JPWO2003075445A1 - リニアアクチュエータ - Google Patents

Abstract

リニアアクチュエータは、スライダを直接駆動（移動）するアクチュエータであり、スライダと、そのスライダが直線的に移動可能に設置されたアクテュエータ本体とで構成されたアクチュエータユニットを有している。アクチュエータ本体は、ベースと、スライダを移動させる振動体と、スライダを移動可能に支持する２つのローラと、振動体をスライダに押し付ける押圧手段と、振動体の各電極への通電パターンを選択しつつ、その電極へ通電する通電回路とを有している。ローラの外周面には、それぞれ、溝が形成されており、これら溝内に、それぞれ、スライダが配設されている。

Description

技術分野
本発明は、リニアアクチュエータに関する。
背景技術
特開平７−１８４３８２号公報には、軸に対してスライダ（被駆動体）を移動可能に設置し、振動体（マイクロモータ）の圧電素子に交流電圧を印加することにより、その振動体を振動させ、この振動により、前記スライダに力を加え、スライダを軸に沿って移動させる機構が開示されている。
しかしながら、前記の機構では、振動体によりスライダに押圧力を加えて摩擦駆動するので、その押圧力によってスライダと軸との摩擦抵抗が増大し、損失が大きく、また、前記摩擦抵抗が大き過ぎてスライダが移動しない場合がある。
発明の開示
本発明の目的は、簡単な構造で、小型化、特に薄型化に有利であり、スライダを円滑かつ確実に移動させることができるリニアアクチュエータを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のリニアアクチュエータは、スライダと、前記スライダと転がり接触をし、前記スライダを移動可能に支持する複数のローラと、前記スライダに当接して摩擦接触をし、圧電素子を備えた振動体とを有するアクチュエータユニットを備えたリニアアクチュエータであって、
前記振動体は、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記スライダに力を繰り返し加えて前記スライダを直線的に移動させるよう構成されていることを特徴とする。
これにより、摩擦抵抗を低減することができ、スライダを円滑かつ確実に直線的に移動させることができる。また、リニアアクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記アクチュエータユニットを複数備えているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記各アクチュエータユニットは、それぞれ、略平行な面内に構成され、積層配置されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記各アクチュエータユニットのローラは、共通の軸で回転可能に支持され、前記各アクチュエータユニットの振動体は、共通の軸で支持されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダを停止状態に維持する第１のモードと、前記スライダの移動を可能にする第２のモードと、前記スライダを正方向に移動させる第３のモードと、前記スライダを逆方向に移動させる第４のモードとを有し、
前記振動体の振動パターンを変更することにより、前記第１のモードと、前記第２のモードと、前記第３のモードと、前記第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダを停止状態に維持する第１のモードと、前記スライダの移動を可能にする第２のモードと、前記スライダを正方向に移動させる第３のモードと、前記スライダを逆方向に移動させる第４のモードとを有し、
前記振動体は、複数に分割された電極を有し、前記電極を介して前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、
前記各電極への通電パターンの選択により前記振動体の振動パターンを変更して、前記第１のモードと、前記第２のモードと、前記第３のモードと、前記第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記ローラは、外周面に形成された溝を有し、該ローラの中心に位置する軸により支持されており、前記スライダは、前記溝内に位置し、前記軸の径は、前記ローラの前記スライダを支持する部位の径より小さいのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダの摺動部は、棒状または板状をなしているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記振動体は、板状をなしており、前記振動体と前記スライダとが略同一平面上に位置しているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記振動体は、少なくとも、板状の圧電素子と、金属材料で構成された補強板とを積層してなるのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記振動体から突出して設けられ、前記振動体を支持する腕部を有し、前記振動体は、前記腕部により前記スライダに押し付けられており、前記腕部と、前記振動体の前記スライダへ当接する部分とは、前記補強板と一体的に形成されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記振動体を前記スライダに押し付ける押圧手段と、前記振動体から突出して設けられ、前記振動体を支持する腕部とを有し、前記押圧手段の少なくとも一部と、前記腕部と、前記振動体の前記スライダへ当接する部分とは、前記補強板と一体的に形成されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記押圧手段は、前記振動体を前記スライダに押し付ける力を調節する調節機構を有し、前記調節機構の少なくとも一部は、前記補強板と一体的に形成されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダの移動方向における前記複数のローラのうちの２つのローラの間に、前記振動体の前記スライダへ当接する部分が位置しているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダの屈曲振動の共振周波数と、前記振動体の振動の周波数のｍ倍（但し、ｍはすべての自然数）とが実質的に一致せず、かつ、前記スライダの屈曲振動の共振周波数のｎ倍（但し、ｎはすべての自然数）と、前記振動体の振動の周波数とが実質的に一致しないよう構成されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダの移動を規制する移動規制手段を有するのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記移動規制手段は、前記スライダに設けられ、前記ローラに当接して該スライダの移動を規制する少なくとも１つの凸部であるのが好ましい。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明のリニアアクチュエータを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
第１図は、本発明のリニアアクチュエータの第１実施形態を示す平面図、第２図は、第１図に示すリニアアクチュエータのＡ−Ａ線での断面図、第３図は、第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体の斜視図、第４図および第５図は、それぞれ、第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図、第６図は、第１図に示すリニアアクチュエータの回路構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
これらの図に示すリニアアクチュエータ１は、スライダ２を直接駆動（移動）するアクチュエータであり、スライダ２と、そのスライダ２が直線的に移動可能に設置されたアクチュエータ本体３とで構成された板状のアクチュエータユニット１０を有している。
第１図、第２図および第６図に示すように、アクチュエータ本体３は、板状のベース（基板）４と、スライダ２に当接して摩擦接触をし、スライダ２を移動させる振動体６と、スライダ２と転がり接触をし、スライダ２を移動可能に支持する２つのローラ５１および５２と、振動体６をスライダ２に押し付ける押圧手段７と、振動体６の後述する各電極への通電パターンを選択しつつ、その電極へ通電する通電回路２０とを有している。
スライダ２は、剛体、すなわち、適度な剛性を有する被移動体（被駆動体）である。このスライダ２の形状は、特に限定されないが、スライダ２の摺動部の形状は、例えば、棒状、板状等が好ましく、特に、後述する振動体６の凸部６６と接触する部位（接触部）が、平面であるのが好ましい。
スライダ２の前記接触部を平面にすることにより、振動体６の凸部６６をスライダ２へ押し付けたときに厚み方向の係合の外れを防止することができる。
本実施形態では、スライダ２は、横断面の形状が略四角形である棒状、すなわち、一方向に長い略直方体をなしており、その長手方向（軸方向）に移動可能に設置されている。
このスライダ２には、後述するローラ５１および５２に当接してスライダ２の移動を規制する２つの凸部２１および２２（移動規制手段）が形成されている。
凸部２１は、スライダ２の第１図中下側であって、ローラ５１より左側、すなわち、左側の端部に位置し、凸部２２は、スライダ２の第１図中下側であって、ローラ５１より右側、すなわち、右側の端部に位置している。
なお、前記凸部の位置や数は、これに限らず、例えば、凸部をローラ５１とローラ５２との間に配置してもよく、また、凸部の数は、１つであってもよい。
振動体６は、板状をなしており、ベース４の一方（第２図中左側）の面に、ベース４と平行な姿勢で設置されている。なお、振動体６については後に詳述する。
各ローラ５１および５２は、それぞれ、ベース４の一方（第２図中左側）の面に、ベース４と平行な姿勢で、正逆両方向に回転可能に中心に位置する軸５１２および５２２で支持されている。
これらローラ５１および５２の周面（外周面）には、それぞれ、溝５１１および５２１が外周に沿って形成されている。
前記ローラ５１とローラ５２は、所定距離離間して、左右方向（ローラ５１が左側、ローラ５２が右側）に並設されており、これらローラ５１の溝５１１内およびローラ５２の溝５２１内に、それぞれ、スライダ２が配設されている（位置している）。
ここで、前記ローラ５１の軸５１２の径（直径）は、ローラ５１のスライダ２を支持する部位（溝５１１の底部）の径より小さく設定されるのが好ましく、同様に、前記ローラ５２の軸５２２の径は、ローラ５２のスライダ２を支持する部位（溝５２１の底部）の径より小さく設定されるのが好ましい。
これにより、ローラ５１、５２の転がり抵抗を低減することができ、スライダをより円滑かつ確実に移動させることができる。
また、振動体６は、スライダ２の上側、すなわち、ローラ５１および５２の上側であって、凸部６６がスライダ２の移動方向におけるローラ５１とローラ５２の間に位置するように配置されている。この振動体６は、振動体６の短辺６０１とスライダ２の移動方向とが略平行、すなわち、振動体６の長辺６０２とスライダ２の移動方向とが略垂直となる姿勢で、かつ、その凸部６６の先端部がスライダ２に上側から当接するように設置されている。
前記振動体６、ローラ５１および５２は、それぞれ、第１図中下側から見たとき、それらがすべて、略同一直線上に位置するように配置されている。すなわち、振動体６とスライダ２とは、略平行に配置され、略同一平面上に位置している。これにより、リニアアクチュエータ１全体の薄型化に特に有利である。
押圧手段７は、ベース４に対し軸７１１を中心に回動（変位）可能に設けられ、振動体６を支持する支持部７１と、支持部７１をスライダ２側に付勢する付勢部材７２とを有している。
支持部７１は、ほぼ長方形の板状をなし、ベース４の一方（第２図中左側）の面に、ベース４と平行な姿勢で、その第１図中左側の端部において、前記軸７１１で回動可能に支持されている。また、支持部７１の第１図中右側の端部には、ボルト１３と螺合するネジ孔７１２が形成されている。
付勢部材７２は、弾性を有し、自然状態で第１図中左側が凸となるように湾曲（屈曲）した棒状または板状のものであり、その自然状態よりもさらに湾曲した状態、すなわち、弾性変形した状態で設置されている。
付勢部材７２の第１図中上側の端部には、ボルト１２の先端部が当接する当接部７２１が設けられ、第１図中下側の端部には、ほぼ円形の固定部７２２が設けられている。この固定部７２２には、ボルト１３が挿入される孔７２３が形成されている。
本実施形態では、前記付勢部材７２と、当接部７２１と、固定部７２２と、後述する振動体６の補強板６３と、腕部６８と、凸部６６とは、一体的に（一部材で）形成されている。
また、ベース４の一方（第２図中左側）の面には、ボルト１２を取り付ける取付部４１が突設されている。この取付部４１には、ボルト１２と螺合するネジ孔４１１が第１図中上下方向に沿って形成されている。
第１図に示すように、振動体６は、ベース４に対して回動可能に設けられた支持部７１により支持されている。
すなわち、支持部７１の第１図中右側の端部には、振動体６が連結されている。この場合、ネジ孔７１２に固定部７２２の孔７２３が重ね合わされ、ボルト１３が孔７２３を挿通してネジ孔７１２に螺合・締結されている。これにより、支持部７１の第１図中右側の端部と固定部７２２とが固着され、支持部７１と振動体６とが連結されている。
また、支持部７１の長手方向と、振動体６の長手方向とが略直交するような姿勢で、支持部７１と振動体６とが連結されている。
このようにして、振動体６は、腕部６８にて（腕部６８を介して）、支持部７１により支持されている。
腕部６８は、後述するように、弾性（可撓性）を有しており、比較的柔軟になっていることから、振動体６の振動の拘束を少なくするとともに、支持部７１に対し振動を遮断する機能を有している。換言すれば、腕部６８は、振動体６の振動が支持部７１に吸収（抑制）されるのを防止する。よって、振動体６は、比較的大きい振幅で、自由に振動することができ、これにより、スライダ２を高い効率で移動させることができる。すなわち、腕部６８は、支持部７１に対し振動体６の振動を容易にする機能を有している。
また、支持部７１は、腕部６８よりも高剛性であり、実質的に剛体となっている。ここで、「実質的に剛体」とは、リニアアクチュエータ１の使用状態において支持部７１の弾性変形が実質的に無視できる程度に支持部７１の剛性が高いことを言う。これにより、振動体６が振動しても、振動体６の姿勢を確実に維持することができる。よって、振動体６の異常振動を防止することができる。
さらに、支持部７１は、凸部６６から遠方の軸７１１を支点にして回動するので、凸部６６が磨耗しても振動体６を傾けることなく支持することができる。よって、特性を維持することができる。
また、取付部４１のネジ孔４１１には、ボルト１２が螺合している。
そして、前記付勢部材７２の第１図中下側の端部は、前記ボルト１３により固定部７２２が固定されることで、支持部７１の第１図中右側の端部に連結され、第１図中上側の端部に設けられた当接部７２１は、前記ボルト１２の先端部に当接している（係止されている）。この際、当接部７２１には図示しない凹部または穴部が形成されており、一方、ボルト１２の先端は尖っているので、当接部７２１とボルト１２の係合が外れるのを防止することができる。
この付勢部材７２は、前述したように、自然状態よりもさらに湾曲するように弾性変形した状態で設置されている。これにより、付勢部材７２は、自然状態へ戻ろうとする力（弾性力）、すなわち、復元力を発揮する。
このような構成により、付勢部材７２は、支持部７１の第１図中右側の端部に対し、第１図中の下向きの力を作用する。すなわち、付勢部材７２は、支持部７１を第１図中の時計回りに回動させるような方向に付勢している。これにより、振動体６も第１図中の下方向に付勢され、振動体６の凸部６６は、スライダ２の接触部（第１図中上側の面）へ圧接される（押し付けられる）。すなわち、付勢部材７２は、凸部６６がスライダ２へ圧接されるような方向（支持部７１が第１図中の時計回りに回動する方向）に支持部７１を付勢する。
換言すれば、スライダ２は、押圧手段７による押圧力により、振動体６の凸部６６と、ローラ５１および５２とで挟まれる（挟持）される。
このように、付勢部材７２の付勢力によって、振動体６の凸部６６がスライダ２の接触部に圧接され（振動体６の凸部６６がスライダ２の接触部に摩擦接触し）、凸部６６と接触部との間に十分な摩擦力が得られる。
なお、付勢部材７２の付勢力によって、腕部６８は、やや撓んだ状態になっている。
また、前記ボルト１２を操作することで、前記付勢部材７２の付勢力を調節することができるようになっている。
すなわち、ボルト１２を所定方向に回転操作すると、ボルト１２が第１図中下側に移動し、これにより、付勢部材７２の当接部７２１も第１図中下側に移動し、付勢部材７２は、さらに湾曲する（湾曲の度合いが増大する）。これにより、前記付勢部材７２の付勢力が増大する。
一方、ボルト１２を前記と逆方向に回転操作すると、ボルト１２が第１図中上側に移動し、これにより、付勢部材７２の当接部７２１も第１図中上側に移動し、付勢部材７２の湾曲の度合いが減少する。これにより、前記付勢部材７２の付勢力が減少する。
従って、前記取付部４１およびボルト１２により、振動体６をスライダ２に押し付ける力を調節する調節機構が構成される。
この調節機構により、前記付勢部材７２の付勢力、すなわち、振動体６をスライダ２に押し付ける力を調節することができるので、例えば、リニアアクチュエータ１の組み立て後において、付勢部材７２の付勢力を微調整することができ、また、使用等により付勢部材７２の付勢力に起因する性能や特性が低下した場合に、付勢部材７２の付勢力が適正値になるようにその付勢力を再調整することができる。
前記振動体６が振動すると、スライダ２は、振動体６から摩擦力（押圧力）を繰り返し受けて長手方向に移動する（直線運動する）。この際、スライダ２は、ローラ５１および５２により、移動方向が規制され（案内され）つつ、円滑かつ確実に移動することができ、また、溝５１１および５２１により、ローラ５１および５２からの離脱が阻止される。
この振動体６は、通常のモータ等と比べ、小型（薄型）である。
本発明では、この振動体６を用いてスライダ２を移動させることにより、リニアアクチュエータ１全体の小型化、特に薄型化（第２図中、左右方向の小型化）を図ることができる。
このリニアアクチュエータ１では、振動体６の電極を複数に分割し、それらに対して選択的に電圧を印加して、圧電素子を部分的に駆動することにより、面内の縦・屈曲の振動を任意に選択し得るようになっている。すなわち、振動体６の各電極への通電パターン（通電状態）の選択により振動体６の振動パターン（振動状態）を変更して、振動体６の凸部６６の振動（振動変位）の方向を変え、これにより、スライダ２を右側と左側（正方向と逆方向）のいずれの方向にも移動させることができる（スライダ２の移動方向の切り替えができる）ように構成されている。以下、具体例に基づいて説明する。
第３図に示すように、振動体６は、ほぼ、長方形の板状をなしている。振動体６は、第３図中の上側から４つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄと、板状の圧電素子６２と、補強板（振動板）６３と、板状の圧電素子６４と、板状の４つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄ（第３図中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）とをこの順に積層して構成されている。なお、第３図では、厚さ方向を誇張して示している。
圧電素子６２、６４は、それぞれ、長方形状をなし、交流電圧を印加することにより、その長手方向（長辺の方向）に伸長・収縮する。圧電素子６２、６４の構成材料としては、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
これらの圧電素子６２、６４は、補強板６３の両面にそれぞれ固着されている。
この振動体６においては、前記圧電素子６２を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、前記圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが配置されている。
一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
前記補強板６３は、振動体６全体を補強する機能を有しており、振動体６が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板６３の構成材料としては、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。
この補強板６３は、圧電素子６２、６４よりも厚さが薄い（小さい）ものであることが好ましい。これにより、振動体６を高い効率で振動させることができる。
補強板６３は、圧電素子６２、６４に対する共通の電極としての機能をも有している。すなわち、圧電素子６２には、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄのうちの所定の電極と補強板６３とによって交流電圧が印加され、圧電素子６４には、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄのうちの所定の電極と補強板６３とによって交流電圧が印加される。
圧電素子６２、６４は、そのほぼ全体に交流電圧が印加されると長手方向に繰り返し伸縮し、これに伴なって、補強板６３も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、圧電素子６２、６４のほぼ全体に交流電圧を印加すると、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に微小な振幅で振動（縦振動）し、凸部６６が縦振動（往復運動）する。
補強板６３の第３図中の右端部には、凸部６６が一体的に形成されている。
この凸部６６は、第１図中、下側の短辺６０１側であって、補強板６３の幅方向（第１図中左右方向）中央に設けられている。
また、補強板６３の第３図中の下端部には、弾性（可撓性）を有する腕部６８が一体的に形成されている。
この腕部６８は、第１図中、左側の長辺６０２側であって、補強板６３の長手方向（第１図中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向に突出するように設けられている。前述したように、この腕部６８の先端部（第１図中左側の端部）には、固定部７２２等が一体的に形成されている。
凸部６６がスライダ２に当接した状態で、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧が印加されると、第４図に示すように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体６の凸部６６は、矢印ｂで示す斜めの方向に変位、すなわち振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位、すなわち楕円振動（楕円運動）する。スライダ２は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、第４図中左側（逆方向）に移動する。
この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
前記と逆に、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧が印加されると、第５図に示すように、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体６の凸部６６は、矢印ｂで示す斜めの方向に変位、すなわち振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位、すなわち楕円振動（楕円運動）する。スライダ２は、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、第５図中右側（正方向）に移動する。
この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
なお、第４図および第５図では、それぞれ、振動体６の変形を誇張して示すとともに、腕部６８は図示されていない。
ここで、前記振動体６の形状・大きさ、凸部６６の位置などを適宜選択し、屈曲振動（第４図および第５図中、横方向の振動）の共振周波数を縦振動の周波数と同程度にすることにより、振動体６の縦振動と屈曲振動とが同時におこり、凸部６６は、第４図および第５図中の矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位（楕円振動）させることができる。また、従来知られているように縦振動と屈曲振動を別々に位相をずらして駆動することにより、楕円振動の長径と短径の比（長径／短径）を変えることができる。
また、スライダ２を振動体６で直接駆動（移動）するので、軽量化、小型化（薄型化）に特に有利である。また、構造を極めて簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
また、振動体６の面内振動をスライダ２の直線運動（移動）に直接変換するので、この変換に伴なうエネルギーロスが少なく、スライダ２を高い効率で駆動することができる。
また、振動体６は、通常のモータのように磁力で駆動する場合と異なり、前記のような摩擦力（押圧力）によってスライダ２を駆動することから、駆動力が高い。このため、変速機構（減速機構）を介さなくてもスライダ２を十分な力で駆動することができる。
圧電素子６２、６４に印加する交流電圧の周波数は、特に限定されないが、振動体６の振動（縦振動）の共振周波数とほぼ同程度であるのが好ましい。これにより、振動体６の振幅が大きくなり、高い効率でスライダ２を駆動することができる。
また、スライダ２の屈曲振動の共振周波数と、振動体６の振動の周波数のｍ倍（但し、ｍはすべての自然数）とが実質的に一致せず、かつ、スライダ２の屈曲振動の共振周波数のｎ倍（但し、ｎはすべての自然数）と、振動体６の振動の周波数とが実質的に一致しないよう構成するのが好ましい。
これにより、スライダ２の屈曲共振をより確実に防止することができ、スライダ２を円滑かつ安定的に移動させることができる。
次に、通電回路２０について説明する。
第６図に示すように、通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および移動量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、スライダ２の移動方向を切り替える。
このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
次に、第６図に基づいて、リニアアクチュエータ１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、スライダ２の移動方向および移動量の指示があると、それに基づいて、スイッチ９および駆動回路８の移動量制御回路８３が作動する。
スライダ２を第６図中上側（正方向）に移動させる旨の指示の場合には、第６図に示すように、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、移動量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の凸部６６が、第５図の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、スライダ２は、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、第６図中上側（正方向）に移動する。
この際、スライダ２は、ローラ５１および５２により、移動方向が規制され（案内され）つつ、円滑かつ確実に移動することができ、また、溝５１１および５２１により、ローラ５１および５２からの離脱が阻止される。
一方、通電されていない（駆動していない）各電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、スライダ２を効率良く移動させることができる。
また、移動量制御回路８３は、指示されたスライダ２の移動量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、移動量制御回路８３は、スライダ２の移動量が、指示されたスライダ２の移動量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、スライダ２を移動させる。
この際、スライダ２が第１図中右側に移動し過ぎると、凸部２１がローラ５１に当接し、これにより、スライダ２の移動が規制され、スライダ２のローラ５１からの離脱が阻止される。
前記と逆に、スライダ２を第６図中下側（逆方向）に移動させる旨の指示の場合には、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記スライダ２を第６図中上側に移動させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略するが、前記と同様に、スライダ２が第１図中左側に移動し過ぎると、凸部２２がローラ５２に当接し、これにより、スライダ２の移動が規制され、スライダ２のローラ５２からの離脱が阻止される。
この第１実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、リニアアクチュエータ１の小型化（薄型化）を図ることができる利点の他に、スライダ２を移動させるのに通常のモータを用いないことから、通常のモータのような電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺の機器に影響を及ぼすことがないという利点もある。
そして、スライダ２がローラ５１および５２で支持されているので、摩擦抵抗を低減することができ、スライダ２を円滑かつ確実に直線的に移動させることができる。
また、スライダ２を駆動していないとき（停止状態）、すなわち、いずれの電極にも通電していないときには、凸部６６がスライダ２に圧接し、凸部６６とスライダ２との摩擦力により、スライダ２を停止状態に維持することができる。すなわち、スライダ２が移動するのを阻止し、スライダ２を所定の位置に保持することができる。
また、スライダ２を正・逆両方向（左・右両方向）に移動させることができるので、汎用性が広い。
また、単一の振動体６でスライダ２を両方向に移動させることができるので、移動方向毎に専用の振動体を設ける場合に比べ、部品点数を少なくすることができ、製造が容易であり、また、リニアアクチュエータ１全体の小型・軽量化に有利である。
また、第２図に示すように、組み立て時、ベース４に第２図中、右側から組み付ける部品がなく、一方向（第２図中の左側）から部品を組み付けて組み立てることができ、組み立てを容易かつ迅速に行うことができる利点もある。
なお、前記実施形態では、スライダ２を２つのローラ５１および５２で移動可能に支持しているが、本発明では、スライダを移動可能に支持するローラを３つ以上設けてもよい。
次に、本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態について説明する。
第７図は、本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態における振動体の斜視図、第７図は、本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
以下、第２実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態のリニアアクチュエータ１は、スライダ２を停止状態に維持する第１のモードと、スライダ２の移動を可能（スライダ２をフリー状態）にする第２のモードと、スライダ２を正方向に移動させる第３のモードと、スライダ２を逆方向に移動させる第４のモードとを有しており、各電極への通電パターンの選択により振動体６の振動パターンを変更して、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されている。以下、具体的に説明する。
第７図に示すように、この振動体６では、圧電素子６２の第７図中上側に、板状の５つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅが設置され、圧電素子６４の第７図中下側に、板状の５つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅ（第７図中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）が設置されている。
すなわち、圧電素子６２を４つの長方形の領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。
そして、圧電素子６２の中央部に長方形状をなす電極６１ｅが設置され、同様に、圧電素子６４の中央部に長方形状をなす電極６５ｅが設置されている。各電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、その長手方向（長辺の方向）と振動体６の長手方向（長辺の方向）とが略一致するように配置されている。これら電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、検出電極であり、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）、すなわち、振動体６の振動の長手方向の成分（縦振動成分）により誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。また、前記電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、第２のモードで用いられる。
なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅが配置されている。
一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続されている。また、同様に、中央部の電極６１ｅと、この裏側に位置する電極６５ｅとは、電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
第８図に示すように、第２実施形態のリニアアクチュエータ１の通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および移動量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９と、スイッチ１６とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、スライダ２の移動方向を切り替える。
このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
スイッチ１６は、連動する２つのスイッチ部１６１および１６２を有している。
スイッチ部１６１の端子１６３は、スイッチ９の端子９４および９５に接続されており、端子１６４は、振動体６の電極６１ｅに接続されている。
そして、スイッチ部１６１の端子１６７は、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
また、スイッチ部１６２の端子１６６は、スイッチ９の端子９８および振動体６の電極６１ａに接続されており、端子１６８は、スイッチ９の端子９７および振動体６の電極６１ｄに接続されている。
なお、駆動回路８については、前述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
次に、各モードについて説明する。
第１のモードでは、振動体６に対し、励振しない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも通電しない。この場合は、振動体６の凸部６６がスライダ２に圧接し、凸部６６とスライダ２との摩擦力により、スライダ２を停止状態に維持することができる。すなわち、スライダ２が移動するのを阻止し、スライダ２を所定の位置に保持することができる。
また、第２のモードでは、スライダ２の移動方向に対して略垂直な方向の振動を励振する。すなわち、振動体６の両対角線上の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に繰り返し伸縮、すなわち、長手方向に微小な振幅で振動（縦振動）する。換言すれば、振動体６の凸部６６は、長手方向（長辺の方向）に振動（往復運動）する。
スライダ２は、振動体６が収縮するときに、凸部６６から離間してその凸部６６との間の摩擦力が無くなるか、または、前記摩擦力が減少し、フリー状態となり、第８図中上側および下側のいずれの方向にも自由に移動することができる。一方、振動体６が伸張するときは、スライダ２は、凸部６６から押圧力を受けるが、その方向は、スライダ２の長手方向に対して略垂直な方向であるので、スライダ２は、第８図中上側および下側のいずれの方向にも移動しない。
従って、振動体６の振動により、スライダ２は、フリー状態となり、第８図中上側および下側のいずれの方向にも自由に移動することができる。
また、第３のモードでは、少なくともスライダ２の移動方向正方向の振動変位成分を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、スライダ２は、図８中上側（正方向）に移動する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
また、第４のモードでは、少なくともスライダ２の移動方向逆方向の振動変位成分を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、スライダ２は、図８中下側（逆方向）に移動する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
次に、第８図に基づいて、リニアアクチュエータ１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、スライダ２の停止／フリーの指示や、スライダ２の移動方向および移動量の指示があると、それに基づいて、スイッチ９、１６および駆動回路８の移動量制御回路８３が作動する。すなわち、前記第１のモード、第２のモード、第３のモードおよび第４のモードのいずれかに設定される。
スライダ２を第８図中上側（正方向）に移動させる旨の指示（第３のモード）の場合には、第８図に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、移動量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の凸部６６が、第５図の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、スライダ２は、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、第８図中上側（正方向）に移動する。
この際、通電されていない（駆動していない）各電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、スライダ２を効率良く移動させることができる。
また、移動量制御回路８３は、指示されたスライダ２の移動量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、移動量制御回路８３へは、スライダ２の移動量が、指示されたスライダ２の移動量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、スライダ２を移動させる。
前記と逆に、スライダ２を第８図中下側（逆方向）に移動させる旨の指示（第４のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記スライダ２を第８図中上側に移動させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
また、スライダ２を停止状態に維持する指示（第１のモード）の場合には、第８図に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。
そして、移動量制御回路８３は、発振回路８１および増幅回路８２を作動させない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しない。
スライダ２には、振動体６の凸部６６が圧接（当接）し、凸部６６とスライダ２との摩擦力により、スライダ２が停止状態に維持される。すなわち、スライダ２が移動するのが阻止され、スライダ２は、所定の位置に保持される。
なお、第１のモードの場合には、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しなければ、スイッチ９および１６は、それぞれ、どのように切り替わっていてもよい。
また、スライダ２をフリー状態にする指示（第２のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６４と端子１６７とが接続し、端子１６６と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ｅおよび６５ｅと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の凸部６６が、長手方向に振動（往復運動）し、スライダ２は、フリー状態となり、第８図中上側および下側のいずれの方向にも自由に移動することができる。
この際、各電極６１ｅおよび６５ｅからは、それぞれ、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）が検出される。その検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の縦振動の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数の交流電圧を出力する。これにより、スライダ２をより円滑に移動させることができる。
なお、第２のモードの場合には、スイッチ９は、どのように切り替わっていてもよい。
この第２実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、このリニアアクチュエータ１では、スライダ２の停止状態を維持する状態、すなわち高摩擦状態と、スライダ２の移動を可能（スライダ２をフリー状態）にする状態、すなわち低摩擦状態と、スライダ２を正方向へ移動させる状態と、スライダ２を逆方向へ移動させる状態との４状態のうちから、任意の状態を選択することができるので、汎用性が広い。
なお、前述の振動体６においては、駆動するための電極を４分割して駆動する場合について説明したが、それは、縦振動と屈曲振動を選択的に励振するための一例を示したのであり、本発明では、前述の振動体６の構造や駆動の方法に限定されるものではない。
次に、本発明のリニアアクチュエータの第３実施形態について説明する。
第９図は、本発明のリニアアクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。なお、以下の説明では、第９図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第３実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
同図に示すように、第３実施形態のリニアアクチュエータ１では、振動体６は、振動体６の長辺６０２とスライダ２の移動方向（長手方向）とが略平行、すなわち、振動体６の短辺６０１とスライダ２の移動方向とが略垂直となるように設置されている。
これにより、リニアアクチュエータ１をより小型化に（上下方向に小さく）することができる。
また、振動体６の凸部（スライダ２へ当接する部分）６６は、補強板６３の複数の箇所（図示の構成では２箇所）に設けられている。一方の凸部６６は、補強板６３の下側の長辺６０２の右側の端部に設けられており、他方の凸部６６は、補強板６３の下側の長辺６０２の左側の端部に設けられている。
これにより、振動体６の離間した２つの凸部６６でスライダ２へ交互に摩擦力（押圧力）を与えてそのスライダ２を移動させることができ、１つの凸部６６でスライダ２を移動させる場合に比べ、スライダ２を強い力で移動させることができる。
また、腕部６８は、途中で湾曲（屈曲）しており、この腕部６８の先端部（左側の端部）には、ボルト１３が挿入される孔６８１が形成されている。
この振動体６は、前記腕部６８の孔６８１の近傍において、ボルト１３により、ベース４に設けられた図示しないネジ孔に固定されている。すなわち、振動体６は、腕部６８によって支持されている。これにより、振動体６は自由に振動することができ、比較的大きい振幅で振動する。
そして、振動体６は、前記腕部６８により下方向に付勢され、この付勢力により、振動体６の凸部６６は、スライダ２の接触部（上側の面）へ圧接される（押し付けられる）。
従って、前記腕部６８により、振動体６をスライダ２に押し付ける押圧手段が構成される。
この第３実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
なお、この第３実施形態においても、前述した第１実施形態のように、押圧手段７を設けてもよい。
また、前述した第２実施形態のように、スライダ２を停止状態に維持する第１のモードと、スライダ２の移動を可能（スライダ２をフリー状態）にする第２のモードと、スライダ２を正方向に移動させる第３のモードと、スライダ２を逆方向に移動させる第４のモードとを設けてもよい。
次に、本発明のリニアアクチュエータの第４実施形態について説明する。
第１０図は、本発明のリニアアクチュエータの第４実施形態を示す断面平面図、第１１図は、第１０図に示すリニアアクチュエータのＢ−Ｂ線での断面図である。なお、以下の説明では、第１０図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第４実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第１、第２または第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第４実施形態のリニアアクチュエータ１は、複数の板状のアクチュエータユニット１０を有している。
この場合、リニアアクチュエータ１は、互いに平行になるように対向配置された一対の板状のベース４２、４３を有しており、このベース４２、４３が各アクチュエータユニット１０で共用されている。ベース４２は、第１１図中の左側端に配置され、ベース４３は、第１１図中の右側端に配置されている。
各アクチュエータユニット１０は、それぞれ、略平行な面内に構成され、積層配置されている。
すなわち、各アクチュエータユニット１０は、各スライダ２の移動方向（配列方向）が略一致し、かつ、振動体６（アクチュエータユニット１０）の厚さ方向に重なるように配置されている。また、各スライダ２は、第１１図中横方向に１列に並んでいる。
このように各アクチュエータユニット１０を重ねることにより、各スライダ２を集中（集積）させることができる。
各振動体６は、腕部６８の孔６８１において、共通の軸１４１で支持され、その軸１４１に固定されている。
各振動体６の間、ベース４２と振動体６との間、およびベース４３と振動体６との間であって、腕部６８の孔６８１に対応する位置には、それぞれ、スペーサ１４４が設置されている
前記軸１４１の第１１図中左側の端部は、ベース４２に形成されている孔４２１に、例えば、圧入されて、ベース４２に固定されている。
一方、軸１４１の第１１図中右側の端部には、ナット１４３と螺合するネジ１４２が形成されている。軸１４１の第１１図中右側の端部は、ベース４３に形成されている孔４３１を挿通し、そのネジ１４２にナット１４３が螺合され、スペーサ１４４とナット１４３とでベース４３を挟持することで、ベース４３に固定されている。
また、各ローラ５２は、共通の軸５２３で、正逆両方向に回転可能に支持されている。
前記軸５２３の第１１図中左側の端部は、ベース４２に形成されている孔４２２に、例えば、圧入されて、ベース４２に固定されている。
一方、軸５２３の第１１図中右側の端部には、２つのナット５２５および５２６と螺合するネジ５２４が形成されている。軸５２３の第１１図中右側の端部は、ベース４３に形成されている孔４３２を挿通し、そのネジ５２４にベース４３を隔てナット５２５とナット５２６とが螺合され、これらナット５２５とナット５２６とでベース４３を挟持することで、ベース４３に固定されている。
同様に、各ローラ５１は、共通の軸５１３で、正逆両方向に回転可能に支持されている。
前記軸５１３の第１１図中左側の端部は、ベース４２に形成されている図示しない孔に、例えば、圧入されて、ベース４２に固定されている。
一方、軸５１３の第１１図中右側の端部には、図示しない２つのナットと螺合する図示しないネジが形成されている。軸５１３の第１１図中右側の端部は、ベース４３に形成されている図示しない孔を挿通し、前記ネジにベース４３を隔て２つのナットが螺合され、これら２つのナットでベース４３を挟持することで、ベース４３に固定されている。
なお、各アクチュエータユニット１０の構造や作用は、前述した第１、第２または第３実施形態とほぼ同様であるので、その説明は省略する。
この第４実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、前述した第１、第２または第３実施形態と同様の効果が得られる。
そして、このリニアアクチュエータ１では、各アクチュエータユニット１０が振動体６の厚さ方向に重なっているので、リニアアクチュエータ１をより小型化することができる。
また、このリニアアクチュエータ１では、各アクチュエータユニット１０が板状（平面状）をなしているので、それらを容易に重ねる（積層する）ことができ、組み立てを容易に行うことができる。
前述した各実施形態のリニアアクチュエータ１は、それぞれ、各種の電子装置等に組込んで用いることができる。
例えば、第１２図に示すように、点字を表示する装置の点字の駆動に用いることができる。
前記点字を表示する装置は、基板１５を有し、その基板１５には、複数の孔１５１が形成されている。各孔１５１の配置は、点字を構成するような配置になっている。なお、第１２図には、列状（直線状）に配置された３つの孔１５１が記載されている。
リニアアクチュエータ１は、前述した第４実施形態のように、複数のアクチュエータユニット１０を有している。
各アクチュエータユニット１０のスライダ２は、棒状をなしており、そのスライダ２の第１２図中上側の端部（先端部）には、それぞれ、点字の１ドットを構成するピン２３が形成されている。
各アクチュエータユニット１０は、前述した第４実施形態のように、各スライダ２の移動方向が略一致し、かつ、振動体６の厚さ方向に重なり、各孔１５１に対応するピン２３が挿入されるように配置されている。
このリニアアクチュエータ１は、表示する点字（点字パターン）に基づいて駆動制御され、各アクチュエータユニット１０において、それぞれ、振動体６の駆動により、スライダ２が第１２図中上側に移動すると、ピン２３の先端部２３１が孔１５１から突出し、逆に、スライダ２が第１２図中下側に移動すると、ピン２３の先端部２３１が孔１５１内に退避する。
なお、本発明のリニアアクチュエータの用途は、特に限定されない。すなわち、本発明は、前記点字の駆動の他、例えば、携帯電話（ＰＨＳを含む）、携帯テレビ、テレビ電話等のアンテナの駆動等、各種電子装置に適用することができる。
次に、本発明のリニアアクチュエータの第５実施形態について説明する。
第１３図は、本発明のリニアアクチュエータの第５実施形態にかかる振動体を示す斜視図である。なお、以下の説明では、第１３図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第５実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第１〜第４実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第５実施形態のリニアアクチュエータ１は、第２実施形態にて記載した第１〜第４のモードに加えて、さらに、縦振動および屈曲振動が複合される第５のモードおよび第６のモードを備える点に特徴を有する。これらのモードは、第１〜第４のモードと同様に、各電極６１ａ〜６１ｆ、６５ａ〜６５ｆへの通電パターンの変更により任意に選択され得る。
このリニアアクチュエータ１の振動体６は、第２実施形態の検出電極６１ｅ、６５ｅに代えて、圧電素子６２の第１３図中上側に電極６１ｆを備え、また、第１３図中下側に電極６５ｆを備える。これらの電極６１ｆ、６５ｆは、長方形の板状形状を有すると共に振動体６の長手方向の長さと略同一寸法を有し、振動体６の長手方向に沿って、その中央部に配置される。また、電極６１ｆおよび電極６５ｆは、振動体６の表裏にて電気的に接続され、他の電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄと同様に通電回路２０側に電気的に接続される（図示省略）。
第１４図は、第１３図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
このリニアアクチュエータ１において、第５のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが通電され、これらの電極と補強板６３との間に交流電圧が印加される。すると、これらの電極に対応する振動体６の部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６全体が屈曲振動する。この屈曲振動により、振動体６の凸部６６が、第１４図中の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）し、または、矢印ｃで示すように楕円振動（楕円運動）する。これにより、スライダ２が、凸部６６から繰り返し摩擦力（押圧力）を受けて、第１４図中右側（正方向）に移動する。
また、この第５のモードでは、さらに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。すると、印加された交流電圧により、対応する振動体６の部分が繰り返し伸縮し、振動体６全体が長手方向に微少振幅にて縦振動する。振動体６の凸部６６は、この縦振動によりスライダ２に対する押圧力を増加され、第３のモードよりも強い力にてスライダ２をスライドさせる。これにより、リニアアクチュエータ１の駆動力を高められる利点がある。
なお、この第５モードにおいて、通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。これらの電極は、リニアアクチュエータ１の駆動時にて、通電された電極６１ｂ、６１ｄ、６１ｆ、６５ｂ、６５ｄおよび６５ｆと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出して、発振回路８１に入力する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、誘起出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、スライダ２を効率良く移動させ得る利点がある。なお、これらの通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃの作用は、第１実施形態と同様である。
第１５図は、第１３図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
このリニアアクチュエータ１において、第６のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃ、並びに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。そして、振動体６が第５のモードとは対称に振動し、スライダ２を第１５図中左側（逆方向）にスライドさせる。これにより、逆方向の移動についても、高い駆動力を得られる利点がある。なお、通電されない他の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。これらの作用効果は、第５のモードにおける電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃの作用効果と同様である。
また、このリニアアクチュエータ１において、腕部６８は、振動体６の側方であって駆動時における縦振動および屈曲振動の両方の振動の節となる部分を支持する。この位置は、振動解析その他公知の手法により当業者自明の範囲内にて適宜決定してよい。例えば、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄが、振動体６の長手方向および幅方向に対称に設けられている場合には、この振動体６の略中央付近が振動の節となる。腕部６８をかかる位置に設ければ、腕部６８から外部への振動漏れを抑制できるので、スライダ２を効率的に駆動できる利点がある。
また、このリニアアクチュエータ１において、補強板６３と、凸部６６と、腕部６８とを単一の部材により一体的に形成するのが好ましい。これにより、これらの結合関係を強固にできるので、振動体６の振動を効果的にスライダ２に伝達できると共に、振動体６をより確実に支持できる利点がある。
また、これらの各変形例は、第１〜第４実施形態のリニアアクチュエータ１に適用してもよい。
第１６図は、第１３図に示したリニアアクチュエータの振動体の駆動特性を示すグラフである。
同図では、横軸に振動周波数［Ｈｚ］をとり、縦軸にインピーダンス［Ω］をとって、振動体６の振動特性を表示する。なお、この振動周波数は、駆動時における振動体６の振動周波数である。また、インピーダンスは、押圧していない状態の圧電素子６２、６４のインピーダンスである。
このリニアアクチュエータ１では、上記のように縦振動と屈曲振動との複合により、振動体６の凸部６６がより大きな押圧力でスライダ２に付勢する。ここで、このリニアアクチュエータ１では、振動体６の縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２とが異なる（ずれる）ように、振動体６の諸条件が設定される。これにより、押圧状態では、共振点近傍において、圧電素子６２、６４のインピーダンス変化が鈍くなり、また、インピーダンスが大きくなり、縦振動と屈曲振動との共振周波数が不明瞭となる。これにより、広い周波数帯にて縦振動および屈曲振動を結合して励振することができ、また、振動体６の駆動時の投入電力を安定化できる利点がある。
なお、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２は、インピーダンスが極小となるときの振動周波数（駆動周波数）である（図１６参照）。
また、このリニアアクチュエータ１では、振動体６が、縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２との間の所定の振動周波数（駆動周波数）にて駆動される。
この場合、振動体６の駆動周波数を縦振動の共振周波数ｆ１に近づけると、押圧力を増す方向の振動振幅が大きくなるので、振動体６の凸部６６とスライダ２との間の摩擦力が大きくなり、駆動力が高くなる（高駆動力型となる）。
また、振動体６の駆動周波数を屈曲振動の共振周波数ｆ２に近づけると、振動体６の凸部６６の振動変位のうちの、スライダ２の移動方向の成分が大きくなり、これにより振動体６による１回の振動で送れる量が大きくなり、駆動速度（移動速度）が高くなる（高速型となる）。
このように、縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２とをずらすと共に、ｆ１とｆ２との間の周波数帯にて駆動周波数を適宜設定（選択）することにより、例えば、駆動力や駆動速度に関し、任意の駆動特性を得ることができる。
また、このリニアアクチュエータ１では、屈曲振動の共振周波数ｆ２は、縦振動の共振周波数ｆ１よりも、ｆ１の０．５〜３％程度大きいのが好ましく、１〜２％程度大きいのがより好ましい。
屈曲振動の共振周波数ｆ２と縦振動の共振周波数ｆ１との差を前記範囲内に設定することにより、押圧状態で縦振動と屈曲振動が同時に起る（結合する）ので摩擦力と駆動力とが同時に得られ、良好な駆動特性が得られる。
なお、これに限らず、縦振動の共振周波数ｆ１の方が、屈曲振動の共振周波数ｆ２より大きくてもよい。この場合、縦振動の共振周波数ｆ１は、屈曲振動の共振周波数ｆ２よりも、ｆ２の０．５〜３％程度大きいのが好ましく、１〜２％程度大きいのがより好ましい。さらに、より大きな電力を投入し、大きな機械的出力を得るためには、駆動周波数において、インピーダンスを下げることが好ましい。すなわち、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２が同一とならなければよい。
また、このリニアアクチュエータ１では、屈曲振動の共振周波数ｆ２におけるインピーダンスの方が、縦振動の共振周波数ｆ１におけるインピーダンスより大きく、また、共振周波数ｆ１、ｆ２間にて、インピーダンスが極大となる周波数ｆ３を有する。そして、振動体６は、この縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２との間の所定の駆動周波数にて駆動されるのが好ましく、ｆ３とｆ２の間の所定の駆動周波数にて駆動されるのがより好ましい。
これにより、振動体６の駆動時に縦振動と屈曲振動の振動位相をずらして励振することができる。したがって、凸部６６を楕円軌道ｃ（第１４図および第１５図参照）に沿って振動させることができ、振動体６からスライダ２に対し、スライダ２を引き戻す力を与えることなく、効率良く力を与えることができる。
以上述べたように、この第５実施形態では、リニアアクチュエータ１を効率的に稼働させることができる。
次に、本発明のリニアアクチュエータの第６実施形態について説明する。
第１７図は、本発明のリニアアクチュエータの第６実施形態を示す断面平面図である。なお、以下の説明では、第１７図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第６実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第４実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
同図に示すように、第６実施形態のリニアアクチュエータ１では、そのアクチュエータユニット１０の振動体６の補強板６３に、弾性（可撓性）を有する１対（２つ）の腕部６８が一体的に形成されている。
１対の腕部６８は、補強板６３の長手方向（第１７図中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向であって、かつ、補強板６３（振動体６）を介して互いに反対方向に突出するように（第１７図中左右対称に）設けられている。
この第６実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、前述した第４実施形態と同様の効果が得られる。
そして、このリニアアクチュエータ１では、振動体６に１対の腕部６８が設けられているので、支持に対する剛性が高まり、駆動の反作用等の外力に対しても安定した支持ができる。さらに、左右対称になるので、右方向の駆動特性と左方向の駆動特性への影響を均一化でき、左右方向（正逆方向）の特性が等しいリニアアクチュエータを実現することができる。
なお、この第６実施形態では、リニアアクチュエータ１におけるアクチュエータユニット１０の数は、複数であるが、本発明では、アクチュエータユニット１０の数は、１つであってもよい。
また、この第６実施形態に、前述した第５実施形態を適用してもよい。
以上、本発明のリニアアクチュエータを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
また、本発明では、前記各実施形態の任意の２以上の構成（特徴）を適宜組み合わせてもよい。
また、本発明では、振動体の形状、構造は、図示の構成に限らず、例えば、圧電素子が１枚のものや、補強板を有さないものや、スライダと当接する部分に向かって幅が漸減するような形状のもの等であってもよい。
また、前記実施形態では、振動体６は、１つのアクチュエータユニット１０に１つ設置されているが、本発明では、１つのアクチュエータユニット１０に複数の振動体６を設けてもよい。
産業上の利用可能性
本発明よれば、振動体を用いてスライダを移動、特に、振動体を用いてスライダを直接駆動するとともに、そのスライダが複数のローラで支持されているので、摩擦抵抗を低減することができ、スライダを円滑かつ確実に直線的に移動させることができる。また、振動体を用いてスライダを移動、特に、振動体を用いてスライダを直接駆動することにより、リニアアクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のリニアアクチュエータの第１実施形態を示す平面図である。
第２図は、第１図に示すリニアアクチュエータのＡ−Ａ線での断面図である。
第３図は、第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体の斜視図である。
第４図は、第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
第５図は、第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
第６図は、第１図に示すリニアアクチュエータの回路構成を示すブロック図である。
第７図は、本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態における振動体の斜視図である。
第８図は、本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
第９図は、本発明のリニアアクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。
第１０図は、本発明のリニアアクチュエータの第４実施形態を示す断面平面図である。
第１１図は、第１０図に示すリニアアクチュエータのＢ−Ｂ線での断面図である。
第１２図は、本発明のリニアアクチュエータを点字を表示する装置の点字の駆動に用いた場合の構成例を示す斜視図である。
第１３図は、本発明のリニアアクチュエータの第５実施形態にかかる振動体を示す斜視図である。
第１４図は、第１３図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
第１５図は、第１３図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
第１６図は、第１３図に示したリニアアクチュエータの振動体の駆動特性を示すグラフである。
第１７図は、本発明のリニアアクチュエータの第６実施形態を示す断面平面図である。

本発明は、リニアアクチュエータに関する。

特許文献１である特開平７−１８４３８２号公報には、軸に対してスライダ（被駆動体）を移動可能に設置し、振動体（マイクロモータ）の圧電素子に交流電圧を印加することにより、その振動体を振動させ、この振動により、前記スライダに力を加え、スライダを軸に沿って移動させる機構が開示されている。
しかしながら、前記の機構では、振動体によりスライダに押圧力を加えて摩擦駆動するので、その押圧力によってスライダと軸との摩擦抵抗が増大し、損失が大きく、また、前記摩擦抵抗が大き過ぎてスライダが移動しない場合がある。

特開平７−１８４３８２号公報

本発明の目的は、簡単な構造で、小型化、特に薄型化に有利であり、スライダを円滑かつ確実に移動させることができるリニアアクチュエータを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のリニアアクチュエータは、スライダと、前記スライダと転がり接触をし、前記スライダを移動可能に支持する複数のローラと、前記スライダに当接して摩擦接触をし、圧電素子を備えた振動体とを有するアクチュエータユニットを備えたリニアアクチュエータであって、
前記振動体は、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記スライダに力を繰り返し加えて前記スライダを直線的に移動させるよう構成されていることを特徴とする。

これにより、摩擦抵抗を低減することができ、スライダを円滑かつ確実に直線的に移動させることができる。また、リニアアクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記アクチュエータユニットを複数備えているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記各アクチュエータユニットは、それぞれ、略平行な面内に構成され、積層配置されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記各アクチュエータユニットのローラは、共通の軸で回転可能に支持され、前記各アクチュエータユニットの振動体は、共通の軸で支持されているのが好ましい。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダを停止状態に維持する第１のモードと、前記スライダの移動を可能にする第２のモードと、前記スライダを正方向に移動させる第３のモードと、前記スライダを逆方向に移動させる第４のモードとを有し、
前記振動体の振動パターンを変更することにより、前記第１のモードと、前記第２のモードと、前記第３のモードと、前記第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されているのが好ましい。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダを停止状態に維持する第１のモードと、前記スライダの移動を可能にする第２のモードと、前記スライダを正方向に移動させる第３のモードと、前記スライダを逆方向に移動させる第４のモードとを有し、
前記振動体は、複数に分割された電極を有し、前記電極を介して前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、
前記各電極への通電パターンの選択により前記振動体の振動パターンを変更して、前記第１のモードと、前記第２のモードと、前記第３のモードと、前記第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されているのが好ましい。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記ローラは、外周面に形成された溝を有し、該ローラの中心に位置する軸により支持されており、前記スライダは、前記溝内に位置し、前記軸の径は、前記ローラの前記スライダを支持する部位の径より小さいのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダの摺動部は、棒状または板状をなしているのが好ましい。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記振動体は、板状をなしており、前記振動体と前記スライダとが略同一平面上に位置しているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記振動体は、少なくとも、板状の圧電素子と、金属材料で構成された補強板とを積層してなるのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記振動体から突出して設けられ、前記振動体を支持する腕部を有し、前記振動体は、前記腕部により前記スライダに押し付けられており、前記腕部と、前記振動体の前記スライダへ当接する部分とは、前記補強板と一体的に形成されているのが好ましい。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記振動体を前記スライダに押し付ける押圧手段と、前記振動体から突出して設けられ、前記振動体を支持する腕部とを有し、前記押圧手段の少なくとも一部と、前記腕部と、前記振動体の前記スライダへ当接する部分とは、前記補強板と一体的に形成されているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記押圧手段は、前記振動体を前記スライダに押し付ける力を調節する調節機構を有し、前記調節機構の少なくとも一部は、前記補強板と一体的に形成されているのが好ましい。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダの移動方向における前記複数のローラのうちの２つのローラの間に、前記振動体の前記スライダへ当接する部分が位置しているのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダの屈曲振動の共振周波数と、前記振動体の振動の周波数のｍ倍（但し、ｍはすべての自然数）とが実質的に一致せず、かつ、前記スライダの屈曲振動の共振周波数のｎ倍（但し、ｎはすべての自然数）と、前記振動体の振動の周波数とが実質的に一致しないよう構成されているのが好ましい。

本発明のリニアアクチュエータでは、前記スライダの移動を規制する移動規制手段を有するのが好ましい。
本発明のリニアアクチュエータでは、前記移動規制手段は、前記スライダに設けられ、前記ローラに当接して該スライダの移動を規制する少なくとも１つの凸部であるのが好ましい。

本発明のリニアアクチュエータは、スライダと、前記スライダに当接して摩擦接触をし、圧電素子を備えた振動体とを有し、
前記振動体は、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記スライダに力を繰り返し加えて前記スライダを直線的に移動させるよう構成されていることを特徴とする。

以下、本発明のリニアアクチュエータを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
第１図は、本発明のリニアアクチュエータの第１実施形態を示す平面図、第２図は、第１図に示すリニアアクチュエータのＡ−Ａ線での断面図、第３図は、第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体の斜視図、第４図および第５図は、それぞれ、第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図、第６図は、第１図に示すリニアアクチュエータの回路構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、第１図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

これらの図に示すリニアアクチュエータ１は、スライダ２を直接駆動（移動）するアクチュエータであり、スライダ２と、そのスライダ２が直線的に移動可能に設置されたアクチュエータ本体３とで構成された板状のアクチュエータユニット１０を有している。
第１図、第２図および第６図に示すように、アクチュエータ本体３は、板状のベース（基板）４と、スライダ２に当接して摩擦接触をし、スライダ２を移動させる振動体６と、スライダ２と転がり接触をし、スライダ２を移動可能に支持する２つのローラ５１および５２と、振動体６をスライダ２に押し付ける押圧手段７と、振動体６の後述する各電極への通電パターンを選択しつつ、その電極へ通電する通電回路２０とを有している。

スライダ２は、剛体、すなわち、適度な剛性を有する被移動体（被駆動体）である。このスライダ２の形状は、特に限定されないが、スライダ２の摺動部の形状は、例えば、棒状、板状等が好ましく、特に、後述する振動体６の凸部６６と接触する部位（接触部）が、平面であるのが好ましい。
スライダ２の前記接触部を平面にすることにより、振動体６の凸部６６をスライダ２へ押し付けたときに厚み方向の係合の外れを防止することができる。

本実施形態では、スライダ２は、横断面の形状が略四角形である棒状、すなわち、一方向に長い略直方体をなしており、その長手方向（軸方向）に移動可能に設置されている。
このスライダ２には、後述するローラ５１および５２に当接してスライダ２の移動を規制する２つの凸部２１および２２（移動規制手段）が形成されている。
凸部２１は、スライダ２の第１図中下側であって、ローラ５１より左側、すなわち、左側の端部に位置し、凸部２２は、スライダ２の第１図中下側であって、ローラ５１より右側、すなわち、右側の端部に位置している。
なお、前記凸部の位置や数は、これに限らず、例えば、凸部をローラ５１とローラ５２との間に配置してもよく、また、凸部の数は、１つであってもよい。

振動体６は、板状をなしており、ベース４の一方（第２図中左側）の面に、ベース４と平行な姿勢で設置されている。なお、振動体６については後に詳述する。
各ローラ５１および５２は、それぞれ、ベース４の一方（第２図中左側）の面に、ベース４と平行な姿勢で、正逆両方向に回転可能に中心に位置する軸５１２および５２２で支持されている。

これらローラ５１および５２の周面（外周面）には、それぞれ、溝５１１および５２１が外周に沿って形成されている。
前記ローラ５１とローラ５２は、所定距離離間して、左右方向（ローラ５１が左側、ローラ５２が右側）に並設されており、これらローラ５１の溝５１１内およびローラ５２の溝５２１内に、それぞれ、スライダ２が配設されている（位置している）。

ここで、前記ローラ５１の軸５１２の径（直径）は、ローラ５１のスライダ２を支持する部位（溝５１１の底部）の径より小さく設定されるのが好ましく、同様に、前記ローラ５２の軸５２２の径は、ローラ５２のスライダ２を支持する部位（溝５２１の底部）の径より小さく設定されるのが好ましい。
これにより、ローラ５１、５２の転がり抵抗を低減することができ、スライダをより円滑かつ確実に移動させることができる。

また、振動体６は、スライダ２の上側、すなわち、ローラ５１および５２の上側であって、凸部６６がスライダ２の移動方向におけるローラ５１とローラ５２の間に位置するように配置されている。この振動体６は、振動体６の短辺６０１とスライダ２の移動方向とが略平行、すなわち、振動体６の長辺６０２とスライダ２の移動方向とが略垂直となる姿勢で、かつ、その凸部６６の先端部がスライダ２に上側から当接するように設置されている。

前記振動体６、ローラ５１および５２は、それぞれ、第１図中下側から見たとき、それらがすべて、略同一直線上に位置するように配置されている。すなわち、振動体６とスライダ２とは、略平行に配置され、略同一平面上に位置している。これにより、リニアアクチュエータ１全体の薄型化に特に有利である。
押圧手段７は、ベース４に対し軸７１１を中心に回動（変位）可能に設けられ、振動体６を支持する支持部７１と、支持部７１をスライダ２側に付勢する付勢部材７２とを有している。

支持部７１は、ほぼ長方形の板状をなし、ベース４の一方（第２図中左側）の面に、ベース４と平行な姿勢で、その第１図中左側の端部において、前記軸７１１で回動可能に支持されている。また、支持部７１の第１図中右側の端部には、ボルト１３と螺合するネジ孔７１２が形成されている。
付勢部材７２は、弾性を有し、自然状態で第１図中左側が凸となるように湾曲（屈曲）した棒状または板状のものであり、その自然状態よりもさらに湾曲した状態、すなわち、弾性変形した状態で設置されている。

付勢部材７２の第１図中上側の端部には、ボルト１２の先端部が当接する当接部７２１が設けられ、第１図中下側の端部には、ほぼ円形の固定部７２２が設けられている。この固定部７２２には、ボルト１３が挿入される孔７２３が形成されている。
本実施形態では、前記付勢部材７２と、当接部７２１と、固定部７２２と、後述する振動体６の補強板６３と、腕部６８と、凸部６６とは、一体的に（一部材で）形成されている。

また、ベース４の一方（第２図中左側）の面には、ボルト１２を取り付ける取付部４１が突設されている。この取付部４１には、ボルト１２と螺合するネジ孔４１１が第１図中上下方向に沿って形成されている。
第１図に示すように、振動体６は、ベース４に対して回動可能に設けられた支持部７１により支持されている。

すなわち、支持部７１の第１図中右側の端部には、振動体６が連結されている。この場合、ネジ孔７１２に固定部７２２の孔７２３が重ね合わされ、ボルト１３が孔７２３を挿通してネジ孔７１２に螺合・締結されている。これにより、支持部７１の第１図中右側の端部と固定部７２２とが固着され、支持部７１と振動体６とが連結されている。
また、支持部７１の長手方向と、振動体６の長手方向とが略直交するような姿勢で、支持部７１と振動体６とが連結されている。

このようにして、振動体６は、腕部６８にて（腕部６８を介して）、支持部７１により支持されている。
腕部６８は、後述するように、弾性（可撓性）を有しており、比較的柔軟になっていることから、振動体６の振動の拘束を少なくするとともに、支持部７１に対し振動を遮断する機能を有している。換言すれば、腕部６８は、振動体６の振動が支持部７１に吸収（抑制）されるのを防止する。よって、振動体６は、比較的大きい振幅で、自由に振動することができ、これにより、スライダ２を高い効率で移動させることができる。すなわち、腕部６８は、支持部７１に対し振動体６の振動を容易にする機能を有している。

また、支持部７１は、腕部６８よりも高剛性であり、実質的に剛体となっている。ここで、「実質的に剛体」とは、リニアアクチュエータ１の使用状態において支持部７１の弾性変形が実質的に無視できる程度に支持部７１の剛性が高いことを言う。これにより、振動体６が振動しても、振動体６の姿勢を確実に維持することができる。よって、振動体６の異常振動を防止することができる。

さらに、支持部７１は、凸部６６から遠方の軸７１１を支点にして回動するので、凸部６６が磨耗しても振動体６を傾けることなく支持することができる。よって、特性を維持することができる。
また、取付部４１のネジ孔４１１には、ボルト１２が螺合している。
そして、前記付勢部材７２の第１図中下側の端部は、前記ボルト１３により固定部７２２が固定されることで、支持部７１の第１図中右側の端部に連結され、第１図中上側の端部に設けられた当接部７２１は、前記ボルト１２の先端部に当接している（係止されている）。この際、当接部７２１には図示しない凹部または穴部が形成されており、一方、ボルト１２の先端は尖っているので、当接部７２１とボルト１２の係合が外れるのを防止することができる。

この付勢部材７２は、前述したように、自然状態よりもさらに湾曲するように弾性変形した状態で設置されている。これにより、付勢部材７２は、自然状態へ戻ろうとする力（弾性力）、すなわち、復元力を発揮する。
このような構成により、付勢部材７２は、支持部７１の第１図中右側の端部に対し、第１図中の下向きの力を作用する。すなわち、付勢部材７２は、支持部７１を第１図中の時計回りに回動させるような方向に付勢している。これにより、振動体６も第１図中の下方向に付勢され、振動体６の凸部６６は、スライダ２の接触部（第１図中上側の面）へ圧接される（押し付けられる）。すなわち、付勢部材７２は、凸部６６がスライダ２へ圧接されるような方向（支持部７１が第１図中の時計回りに回動する方向）に支持部７１を付勢する。

換言すれば、スライダ２は、押圧手段７による押圧力により、振動体６の凸部６６と、ローラ５１および５２とで挟まれる（挟持）される。
このように、付勢部材７２の付勢力によって、振動体６の凸部６６がスライダ２の接触部に圧接され（振動体６の凸部６６がスライダ２の接触部に摩擦接触し）、凸部６６と接触部との間に十分な摩擦力が得られる。

なお、付勢部材７２の付勢力によって、腕部６８は、やや撓んだ状態になっている。
また、前記ボルト１２を操作することで、前記付勢部材７２の付勢力を調節することができるようになっている。
すなわち、ボルト１２を所定方向に回転操作すると、ボルト１２が第１図中下側に移動し、これにより、付勢部材７２の当接部７２１も第１図中下側に移動し、付勢部材７２は、さらに湾曲する（湾曲の度合いが増大する）。これにより、前記付勢部材７２の付勢力が増大する。

一方、ボルト１２を前記と逆方向に回転操作すると、ボルト１２が第１図中上側に移動し、これにより、付勢部材７２の当接部７２１も第１図中上側に移動し、付勢部材７２の湾曲の度合いが減少する。これにより、前記付勢部材７２の付勢力が減少する。
従って、前記取付部４１およびボルト１２により、振動体６をスライダ２に押し付ける力を調節する調節機構が構成される。

この調節機構により、前記付勢部材７２の付勢力、すなわち、振動体６をスライダ２に押し付ける力を調節することができるので、例えば、リニアアクチュエータ１の組み立て後において、付勢部材７２の付勢力を微調整することができ、また、使用等により付勢部材７２の付勢力に起因する性能や特性が低下した場合に、付勢部材７２の付勢力が適正値になるようにその付勢力を再調整することができる。

前記振動体６が振動すると、スライダ２は、振動体６から摩擦力（押圧力）を繰り返し受けて長手方向に移動する（直線運動する）。この際、スライダ２は、ローラ５１および５２により、移動方向が規制され（案内され）つつ、円滑かつ確実に移動することができ、また、溝５１１および５２１により、ローラ５１および５２からの離脱が阻止される。

この振動体６は、通常のモータ等と比べ、小型（薄型）である。
本発明では、この振動体６を用いてスライダ２を移動させることにより、リニアアクチュエータ１全体の小型化、特に薄型化（第２図中、左右方向の小型化）を図ることができる。
このリニアアクチュエータ１では、振動体６の電極を複数に分割し、それらに対して選択的に電圧を印加して、圧電素子を部分的に駆動することにより、面内の縦・屈曲の振動を任意に選択し得るようになっている。すなわち、振動体６の各電極への通電パターン（通電状態）の選択により振動体６の振動パターン（振動状態）を変更して、振動体６の凸部６６の振動（振動変位）の方向を変え、これにより、スライダ２を右側と左側（正方向と逆方向）のいずれの方向にも移動させることができる（スライダ２の移動方向の切り替えができる）ように構成されている。以下、具体例に基づいて説明する。

第３図に示すように、振動体６は、ほぼ、長方形の板状をなしている。振動体６は、第３図中の上側から４つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄと、板状の圧電素子６２と、補強板（振動板）６３と、板状の圧電素子６４と、板状の４つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄ（第３図中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）とをこの順に積層して構成されている。なお、第３図では、厚さ方向を誇張して示している。

圧電素子６２、６４は、それぞれ、長方形状をなし、交流電圧を印加することにより、その長手方向（長辺の方向）に伸長・収縮する。圧電素子６２、６４の構成材料としては、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。

これらの圧電素子６２、６４は、補強板６３の両面にそれぞれ固着されている。
この振動体６においては、前記圧電素子６２を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、前記圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが配置されている。

一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
前記補強板６３は、振動体６全体を補強する機能を有しており、振動体６が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板６３の構成材料としては、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。

この補強板６３は、圧電素子６２、６４よりも厚さが薄い（小さい）ものであることが好ましい。これにより、振動体６を高い効率で振動させることができる。
補強板６３は、圧電素子６２、６４に対する共通の電極としての機能をも有している。すなわち、圧電素子６２には、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄのうちの所定の電極と補強板６３とによって交流電圧が印加され、圧電素子６４には、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄのうちの所定の電極と補強板６３とによって交流電圧が印加される。

圧電素子６２、６４は、そのほぼ全体に交流電圧が印加されると長手方向に繰り返し伸縮し、これに伴なって、補強板６３も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、圧電素子６２、６４のほぼ全体に交流電圧を印加すると、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に微小な振幅で振動（縦振動）し、凸部６６が縦振動（往復運動）する。

補強板６３の第３図中の右端部には、凸部６６が一体的に形成されている。
この凸部６６は、第１図中、下側の短辺６０１側であって、補強板６３の幅方向（第１図中左右方向）中央に設けられている。
また、補強板６３の第３図中の下端部には、弾性（可撓性）を有する腕部６８が一体的に形成されている。

この腕部６８は、第１図中、左側の長辺６０２側であって、補強板６３の長手方向（第１図中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向に突出するように設けられている。前述したように、この腕部６８の先端部（第１図中左側の端部）には、固定部７２２等が一体的に形成されている。
凸部６６がスライダ２に当接した状態で、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧が印加されると、第４図に示すように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体６の凸部６６は、矢印ｂで示す斜めの方向に変位、すなわち振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位、すなわち楕円振動（楕円運動）する。スライダ２は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、第４図中左側（逆方向）に移動する。

この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
前記と逆に、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧が印加されると、第５図に示すように、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体６の凸部６６は、矢印ｂで示す斜めの方向に変位、すなわち振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位、すなわち楕円振動（楕円運動）する。スライダ２は、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、第５図中右側（正方向）に移動する。

この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
なお、第４図および第５図では、それぞれ、振動体６の変形を誇張して示すとともに、腕部６８は図示されていない。
ここで、前記振動体６の形状・大きさ、凸部６６の位置などを適宜選択し、屈曲振動（第４図および第５図中、横方向の振動）の共振周波数を縦振動の周波数と同程度にすることにより、振動体６の縦振動と屈曲振動とが同時におこり、凸部６６は、第４図および第５図中の矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位（楕円振動）させることができる。また、従来知られているように縦振動と屈曲振動を別々に位相をずらして駆動することにより、楕円振動の長径と短径の比（長径／短径）を変えることができる。

また、スライダ２を振動体６で直接駆動（移動）するので、軽量化、小型化（薄型化）に特に有利である。また、構造を極めて簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
また、振動体６の面内振動をスライダ２の直線運動（移動）に直接変換するので、この変換に伴なうエネルギーロスが少なく、スライダ２を高い効率で駆動することができる。

また、振動体６は、通常のモータのように磁力で駆動する場合と異なり、前記のような摩擦力（押圧力）によってスライダ２を駆動することから、駆動力が高い。このため、変速機構（減速機構）を介さなくてもスライダ２を十分な力で駆動することができる。
圧電素子６２、６４に印加する交流電圧の周波数は、特に限定されないが、振動体６の振動（縦振動）の共振周波数とほぼ同程度であるのが好ましい。これにより、振動体６の振幅が大きくなり、高い効率でスライダ２を駆動することができる。

また、スライダ２の屈曲振動の共振周波数と、振動体６の振動の周波数のｍ倍（但し、ｍはすべての自然数）とが実質的に一致せず、かつ、スライダ２の屈曲振動の共振周波数のｎ倍（但し、ｎはすべての自然数）と、振動体６の振動の周波数とが実質的に一致しないよう構成するのが好ましい。
これにより、スライダ２の屈曲共振をより確実に防止することができ、スライダ２を円滑かつ安定的に移動させることができる。

次に、通電回路２０について説明する。
第６図に示すように、通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および移動量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、スライダ２の移動方向を切り替える。

このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。

次に、第６図に基づいて、リニアアクチュエータ１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、スライダ２の移動方向および移動量の指示があると、それに基づいて、スイッチ９および駆動回路８の移動量制御回路８３が作動する。
スライダ２を第６図中上側（正方向）に移動させる旨の指示の場合には、第６図に示すように、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。

駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、移動量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の凸部６６が、第５図の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、スライダ２は、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、第６図中上側（正方向）に移動する。

この際、スライダ２は、ローラ５１および５２により、移動方向が規制され（案内され）つつ、円滑かつ確実に移動することができ、また、溝５１１および５２１により、ローラ５１および５２からの離脱が阻止される。
一方、通電されていない（駆動していない）各電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。

前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、スライダ２を効率良く移動させることができる。
また、移動量制御回路８３は、指示されたスライダ２の移動量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。

すなわち、移動量制御回路８３は、スライダ２の移動量が、指示されたスライダ２の移動量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、スライダ２を移動させる。
この際、スライダ２が第１図中右側に移動し過ぎると、凸部２１がローラ５１に当接し、これにより、スライダ２の移動が規制され、スライダ２のローラ５１からの離脱が阻止される。

前記と逆に、スライダ２を第６図中下側（逆方向）に移動させる旨の指示の場合には、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記スライダ２を第６図中上側に移動させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略するが、前記と同様に、スライダ２が第１図中左側に移動し過ぎると、凸部２２がローラ５２に当接し、これにより、スライダ２の移動が規制され、スライダ２のローラ５２からの離脱が阻止される。

この第１実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、リニアアクチュエータ１の小型化（薄型化）を図ることができる利点の他に、スライダ２を移動させるのに通常のモータを用いないことから、通常のモータのような電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺の機器に影響を及ぼすことがないという利点もある。
そして、スライダ２がローラ５１および５２で支持されているので、摩擦抵抗を低減することができ、スライダ２を円滑かつ確実に直線的に移動させることができる。

また、スライダ２を駆動していないとき（停止状態）、すなわち、いずれの電極にも通電していないときには、凸部６６がスライダ２に圧接し、凸部６６とスライダ２との摩擦力により、スライダ２を停止状態に維持することができる。すなわち、スライダ２が移動するのを阻止し、スライダ２を所定の位置に保持することができる。
また、スライダ２を正・逆両方向（左・右両方向）に移動させることができるので、汎用性が広い。

また、単一の振動体６でスライダ２を両方向に移動させることができるので、移動方向毎に専用の振動体を設ける場合に比べ、部品点数を少なくすることができ、製造が容易であり、また、リニアアクチュエータ１全体の小型・軽量化に有利である。
また、第２図に示すように、組み立て時、ベース４に第２図中、右側から組み付ける部品がなく、一方向（第２図中の左側）から部品を組み付けて組み立てることができ、組み立てを容易かつ迅速に行うことができる利点もある。
なお、前記実施形態では、スライダ２を２つのローラ５１および５２で移動可能に支持しているが、本発明では、スライダを移動可能に支持するローラを３つ以上設けてもよい。

次に、本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態について説明する。
第７図は、本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態における振動体の斜視図、第７図は、本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
以下、第２実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第２実施形態のリニアアクチュエータ１は、スライダ２を停止状態に維持する第１のモードと、スライダ２の移動を可能（スライダ２をフリー状態）にする第２のモードと、スライダ２を正方向に移動させる第３のモードと、スライダ２を逆方向に移動させる第４のモードとを有しており、各電極への通電パターンの選択により振動体６の振動パターンを変更して、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されている。以下、具体的に説明する。

第７図に示すように、この振動体６では、圧電素子６２の第７図中上側に、板状の５つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅが設置され、圧電素子６４の第７図中下側に、板状の５つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅ（第７図中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）が設置されている。

すなわち、圧電素子６２を４つの長方形の領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。
そして、圧電素子６２の中央部に長方形状をなす電極６１ｅが設置され、同様に、圧電素子６４の中央部に長方形状をなす電極６５ｅが設置されている。各電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、その長手方向（長辺の方向）と振動体６の長手方向（長辺の方向）とが略一致するように配置されている。これら電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、検出電極であり、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）、すなわち、振動体６の振動の長手方向の成分（縦振動成分）により誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。また、前記電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、第２のモードで用いられる。
なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅが配置されている。

一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続されている。また、同様に、中央部の電極６１ｅと、この裏側に位置する電極６５ｅとは、電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。

第８図に示すように、第２実施形態のリニアアクチュエータ１の通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および移動量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９と、スイッチ１６とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、スライダ２の移動方向を切り替える。

このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。

スイッチ１６は、連動する２つのスイッチ部１６１および１６２を有している。
スイッチ部１６１の端子１６３は、スイッチ９の端子９４および９５に接続されており、端子１６４は、振動体６の電極６１ｅに接続されている。
そして、スイッチ部１６１の端子１６７は、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。

また、スイッチ部１６２の端子１６６は、スイッチ９の端子９８および振動体６の電極６１ａに接続されており、端子１６８は、スイッチ９の端子９７および振動体６の電極６１ｄに接続されている。
なお、駆動回路８については、前述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

次に、各モードについて説明する。
第１のモードでは、振動体６に対し、励振しない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも通電しない。この場合は、振動体６の凸部６６がスライダ２に圧接し、凸部６６とスライダ２との摩擦力により、スライダ２を停止状態に維持することができる。すなわち、スライダ２が移動するのを阻止し、スライダ２を所定の位置に保持することができる。

また、第２のモードでは、スライダ２の移動方向に対して略垂直な方向の振動を励振する。すなわち、振動体６の両対角線上の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に繰り返し伸縮、すなわち、長手方向に微小な振幅で振動（縦振動）する。換言すれば、振動体６の凸部６６は、長手方向（長辺の方向）に振動（往復運動）する。

スライダ２は、振動体６が収縮するときに、凸部６６から離間してその凸部６６との間の摩擦力が無くなるか、または、前記摩擦力が減少し、フリー状態となり、第８図中上側および下側のいずれの方向にも自由に移動することができる。一方、振動体６が伸張するときは、スライダ２は、凸部６６から押圧力を受けるが、その方向は、スライダ２の長手方向に対して略垂直な方向であるので、スライダ２は、第８図中上側および下側のいずれの方向にも移動しない。
従って、振動体６の振動により、スライダ２は、フリー状態となり、第８図中上側および下側のいずれの方向にも自由に移動することができる。

また、第３のモードでは、少なくともスライダ２の移動方向正方向の振動変位成分を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、スライダ２は、図８中上側（正方向）に移動する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。

また、第４のモードでは、少なくともスライダ２の移動方向逆方向の振動変位成分を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、スライダ２は、図８中下側（逆方向）に移動する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。

次に、第８図に基づいて、リニアアクチュエータ１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、スライダ２の停止／フリーの指示や、スライダ２の移動方向および移動量の指示があると、それに基づいて、スイッチ９、１６および駆動回路８の移動量制御回路８３が作動する。すなわち、前記第１のモード、第２のモード、第３のモードおよび第４のモードのいずれかに設定される。

スライダ２を第８図中上側（正方向）に移動させる旨の指示（第３のモード）の場合には、第８図に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。

駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、移動量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の凸部６６が、第５図の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、スライダ２は、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、第８図中上側（正方向）に移動する。

この際、通電されていない（駆動していない）各電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、スライダ２を効率良く移動させることができる。

また、移動量制御回路８３は、指示されたスライダ２の移動量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、移動量制御回路８３へは、スライダ２の移動量が、指示されたスライダ２の移動量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、スライダ２を移動させる。

前記と逆に、スライダ２を第８図中下側（逆方向）に移動させる旨の指示（第４のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記スライダ２を第８図中上側に移動させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。

また、スライダ２を停止状態に維持する指示（第１のモード）の場合には、第８図に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。
そして、移動量制御回路８３は、発振回路８１および増幅回路８２を作動させない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しない。

スライダ２には、振動体６の凸部６６が圧接（当接）し、凸部６６とスライダ２との摩擦力により、スライダ２が停止状態に維持される。すなわち、スライダ２が移動するのが阻止され、スライダ２は、所定の位置に保持される。
なお、第１のモードの場合には、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しなければ、スイッチ９および１６は、それぞれ、どのように切り替わっていてもよい。

また、スライダ２をフリー状態にする指示（第２のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６４と端子１６７とが接続し、端子１６６と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ｅおよび６５ｅと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。

発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の凸部６６が、長手方向に振動（往復運動）し、スライダ２は、フリー状態となり、第８図中上側および下側のいずれの方向にも自由に移動することができる。

この際、各電極６１ｅおよび６５ｅからは、それぞれ、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）が検出される。その検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の縦振動の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数の交流電圧を出力する。これにより、スライダ２をより円滑に移動させることができる。

なお、第２のモードの場合には、スイッチ９は、どのように切り替わっていてもよい。
この第２実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、このリニアアクチュエータ１では、スライダ２の停止状態を維持する状態、すなわち高摩擦状態と、スライダ２の移動を可能（スライダ２をフリー状態）にする状態、すなわち低摩擦状態と、スライダ２を正方向へ移動させる状態と、スライダ２を逆方向へ移動させる状態との４状態のうちから、任意の状態を選択することができるので、汎用性が広い。
なお、前述の振動体６においては、駆動するための電極を４分割して駆動する場合について説明したが、それは、縦振動と屈曲振動を選択的に励振するための一例を示したのであり、本発明では、前述の振動体６の構造や駆動の方法に限定されるものではない。

次に、本発明のリニアアクチュエータの第３実施形態について説明する。
第９図は、本発明のリニアアクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。なお、以下の説明では、第９図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第３実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

同図に示すように、第３実施形態のリニアアクチュエータ１では、振動体６は、振動体６の長辺６０２とスライダ２の移動方向（長手方向）とが略平行、すなわち、振動体６の短辺６０１とスライダ２の移動方向とが略垂直となるように設置されている。
これにより、リニアアクチュエータ１をより小型化に（上下方向に小さく）することができる。

また、振動体６の凸部（スライダ２へ当接する部分）６６は、補強板６３の複数の箇所（図示の構成では２箇所）に設けられている。一方の凸部６６は、補強板６３の下側の長辺６０２の右側の端部に設けられており、他方の凸部６６は、補強板６３の下側の長辺６０２の左側の端部に設けられている。
これにより、振動体６の離間した２つの凸部６６でスライダ２へ交互に摩擦力（押圧力）を与えてそのスライダ２を移動させることができ、１つの凸部６６でスライダ２を移動させる場合に比べ、スライダ２を強い力で移動させることができる。

また、腕部６８は、途中で湾曲（屈曲）しており、この腕部６８の先端部（左側の端部）には、ボルト１３が挿入される孔６８１が形成されている。
この振動体６は、前記腕部６８の孔６８１の近傍において、ボルト１３により、ベース４に設けられた図示しないネジ孔に固定されている。すなわち、振動体６は、腕部６８によって支持されている。これにより、振動体６は自由に振動することができ、比較的大きい振幅で振動する。

そして、振動体６は、前記腕部６８により下方向に付勢され、この付勢力により、振動体６の凸部６６は、スライダ２の接触部（上側の面）へ圧接される（押し付けられる）。
従って、前記腕部６８により、振動体６をスライダ２に押し付ける押圧手段が構成される。
この第３実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、この第３実施形態においても、前述した第１実施形態のように、押圧手段７を設けてもよい。
また、前述した第２実施形態のように、スライダ２を停止状態に維持する第１のモードと、スライダ２の移動を可能（スライダ２をフリー状態）にする第２のモードと、スライダ２を正方向に移動させる第３のモードと、スライダ２を逆方向に移動させる第４のモードとを設けてもよい。

次に、本発明のリニアアクチュエータの第４実施形態について説明する。
第１０図は、本発明のリニアアクチュエータの第４実施形態を示す断面平面図、第１１図は、第１０図に示すリニアアクチュエータのＢ−Ｂ線での断面図である。なお、以下の説明では、第１０図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

以下、第４実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第１、第２または第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第４実施形態のリニアアクチュエータ１は、複数の板状のアクチュエータユニット１０を有している。
この場合、リニアアクチュエータ１は、互いに平行になるように対向配置された一対の板状のベース４２、４３を有しており、このベース４２、４３が各アクチュエータユニット１０で共用されている。ベース４２は、第１１図中の左側端に配置され、ベース４３は、第１１図中の右側端に配置されている。

各アクチュエータユニット１０は、それぞれ、略平行な面内に構成され、積層配置されている。
すなわち、各アクチュエータユニット１０は、各スライダ２の移動方向（配列方向）が略一致し、かつ、振動体６（アクチュエータユニット１０）の厚さ方向に重なるように配置されている。また、各スライダ２は、第１１図中横方向に１列に並んでいる。

このように各アクチュエータユニット１０を重ねることにより、各スライダ２を集中（集積）させることができる。
各振動体６は、腕部６８の孔６８１において、共通の軸１４１で支持され、その軸１４１に固定されている。
各振動体６の間、ベース４２と振動体６との間、およびベース４３と振動体６との間であって、腕部６８の孔６８１に対応する位置には、それぞれ、スペーサ１４４が設置されている。
前記軸１４１の第１１図中左側の端部は、ベース４２に形成されている孔４２１に、例えば、圧入されて、ベース４２に固定されている。

一方、軸１４１の第１１図中右側の端部には、ナット１４３と螺合するネジ１４２が形成されている。軸１４１の第１１図中右側の端部は、ベース４３に形成されている孔４３１を挿通し、そのネジ１４２にナット１４３が螺合され、スペーサ１４４とナット１４３とでベース４３を挟持することで、ベース４３に固定されている。
また、各ローラ５２は、共通の軸５２３で、正逆両方向に回転可能に支持されている。
前記軸５２３の第１１図中左側の端部は、ベース４２に形成されている孔４２２に、例えば、圧入されて、ベース４２に固定されている。

一方、軸５２３の第１１図中右側の端部には、２つのナット５２５および５２６と螺合するネジ５２４が形成されている。軸５２３の第１１図中右側の端部は、ベース４３に形成されている孔４３２を挿通し、そのネジ５２４にベース４３を隔てナット５２５とナット５２６とが螺合され、これらナット５２５とナット５２６とでベース４３を挟持することで、ベース４３に固定されている。

同様に、各ローラ５１は、共通の軸５１３で、正逆両方向に回転可能に支持されている。
前記軸５１３の第１１図中左側の端部は、ベース４２に形成されている図示しない孔に、例えば、圧入されて、ベース４２に固定されている。
一方、軸５１３の第１１図中右側の端部には、図示しない２つのナットと螺合する図示しないネジが形成されている。軸５１３の第１１図中右側の端部は、ベース４３に形成されている図示しない孔を挿通し、前記ネジにベース４３を隔て２つのナットが螺合され、これら２つのナットでベース４３を挟持することで、ベース４３に固定されている。

なお、各アクチュエータユニット１０の構造や作用は、前述した第１、第２または第３実施形態とほぼ同様であるので、その説明は省略する。
この第４実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、前述した第１、第２または第３実施形態と同様の効果が得られる。
そして、このリニアアクチュエータ１では、各アクチュエータユニット１０が振動体６の厚さ方向に重なっているので、リニアアクチュエータ１をより小型化することができる。

また、このリニアアクチュエータ１では、各アクチュエータユニット１０が板状（平面状）をなしているので、それらを容易に重ねる（積層する）ことができ、組み立てを容易に行うことができる。
前述した各実施形態のリニアアクチュエータ１は、それぞれ、各種の電子装置等に組込んで用いることができる。

例えば、第１２図に示すように、点字を表示する装置の点字の駆動に用いることができる。
前記点字を表示する装置は、基板１５を有し、その基板１５には、複数の孔１５１が形成されている。各孔１５１の配置は、点字を構成するような配置になっている。なお、第１２図には、列状（直線状）に配置された３つの孔１５１が記載されている。

リニアアクチュエータ１は、前述した第４実施形態のように、複数のアクチュエータユニット１０を有している。
各アクチュエータユニット１０のスライダ２は、棒状をなしており、そのスライダ２の第１２図中上側の端部（先端部）には、それぞれ、点字の１ドットを構成するピン２３が形成されている。

各アクチュエータユニット１０は、前述した第４実施形態のように、各スライダ２の移動方向が略一致し、かつ、振動体６の厚さ方向に重なり、各孔１５１に対応するピン２３が挿入されるように配置されている。
このリニアアクチュエータ１は、表示する点字（点字パターン）に基づいて駆動制御され、各アクチュエータユニット１０において、それぞれ、振動体６の駆動により、スライダ２が第１２図中上側に移動すると、ピン２３の先端部２３１が孔１５１から突出し、逆に、スライダ２が第１２図中下側に移動すると、ピン２３の先端部２３１が孔１５１内に退避する。
なお、本発明のリニアアクチュエータの用途は、特に限定されない。すなわち、本発明は、前記点字の駆動の他、例えば、携帯電話（ＰＨＳを含む）、携帯テレビ、テレビ電話等のアンテナの駆動等、各種電子装置に適用することができる。

次に、本発明のリニアアクチュエータの第５実施形態について説明する。
第１３図は、本発明のリニアアクチュエータの第５実施形態にかかる振動体を示す斜視図である。なお、以下の説明では、第１３図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第５実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第１〜第４実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第５実施形態のリニアアクチュエータ１は、第２実施形態にて記載した第１〜第４のモードに加えて、さらに、縦振動および屈曲振動が複合される第５のモードおよび第６のモードを備える点に特徴を有する。これらのモードは、第１〜第４のモードと同様に、各電極６１ａ〜６１ｆ、６５ａ〜６５ｆへの通電パターンの変更により任意に選択され得る。
このリニアアクチュエータ１の振動体６は、第２実施形態の検出電極６１ｅ、６５ｅに代えて、圧電素子６２の第１３図中上側に電極６１ｆを備え、また、第１３図中下側に電極６５ｆを備える。これらの電極６１ｆ、６５ｆは、長方形の板状形状を有すると共に振動体６の長手方向の長さと略同一寸法を有し、振動体６の長手方向に沿って、その中央部に配置される。また、電極６１ｆおよび電極６５ｆは、振動体６の表裏にて電気的に接続され、他の電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄと同様に通電回路２０側に電気的に接続される（図示省略）。

第１４図は、第１３図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
このリニアアクチュエータ１において、第５のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが通電され、これらの電極と補強板６３との間に交流電圧が印加される。すると、これらの電極に対応する振動体６の部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６全体が屈曲振動する。この屈曲振動により、振動体６の凸部６６が、第１４図中の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）し、または、矢印ｃで示すように楕円振動（楕円運動）する。これにより、スライダ２が、凸部６６から繰り返し摩擦力（押圧力）を受けて、第１４図中右側（正方向）に移動する。

また、この第５のモードでは、さらに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。すると、印加された交流電圧により、対応する振動体６の部分が繰り返し伸縮し、振動体６全体が長手方向に微少振幅にて縦振動する。振動体６の凸部６６は、この縦振動によりスライダ２に対する押圧力を増加され、第３のモードよりも強い力にてスライダ２をスライドさせる。これにより、リニアアクチュエータ１の駆動力を高められる利点がある。

なお、この第５モードにおいて、通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。これらの電極は、リニアアクチュエータ１の駆動時にて、通電された電極６１ｂ、６１ｄ、６１ｆ、６５ｂ、６５ｄおよび６５ｆと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出して、発振回路８１に入力する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、誘起出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、スライダ２を効率良く移動させ得る利点がある。なお、これらの通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃの作用は、第１実施形態と同様である。

第１５図は、第１３図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
このリニアアクチュエータ１において、第６のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃ、並びに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。そして、振動体６が第５のモードとは対称に振動し、スライダ２を第１５図中左側（逆方向）にスライドさせる。これにより、逆方向の移動についても、高い駆動力を得られる利点がある。なお、通電されない他の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。これらの作用効果は、第５のモードにおける電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃの作用効果と同様である。

また、このリニアアクチュエータ１において、腕部６８は、振動体６の側方であって駆動時における縦振動および屈曲振動の両方の振動の節となる部分を支持する。この位置は、振動解析その他公知の手法により当業者自明の範囲内にて適宜決定してよい。例えば、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄが、振動体６の長手方向および幅方向に対称に設けられている場合には、この振動体６の略中央付近が振動の節となる。腕部６８をかかる位置に設ければ、腕部６８から外部への振動漏れを抑制できるので、スライダ２を効率的に駆動できる利点がある。

また、このリニアアクチュエータ１において、補強板６３と、凸部６６と、腕部６８とを単一の部材により一体的に形成するのが好ましい。これにより、これらの結合関係を強固にできるので、振動体６の振動を効果的にスライダ２に伝達できると共に、振動体６をより確実に支持できる利点がある。
また、これらの各変形例は、第１〜第４実施形態のリニアアクチュエータ１に適用してもよい。

第１６図は、第１３図に示したリニアアクチュエータの振動体の駆動特性を示すグラフである。
同図では、横軸に振動周波数［Ｈｚ］をとり、縦軸にインピーダンス［Ω］をとって、振動体６の振動特性を表示する。なお、この振動周波数は、駆動時における振動体６の振動周波数である。また、インピーダンスは、押圧していない状態の圧電素子６２、６４のインピーダンスである。

このリニアアクチュエータ１では、上記のように縦振動と屈曲振動との複合により、振動体６の凸部６６がより大きな押圧力でスライダ２に付勢する。ここで、このリニアアクチュエータ１では、振動体６の縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２とが異なる（ずれる）ように、振動体６の諸条件が設定される。これにより、押圧状態では、共振点近傍において、圧電素子６２、６４のインピーダンス変化が鈍くなり、また、インピーダンスが大きくなり、縦振動と屈曲振動との共振周波数が不明瞭となる。これにより、広い周波数帯にて縦振動および屈曲振動を結合して励振することができ、また、振動体６の駆動時の投入電力を安定化できる利点がある。

なお、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２は、インピーダンスが極小となるときの振動周波数（駆動周波数）である（図１６参照）。
また、このリニアアクチュエータ１では、振動体６が、縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２との間の所定の振動周波数（駆動周波数）にて駆動される。
この場合、振動体６の駆動周波数を縦振動の共振周波数ｆ１に近づけると、押圧力を増す方向の振動振幅が大きくなるので、振動体６の凸部６６とスライダ２との間の摩擦力が大きくなり、駆動力が高くなる（高駆動力型となる）。

また、振動体６の駆動周波数を屈曲振動の共振周波数ｆ２に近づけると、振動体６の凸部６６の振動変位のうちの、スライダ２の移動方向の成分が大きくなり、これにより振動体６による１回の振動で送れる量が大きくなり、駆動速度（移動速度）が高くなる（高速型となる）。
このように、縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２とをずらすと共に、ｆ１とｆ２との間の周波数帯にて駆動周波数を適宜設定（選択）することにより、例えば、駆動力や駆動速度に関し、任意の駆動特性を得ることができる。

また、このリニアアクチュエータ１では、屈曲振動の共振周波数ｆ２は、縦振動の共振周波数ｆ１よりも、ｆ１の０．５〜３％程度大きいのが好ましく、１〜２％程度大きいのがより好ましい。
屈曲振動の共振周波数ｆ２と縦振動の共振周波数ｆ１との差を前記範囲内に設定することにより、押圧状態で縦振動と屈曲振動が同時に起る（結合する）ので摩擦力と駆動力とが同時に得られ、良好な駆動特性が得られる。

なお、これに限らず、縦振動の共振周波数ｆ１の方が、屈曲振動の共振周波数ｆ２より大きくてもよい。この場合、縦振動の共振周波数ｆ１は、屈曲振動の共振周波数ｆ２よりも、ｆ２の０．５〜３％程度大きいのが好ましく、１〜２％程度大きいのがより好ましい。さらに、より大きな電力を投入し、大きな機械的出力を得るためには、駆動周波数において、インピーダンスを下げることが好ましい。すなわち、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２が同一とならなければよい。

また、このリニアアクチュエータ１では、屈曲振動の共振周波数ｆ２におけるインピーダンスの方が、縦振動の共振周波数ｆ１におけるインピーダンスより大きく、また、共振周波数ｆ１、ｆ２間にて、インピーダンスが極大となる周波数ｆ３を有する。そして、振動体６は、この縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２との間の所定の駆動周波数にて駆動されるのが好ましく、ｆ３とｆ２の間の所定の駆動周波数にて駆動されるのがより好ましい。

これにより、振動体６の駆動時に縦振動と屈曲振動の振動位相をずらして励振することができる。したがって、凸部６６を楕円軌道ｃ（第１４図および第１５図参照）に沿って振動させることができ、振動体６からスライダ２に対し、スライダ２を引き戻す力を与えることなく、効率良く力を与えることができる。
以上述べたように、この第５実施形態では、リニアアクチュエータ１を効率的に稼働させることができる。

次に、本発明のリニアアクチュエータの第６実施形態について説明する。
第１７図は、本発明のリニアアクチュエータの第６実施形態を示す断面平面図である。なお、以下の説明では、第１７図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第６実施形態のリニアアクチュエータ１について、前述した第４実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

同図に示すように、第６実施形態のリニアアクチュエータ１では、そのアクチュエータユニット１０の振動体６の補強板６３に、弾性（可撓性）を有する１対（２つ）の腕部６８が一体的に形成されている。
１対の腕部６８は、補強板６３の長手方向（第１７図中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向であって、かつ、補強板６３（振動体６）を介して互いに反対方向に突出するように（第１７図中左右対称に）設けられている。

この第６実施形態のリニアアクチュエータ１によれば、前述した第４実施形態と同様の効果が得られる。
そして、このリニアアクチュエータ１では、振動体６に１対の腕部６８が設けられているので、支持に対する剛性が高まり、駆動の反作用等の外力に対しても安定した支持ができる。さらに、左右対称になるので、右方向の駆動特性と左方向の駆動特性への影響を均一化でき、左右方向（正逆方向）の特性が等しいリニアアクチュエータを実現することができる。

なお、この第６実施形態では、リニアアクチュエータ１におけるアクチュエータユニット１０の数は、複数であるが、本発明では、アクチュエータユニット１０の数は、１つであってもよい。
また、この第６実施形態に、前述した第５実施形態を適用してもよい。
以上、本発明のリニアアクチュエータを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。

また、本発明では、前記各実施形態の任意の２以上の構成（特徴）を適宜組み合わせてもよい。
また、本発明では、振動体の形状、構造は、図示の構成に限らず、例えば、圧電素子が１枚のものや、補強板を有さないものや、スライダと当接する部分に向かって幅が漸減するような形状のもの等であってもよい。
また、前記実施形態では、振動体６は、１つのアクチュエータユニット１０に１つ設置されているが、本発明では、１つのアクチュエータユニット１０に複数の振動体６を設けてもよい。
本発明によれば、振動体を用いてスライダを移動、特に、振動体を用いてスライダを直接駆動するとともに、そのスライダが複数のローラで支持されているので、摩擦抵抗を低減することができ、スライダを円滑かつ確実に直線的に移動させることができる。また、振動体を用いてスライダを移動、特に、振動体を用いてスライダを直接駆動することにより、リニアアクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

本発明のリニアアクチュエータの第１実施形態を示す平面図である。 第１図に示すリニアアクチュエータのＡ−Ａ線での断面図である。 第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体の斜視図である。 第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。 第１図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。 第１図に示すリニアアクチュエータの回路構成を示すブロック図である。 本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態における振動体の斜視図である。 本発明のリニアアクチュエータの第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。 本発明のリニアアクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。 本発明のリニアアクチュエータの第４実施形態を示す断面平面図である。 第１０図に示すリニアアクチュエータのＢ−Ｂ線での断面図である。 本発明のリニアアクチュエータを点字を表示する装置の点字の駆動に用いた場合の構成例を示す斜視図である。 本発明のリニアアクチュエータの第５実施形態にかかる振動体を示す斜視図である。 第１３図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。 第１３図に示すリニアアクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。 第１３図に示したリニアアクチュエータの振動体の駆動特性を示すグラフである。 本発明のリニアアクチュエータの第６実施形態を示す断面平面図である。

符号の説明

１……リニアアクチュエータ、１０……アクチュエータユニット、２……スライダ、２１、２２……凸部、２３……ピン、２３１……先端部、３……アクチュエータ本体、４、４２、４３……ベース、４１……取付部、４１１……ネジ孔、４２１、４２２、４３１、４３２……孔、５１、５２……ローラ、５１１、５２１……溝、５１２、５１３、５２２、５２３……軸、５２４……ネジ、５２５、５２６……ナット、６……振動体、６０１……短辺、６０２……長辺、６１ａ〜６１ｅ……電極、６５ａ〜６５ｅ……電極、６２、６４……圧電素子、６３……補強板、６６……凸部、６８……腕部、６８１……孔、７……押圧手段、７１……支持部、７１１……軸、７１２……ネジ孔、７２……付勢部材、７２１……当接部、７２２……固定部、７２３……孔、８……駆動回路、８１……発振回路、８２……増幅回路、８３……移動量制御回路、９……スイッチ、９１、９２……スイッチ部、９３〜９８……端子、１２、１３……ボルト、１４１……軸、１４２……ネジ、１４３……ナット、１４４……スペーサ、１５……基板、１５１……孔、１６……スイッチ、１６１、１６２……スイッチ部、１６３〜１６８……端子、２０……通電回路

Claims (17)

1. スライダと、前記スライダと転がり接触をし、前記スライダを移動可能に支持する複数のローラと、前記スライダに当接して摩擦接触をし、圧電素子を備えた振動体とを有するアクチュエータユニットを備えたリニアアクチュエータであって、
   前記振動体は、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記スライダに力を繰り返し加えて前記スライダを直線的に移動させるよう構成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
2. 前記アクチュエータユニットを複数備えた請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
3. 前記各アクチュエータユニットは、それぞれ、略平行な面内に構成され、積層配置されている請求の範囲第２項に記載のリニアアクチュエータ。
4. 前記各アクチュエータユニットのローラは、共通の軸で回転可能に支持され、前記各アクチュエータユニットの振動体は、共通の軸で支持されている請求の範囲第２項に記載のリニアアクチュエータ。
5. 前記スライダを停止状態に維持する第１のモードと、前記スライダの移動を可能にする第２のモードと、前記スライダを正方向に移動させる第３のモードと、前記スライダを逆方向に移動させる第４のモードとを有し、
   前記振動体の振動パターンを変更することにより、前記第１のモードと、前記第２のモードと、前記第３のモードと、前記第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されている請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
6. 前記スライダを停止状態に維持する第１のモードと、前記スライダの移動を可能にする第２のモードと、前記スライダを正方向に移動させる第３のモードと、前記スライダを逆方向に移動させる第４のモードとを有し、
   前記振動体は、複数に分割された電極を有し、前記電極を介して前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、
   前記各電極への通電パターンの選択により前記振動体の振動パターンを変更して、前記第１のモードと、前記第２のモードと、前記第３のモードと、前記第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されている請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
7. 前記ローラは、外周面に形成された溝を有し、該ローラの中心に位置する軸により支持されており、前記スライダは、前記溝内に位置し、前記軸の径は、前記ローラの前記スライダを支持する部位の径より小さい請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
8. 前記スライダの摺動部は、棒状または板状をなしている請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
9. 前記振動体は、板状をなしており、前記振動体と前記スライダとが略同一平面上に位置している請求の範囲第８項に記載のリニアアクチュエータ。
10. 前記振動体は、少なくとも、板状の圧電素子と、金属材料で構成された補強板とを積層してなる請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
11. 前記振動体から突出して設けられ、前記振動体を支持する腕部を有し、前記振動体は、前記腕部により前記スライダに押し付けられており、前記腕部と、前記振動体の前記スライダへ当接する部分とは、前記補強板と一体的に形成されている請求の範囲第１０項に記載のリニアアクチュエータ。
12. 前記振動体を前記スライダに押し付ける押圧手段と、前記振動体から突出して設けられ、前記振動体を支持する腕部とを有し、前記押圧手段の少なくとも一部と、前記腕部と、前記振動体の前記スライダへ当接する部分とは、前記補強板と一体的に形成されている請求の範囲第１０項に記載のリニアアクチュエータ。
13. 前記押圧手段は、前記振動体を前記スライダに押し付ける力を調節する調節機構を有し、前記調節機構の少なくとも一部は、前記補強板と一体的に形成されている請求の範囲第１２項に記載のリニアアクチュエータ。
14. 前記スライダの移動方向における前記複数のローラのうちの２つのローラの間に、前記振動体の前記スライダへ当接する部分が位置している請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
15. 前記スライダの屈曲振動の共振周波数と、前記振動体の振動の周波数のｍ倍（但し、ｍはすべての自然数）とが実質的に一致せず、かつ、前記スライダの屈曲振動の共振周波数のｎ倍（但し、ｎはすべての自然数）と、前記振動体の振動の周波数とが実質的に一致しないよう構成されている請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
16. 前記スライダの移動を規制する移動規制手段を有する請求の範囲第１項に記載のリニアアクチュエータ。
17. 前記移動規制手段は、前記スライダに設けられ、前記ローラに当接して該スライダの移動を規制する少なくとも１つの凸部である請求の範囲第１６項に記載のリニアアクチュエータ。

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