発明
において使用可能な振動発生源の種類を何ら制限する意
味のものではない。振動発生源は、図７のモデルにおい
て説明した力ｐ等を弾性体１４に作用させ得るものであ
れば、他の種類又は形態の素子であってもよい。つま
り、振動発生源は、例えば熱エネルギー又は磁気エネル
ギーを機械的変位に変換することで弾性体を励振する素
子であってもよく、また、振動発生源が圧電素子である
場合には、圧電定数ｄ₁₅を用いる素子であってもよい。

【００７２】図１３は、圧電定数ｄ₁₅を用いる圧電素子
を用いて弾性体に捩り振動を励振する形態の本発明に係
る振動アクチュエータのモデル図である。図中、振動発
生源７０は、板状の弾性体に板状の圧電素子を接合した
ものであり、圧電素子の板厚方向に電圧を印加すると、
圧電素子が板形状の長手方向にせん断変形をするため
に、その一端が厚み方向にたわみ変形するものである。
振動発生源７０は、たわみ変形する際に、その先端にお
いて弾性体に捩り変形をするための力、すなわち、図７
において説明した力ｐに相当するものを作用させる。こ
の結果、弾性体１４に捩り振動を励振することが可能と
なる。なお、図１３に示したモデルでは、振動発生源の
先端に比較的大きな変位が得られることから、弾性体１
４の捩り振動の振幅を大きくとり、ひいては、移動子２
１の高速回転を図ることが可能となる。

【００７３】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１か
ら請求項３の各々に記載した発明によれば、捩り振動発
生源が作用面に対し、作用面に接する方向の力を作用さ
せることにより、弾性体に捩り振動を発生させることと
したので、捩り振動発生源の配置位置の自由度が増し、
弾性体を２分割して作用面を確保する必要がなくなると
ともに、振動発生源として使用する素子の選択の自由度
が拡大されるという効果が取得された。請求項４に記載
した発明によれば、作用面を弾性体の外周面としたの
で、振動発生源の放熱効率を向上させるとともに、高ト
ルクの振動アクチュエータを実現することが可能となっ
た。

【００７４】請求項５に記載した発明によれば、捩り振
動発生源を作用面に接する方向に変位可能な圧電素子と
したので、小型、高トルクの振動アクチュエータを実現
することが可能となった。請求項６に記載した発明によ
れば、捩り振動発生源を圧電係数ｄ₃₁に係る変形を利用
して作用面に接する方向の振動を発生させる圧電素子と
したので、捩り振動発生源と縦振動発生源の一体化を図
ることが可能となった。

【００７５】請求項７に記載した発明によれば、請求項
６に記載の振動アクチュエータにおいて、圧電素子にお
ける捩り振動を発生する領域を作用面に接する方向であ
って回転軸に垂直な方向に縦長の形状を有するものとし
たので、効率よく弾性体に捩り振動を励振することが可
能となった。請求項８に記載した発明によれば、第２の
振動領域に生じる変位により、第１の振動領域に生じる
変位の回転軸方向成分を打ち消すこととしたので、縦振
動の発生を防止しつつ、弾性体に捩り振動を励振するこ
とが可能となった。

【００７６】請求項９に記載した発明によれば、圧電素
子をほぼ平行四辺形の形状に変形させることで、効率よ
く弾性体に捩り振動を励振することが可能となった。請
求項１０に記載した発明によれば、圧電素子の縦方向の
振動を積極的に利用して弾性体に捩り振動を励振するこ
ととしたので、捩り振動発生源の幅を抑制し、振動アク
チュエータの小型化を促進することが可能となった。

【００７７】請求項１１に記載した発明によれば、請求
項９又は請求項１０に記載の振動アクチュエータにおい
て、第１象限及び第３象限にある振動領域を第２象限及
び第４象限にある振動領域の振動に対し、位相差πをも
って振動させることとしたので、捩り振動が最も効率よ
く励振されることとなった。請求項１２に記載した発明
によれば、簡単な手段により縦振動発生源と捩り振動発
生源とが一体化され、振動アクチュエータの製造が容易
になるとともに、その小型化を促進することが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動アクチュエータの第１実施形
態を示す断面図である。

【図２】図１に示した振動アクチュエータの振動子に励
振される振動のモードを示す説明図である。

【図３】本発明に係る振動アクチュエータの第１実施形
態で用いる振動子の分解図である。

【図４】図３に示した振動子の側面図である。

【図５】図３に示した振動子の動作を模式的に示す説明
図である。

【図６】本発明に係る振動アクチュエータの第１実施形
態において、圧電素子がする変形を示す模式図である。

【図７】本発明に係る振動アクチュエータにおける弾性
体と、弾性体に圧電素子から作用する力（ｐ、ｑ）を示
すモデル図である。

【図８】電極４０の第１の変形例を示す模式図である。

【図９】電極４０の第２の変形例を示す模式図である。

【図１０】本発明に係る振動アクチュエータの第２実施
形態で用いる振動子の側面図である。

【図１１】本発明に係る振動アクチュエータの第２実施
形態において、圧電素子３４がする変形を示す模式図で
ある。

【図１２】本発明に係る振動アクチュエータの変形例を
示すモデル図である。

【図１３】本発明に係る振動アクチュエータであって、
圧電定数ｄ₁₅を用いる圧電素子を用いて弾性体に捩り振
動を励振する形態のもののモデル図である。

【図１４】従来の振動アクチュエータの一例を示す斜視
図である。

【図１５】図１４に示す従来の振動アクチュエータのス
テータを展開して示す斜視図である。

【図１６】特開平８−１４０３７７号に開示された振動
アクチュエータを示す断面図である。

【図１７】特開平８−１４０３７７号に開示された振動
アクチュエータの固定子を示す斜面図である。

【図１８】従来の振動アクチュエータ及び特開平８−１
４０３７７号に開示された振動アクチュエータの弾性体
等のモデル図である。

【符号の説明】

１０振動アクチュエータ１１振動子１４弾性体２０固定軸２１移動子２２ベアリング２４加圧部材２５調整部材３２ピン３３筒状部材３４、３６圧電素子３８、４０、４２、４４電極４０ａ〜ｄ、４０ｅ〜ｈ電極４０を構成する小電極４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ電極４０を構成する電極５０発振器５２、５４移相器６０振動子７０圧電定数ｄ₁₅を用いる圧電素子を用いた振動発生
源Ａ弾性体の中心軸（移動子の回転軸）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の回転軸回りに回転可能な回転部材
と、前記回転軸方向の縦振動及び前記回転軸回りの捩り振動
を行うことにより前記回転軸方向の端面に楕円運動を発
生させる弾性部材と、前記弾性部材に前記縦振動を発生させる縦振動発生源
と、前記弾性部材が有する前記回転軸に略平行な作用面に作
用することにより、前記弾性体に前記捩り振動を発生さ
せる捩り振動発生源とを備え、前記端面の楕円運動の一
部を前記回転部材に伝達することにより、前記回転部材
を回転させる振動アクチュエータにおいて、前記捩り振動発生源は、前記作用面に対し、前記作用面
に接する方向の力を作用させることにより、前記弾性体
に前記捩り振動を発生させ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に記載の振動アクチュエータに
おいて、前記捩り振動発生源は、前記回転軸方向に異なる位置に
ある前記作用面上の２つの領域に、前記回転軸を中心と
する回転方向に関し相互に異なる方向の力を作用させる
ことにより前記弾性体に前記捩り振動を発生させること
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項３】請求項２に記載の振動アクチュエータに
おいて、前記２つの領域の各々は、前記弾性体に発生すべき前記
捩り振動の節部を挟んで前記回転軸方向の異なる側にあ
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
項に記載の振動アクチュエータのおいて、前記作用面は、前記弾性体の外周面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４までのいずれか１
項に記載の振動アクチュエータにおいて、前記捩り振動発生源は、前記作用面に接する方向に変位
可能な圧電素子であ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
項に記載の振動アクチュエータにおいて、前記捩り振動発生源は、圧電係数ｄ₃₁に係る変形を利用
して前記作用面に接する方向の振動を発生させる圧電素
子であ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に記載の振動アクチュエータに
おいて、前記圧電素子における前記振動を発生する領域は、前記
作用面に接する方向であって前記回転軸に垂直な方向に
縦長の形状を有することを特徴とする振動アクチュエー
タ。
【請求項８】請求項６又は請求項７に記載の振動アク
チュエータにおいて、前記圧電素子は、第１の振動領域と、前記第１の振動領
域と前記回転軸方向に隣接し、前記第１の振動領域に対
し所定の位相差で振動する第２の振動領域とを有し、前記第１の振動領域に生じる変位は、前記弾性体に前記
捩り振動を発生させ、前記第２の振動領域に生じる変位は、前記第１の振動領
域に生じる変位の前記回転軸方向成分を打ち消すことを
特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項９】請求項６から請求項８までのいずれか１
項に記載の振動アクチュエータにおいて、前記捩り振動発生源は、前記回転軸に平行な第１の基準
線と前記回転軸に垂直な第２の基準線とにより規定され
る４つの象限の各々に振動領域を有し、第１象限及び第３象限にある前記振動領域は、第２象限
及び第４象限にある前記振動領域の振動に対し、所定の
位相差をもって振動することを特徴とする振動アクチュ
エータ。
【請求項１０】請求項６に記載の振動アクチュエータ
において、前記捩り振動発生源は、前記回転軸に平行な第１の基準
線と前記回転軸に垂直な第２の基準線とにより規定され
る４つの象限の各々に、前記回転軸方向に縦長形状の振
動領域を有し、第１象限及び第３象限にある前記振動領域は、第２象限
及び第４象限にある前記振動領域の振動に対し、所定の
位相差をもって振動することを特徴とする振動アクチュ
エータ。
【請求項１１】請求項９又は請求項１０に記載の振動
アクチュエータにおいて、第１象限及び第３象限にある前記振動領域は、第２象限
及び第４象限にある前記振動領域の振動に対し、位相差
πをもって振動することを特徴とする振動アクチュエー
タ。
【請求項１２】請求項６から請求項１１までのいずれ
か１項に記載の振動アクチュエータにおいて、前記圧電素子は、全体が同一方向に分極された素子であ
り、前記圧電素子の前記回転軸方向に異なる位置に、前記捩
り振動発生源となるべき振動領域と、前記縦振動発生源
となるべき縦振動発生源とを設けることにより、前記縦
振動発生源と前記捩り振動発生源とを一体化しているこ
とを特徴とする振動アクチュエータ。