WO2023145378A1 - 振動型アクチュエータ - Google Patents

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WO2023145378A1
WO2023145378A1 PCT/JP2022/048454 JP2022048454W WO2023145378A1 WO 2023145378 A1 WO2023145378 A1 WO 2023145378A1 JP 2022048454 W JP2022048454 W JP 2022048454W WO 2023145378 A1 WO2023145378 A1 WO 2023145378A1
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WO
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contact
vibration
vibrating
type actuator
contact body
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/048454
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
安倫 有満
Original Assignee
キヤノン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
Publication of WO2023145378A1 publication Critical patent/WO2023145378A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04—Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to a vibration type actuator in which a vibration body and a contact body move relative to each other, a contact body unit, an actuator unit, a device, a multi-axis stage unit, and a multi-joint robot using the vibration type actuator.
  • Patent Document 1 describes a vibration motor (corresponding to a vibration type actuator) having a vibrator (corresponding to a vibrating body) that generates an elliptical motion in which a plurality of different vibrations are synthesized, and a relative motion member (corresponding to a contact body) and a vibration motor (corresponding to a vibrating actuator).
  • a vibration absorbing member is provided between the second base member and the vibration generated in the relative motion member due to the elliptical motion generated by the vibrator.
  • the output per unit volume or weight tends to be small, and there is a problem with space utilization efficiency.
  • the first reason is the need for a second base member. Since the second base member is illustrated larger than the relative motion member, the size of the entire vibration motor becomes large, which makes it difficult to reduce the size of the vibration motor.
  • the second reason is that it imposes restrictions on the implementation of the vibration motor. Since the vibration absorbing member is provided between the relative motion member and the second base member, the surfaces that can be used for friction sliding of the relative motion member are inevitably limited. Therefore, the surface facing the friction sliding surface is attached with the vibration absorbing member, and cannot be used for driving.
  • a vibration-type actuator of the present invention comprises a vibrating body including an elastic body and an electro-mechanical energy conversion element joined to the elastic body, and a contact body in contact with the vibrating body, the vibrating body and the contact body. and move relatively in a predetermined direction, wherein a vibration damping member is provided on a predetermined surface of the contact body that is different from a contact surface that contacts the vibrating body.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining vibration modes excited in a vibrating body;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining vibration modes excited in a vibrating body;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining vibration modes excited in a vibrating body;
  • 1 is a diagram for explaining a vibration actuator according to a first embodiment;
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a vibration actuator according to a first embodiment;
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a vibration actuator according to a first embodiment;
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  • FIG. 1 is a diagram for explaining a vibration actuator according to a first embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a vibration actuator according to a
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a vibrating body according to the first embodiment
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a vibrating body according to the first embodiment
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a vibrating body according to the first embodiment
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a vibrating body according to the first embodiment
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a vibrating body according to the first embodiment
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a vibrating body according to the first embodiment
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a vibrating body according to the first embodiment
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a
  • FIG. 4A and 4B are diagrams for explaining an example of a contact body unit and a vibrating body according to the first embodiment;
  • FIG. It is a figure which shows schematic structure of the contact body unit which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the contact body unit which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the contact body unit which concerns on 1st Embodiment.
  • 3 is a diagram showing a schematic configuration of a contact unit and a displacement detection section according to the first embodiment;
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a contact unit and a displacement detection section according to the first embodiment;
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a contact unit and a displacement detection section according to the first embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vibration actuator according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of a vibrating body unit of the vibration type actuator according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of a vibrating body unit of the vibration type actuator according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of a vibrating body unit of the vibration type actuator according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of another vibration type actuator according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of another vibration type actuator according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of another vibration type actuator according to the first embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of another vibration type actuator according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of another vibration type actuator according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the contact body unit and the vibrating body according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the contact body unit and the vibrating body according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the contact body unit and the vibrating body according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the contact body unit and the vibrating body according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the contact body unit and the vibrating body according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the contact body unit and the vibrating body according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the contact body unit and the vibrating body according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the contact body unit and the vibrating body according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which a displacement detection section is attached to the vibrating body unit according to the second embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a third embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a third embodiment;
  • FIG. FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a third embodiment;
  • FIG. FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a third embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a fourth embodiment;
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a fourth embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a fourth embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a fourth embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a fourth embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a fourth embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator unit according to a fourth embodiment;
  • FIG. It is a figure which shows schematic structure of the apparatus which concerns on 5th Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the apparatus which concerns on 6th Embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-axis stage according to a seventh embodiment
  • FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of an articulated robot according to an eighth embodiment
  • FIG. 21 is a diagram showing a schematic configuration of an articulated robot according to a ninth embodiment
  • FIG. 21 is a diagram showing a schematic configuration of a wire-driven manipulator that constitutes an articulated robot according to a ninth embodiment
  • FIGS. 1A to 1C are diagrams showing a schematic configuration of a vibrating body 1 that constitutes a vibration type actuator.
  • FIG. 1A is a plan view of the vibrating body 1
  • FIG. 1B is a front view of the vibrating body 1
  • FIG. 1C is a vibrating body.
  • 1 is a side view of FIG.
  • an orthogonal coordinate system is set for the vibrating body 1, consisting of an x-axis (x-direction), a y-axis (y-direction), and a z-axis (z-direction).
  • the z-direction is the thickness direction of the vibrating body 1, and is the direction in which projections 2a (details of which will be described later) provided at two locations protrude.
  • the y-direction is the longitudinal direction of the vibrating body 1 and is the direction connecting the two protrusions 2a.
  • the x direction is the lateral direction (width direction) of the vibrating body 1 and is a direction perpendicular to the y direction and the z direction. 1A to 1C, the direction from the start point to the end point of the arrow indicating each direction is the positive direction (+ direction), and the direction from the end point to the start point is the negative direction (- direction).
  • the vibrating body 1 comprises an elastic body 2 and an electro-mechanical energy conversion element 3 joined to the elastic body 2 .
  • the electro-mechanical energy conversion element 3 is, for example, a piezoelectric element that converts voltage into force by the inverse piezoelectric effect, and electrodes to which a predetermined voltage is applied are provided on the front and rear surfaces of a rectangular thin plate-shaped piezoelectric ceramic.
  • the elastic body 2 has a projecting portion 2a, a fishing support portion 2b, a supporting end portion 2c, and a base portion 2d.
  • the base portion 2d has a rectangular flat plate shape, and the electro-mechanical energy conversion element 3 is joined thereto.
  • the two protruding portions 2a are provided on the surface of the base portion 2d opposite to the surface to which the electro-mechanical energy conversion element 3 is joined so as to protrude in the +z direction.
  • the projecting portion 2a may be formed by pressing the elastic body 2 (base portion 2d), or the projecting member may be joined to the base portion 2d by a predetermined method.
  • the fishing support portions 2b are rectangular plate-like portions that are provided at both ends of the base portion 2d in the y direction and serve to connect the base portion 2d and the support end portion 2c.
  • the support end portion 2c is a rectangular plate-like portion for fixing the vibrating body 1 to a holding portion 8, which will be described later.
  • the base material 2e can also be used as the friction material 2f (in this case, the base material 2e and the friction material 2f cannot be distinguished from each other). no) configuration can also be employed.
  • FIGS. 2A to 2C are diagrams for explaining the vibration modes excited in the vibrating body 1.
  • FIG. 2A is a diagram for explaining the first vibration mode
  • FIG. 2B is a diagram for explaining the second vibration mode.
  • the deformation of the vibrating body 1 is exaggerated.
  • a contact member 4 that contacts the vibrating body 1 and receives thrust (frictional driving force) from the vibrating body 1 is illustrated.
  • the contact member 4 is a member that comes into contact with the protrusion 2a of the vibrating member 1. Due to the vibration generated in the vibrating body 1, the vibrating body 1 and the contact body 4 relatively move in the y direction as will be described later.
  • the contact between the vibrating body 1 and the contact body 4 is not limited to direct contact in which no other member is interposed between the vibrating body 1 and the contact body 4 . If the vibrating body 1 and the contacting body 4 move relative to each other due to the vibration generated in the vibrating body 1, the contact between the vibrating body 1 and the contacting body 4 is caused by another contact between the vibrating body 1 and the contacting body 4. Indirect contact through a member may be used.
  • the first vibration mode shown in FIG. 2A is a secondary out-of-plane bending vibration mode in which three nodal lines substantially parallel to the x-direction are generated in the base portion 2d. In the first vibration mode, vibration displacing in the y-direction occurs at the tips of the projections 2a at two locations.
  • the second vibration mode shown in FIG. 2B is a primary out-of-plane bending vibration mode in which two nodal lines substantially parallel to the y direction are generated in the base portion 2d. Due to the second vibration mode, vibration displacing in the z-direction occurs at the tips of the projections 2a at two locations.
  • the static frictional force between the protrusion 2a and the contact body 4 serves as a holding force for maintaining the relative position between the vibrating body 1 and the contact body 4. works.
  • the contact time between the protrusion 2a and the contact body 4 can be adjusted to adjust the apparent friction. power can be changed.
  • the frictional force generated between the protrusion 2a and the contact member 4 can be changed by causing the vibrating member 1 to generate only vibration in the second vibration mode and controlling the vibration amplitude.
  • the reaction force when the contact body 4 is moved by applying an external force (a force from other than the vibrating body 1) to the contact body 4 is reduced.
  • the tip of the protrusion 2a comes into contact with the contact body 4 as shown in FIGS. 2A to 2C.
  • a friction material 4a is provided on a surface of the contact body 4, which is a contact surface (frictional sliding surface) that contacts the protrusion 2a.
  • the friction material 2f is provided on the surface of the protrusion 2a.
  • Materials for the elastic body 2 of the vibrating body 1 include martensitic stainless steel with low vibration loss and highly tough ceramics such as partially stabilized zirconia (PSZ).
  • Other examples include engineering plastics (FRP) such as polyetheretherketone (PEEK-CF30) reinforced with about 30 wt % carbon fiber, semiconductors such as silicon carbide (SiC), and aluminum alloys.
  • FRP engineering plastics
  • PEEK-CF30 polyetheretherketone
  • SiC silicon carbide
  • examples of the material of the electro-mechanical energy conversion element 3 of the vibrating body 1 include piezoelectric ceramics such as lead titanate-lead zirconate (PZT).
  • examples of materials for the contact member 4 include martensitic stainless steel, aluminum alloy, FRP such as PEEK-CF30, fine ceramics such as PSZ and alumina (aluminum oxide), and the like.
  • the materials of the vibrating body 1 and the contact body 4 are not limited to those listed here.
  • FIG. 3D is a perspective view of contact 91 that exaggerates the out-of-plane bending modes that occur in contact 91 .
  • the natural vibration mode of the contact body 91 is excited if the drive frequency and the natural vibration frequency of the natural vibration mode of the contact body 91 are close to each other. For example, as shown in FIG.
  • the damping member 25 is constituted by a viscoelastic body or by a combination of a viscoelastic body and a reinforcing member, as described in detail below.
  • FIG. 4B is a diagram showing the contact body unit 24a, and shows an example in which the vibration damping member is composed only of the viscoelastic body 26a.
  • FIG. 5A shows a bottom view of the contact unit 24a.
  • viscoelastic bodies 26a are joined to both side surfaces of the contact body 4 in the x direction.
  • the mechanical quality factor Q of the viscoelastic body 26 a is lower than the mechanical quality factor Q of the contact body 4 .
  • the viscoelastic body 26a is made of a material having both viscosity and elasticity, and is preferably made of rubber or resin, for example.
  • FIG. 4C is a view showing the contact body unit 24b, showing an example in which the vibration damping member is composed only of the viscoelastic body 26b and is joined to the back surface of the contact body 4, which is the surface opposite to the contact surface.
  • a bottom view is omitted because it is similar to FIG. 5A.
  • the contact body 4 is fitted into the groove portion of the viscoelastic body 26b having a concave cross-sectional shape, so that the viscoelastic bodies are formed on three surfaces (both side surfaces in the x direction and the back surface) of the contact body 4. 26b are joined. Rubber and resin are suitable as the material of the viscoelastic body 26b as described above.
  • the contact body unit 24b may be configured by fitting the contact body 4 and the viscoelastic body using a resin material having a large damping coefficient.
  • the area for absorbing vibration energy is increased in accordance with the strain caused by the deformation of the contact body 4. The effect of suppressing vibration can be further enhanced.
  • FIG. 4D is a view showing the contact body unit 24c, showing an example in which the damping member is configured by combining a viscoelastic body 26c and a reinforcing member 27a.
  • FIG. 5B shows a bottom view of the contact unit 24c.
  • viscoelastic bodies 26c are joined to both side surfaces of the contact body 4 in the x direction, and reinforcing members 27a are joined to the viscoelastic bodies 26c. In this manner, the viscoelastic body 26c is interposed between the contact body 4 and the reinforcing member 27a.
  • rubber and resin are suitable as described above, and in addition, double-sided tape and adhesive may be used.
  • FIG. 4G is a diagram showing the contact body unit 24f, showing an example in which the damping member is configured by combining a viscoelastic body 26f and a reinforcing member 27d.
  • a viscoelastic body 26f is joined to one side surface (the left side surface in the illustrated example) of the contact body 4 in the x direction, and a reinforcing member 27d is joined to the viscoelastic body 26f.
  • an adhesive is used as the viscoelastic body 26f, and the wettability of the adhesive causes the viscoelastic body 26f to wrap around two planes (contact surface and back surface) parallel to the xy plane of the contact body 4.
  • the contact unit 24f it is possible to obtain the effect of suppressing unnecessary vibration by absorbing the excitation energy by the shear strain of the viscoelastic body 26f.
  • the viscoelastic body 26f wraps around two planes parallel to the xy plane of the contact body, thereby increasing the bonding strength of the reinforcing member 27d, and generating internal strain in the viscoelastic body that wraps around, reducing the excitation energy. Absorb. Thereby, it is possible to reduce the vibration amplitude of the unnecessary vibration generated in the contact member 4 .
  • the contact unit 24, the damping member 25, and the viscoelastic body 26 are used as symbols representing the various contact unit and damping member (viscoelastic body, reinforcing member) described in FIGS. 4A to 4G. , and the reinforcing member 27 . It is also possible to give the damping member 25 a function other than suppression of unnecessary vibration.
  • FIGS. 6A to 6C are a plan view, a front view, and a right side view showing the positional relationship between the contact unit 24g and the detector 83, respectively.
  • the contact body unit 24g has a viscoelastic body 26c joined to both side surfaces of the contact body 4 in the x direction, and a reinforcing member 27a joined to the viscoelastic body 26c. 27e. As shown in FIG.
  • the detector 83 has a light source section and a light receiving section, and can read the scale 27e by irradiating the scale 27e with light from the light source section and receiving the reflected light with the light receiving section.
  • the detector 83 and the scale 27e constitute the displacement detector 28 and function as a linear encoder that detects displacement in the y direction.
  • the scale 27e can exhibit the effects and functions of both the damping member 25 and the displacement detection section 28.
  • FIG. By attaching the scale 27e via the viscoelastic body 26c, the viscoelastic body 26c plays a role of vibration insulation that makes it difficult for the vibration of the contact body 4 to propagate to the scale 27e, thereby reducing the displacement caused by the vibration of the scale 27e. Detection errors can be reduced.
  • the contact body is made of metal
  • the side surface of the contact body is formed with an uneven shape by etching or electroforming
  • a viscoelastic body is injected into the recess.
  • the vibration damping member 25 When the vibration damping member 25 is provided in a part of the y direction, it is effective from the viewpoint of suppression of unnecessary vibration to determine the y direction length and the arrangement position of the vibration damping member 25 with the following viewpoints as one guideline. is.
  • the total length of the damping member 25 in the y direction should be 1/2 wavelength or more (1/2 ⁇ or more in FIGS. 3A to 3D) in the natural vibration mode excited in the contact member 4.
  • the total length of the damping member 25 in the y direction should be equal to or greater than the interval between adjacent nodal lines of the vibration mode excited in the vibrating body 1 .
  • vibration damping member 25 on the side surface of the contact member 4, unnecessary vibration generated in the vibration type actuator is suppressed, and output (thrust force) per volume or weight is prevented from decreasing. be able to.
  • the width of the contact unit 24 in the x direction is larger than the width of the vibrating body 1 and smaller than the width of the holding portion 8, but is not limited to this.
  • the width dimension of the contact body unit 24 can be further reduced. It is also possible to set smaller than the dimension. Thus, it becomes possible to miniaturize the vibration type actuator.
  • the out-of-plane bending vibration mode generated in the contact bodies 4 and 91 has been described as an example. is valid.
  • vibration such as in-plane vibration and torsional vibration
  • by providing the damping member 25 so as to include antinodes with large strain it is possible to suppress vibration in the same manner as in the case of out-of-plane vibration.
  • the contact body 4 and the vibration damping member 25 can be efficiently assembled by providing a positioning structure such as a positioning pin, a parallel key, or any other concave-convex shape or mark.
  • the vibrating body unit 5 includes a vibrating body 1 , a nonwoven fabric 16 , a pressurizing portion 7 , a holding portion 8 , a reaction force receiving portion 9 , and a rotation support portion 10 .
  • the vibrator unit 5 has a pressure support structure capable of exciting vibrations in the vibration modes described with reference to FIGS. 2A to 2C.
  • the support end portion 2 c of the elastic body 2 is fixed to the upper surface of the y-direction side wall portion of the holding portion 8 .
  • a nonwoven fabric 16 is arranged on the back side of the electro-mechanical energy conversion element 3 (the side opposite to the side joined to the elastic body 2).
  • the nonwoven fabric 16 is a cloth-like member made of a nonwoven fabric material such as wool felt, glass wool, or the like, and supports the vibrating body 1 while maintaining the vibration mode generated in the vibrating body 1 .
  • the pressure member 7 presses the vibrating body 1 against the contact body 4 via the nonwoven fabric 16
  • the protrusion 2 a of the vibrating body 1 comes into contact with the contact body 4 .
  • the vibrating body 1 is fixed to a holding portion 8 , and the holding portion 8 is pressed toward the contact body 4 integrally with the vibrating body 1 .
  • FIG. 8A is a front view of the main part of the vibrating body unit 5
  • FIG. 8B is a bottom view corresponding to FIG. 8A.
  • the holding portion 8 is provided with a through hole 8e penetrating in the z direction.
  • an electro-mechanical energy conversion element is formed. 3 is exposed from the through hole 8e.
  • a nonwoven fabric 16 (hatched area in FIG. 8B) is placed inside the through hole 8e so as to be in contact with the electro-mechanical energy conversion element 3. As shown in FIG.
  • a flexible wiring board (not shown) is actually attached to the rear surface of the electro-mechanical energy conversion element 3 (the surface on the -z direction side) for supplying power to the electro-mechanical energy conversion element 3 . Therefore, more precisely, the nonwoven fabric 16 is placed in contact with the flexible wiring board attached to the electro-mechanical energy conversion element 3 .
  • the pressurizing part 7 presses the projection 2a of the vibrating body 1 against the contact body 4 with a predetermined pressurizing force through the nonwoven fabric 16 .
  • the pressurizing part 7 is composed of elastic components such as coil springs, leaf springs, disk springs, wave washers, rubbers, air tubes, etc., which exhibit a restoring force in the z-direction. It is also possible to configure the pressurizing part using magnetic force instead of elastic force, and in this case, a magnet or the like can be applied. In this embodiment, a compression coil spring is used for the pressure member 7 .
  • the reaction force receiving portion 9 is arranged so as to come into contact with the back surface of the contact body 4 (the surface opposite to the contact surface), and receives the reaction force of the pressing force that presses the protrusion 2 a of the vibrating body 1 against the contact body 4 . receive.
  • the reaction force receiving portion 9 is composed of a roller supported by a rotation support portion 10 attached to a support member 15 so as to be rotatable about an axis parallel to the x-axis.
  • the support member 15 is fixed to the frame or the like of the device on which the vibration type actuator 101 is mounted, and the contact member 4 is attached to the support member 15 (vibrating body unit 5) whose position does not change in the device. Let it move in the y direction.
  • the contact member 4 is supported by the support member 15 so as to be movable in the y-direction by the thrust received from the vibrating member 1 provided in the vibrating member unit 5 .
  • the support member 15 is provided with four rollers rotatable about an axis parallel to the z-axis as the contact body support portion 12 that movably supports the contact body 4 .
  • the four contact body support portions 12 serve as linear guides that allow the contact body 4 to move in the y direction while the degree of freedom of the contact body 4 in the x direction is constrained.
  • the holding portion 8 of the vibrating body unit 5 is attached to the supporting member 15 by the connecting portion 14 .
  • 8C is a perspective view showing a schematic configuration of the connecting portion 14.
  • the connecting portion 14 includes a link member 14b (joint portion) having two holes provided at predetermined intervals so as to pass through in the x direction, and a link member 14b which is inserted into the two holes of the link member 14b so as to be substantially parallel to each other. and a cylindrical pin 14a (shaft portion) attached to 14b.
  • the two pins 14a are fixed to the link member 14b in respective holes of the link member 14b.
  • the two pins 14a and the link member 14b may be formed integrally (without joints) in an H shape when viewed in the z direction.
  • One of the two pins 14a is positioned at a position separated by a distance a in the +z direction from the reference origin O of the support member 15 shown in FIGS. It has a degree of freedom of rotation about the central axis of the pin 14a.
  • the center of the contact member 4 is positioned at a position separated from the center of the pin 14a positioned on the support member 15 by a distance b in the +z direction. In this manner, the contact member 4 is accurately positioned at a position separated from the reference origin O of the support member 15 by the distance a+b in the +z direction.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams showing a schematic configuration of another vibration type actuator 102 according to the first embodiment.
  • FIG. 9A is a plan view of the vibration type actuator 102
  • FIG. 9B is a front view of the vibration type actuator 102. is.
  • the vibration type actuator 102 includes one vibrating body unit 11 and a contact body 4 that contacts the vibrating body 1 of the vibrating body unit 11.
  • the contact body 4 is fixed to a support member 15, and the vibrating body 1 moves relatively. It is a configuration that Here, the above-described contact body unit 24d is used to suppress unnecessary vibration generated in the contact body 4 (hereinafter referred to as the contact body 4).
  • the constituent elements of the vibration-type actuator 102 those corresponding to the constituent elements of the vibration-type actuator 101 (see FIG. 7) are given the same names and reference numerals, and common configurations and functions will be described. omitted.
  • the vibrating body unit 11 includes a holding portion 18 that integrally unitizes the holding portion 8 , the pressure applying portion 13 , the reaction force receiving portion 9 , and the rotation support portion 10 .
  • a spacer 19 to which a nonwoven fabric 16 is attached is arranged inside the holding portion 18 .
  • the support end 2c at the y-direction end of the vibrating body 1 is fixed to the holding portion 18 while the non-woven fabric 16 is in contact with the electro-mechanical energy conversion element 3 constituting the vibrating body 1.
  • FIG. 9C is a right side view showing a schematic configuration for explaining the support relationship between the vibrating body unit 11 and the contact body 4.
  • the holding portion 18 is provided with an opening 18a.
  • the dimension of the opening 18a in the x direction is set larger than the width dimension of the contact member 4 in the x direction. functions as a linear guide for
  • the reaction force receiving portion 9 is provided on the opposite side of the contact surface between the contact body 4 and the protrusion 2a (upper side of the contact body 4 (+z side)). It receives the reaction force of the force to pressurize.
  • the reaction force receiving portion 9 is rotatably supported about an axis parallel to the x-axis by a rotation support portion 10 (not shown) equivalent to the rotation support portion 10 of the vibration type actuator 101.
  • a compression coil spring is arranged as a pressure member 13 with respect to . In this manner, the reaction force receiving portion 9 is pressed against the contact member 4 by the pressure reaction force of the pressure member 13 (the force with which the compression coil spring tends to expand in the z direction), and the projection portion 2a of the vibrating member 1 is pushed. The tip portion is pressed against the contact body 4 .
  • the vibrating body unit 11 can move in the y direction. As shown in FIG. 9A, by providing an opening 15a in the support member 15, the upper surface of the vibrating body unit 11 can be exposed to the outside, and an object to be driven can be connected.
  • the damping member by dipping, which is a coating method in which the contact body is immersed in liquid rubber or resin.
  • dipping a coating method in which the contact body is immersed in liquid rubber or resin.
  • the viscoelastic body can be removed locally by applying a mask to the contact body in advance and removing the mask after the dipping process, for places where the adhesion of the viscoelastic body causes some inconvenience (for example, the contact surface). It is also possible not to cover the material.
  • insert molding which is a method of integrally molding by installing a contact body and a reinforcing member in a mold and injecting a heat-melted resin material between the contact body and the reinforcing member, It is also possible to provide damping members.
  • the contact body and the viscoelastic body by two-color molding (double molding).
  • double molding For example, when considering the application of a resin material to the contact body as the primary side molding, PEEK (polyether ether ketone) reinforced by filling about 30 wt% of carbon fiber (carbon fiber) is selected and used as the secondary side molding. It is conceivable to apply an elastomer to the viscoelastic body. In this case, by filling the carbon fiber, it can be expected to improve the rigidity of the contact body and the wear resistance and slidability of the contact surface.
  • the contact body 4 has a linear shape with the y-direction as the longitudinal direction, but it is not limited to this.
  • the contact body can be formed in an arbitrary curved shape, and unnecessary vibration can be suppressed by similarly providing a damping member to the curved contact body. Even when a curved contact body is used, the vibrating body can be fixed and the contact body can be the driven side. At this time, it is preferable to configure the contact body supporting portion in conformity with the shape of the contact body. Conversely, it is also possible to fix the contact body and make the vibrating body the driven side, in which case the vibrating body unit relatively moves along the curved contact body.
  • FIGS. 10A to 10E are diagrams for explaining examples of the contact body unit and the vibrating body 1 pressed by the contact body unit, and each is a right side view.
  • FIG. 10A is a diagram showing the basic configuration of the contact body unit in the second embodiment, and shows a configuration in which two opposing vibrating bodies 1 are pressed against the contact body 4 of the contact body unit 34.
  • the contact body 4 has contact surfaces on its upper and lower sides (positive direction and negative direction in the z direction).
  • the contact body unit 34 is configured by joining damping members 35 to both side surfaces of the contact body 4 in the x direction.
  • the upper and lower ends of the damping member 35 are configured to be positioned below and above the upper and lower ends of the contact member 4 in the z-direction, respectively.
  • the damping member 35 is constituted by a viscoelastic body or by a combination of a viscoelastic body and a reinforcing member, as will be described in detail below.
  • 10B to 10E are diagrams for explaining a configuration example of the damping member, and show a configuration in which two opposing vibrating bodies 1 are pressed against the contact body 4 of the contact body unit.
  • FIG. 10B is a diagram showing the contact body unit 34a, and shows an example in which the vibration damping member is composed only of the viscoelastic body 36a, similar to the contact body unit 24a described in FIG. 4B.
  • the contact body unit 34a viscoelastic bodies 36a are joined to both side surfaces of the contact body 4 in the x direction.
  • the characteristics and materials of the vibration damping member and the mechanism for suppressing unwanted vibration are the same as those of the contact unit 24a, and the description thereof will be omitted here.
  • FIG. 10C is a diagram showing the contact unit 34b, and shows an example in which the damping member is configured by combining a viscoelastic body 36b and a reinforcing member 37a, like the contact unit 24c described in FIG. 4D. .
  • a viscoelastic body 36b is joined to both x-direction side surfaces of the contact body 4, and a reinforcing member 37a is joined to the viscoelastic body 36b.
  • the characteristics and materials of the vibration damping member and the mechanism for suppressing unnecessary vibration are the same as those of the contact unit 24c, and the description thereof will be omitted here.
  • FIG. 10D is a diagram showing a contact body unit 34c. Similar to the contact body unit 24e described in FIG. An example having a multi-layered structure is shown.
  • a viscoelastic body 36c and a reinforcing member 37b are joined from both sides of the contact body 4 in the x-direction, and another set of the viscoelastic body 36c and a reinforcing member 37b are joined.
  • the characteristics and materials of the vibration damping member and the mechanism for suppressing unnecessary vibration are the same as those of the contact unit 24e, and the description thereof will be omitted here.
  • FIG. 10E is a diagram showing a contact unit 34d, which, like the contact unit 24f described in FIG. Here is a configuration example.
  • FIG. 4G shows an example in which the damping member is provided only on one side surface of the contact body 4 in the x direction, but here, damping members are provided on both side surfaces of the contact body 4 in the x direction. Further, the characteristics and material of the vibration damping member and the mechanism for suppressing unnecessary vibration are the same as those of the contact unit 24f, and the description thereof will be omitted here.
  • the contact unit 34, damping member 35, and viscoelastic body 36 are used as symbols representing the various contact body units and damping members (viscoelastic bodies, reinforcing members) described with reference to FIGS. 10A to 10E. , and reinforcing member 37 .
  • FIG. 11 is a front view showing a schematic configuration of the vibration type actuator 201 according to the second embodiment.
  • the vibration type actuator 201 includes two vibrating body units 21 and a contact body 4 that contacts the vibrating body 1 of the vibrating body unit 21 .
  • the above-described contact body unit 34c is used to suppress unnecessary vibration generated in the contact body 4 (hereinafter referred to as the contact body 4).
  • Various parts constituting the vibration type actuator 201 are assembled to the support member 15 which is a base material.
  • the vibrating body unit 21 includes two vibrating bodies 1 , a nonwoven fabric 16 , a pressure member 17 , and a holding portion 8 .
  • a tension spring is used for the pressure member 17 .
  • each holding portion 8 is attached to the supporting member 15 by the connecting portion 14, thereby positioning the contact member 4 in the z direction and and the holding part 8 is slidable in the z-direction.
  • the vibrating body 1 and the holding portion 8 replace the three sets of the reaction force receiving portion 9 and the rotation support portion 10 of the vibration type actuator 101 .
  • the projection 2 a of the vibrating body 1 plays the role of the reaction force receiving portion 9 .
  • the contact member 4 is supported by the support member 15 so as to be movable in the y direction by the thrust received from the vibrating member 1 provided in each vibrating member unit 21 .
  • the support member 15 is provided with four rollers rotatable about an axis parallel to the z-axis as the contact body support portion 12 that movably supports the contact body 4 .
  • the four contact body support portions 12 serve as linear guides that allow the contact body 4 to move in the y direction by constraining the degree of freedom of the side surfaces of the reinforcing member 37b in the xy plane.
  • the vibrating actuator 201 configured as described above, by supporting the contact member 4 in the z direction using the four vibrating bodies 1, it is possible to reduce the components such as the reaction force receiving portion 9 and the rotation support portion 10. It is possible. Also, by using the vibrator unit 21 instead of the reaction force receiving portion 9 and the rotation support portion 10, it is possible to increase the thrust of the vibrating actuator 201. FIG. If the vibrating body 1 used in the vibrating actuator 101 and the vibrating body 1 used in the vibrating actuator 201 have the same performance, the vibrating actuator 201 can obtain four times the thrust obtained by the vibrating actuator 101. It is possible.
  • the configuration of the contact body unit 34c described above makes it possible to enhance the effect of suppressing unnecessary vibration generated in the contact body 4, thereby preventing the generation of abnormal noise and deterioration of performance caused by the unnecessary vibration. Furthermore, it is possible to reduce the thickness of the viscoelastic body in the x direction compared to the contact body units 34a and 34b. By reducing the thickness of the viscoelastic body, when an external force is applied to the contact unit 34c through the reinforcing member 37b, displacement of the vibration damping member in the xy plane can be reduced, and the linear guide can function as a linear guide. It becomes possible to improve the rigidity.
  • FIG. 12A and 12B are diagrams showing a schematic configuration of another vibration type actuator 202 according to the second embodiment.
  • FIG. 12A is a plan view of the vibration type actuator 202
  • FIG. 12B is a front view of the vibration type actuator 202. is.
  • the vibration type actuator 202 includes three vibrating body units 22 and a contact body 4 that contacts the vibrating body 1 of the vibrating body unit 22.
  • the contact body 4 is fixed to the support member 15, and the vibrating body 1 moves relatively. It is a configuration that Here, the above-described contact body unit 34c is used to suppress unnecessary vibration generated in the contact body 4 (hereinafter referred to as the contact body 4).
  • the constituent elements of the vibration type actuator 202 those corresponding to the constituent elements of the vibration type actuator 201 (see FIG. 11) are given the same names and reference numerals, and the common configuration and functions will be explained. omitted.
  • the two vibrating units 22 on the center and right side are connected by the connecting portion 14 to form a vibrating unit group 23 . Both ends of the contact member 4 are fixed to support members 15 .
  • a spacer 19 to which a nonwoven fabric 16 is attached is arranged inside the holding portion 18 .
  • the vibrator unit 22 is obtained by replacing the reaction force receiving portion 9 and the rotation support portion 10 constituting the vibrator unit 11 used in the vibration type actuator 102 with the vibrator 1 and the spacer 19 .
  • a hook 19 a is provided on the spacer 19 , and by hooking the end of the pressurizing portion 17 , the vibrating body 1 is pressed against the contact body 4 .
  • the two vibrating bodies 1 are slidably supported on the holding portion 18 in the z-direction, and the degrees of freedom other than the z-direction are constrained on the holding portion 18.
  • FIG. Similar to the vibrating actuator 102 described with reference to FIGS. 9A to 9C, the holding portion 18 is provided with an opening 18a and functions as a linear guide for moving the vibrating body unit 22 in the y direction.
  • the left vibrating unit 22 can be driven in the y direction.
  • the center and right end vibrating body units 22 are connected by the connecting portion 14 via the holding portion 18, so that they can slide in the z-direction.
  • the connection part 14 is offset in the x direction so as not to interfere with the contact body 4 .
  • a vibrator unit group 23 composed of two connected vibrator units 22 can be continuously driven in the y direction.
  • the left vibrating body unit 22 and the vibrating body unit group 23 can move independently in the y direction. As shown in FIG. 12A, by providing an opening 15b in the support member 15, the upper surfaces of the left vibrating body unit 22 and the vibrating body unit group 23 can be exposed to the outside, and a drive target can be connected. is.
  • the plurality of vibrating body units 22 or the vibrating body unit group 23 can be driven independently via one contact body 4 .
  • the contact body unit 34c it is possible to effectively suppress unnecessary vibration excited by the contact body.
  • the vibrating unit group 23 can generate four times as much thrust as the vibrating unit 11. .
  • each vibrating body 1 follows the contact body 4 with respect to deformation in the longitudinal direction (in the yz plane) of the contact body. , variation in pressure reaction force applied to each vibrator 1 can be reduced.
  • the vibrating body 1 with a relatively small pressurizing reaction force has a reduced thrust, and the vibrating body 1 with a relatively large pressurizing reaction force has a risk of wear and the like due to overload.
  • FIGS. 13A to 13F are diagrams for explaining examples of the contact body unit and the vibrating body 1 pressed by the contact body unit, and each is a right side view.
  • FIG. 13A shows a configuration in which two opposing vibrating bodies 1 support a contacting body 4, similar to those described in FIGS. 10A to 10E.
  • FIG. 13B shows a configuration in which the contact body 74b is supported by arranging vibrating bodies 1 on the four sides of the contact body 74b having a polygonal cross section.
  • Four damping members 75a are joined to the contact body 74b at positions shifted from the vibrating body 1, thereby forming a contact body unit having a rectangular cross section.
  • the damping member 75a is similar to the damping members 25 and 35 described above.
  • FIG. 13C shows a configuration in which the side surface (curved surface) of the contact body 74c having a substantially circular cross section is supported by three vibrating bodies 1 arranged at approximately 120° intervals on the zx plane.
  • Three fan-shaped damping members 75b are joined to the side surface of the contact body 74c to form a contact body unit having a circular cross section.
  • the damping member 75b is similar to the damping members 25 and 35 described above.
  • FIG. 13D shows a structure in which the contact body 74d is supported by arranging vibrating bodies 1 on three side surfaces of the contact body 74d having a polygonal (here, hexagonal) cross section that are not adjacent to each other. show.
  • Three damping members 75c are joined to the other three side surfaces of the contact member 74d where the vibrating member 1 is not pressed.
  • the damping member 75c is similar to the damping members 25 and 35 described above.
  • FIG. 13E shows a configuration in which the side surface (curved surface) of the contact body 74e having a substantially circular cross section is supported by vibrating bodies 1 and 81 having different sizes and thrusts.
  • two fan-shaped vibration damping members 75b are joined to the side surface of the contact body 74e to form a contact body unit having a circular cross section.
  • FIG. 13F shows a configuration in which two vibrating bodies 1 and two reaction force receiving portions 9 support side surfaces (curved surfaces) of a contact body 74e having a substantially circular cross section.
  • two fan-shaped vibration damping members 75b are joined to the side surface of the contact body 74e to form a contact body unit having a circular cross section.
  • contact bodies having various cross-sectional shapes can be appropriately supported by the vibrating body. Further, by providing the damping member on the side surface of the contact body, it is possible to suppress unnecessary vibration generated in the vibration type actuator and to prevent the output (thrust force) per unit volume or weight from being reduced.
  • FIG. 14 is a front view showing a state in which the displacement detection section 87 is attached to the vibrator unit 22.
  • FIG. 14 is a front view showing a state in which the displacement detection section 87 is attached to the vibrator unit 22.
  • the vibrator unit 22 is targeted here, the displacement detector 87 can also be mounted on other vibrator units.
  • the displacement detection unit 87 includes a scale 82 and a detector 83.
  • the scale 82 is attached at a position where it does not physically interfere (not come into contact with) the contact body 4 (not shown in FIG. 14) in the contact body support portion 12 provided in the holding portion 18 .
  • the scale 82 rotates together with the contact body support 12 according to the displacement of the contact body 4 .
  • the detector 83 detects the y-direction movement amount of the contact member 4 by reading the rotational displacement of the scale 82 .
  • the detector 83 has a light source section and a light receiving section, and can read the rotational displacement of the scale 82 by irradiating the scale 82 with light from the light source section and receiving the reflected light with the light receiving section. Drive parameters such as the position, speed, and acceleration of the contactor 4 can be controlled based on the amount of movement of the contactor 4 in the y direction output by the detector 83 .
  • the displacement detector 87 various types such as an optical type, a magnetic type, or an electrostatic capacity type can be adopted.
  • the displacement detection unit 87 has been described here as being of an optical reflection type, in the case of an optical type, it is also possible to use a transmission type.
  • a linear displacement detector in which a linear scale is arranged on the contact member 4 and a detector is arranged in the vibrator unit may be employed.
  • FIGS. 15A-15D A third embodiment will be described with reference to FIGS. 15A-15D.
  • an actuator unit in which a vibration type actuator is unitized (packaged) using an exterior member will be described.
  • the same names and symbols are used for the constituent elements that are the same as those in the first embodiment, and descriptions of common configurations and functions are omitted.
  • the orthogonal coordinate system shall conform to the first embodiment.
  • FIGS. 15A to 15D are diagrams showing a schematic configuration of an actuator unit 401 according to the third embodiment, and FIGS. 15A to 15D are respectively a plan view (top view), a side view, a front view, and a It is a perspective view.
  • the actuator unit 401 is obtained by unitizing the vibration type actuator 201 using the exterior member 86 .
  • the support member 15 of the vibration type actuator 201 is movably fixed to the inner bottom surface of the exterior member 86 .
  • the power of the contact body 4 is taken out by moving the contact body 4 in the y direction while penetrating the end face (zx plane) of the exterior member 86 . That is, a part of the contact unit 34c of the vibration type actuator 201 is led out of the exterior member 86 to enable connection of a load.
  • the vibrating body unit 21 and the like that are covered with the exterior member 86 and become invisible are indicated by dashed lines in FIG. 15C.
  • the actuator unit 401 By forming the actuator unit 401 by unitizing the vibration type actuator 201 with the exterior member 86 in this way, the user can hold the exterior member 86 and handle it safely, and the vibration type actuator 201 can be protected. be able to.
  • vibration type actuator 201 is unitized
  • various types of vibration type actuators described above can be unitized using an exterior member without exception.
  • the exterior member may be configured integrally with the support member 15 and the like.
  • FIGS. 16A-16D and 17A-17C A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 16A-16D and 17A-17C.
  • an actuator unit in which a vibration type actuator is unitized (packaged) using an exterior member will be described.
  • the constituent elements of the vibration type actuator the same names and symbols are used for the constituent elements that are the same as those in the first embodiment, and descriptions of common configurations and functions are omitted.
  • the orthogonal coordinate system shall conform to the first embodiment.
  • FIGS. 16A to 16D are diagrams showing a schematic configuration of an actuator unit 402 according to the fourth embodiment, and FIGS. 16A, 16C, and 16D are respectively a plan view (top view), a side view, and a side view of the actuator unit 402.
  • FIG. 16B is a perspective view, and FIG. 16B is a plan view in which the exterior members 90 and 92 and the displacement suppressing portion 29 are not shown.
  • the actuator unit 402 In the actuator unit 402 , three vibrating body units 40 are held by the cylindrical exterior member 92 .
  • the holding portions 8 that respectively hold the vibrating bodies 1 are connected by a connecting portion 14 h described later and arranged on the circumference of the exterior member 92 .
  • the contact body 91 has an annular (ring-like) shape, and is rotatably supported by a rotation support mechanism (not shown). come into contact with
  • a rotation support mechanism for the contact member 91 is, for example, a shaft support mechanism configured by a rolling bearing, a slide bearing, or the like.
  • An exterior member 90 is attached to the other xy plane of the contact body 91 .
  • the contact member 91 and the exterior member 90 are integrated to move the exterior member 92 around an axis passing through the center of the xy plane of the exterior member 90 and parallel to the z-axis. rotates relative to That is, the actuator unit 402 outputs the rotational motion of the exterior member 90 to the outside as power.
  • the vibrating body unit 40 includes a holding portion 8, a vibrating body 1, a pressing portion 7, and a spacer to which non-woven fabric (not shown) is attached.
  • the structure for pressing the vibrating body 1 against the contact body 91 using the pressure unit 7 is similar to the pressing of the vibrating body 1 against the contact body 4 in the vibrating body unit 5 described in the vibration type actuator 101 (see FIG. 7). is similar to the structure of Of the three vibrating units 40, the vibrating unit 40 on the left side in FIG. 40 are sequentially connected to the right using the connecting portion 14h. Thereby, the vibrating bodies 1 of the three vibrating body units 5 can be displaced following the deformation of the contact bodies 4 even if the contact bodies 4 are deformed in the circumferential direction such as bending.
  • the connecting portion 14h is constrained by the displacement suppressing portion 29 fixed to the exterior member 92 so that the vibrating body unit 40 is not displaced in the radial direction.
  • the actuator unit 402 can be miniaturized by effectively utilizing the empty space thus generated as a space for arranging the displacement detector, the circuit board, and the like.
  • the exterior members 90 and 92 can be held and handled safely as in the third embodiment. Also, the vibrator unit 40 can be protected.
  • FIGS. 98 can be used to provide a similar actuator unit.
  • FIGS. 17A and 17B being sectional views of the actuator unit
  • FIG. 17C being a perspective view of the vibrating body 98.
  • the vibrating body 98 includes a ring-shaped elastic body 94 and an electro-mechanical energy conversion element 95 joined to the bottom surface of the elastic body 94 .
  • the elastic body 94 has a comb shape with a plurality of circumferential grooves on the upper surface side (on the elastic body 94 side).
  • a flexible substrate (not shown) is joined to the electro-mechanical energy conversion element 95, and a non-woven fabric 96 is provided below the flexible substrate along the z-axis.
  • a pressure member 97 is inserted below the nonwoven fabric 96 along the z-axis.
  • the pressurizing portion 97 is composed of a plurality of coil springs, disk springs, wave washers, and the like arranged in the circumferential direction.
  • the elastic body 94 is pressed against the contact body 84a.
  • a damping member 85a is joined to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the contact member 84a.
  • the damping member 85a is similar to the damping members 25 and 35 described above.
  • the elastic body 94 is pressed against the contact body 84b.
  • the contact member 84b is provided with a flange portion 84c formed by notching the contact member 84b in the circumferential direction, thereby reducing the rigidity of the contact portion 84d in the z direction. This allows the contact portion 84d to follow the z-direction displacement of the vibrating body 98 that vibrates out of plane. By absorbing displacement in the z direction, it is possible to efficiently rotate the contact member 84b in the circumferential direction.
  • a damping member 85b is joined to the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the contact member 84b. The damping member 85b is similar to the damping members 25 and 35 described above.
  • the configuration of the vibration type actuator is selected according to the specifications of the device to which the actuator unit is applied, and the arrangement and number of the vibrating body units are appropriately adjusted. It is desirable to unitize
  • FIG. 18 is a plan view showing a schematic configuration of an apparatus 501 according to the fifth embodiment.
  • Device 501 comprises six vibration actuators 102 and support member 350 .
  • the six vibration actuators 102 are fixed to the support member 350 via the support member 15 and with the support member 15 as a reference position.
  • the support member 350 corresponds to the support member 15 enlarged in the xy plane, and is configured as a single member.
  • the six vibratory actuators 102 are simply aligned such that they are separated from the reference position J of the support member 350 by a distance d in the y direction and the arrangement interval between adjacent support members 15 in the x direction is a distance e. can be placed. In this case, the intervals between the contact bodies 4 of the vibration type actuators 102 adjacent in the x direction can all be the same distance f.
  • the vibrating unit 11 of each of the six vibrating actuators 102 may be connected to one drive component (load) or may be connected to different drive components (loads).
  • the device 501 is configured to include six vibrating actuators 102 here, and a similar device can be constructed using a plurality of arbitrary vibrating actuators 102 . Also, depending on the configuration of the device, a plurality of vibration type actuators can be arranged at arbitrary positions on the same plane or different planes.
  • the vibration type actuator 102 can set the width dimension of the contact member 4 in the x direction to be as narrow as possible, and can suppress unnecessary vibration by the damping member 35 . Therefore, when a plurality of vibration actuators 102 are arranged in the x direction like the device 501, the size of the device can be reduced. Further, as shown in FIG. 18, by arranging the vibration type actuators 102 so as to contact each other, further miniaturization is possible. Further, the support member 15 and the support member 350 that constitute the vibration type actuator 102 are made into an integral part, and the x-direction dimension of the support member is minimized within the range where the vibrating body unit 11 does not interfere, thereby making it possible to significantly reduce the size. is.
  • FIGS. 19A and 19B are diagrams showing a schematic configuration of a device 502 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 19A is a plan view of the device 502
  • FIG. 19B is a schematic configuration of a vibration type actuator 201 that constitutes the device 502. is a side view showing.
  • the device 502 comprises twelve vibrating actuators 201 and a support member 360 .
  • the support member 360 is arranged so that the 12 support members 15 of the 12 vibration actuators 201 are arranged in a columnar shape so that the cross section orthogonal to the y direction with the y direction as the axial direction draws a substantially regular dodecagon with the point K as the center.
  • Each of the 12 vibration-type actuators 201 has 12 side surfaces (y-axis and parallel planes).
  • the plurality of contact bodies 4 can be precisely arranged on the circumference of the pitch circle 370 with the diameter g centered on the point K when viewed in the y direction.
  • the width of the contact member 4 as narrow as possible and suppressing unnecessary vibrations with the damping member, it is possible to set the diameter g small and downsize the device 502 . be.
  • the support member 15 and the support member 360 that constitute the vibration type actuator 102 into an integral part, it is possible to significantly reduce the size.
  • the vibration actuators 201 are arranged on all sides of the support member 360, but the vibration actuators 201 can be arranged at arbitrary positions on arbitrary sides.
  • the support member 360 is not limited to a dodecagonal prism, and can be changed to an arbitrary polygonal prism.
  • a seventh embodiment will be described with reference to FIG.
  • the seventh embodiment describes a multi-axis stage including vibration actuators.
  • FIG. 20 is a plan view showing a schematic configuration of a multi-axis stage 503 according to the seventh embodiment.
  • the multi-axis stage 503 includes a fixed portion 41 , an x-stage 42 , a y-stage 43 and an xy-stage 44 .
  • the fixed part 41 is immovable because its degrees of freedom are constrained in all directions. Similar to the device 501 described with reference to FIG. 18, four actuator units 401 (see FIGS. 15A to 15D) are aligned in the y-direction and fixed to the fixing portion 41 . The four contact bodies 4 of the four actuator units 401 fixed to the fixed portion 41 are movable in the x direction in FIGS. 15A to 15D, and their right ends are fixed to the x stage .
  • the x-stage 42 is movable only in the x-direction, and its degrees of freedom in other directions are restricted, and is driven in the x-direction by four actuator units 401 fixed to the fixed part 41 .
  • Two actuator units 401 are arranged side by side in the x direction and fixed to the x stage 42 .
  • Two contact bodies 4 of two actuator units 401 fixed to the x-stage 42 are movable in the y-direction in FIG.
  • the y-stage 43 is movable only in the y-direction and has constrained degrees of freedom in other directions, and is driven in the y-direction by two actuator units 401 fixed to the x-stage 42 .
  • An xy stage 44 is fixed to the y stage 43 .
  • the xy stage 44 moves within the xy plane in conjunction with the movement of the x stage 42 and/or the y stage 43 .
  • the mass moved by the actuator unit 401 provided on the fixed part 41 is larger than the mass moved by the actuator unit 401 provided on the x-stage 42 .
  • the number of actuator units 401 arranged on the fixed part 41 and the x-stage 42 may be set according to the mass of the object to be moved.
  • the multi-axis stage 503 is configured as an xy stage with two degrees of freedom, but a stage with arbitrary degrees of freedom can be realized using a plurality of actuator units 401 .
  • the multi-axis stage 503 is configured to move the driven object in a predetermined direction by a plurality of actuator units 401, generation of moment within a plane parallel to the xy plane is suppressed. As a result, the xy stage 44 can be accurately moved within the xy plane.
  • the stages 41 and 42 can be miniaturized by setting the width dimension of the contact member 4 in the x direction as narrow as possible and suppressing unnecessary vibrations with the damping member.
  • FIG. 21 is a plan view showing a schematic configuration of an articulated robot 505 according to the eighth embodiment.
  • the multi-joint robot 505 is an example of a multi-joint robot employing an antagonistic drive system.
  • the articulated robot 505 includes a first joint 52, a fixed part 54, a first pulley 55, a first link 56, a second link 57, a second joint 58, a second pulley 59, a third pulley 60, a wire 51e and a wire 53e.
  • the actuator units 401 are assigned the symbols E1, F1, E2, and F2, respectively.
  • the first joint 52 has a rotational degree of freedom that allows it to rotate about an axis parallel to the z-axis centered on the point L.
  • the second joint 58 has a rotational degree of freedom that allows it to rotate about an axis parallel to the z-axis centered on the point M, and is constrained by the motion of the first link 56 .
  • a first pulley 55 indicated by a dashed line is restrained by a first link 56 and provided rotatably around the first joint 52 .
  • the second link 57 is provided rotatably around the second joint 58 via the second joint 58 .
  • the second pulley 59 is restrained by the second link 57 .
  • the third pulley 60 is rotatably provided around the first joint 52 .
  • the wire 51e is wound around the first pulley 55, one end of which is coupled to the contact body 4 of the actuator unit F1 and the other end of which is coupled to the contact body 4 of the actuator unit E1.
  • the wire 53e is wound around the third pulley 60 and has one end connected to the contact body 4 of the actuator unit F2 and the other end connected to the contact body 4 of the actuator unit E2.
  • the wire 53 a has an endless shape (loop shape) and is laid over the second pulley 59 and the third pulley 60 .
  • Each of the actuator units E1 and F1 is arranged so that the moving direction of the contact body 4 is the y direction in FIGS. 16A to 16D, and drives the wire 51e in the y direction.
  • the actuator units E1 and F1 generate thrust in the y-direction so that the wire 51e does not loosen, a frictional force is generated between the wire 51e and the first pulley 55 due to the difference between the generated thrusts, causing the first link 56 to move. It can be rotated around the first joint. As a result, the actuator units E1 and F1 can cause the first link 56 to be displaced by an angle ⁇ 1 with respect to the x-axis.
  • each of the actuator units E2 and F2 is arranged so that the contact body 4 can move in the x direction in FIG. 21, and drives the wire 53e in the x direction.
  • the vibration actuators E2 and F2 generate thrust in the x-axis direction so that the wire 53e does not loosen, frictional force is generated between the wire 53e and the third pulley 60 due to the difference in the generated thrust.
  • the above frictional force rotates the third pulley 60, interlocks the second pulley 59 via the wire 53a, and drives the first link 56 and the second link 57 around the first joint 52 and the second joint 58. can.
  • the vibration type actuators E2 and F2 can cause the first link 56 to be displaced by an angle ⁇ 1 with respect to the x-axis, and can also cause the second link 57 to be displaced by an angle ⁇ 2 with respect to the first link 56. be. Further, by driving the vibration actuators E1 and F1 so as to cancel the displacement of the first link 56 by the angle ⁇ 1 caused by the driving of the vibration actuators E2 and F2, only the displacement of the second link 57 by the angle ⁇ 2 is generated. is also possible.
  • the articulated robot 505 can drive the tip N of the second link 57 to the target position in the xy plane by driving the actuator units 401 .
  • driving the wires 51e and 53e in a tensioned state so that the wires 51e and 53e are not loosened rattling around the joints and deviation due to buckling of the wires 51e and 53e can be suppressed.
  • the torsional rigidity around each joint can be increased, and the tip N can be positioned with high accuracy.
  • the articulated robot 506 includes a device 502 and a wire-driven manipulator 504.
  • FIG. 23 is a perspective view showing a schematic configuration of the wire-driven manipulator 504.
  • the wire-driven manipulator 504 is equivalent to that described in Patent Document 2, for example.
  • the wire-driven manipulator 504 has a linear member guide portion 61 and two curved sections 66a and 66b.
  • the linear member 62 can change the curvature of the curved sections 66a and 66b by sliding in the hollow portion of the guide tube 65 provided in the linear member guide portion 61 without buckling.
  • the linear member guide portion 61 may be flexible as shown in FIG.
  • the curvature of the curved sections 66a and 66b can be controlled with high precision.
  • the drive section can be made smaller and lighter, and operability can be improved.
  • the output required for the curved sections 66a, 66b can be easily met.
  • a direct-drive vibration type actuator to drive the linear member 62 of the wire-driven manipulator 504, responsiveness is improved as compared with the case of using a driving means combining an electromagnetic motor and a reduction mechanism. be able to.
  • the output from each vibrating actuator 201 can be changed by increasing or decreasing the number of vibrating units 20. can be easily done by Further, by changing the amplitude ratio of the vibrations of a plurality of vibration modes excited in the vibrating body 1, it is possible to control the magnitude of the thrust force and the driving speed for driving (deforming) the curved sections 66a and 66b. .
  • the posture of the curved sections 66a and 66b can be maintained by the static frictional force acting between the protrusion 2a and the contact member 4.
  • the articulated robot 506 can be applied, for example, to industrial endoscopes, medical endoscopes, and surgical instruments such as catheters used in medical procedures such as treatment, biopsy, and examination.
  • the articulated robot 506 has four degrees of freedom with two curved sections 66a and 66b, but the number of curved sections, that is, the degrees of freedom can be set arbitrarily.
  • the shape of the support member 360, the diameter g of the pitch circle 370, and the number and arrangement of the vibration type actuators 201 are set to appropriate conditions for the device 502, according to the number of curved sections and the diameter of the guide member. good.
  • the object to be connected that is connected to the vibrating body unit and the connecting part is a separate vibrating body unit or a support member, but is not limited to these, and may be any part or part that can move relative to the contact body.
  • the multi-axis stage 503 and the multi-joint robots 505 and 506 are taken up as examples of devices to which the vibration type actuators and actuator units according to the above embodiments are applied, but examples of applicable devices are as follows. It is not limited.
  • various stage devices such as microscopes, machine tools, measuring devices, vertical articulated robots and parallel link type robots having more degrees of freedom than the articulated robot 505 etc. can be mentioned.

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

弾性体２、及び弾性体２に接合された電気－機械エネルギ変換素子３を備える振動体１と、振動体１と接触する接触体４とを備え、振動体１と接触体４とが所定の方向に相対移動する振動型アクチュエータであって、接触体４のうち、振動体１に接触する接触面と異なる所定の面に、制振部材２５が設けられる。制振部材２５は、粘弾性体によって、又は粘弾性体と補強部材とを組み合わせることによって構成される。

Description

振動型アクチュエータ
　本発明は、振動体と接触体とが相対移動する振動型アクチュエータ、接触体ユニット、並びに振動型アクチュエータを用いたアクチュエータユニット、装置、多軸ステージユニット、及び多関節ロボットに関する。
　異なる振動モードを組み合わせた振動を振動体に発生させて、振動体と接触体との間に推力を得る振動型アクチュエータや、単一の振動モードにて励振することで振動体と接触体との間の摩擦力を変化させる振動型アクチュエータが提案されている。
　特許文献１には、複数の異なる振動が合成された楕円運動を発生する振動子（振動体に相当）を備える振動モータ（振動型アクチュエータに相当）に関して、相対運動部材（接触体に相当）と第２のベース部材との間に、振動吸収部材を設けることで、振動子が発生した楕円運動によって相対運動部材に生じる振動が吸収される構成が開示されている。
特開２０００－３２４８６５号公報 特開２０１８－１４０１０１号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、体積又は重量当たりの出力が小さくなる傾向にあり、空間の使用効率に課題がある。その第１の理由は、第２のベース部材が必要であることである。第２のベース部材は、相対運動部材よりも大きく図示されており、振動モータ全体が大きくなってしまうため、小型化が困難となる。第２の理由は、振動モータの実施形態に制約が生じてしまうことである。相対運動部材と第２のベース部材との間に、振動吸収部材を設けるため、必然的に相対運動部材の摩擦摺動に用いることが可能な面が限られる。そのため、摩擦摺動面に対向する面は振動吸収部材が貼り付けられることになり、駆動に使用することができない。
　本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、振動型アクチュエータに発生する不要振動を抑制するとともに、体積又は重量当たりの出力が小さくなるのを防ぐことを目的とする。
　本発明の振動型アクチュエータは、弾性体、及び前記弾性体に接合された電気－機械エネルギ変換素子を備える振動体と、前記振動体と接触する接触体とを備え、前記振動体と前記接触体とが所定の方向に相対移動する振動型アクチュエータであって、前記接触体のうち、前記振動体に接触する接触面と異なる所定の面に、制振部材が設けられることを特徴とする。
　本発明によれば、振動型アクチュエータに発生する不要振動を抑制するとともに、体積又は重量当たりの出力が小さくなるのを防ぐことができる。
振動体の概略構成を示す図である。 振動体の概略構成を示す図である。 振動体の概略構成を示す図である。 振動体に励起される振動モードを説明するための図である。 振動体に励起される振動モードを説明するための図である。 振動体に励起される振動モードを説明するための図である。 第１の実施形態に係る振動型アクチュエータを説明するための図である。 第１の実施形態に係る振動型アクチュエータを説明するための図である。 第１の実施形態に係る振動型アクチュエータを説明するための図である。 第１の実施形態に係る振動型アクチュエータを説明するための図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニットの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニットの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニットの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び変位検出部の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び変位検出部の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る接触体ユニット及び変位検出部の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの振動体ユニットの構成を説明するための図である。 第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの振動体ユニットの構成を説明するための図である。 第１の実施形態に係る振動型アクチュエータの振動体ユニットの構成を説明するための図である。 第１の実施形態に係る別の振動型アクチュエータの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る別の振動型アクチュエータの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る別の振動型アクチュエータの概略構成を示す図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を示す図である。 第２の実施形態に係る別の振動型アクチュエータの概略構成を示す図である。 第２の実施形態に係る別の振動型アクチュエータの概略構成を示す図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の他の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の他の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の他の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の他の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の他の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る接触体ユニット及び振動体の他の例を説明するための図である。 第２の実施形態に係る振動体ユニットに変位検出部を取り付けた状態を示す図である。 第３の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第３の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第３の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第３の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す図である。 第５の実施形態に係る装置の概略構成を示す図である。 第６の実施形態に係る装置の概略構成を示す図である。 第６の実施形態に係る装置の概略構成を示す図である。 第７の実施形態に係る多軸ステージの概略構成を示す図である。 第８の実施形態に係る多関節ロボットの概略構成を示す図である。 第９の実施形態に係る多関節ロボットの概略構成を示す図である。 第９の実施形態に係る多関節ロボットを構成するワイヤ駆動マニピュレータの概略構成を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
　まず、以下に説明する各実施形態に係る振動型アクチュエータに共通して用いられる振動体及び接触体について説明する。
　図１Ａ～図１Ｃは、振動型アクチュエータを構成する振動体１の概略構成を示す図であり、図１Ａは振動体１の平面図、図１Ｂは振動体１の正面図、図１Ｃは振動体１の側面図である。説明の便宜上、図１Ａ～図１Ｃに示すように、振動体１に対して、ｘ軸（ｘ方向）、ｙ軸（ｙ方向）及びｚ軸（ｚ方向）からなる直交座標系を設定する。ｚ方向は、振動体１の厚さ方向であり、２か所に設けられた突起部２ａ（詳細は後述する）の突出方向である。ｙ方向は、振動体１の長手方向であり、２か所の突起部２ａを結ぶ方向である。ｘ方向は、振動体１の短手方向（幅方向）であり、ｙ方向及びｚ方向と直交する方向である。図１Ａ～図１Ｃに示す各方向について、各方向を示す矢印の始点から終点へ向かう方向を正方向（＋方向）とし、終点から始点へ向かう方向を負方向（－方向）とする。
　振動体１は、弾性体２と、弾性体２に接合された電気－機械エネルギ変換素子３とを備える。電気－機械エネルギ変換素子３は、例えば逆圧電効果によって電圧を力に変換する圧電素子であり、矩形薄板状の圧電セラミックスの表裏面に所定の電圧が印加される電極が設けられる。弾性体２は、突起部２ａ、釣支部２ｂ、支持端部２ｃ、及びベース部２ｄを有する。ベース部２ｄは、矩形平板状を有し、電気－機械エネルギ変換素子３が接合される。２か所の突起部２ａは、ベース部２ｄにおいて電気－機械エネルギ変換素子３が接合される面の反対の面に＋ｚ方向へ突出するように設けられる。なお、突起部２ａは、弾性体２（ベース部２ｄ）をプレス加工する等して形成してもよいし、突起状部材を所定の方法でベース部２ｄに接合してもよい。釣支部２ｂは、ベース部２ｄのｙ方向の両端に設けられ、ベース部２ｄと支持端部２ｃとを接続する役割を担う矩形平板状の部位である。支持端部２ｃは、後述する保持部８に振動体１を固定するための矩形平板状の部位である。
　ここで、突起部２ａについて詳述する。図２Ｃは、突起部２ａの概略構造を示す断面図である。突起部２ａの母材２ｅの表面には、摩擦材２ｆが設けられる。なお、ここでは、母材２ｅの材質はベース部２ｄの材質と同じである。母材２ｅにマルテンサイト系のステンレス鋼が用いられる場合、摩擦材２ｆには、無電解ニッケルめっき皮膜、クロームめっき皮膜、焼入れによる硬化層、イオン窒化処理による窒化皮膜等を用いることができる。また、母材２ｅにＰＥＥＫ－ＣＦ３０等の繊維強化されたエンジニアリングプラスチックや硬質セラミックスを用いることで、母材２ｅに摩擦材２ｆを兼用させる（この場合には母材２ｅと摩擦材２ｆの区別はない）構成を採用することもできる。
　次に、図２Ａ～図２Ｃを参照して、振動体１に励起される２つの振動モード（振動形状）について説明する。図２Ａ～図２Ｃは、振動体１に励起される振動モードを説明するための図であり、図２Ａは第１の振動モードを説明する図、図２Ｂは第２の振動モードを説明する図である。なお、図２Ａ～図２Ｃでは、振動体１の変形は誇張して図示される。また、説明の便宜上、振動体１と接触し、振動体１から推力（摩擦駆動力）を受ける接触体４を図示する。
　接触体４は、振動体１の突起部２ａと接触する部材である。振動体１に発生した振動によって、振動体１と接触体４とは、後述するようにｙ方向に相対移動する。振動体１と接触体４との接触は、振動体１と接触体４との間に他の部材が介在しない直接接触に限られない。振動体１と接触体４との接触は、振動体１に発生した振動によって、振動体１と接触体４とが相対移動するのであれば、振動体１と接触体４との間に他の部材が介在する間接接触であってもよい。
　図２Ａに示す第１の振動モードは、ベース部２ｄに、ｘ方向に略平行な３個の節線が生じる二次の面外曲げ振動モードである。第１の振動モードにより、２か所の突起部２ａの先端部にｙ方向に変位する振動が発生する。また、図２Ｂに示す第２の振動モードでは、ベース部２ｄに、ｙ方向に略平行な２個の節線が生じる一次の面外曲げ振動モードである。第２の振動モードにより、２か所の突起部２ａの先端部にはｚ方向に変位する振動が発生する。
　位相の異なる複数の交番電圧を電気－機械エネルギ変換素子３に印加するで第１の振動モード及び第２の振動モードの各振動を同時に発生させると、２個の突起部２ａの先端部に、各振動が組み合わされた楕円運動をｙｚ平面内で生じさせることができる。突起部２ａの先端部にｙｚ平面内で楕円運動が生じると、接触体４はｙ方向への推力を受け、その結果、振動体１と接触体４とをｙ方向に相対移動させることができる。
　なお、電気－機械エネルギ変換素子３に電圧を印加しない状態では、突起部２ａと接触体４との間の静止摩擦力が、振動体１と接触体４との相対位置を維持する保持力として作用する。また、電気－機械エネルギ変換素子３に印加する電圧を調整して振動体１に発生する振動の振幅を調整することにより、突起部２ａと接触体４との接触時間を調整して見かけの摩擦力を変化させることができる。また、振動体１に第２の振動モードの振動のみを発生させ、その振動振幅を制御することにより、突起部２ａと接触体４との間に生じる摩擦力を変化させることができる。これらを用いれば、例えば振動体１に対して接触体４が移動する構成の場合、接触体４に外力（振動体１以外からの力）を加えて接触体４を移動させる際の反力の大きさを調節することができる。例えばユーザが接触体４に直接的に外力を加えて操作した際にユーザが受ける操作反力を調節することができる。
　振動体１を用いた振動型アクチュエータでは、図２Ａ～図２Ｃに示すように、突起部２ａの先端部が接触体４と接触する。接触体４において突起部２ａと接触する接触面（摩擦摺動面）である表面には、摩擦材４ａが設けられる。そして、上述したように突起部２ａの表面には摩擦材２ｆが設けられる。これにより、振動体１と接触体４との間で安定した摩擦摺動特性を得ることができる。なお、摩擦材４ａの材質及び形成方法は、摩擦材２ｆの材質及び形成方法に準ずるものとすればよい。
　次に、振動体１及び接触体４に用いられる材質（材料）について説明する。振動体１の弾性体２の材質としては、振動損失の少ないマルテンサイト系ステンレス鋼や部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ）等の高靭性セラミックスが挙げられる。その他に、３０ｗｔ％程度の炭素繊維によって強化されたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ－ＣＦ３０）等のエンジニアリングプラスチック（ＦＲＰ）や炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の半導体、アルミニウム合金等が挙げられる。また、振動体１の電気－機械エネルギ変換素子３の材質としては、チタン酸鉛－ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスが挙げられる。また、接触体４の材質としては、マルテンサイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金、ＰＥＥＫ－ＣＦ３０等のＦＲＰ、ＰＳＺやアルミナ（酸化アルミニウム）等のファインセラミックス等が挙げられる。なお、振動体１及び接触体４の材質は、ここに挙げたものに限定されるものではない。
　［第１の実施形態］
　図３Ａ～図９Ｃを参照して、第１の実施形態を説明する。
　図３Ａ～図３Ｄは、第１の実施形態に係る振動型アクチュエータを説明するための図であり、振動体１及び接触体４を模擬的に図示したものである。
　図３Ａは、接触体４と、接触体４に対して押圧（圧接）された一つの振動体１との正面図である。なお、振動体１について設定したｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に従って、図３Ａ～図３Ｄに示すようにｘ方向、ｙ方向及びｚ方向を設定する。また、以下に説明する他の実施形態に係る振動型アクチュエータを含めて、ｙ方向を振動型アクチュエータの左右方向として、＋ｙ側を右側、－ｙ側を左側とする。また、ｚ方向を振動型アクチュエータの上下方向として、＋ｚ側を上側、－ｚ側を下側とする。接触体４に振動体１を押圧する構成例については、後述する。
　図３Ｂは、接触体４に生じる面外曲げモードの振動形状を誇張して図示した、接触体４の正面図である。振動体１に第１の振動モード、第２の振動モード、又はその両方を所定の駆動周波数で励振すると、その駆動周波数と接触体４の固有振動モードの固有振動数が近い場合、接触体４にその固有振動モードが励起される。例えば図３Ｂに示すような、接触体４にｘｙ面と平行な面に対して波長λでｚ方向に振動する面外振動モードが励起されると、振動体１の突起２ａと接触体４とが断続的に接触状態と非接触状態とを繰り返す。これに起因して、突起２ａと接触体４との安定した接触が損なわれる他、叩きつけるような異音を生じ、推力の低下を招いてしまう。さらには、振動体１に励振される駆動周波数と接触体４の固有振動モードの固有振動数の差分が鳴きとして発生し、推力が低下することもある。
　この不要振動が発生するのは、図３Ａ、図３Ｂに示すような棒状の接触体４に限らない。例えば図３Ｃ、図３Ｄに示すような円環状の接触体９１の場合も同様である。円環状の接触体９１を用いた振動型アクチュエータの具体的な構成例については、後の実施形態で詳述する。図３Ｄは、接触体９１に生じる面外曲げモードを誇張して図示した、接触体９１の斜視図である。この場合も同様に、振動体１に励振すると、その駆動周波数と接触体９１の固有振動モードの固有振動数が近い場合、接触体９１にその固有振動モードが励起される。例えば図３Ｄに示すような、接触体９１にｘｙ面と平行な面に対して周方向の波長λでｚ方向に振動する面外振動モードが励起され、接触体９１が円形に近い形状の場合、励振された面外振動は進行波を形成して増幅された不要振動となり、同様の不要振動に起因する性能低下を引き起こす原因となる。
　以下、図４Ａ～図６Ｃを参照して、第１の実施形態において接触体４に発生する不要振動を抑制する対策について述べる。
　図４Ａ～図４Ｇは、接触体ユニット及び接触体ユニットに押圧される振動体１の例を説明するための図であり、それぞれ右側面図である。また、図５Ａ～図５Ｃは、図４Ａ～図４Ｇに示すもののうち一部の接触体ユニットの概略構成を示す下面図である。
　図４Ａは、第１の実施形態における接触体ユニットの基本構成を示す図であり、接触体ユニット２４の接触体４に、１個の振動体１が押圧される構成を示す。接触体ユニット２４は、接触体４のうち、接触面と異なる所定の面、ここでは接触体４のｘ方向の両側面に制振部材２５が接合されて構成される。このように制振部材２５は、接触体４のうち、接触面につながる側面であって、互いに対向するｘ方向の側面の両方に設けられる。制振部材２５の下端は、接触体４の下端、すなわち接触面よりもｚ方向上方に位置するように構成される。このように制振部材２５の端部が接触面よりも突出しないかたちにすることで、接触体ユニット２４の組み立て後でも、平滑性や表面粗さを向上させるための接触面の研削（研磨）加工が容易となる。制振部材２５は、以下に詳述するように、粘弾性体によって、又は粘弾性体と補強部材とを組み合わせることによって構成される。
　図４Ｂ～図４Ｇは、制振部材の構成例を説明するため図であり、接触体ユニットの接触体４に、１個の振動体１が押圧される構成を示す。
　図４Ｂは、接触体ユニット２４ａを示す図であり、制振部材を粘弾性体２６ａのみで構成する例を示す。なお、図５Ａに、接触体ユニット２４ａの下面図を示す。接触体ユニット２４ａでは、接触体４のｘ方向の両側面に粘弾性体２６ａが接合される。粘弾性体２６ａの機械的品質係数Ｑは、接触体４の機械的品質係数Ｑよりも低いものとする。粘弾性体２６ａは、粘性及び弾性の双方を有する材質であり、例えばゴムや樹脂が好適である。ゴム材料として、制振性能の高いブタジエンゴムやブチルゴム、シリコンゴム等が好適である。接触体４に粘弾性体２６ａが接合されることで、不要振動として接触体４に励起される固有振動モードの、接触体４の変形に応じて生じる接合面の歪に応じ、粘弾性体２６ａに内部歪が生じる。これを利用することで、粘弾性体に振動エネルギを吸収させ、接触体４に発生する不要振動の振動振幅を低下させることが可能である。
　図４Ｃは、接触体ユニット２４ｂを示す図であり、制振部材を粘弾性体２６ｂのみで構成するとともに、接触体４の接触面と反対側の面である裏面にも接合する例を示す。なお、下面図については、図５Ａと同様のため省略する。接触体ユニット２４ｂでは、断面形状が凹形状である粘弾性体２６ｂの溝部分に接触体４が嵌め込まれることで、接触体４の３つの面（ｘ方向の両側面、裏面）に粘弾性体２６ｂが接合される。粘弾性体２６ｂの材質として、上述したようにゴムや樹脂が好適である。例えば減衰係数の大きな樹脂材料を用いて、接触体４と粘弾性体を嵌合させることにより接触体ユニット２４ｂを構成してもよい。接触体４の３つの面に粘弾性体２６ｂが接合されることで、接触体４の変形に応じて生じる歪に応じて、振動エネルギを吸収する領域を増やし、接触体ユニット２４ａに比べて不要振動の抑制効果をより高めることができる。
　図４Ｄは、接触体ユニット２４ｃを示す図であり、制振部材を、粘弾性体２６ｃと、補強部材２７ａとの組み合わせで構成する例を示す。なお、図５Ｂに、接触体ユニット２４ｃの下面図を示す。接触体ユニット２４ｃでは、接触体４のｘ方向の両側面に、粘弾性体２６ｃが接合され、粘弾性体２６ｃに、補強部材２７ａが接合される。このように接触体４と補強部材２７ａとの間に粘弾性体２６ｃが介在する構成にする。粘弾性体２６ｃの材質として、上述したようにゴムや樹脂が好適であり、それに加え、両面テープや接着材が用いられてもよい。また、粘弾性体２６ｃの機械的品質係数Ｑは、接触体４及び補強部材２７ａの機械的品質係数Ｑよりも低いものとする。補強部材２７ａの材質として、粘弾性体２６ｃに比べ、弾性係数が十分高いものが好適である。例えば各種金属、セラミックス、エンジニアリングプラスチック等が利用可能であり、接触体４と同一の材質でもよい。接触体４に粘弾性体２６ｃを介して補強部材２７ａが接合されることで、粘弾性体２６ｃはその両側面が接触体４及び補強部材２７ａに接合する。より弾性係数が大きい補強部材２７ａとの接合面では、粘弾性体２６ｃの変位分布が拘束されるので、接触体４の変形により粘弾性体２６ｃのせん断歪を生じさせて振動エネルギを吸収させ、接触体４に発生する不要振動の振動振幅を低下させることが可能である。
　図４Ｅは、接触体ユニット２４ｄを示す図であり、制振部材が、複数の粘弾性体２６ｄと、複数の補強部材２７ｂとを交互に配した多層構造を有する例を示す。なお、図５Ｃに、接触体ユニット２４ｄの下面図を示す。接触体ユニット２４ｄでは、接触体４のｘ方向の両側面側から、粘弾性体２６ｄ及び補強部材２７ｂが接合され、さらにもう一組の粘弾性体２６ｄ及び補強部材２７ｂが接合される。なお、粘弾性体２６ｄ及び補強部材２７ｂの材質は、図４Ｄで述べたものと同様である。制振部材が複数の粘弾性体２６ｄと、複数の補強部材２７ｂとを交互に配した多層構造を有することで、せん断歪を生じさせることにより吸収させる振動エネルギを増大させることができる。これにより、より効果的に、接触体４に発生する不要振動の振動振幅を低下させることが可能である。さらに、接触体ユニット２４ｃの場合と比較して、粘弾性体２６ｄのｘ方向の厚さを薄くすることが可能である。粘弾性体２６ｄの厚さを薄くすることにより、接触体ユニット２４ｄに補強部材２７ｂを介して外力が加わった際に、制振部材のｘｙ面内の変位を小さくすることができる。したがって、側面に露出した補強部材２７ｂを支持することで、接触体ユニット２４ｄを直動案内するリニアガイドを構成する場合、接触体ユニット２４ｃの場合と比較して、リニアガイドの剛性を向上させることができる。これにより、接触体４の位置を高精度に位置決めすることが可能になる。
　図４Ｆは、接触体ユニット２４ｅを示す図であり、制振部材を、粘弾性体２６ｅと、補強部材２７ｃとの組み合わせで構成するとともに、接触体４の裏面にも接合する例を示す。なお、下面図については、図５Ｂと同様のため省略する。接触体ユニット２４ｅでは、断面形状が凹形状である粘弾性体２６ｅの溝部分に接触体４が嵌め込まれることで、接触体４の３つの面（ｘ方向の両側面、裏面）に粘弾性体２６ｅが接合される。また、断面形状が凹形状である補強部材２７ｃの溝部分に粘弾性体２６ｅが嵌め込まれることで、粘弾性体２６ｅの３つの面（ｘ方向の両側面、裏面）に補強部材２７ｃが接合される。すなわち、図４Ｃに示す接触体ユニット２４ｂの構成と、図４Ｄに示す接触体ユニット２４ｃの構成とを組み合わせた例である。なお、粘弾性体２６ｅ及び補強部材２７ｃの材質は、図４Ｄで述べたものと同様である。また、この構成による効果も、図４Ｃや図４Ｄで述べたとおりである。
　図４Ｇは、接触体ユニット２４ｆを示す図であり、制振部材を、粘弾性体２６ｆと、補強部材２７ｄとの組み合わせで構成する例を示す。接触体ユニット２４ｆでは、接触体４のｘ方向の一つの側面（図示例では左側面）に、粘弾性体２６ｆが接合され、粘弾性体２６ｆに、補強部材２７ｄが接合される。ここでは、粘弾性体２６ｆとして、接着剤を用いており、接着剤の濡れ性によって接触体４のｘｙ平面と平行な２つの平面（接触面、裏面）上に粘弾性体２６ｆが回り込んでいる。この場合、振動体１の突起２ａと接触しないように粘弾性体２６ｆとする接着剤の塗布量を管理する。また、補強部材２７ｄも、接着剤を受けるように、接触体４の厚さを超えるｚ方向長さを有する。このように制振部材の端部（粘弾性体２６ｆの端部、補強部材２７ｄの端部）は、接触面及び裏面よりも突出する。補強部材２７ｄの材質は、図４Ｄに示す接触体ユニット２４ｃで述べたものと同様である。接触体ユニット２４ｆでも、粘弾性体２６ｆのせん断歪によって加振エネルギの吸収を行うことで、不要振動の抑制効果を得ることが可能である。また、接触体のｘｙ平面と平行な２つの平面上に粘弾性体２６ｆが回り込むことで、補強部材２７ｄの接着強度を高め、回り込んだ粘弾性体に内部歪が生じることにより加振エネルギの吸収を行う。これにより、接触体４に発生する不要振動の振動振幅を低下させることが可能である。
　以下の説明では、図４Ａ～図４Ｇで述べた種々の接触体ユニット、制振部材（粘弾性体、補強部材）を代表する符号として、接触体ユニット２４、制振部材２５、粘弾性体２６、補強部材２７と記すこともある。制振部材２５に、不要振動の抑制以外の機能を付与することも可能である。
　図６Ａ～図６Ｃを参照して、制振部材２５に、振動体１と接触体４との相対変位を検出する変位検出の機能を付与する構成例を説明する。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃはそれぞれ、接触体ユニット２４ｇと検出器８３との位置関係を示す平面図、正面図、右側面図である。接触体ユニット２４ｇは、接触体４のｘ方向の両側面に、粘弾性体２６ｃが接合され、粘弾性体２６ｃに、補強部材２７ａが接合されるものであり、補強部材２７ａの一部をスケール２７ｅに置き換えている。スケール２７ｅは、図６Ｂに示すように、可反射型の回折格子であり、ガラス表面に蒸着された金属膜をエッチングやレーザー加工によって除去することにより、反射部と非反射部からなるパターンを有する。この場合、スケール２７ｅは、粘弾性体２６ｃに接合することで、粘弾性体２６ｃの側面を拘束し、補強部材として機能する。このように制振部材２５の一部が、スケール２７ｅを構成する。スケール２７ｅに対し、ｘ方向に隙間をもって物理的に干渉しない位置に検出器８３が設置される。検出器８３は、光源部及び受光部を備え、光源部からスケール２７ｅに光を照射し、その反射光を受光部で受光することにより、スケール２７ｅを読み取ることができる。このように、検出器８３及びスケール２７ｅは変位検出部２８を構成し、ｙ方向の変位を検出するリニアエンコーダとして機能する。このようにスケール２７ｅは制振部材２５及び変位検出部２８の双方の効果及び機能を発揮することができる。粘弾性体２６ｃを介してスケール２７ｅを貼り付けることで、接触体４の振動がスケール２７ｅに伝播しにくくする振動絶縁の役割を粘弾性体２６ｃが担うことで、スケール２７ｅの振動に起因する変位検出誤差を低減することが可能である。
　図６Ａ～図６Ｃにおいて、スケール２７ｅのｚ方向寸法は、接触体４のｚ方向寸法以下として描かれているが、図４Ｇで述べたように、スケール２７ｅが接触体４の接触面側にオーバーハングするように構成してもよい。オーバーハングさせることで、粘弾性体２６の面積が増加し、より制振効果を高めることが可能である。また、後述の図１０Ｅで述べるように、接触体の両側面に補強部材を貼り付け、その少なくとも一方にスケールの機能を付与することで、摩擦駆動によって生じる摩耗粉が接触面近傍から外部へ飛散する量を低減させる防塵の効果が期待できる。以上のように、接触体の接触面側に粘弾性体をはみ出させ、粘弾性体に粘着性を持たせることで、摩擦駆動によって生じる摩耗粉を補足することができ、防塵の効果を高めることができる。
　ここでは、スケール２７ｅの材質としてガラスを挙げたが、金属を適用することも可能である。反射部、非反射部の形成方法については、電鋳や印刷等の他の手段を用いることも可能である。また、図６Ａ～図６Ｃでは、スケール２７ｅと補強部材２７ａとを別体として図示したが、補強部材の側面にフィルム状のスケールを貼り付けてもよい。粘弾性体の側面に蒸着又は印刷によってスケールを構成することも考えられる。以上、接触体の側面に粘弾性体を介してスケールを貼り付ける構成例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば接触体を金属で構成し、接触体の側面にエッチングや電鋳によって凹凸形状を形成し、凹部に粘弾性体を注入する。このような凹部に粘弾性体を備えた形状がｙ方向に周期的に繰り返されることで、凸部が反射部、凹部に注入された粘弾性体が非反射部となる。これにより、スケールと同等の機能を実現し、注入された粘弾性体によって上述と同様に不要振動を抑制することが期待できる。
　なお、図４Ａ～図６Ｃで述べた接触体ユニット２４では、ｙ方向の全域に亘って制振部材２５が接触体４に接合する例を説明したが、これに限定されるものではなく、ｙ方向の一部で制振部材２５が接触体４に接合するようにしてもよい。制振部材２５をｙ方向の全域に亘って設けることは不要振動の抑制の観点から効果的であるが、制振部材２５をｙ方向の一部に設けることで、小型軽量化や省スペース化、他部品との干渉防止、コストダウン等が可能である。制振部材２５をｙ方向の一部に設ける場合、以下に示すような観点を一つの目安として、制振部材２５のｙ方向長さや配置位置を決定すると、不要振動の抑制の観点から効果的である。第一の目安として、制振部材２５のｙ方向の長さの合計は、接触体４に励起される固有振動モードにおける１／２波長以上（図３Ａ～図３Ｄにおける１／２λ以上）とする。第二の目安として、制振部材２５のｙ方向の長さの合計は、振動体１に励起される振動モードの隣り合う節線の間隔の長さ以上とする。第三の目安として、制振部材２５のｙ方向の長さの合計は、弾性体２の突起２ａ中心間距離以上とする。第四の目安として、制振部材２５を、接触体４に励起される固有振動モードにおける腹を含む位置に設けることである。
　以上説明したように、接触体４の側面に制振部材２５が設けられることで、振動型アクチュエータに発生する不要振動を抑制するとともに、体積又は重量当たりの出力（推力）が小さくなるのを防ぐことができる。
　また、図４Ａ～図４Ｇでは、接触体ユニット２４のｘ方向の幅について、振動体１の幅より大きく、保持部８の幅より小さいものを図示したが、これに限定されるものではない。制振部材２５を構成する粘弾性体２６や補強部材２７の形状や材質を適切に設計及び選定することにより、接触体ユニット２４の幅寸法をさらに小さくすることができ、例えば振動体１の幅寸法より小さく設定することも可能である。このように振動型アクチュエータを小型化することが可能になる。
　また、図３Ｂ、図３Ｄにおいて、接触体４、９１に生じる面外曲げ振動モードを例として説明したが、面内振動モード、ねじり振動モード等のその他の固有振動モードに対しても、本発明は有効である。面内振動、ねじり振動等の振動に対しても、歪の大きい腹を含むように制振部材２５を設けることで、面外振動の場合と同様の振動抑制が可能である。また、制振部材２５の配置や制振部材２５の構成を適宜変更することで、振動モードの歪の大きい箇所（腹）の位置が異なる複数の振動モードに対しても、あらゆる振動モードに起因する不要振動を抑制することができる。
　以上、制振部材２５の設け方の例を説明したが、図４Ａ～図６Ｃにおいて、粘弾性体２６は接触体４のｘｚ平面と平行な面を含む端部を被覆していない。粘弾性体２６が接触体４の端部を被覆していても、不要振動の抑制に対する効果の低減は考えにくく、本発明の範疇を逸脱しない。しかしながら、接触体４の不要振動に対して歪が生じない接触体のｘｚ平面と平行な面を被覆することで、得られる不要振動の抑制の効果は小さいため、本実施形態では、接触体４の側面に制振部材が接合される例を挙げて説明した。
　また、制振部材２５に対して接触体４の接触面を突出させたり、ある特定の固有振動モードの腹の位置に制振部材２５を設けたりする場合には、接触体４と制振部材２５との相対位置を精度良く決定した上で、接触体ユニット２４を組み立てる必要がある。このような場合、制振部材２５と接触体４を位置決めピンや平行キー、その他あらゆる凹凸形状や目印等の位置決め構造を設けることで、接触体ユニット２４を効率よく組み立てることが可能になる。
　次に、図７～図９Ｃを参照して、第１の実施形態における振動体１及び接触体４の支持構造の例を説明する。
　図７は、第１の実施形態に係る振動型アクチュエータ１０１の概略構成を示す正面図である。また、図８Ａ～図８Ｃは、振動型アクチュエータ１０１の振動体ユニット５の構成を説明するための図である。
　振動型アクチュエータ１０１は、１個の振動体ユニット５と、振動体ユニット５の振動体１と接触する接触体４とを備える。ここでは、接触体４に発生する不要振動の抑制のために、上述した接触体ユニット２４ｄを用いる（以下の説明では、接触体４と称する）。振動型アクチュエータ１０１を構成する各種部品は、基材である支持部材１５に組み付けられる。
　振動体ユニット５は、振動体１と、不織布１６と、加圧部７と、保持部８と、反力受部９と、回転支持部１０とを備える。振動体ユニット５は、図２Ａ～図２Ｃで述べた振動モードの振動を励振可能な加圧支持構造を有する。１個の振動体ユニット５において、弾性体２の支持端部２ｃは、保持部８の側壁であるｙ方向側の壁部の上面に固定される。
　電気－機械エネルギ変換素子３の裏面側（弾性体２と接合されている面の反対側の面）には、不織布１６が配置される。不織布１６は、羊毛フェルト等の不織布素材やグラスウール等からなる布状部材であって、振動体１に生じる振動モードを維持しながら振動体１を支持する。加圧部７が不織布１６を介して振動体１を接触体４に押圧することにより、振動体１の突起部２ａは接触体４に接触する。なお、振動体１は保持部８に固定されており、保持部８は振動体１と一体となって接触体４に向けて押圧されている。
　ここで、不織布１６の設置について説明する。図８Ａは振動体ユニット５の要部の正面図であり、図８Ｂは図８Ａに対応する下面図である。保持部８には、ｚ方向に貫く貫通穴８ｅが設けられており、振動体１が保持部８に保持された状態で保持部８を－ｚ方向側から見ると、電気－機械エネルギ変換素子３が貫通穴８ｅから露出した状態となっている。不織布１６（図８Ｂのハッチング領域）は、電気－機械エネルギ変換素子３に接するように貫通穴８ｅの内部に設置される。なお、電気－機械エネルギ変換素子３の裏面（－ｚ方向側の面）には、不図示であるが実際には電気－機械エネルギ変換素子３に給電を行うためのフレキシブル配線板が取り付けられる。よって、正確には、不織布１６は、電気－機械エネルギ変換素子３に取り付けられたフレキシブル配線板と接するように設置される。
　加圧部７は、不織布１６を介して振動体１の突起部２ａを接触体４に所定の加圧力で押圧させる。加圧部７は、例えばｚ方向に復元力を呈するコイルばね、板ばね、皿ばね、ウェーブワッシャ、ゴム、エアチューブ等の弾性力を有する部品で構成される。また、弾性力の代わりに磁力を用いた加圧部を構成することも可能であり、この場合、磁石等が適用できる。本実施形態では、加圧部７に圧縮コイルばねを用いている。
　反力受部９は、接触体４の裏面（接触面と反対側の面）に接触するように配置されており、振動体１の突起部２ａを接触体４に押圧する加圧力の反力を受ける。振動体ユニット５に対し、ｙ軸負方向に、対向する２個の反力受部９が設けられることで、３個の反力受部９と１個の振動体ユニット５とで接触体４をｚ方向に支持する。振動型アクチュエータ１０１では、反力受部９は、支持部材１５に取り付けられた回転支持部１０に、ｘ軸と平行な軸を中心として回転可能に支持されたローラで構成される。
　振動型アクチュエータ１０１では、振動型アクチュエータ１０１を搭載した機器のフレーム等に支持部材１５が固定されており、機器内において位置が変わらない支持部材１５（振動体ユニット５）に対して接触体４がｙ方向に移動するものとする。
　接触体４は、振動体ユニット５がそれぞれ備える振動体１から受ける推力によりｙ方向に移動可能な状態で支持部材１５により支持される。具体的には、支持部材１５に、接触体４を移動可能に支持する接触体支持部１２として、ｚ軸と平行な軸を中心として回転可能な４個のローラが設けられる。４個の接触体支持部１２は、接触体４のｘ方向の自由度を拘束した状態でｙ方向への移動を可能にするリニアガイドの役割を担っている。
　振動体ユニット５の保持部８は、連結部１４によって支持部材１５に取り付けられる。図８Ｃは、連結部１４の概略構成を示す斜視図である。連結部１４は、ｘ方向に貫通するように所定の間隔で２個の穴が設けられたリンク部材１４ｂ（結合部）と、リンク部材１４ｂの２つの穴にそれぞれ挿入されて略平行にリンク部材１４ｂに取り付けられる円柱形状のピン１４ａ（軸部）とを備える。２本のピン１４ａは、リンク部材１４ｂのそれぞれの穴においてリンク部材１４ｂに固定される。なお、２個のピン１４ａとリンク部材１４ｂとは、ｚ方向から見た場合にＨ型に一体的に（継ぎ目無く）成形されたものであってもよい。
　２個のピン１４ａの一方は、図４Ａ～図４Ｇに示す支持部材１５の基準原点Ｏから＋ｚ方向に距離ａだけ離れた位置に位置決めされ、これにより、連結部１４は支持部材１５に位置決めされたピン１４ａの中心軸を回転中心とした回転自由度を有する。一方、接触体４の中心は、支持部材１５に位置決めされたピン１４ａの中心から＋ｚ方向に距離ｂだけ離れた位置に位置決めされる。このようにして、接触体４は、支持部材１５の基準原点Ｏから＋ｚ方向に距離ａ＋ｂだけ離れた位置に精度良く位置決めされる。以上の構成によって、振動体ユニット５はｚ方向にスライド可能になり、接触体４が製造誤差等に起因するｙｚ面内のうねりのある形状であっても、振動体ユニット５が接触体４の形状に倣うことで、接触体４に押圧することが可能になる。
　図９Ａ～図９Ｃは、第１の実施形態に係る別の振動型アクチュエータ１０２の概略構成を示す図であり、図９Ａは振動型アクチュエータ１０２の平面図、図９Ｂは振動型アクチュエータ１０２の正面図である。
　振動型アクチュエータ１０２は、１個の振動体ユニット１１と、振動体ユニット１１の振動体１と接触する接触体４とを備え、接触体４が支持部材１５に固定され、振動体１が相対移動する構成である。ここでは、接触体４に発生する不要振動の抑制のために、上述した接触体ユニット２４ｄを用いる（以下の説明では、接触体４と称する）。なお、振動型アクチュエータ１０２の構成要素のうち、振動型アクチュエータ１０１（図７を参照）の構成要素に対応するものについては、同じ名称及び符号を用いることとし、共通する構成や機能についての説明を省略する。
　振動型アクチュエータ１０２において、接触体４の両端は支持部材１５に固定される。振動体ユニット１１は、保持部８と、加圧部１３と、反力受部９と、回転支持部１０とを一体的にユニット化する保持部１８を備える。振動体ユニット１１では、保持部１８の内部に不織布１６が貼り付けられたスペーサ１９が配置される。そして、振動体１を構成する電気－機械エネルギ変換素子３に不織布１６が接触した状態で、振動体１のｙ方向端の支持端部２ｃは保持部１８に固定される。図９Ｃは、振動体ユニット１１と接触体４との支持関係を説明するための概略構成を示す右側面図である。保持部１８には、開口部１８ａが設けられる。開口部１８ａのｘ方向の寸法は、接触体４のｘ方向の幅寸法よりも大きく設定され、適切な隙間が設けられることで、開口部１８ａは、振動体ユニット１１がｙ方向に移動するためのリニアガイドとして機能する。
　反力受部９は、接触体４と突起部２ａの接触面の反対側（接触体４の上方（＋ｚ側））に設けられており、振動体１（突起部２ａ）を接触体４に加圧する力の反力を受ける。反力受部９は、振動型アクチュエータ１０１の回転支持部１０と同等の回転支持部１０（不図示）によってｘ軸と平行な軸まわりに回転可能に支持されており、且つ、回転支持部１０に対して圧縮コイルばねが加圧部１３として配置される。このように加圧部１３の加圧反力（圧縮コイルバネがｚ方向に伸びようとする力）により、反力受部９が接触体４に押圧されるとともに、振動体１の突起部２ａの先端部が接触体４に押圧される。
　振動型アクチュエータ１０２では、振動体ユニット１１がｙ方向に移動することが可能である。図９Ａに示すように、支持部材１５に開口部１５ａを設けることで、振動体ユニット１１の上面を外部に露出させることができ、駆動対象を接続することが可能である。
　本実施形態では、別体とした制振部材２５を接触体４の側面に接合する例を説明したが、これに限定されるものではない。接触体に制振部材を設ける構成例として、以下に示すような例が挙げられる。
　第１の構成例として、接触体を液状のゴムや樹脂の中に浸漬するコーティング手法であるディッピングにより、制振部材を設けることも可能である。この場合、接触体の最端部（＝ｘｚ平面と平行な面）が粘弾性体によって被覆されることが考えられるが、これによって不要振動の抑制に対する効果が失われることはない。ディッピングにおいて、粘弾性体が付着することにより何らかの不都合が生じる箇所（例えば接触面等）に対しては、予め接触体にマスクを施し、ディッピング処理後にマスクを除去することで、粘弾性体を局所的に被覆しないことも可能である。
　第２の構成例として、金型内に接触体及び補強部材を設置し、接触体と補強部材との間に加熱溶融した樹脂材料を射出注入し、一体成形を行う手法であるインサート成形により、制振部材を設けることも可能である。
　第３の例として、接触体と粘弾性体を２色成形（ダブルモールド）によって成形することも可能である。例えば一次側成形として接触体に樹脂材料の適用を考える場合、３０ｗｔ％程度の炭素繊維（カーボンファイバー）を充填させることにより強化されたＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を選択し、二次側成形として粘弾性体にエラストマーを適用させることが考えられる。この場合、炭素繊維を充填させることにより、接触体の剛性向上、接触面の耐摩耗性及び摺動性の向上が期待できる。
　これらの構成によって、量産性を向上させ、安価に粘弾性体を構成することができるだけでなく、接触体への粘弾性体の密着性を高め、粘弾性体の脱落や位置ずれを防止する効果もある。また、金型を利用して粘弾性体を形成する場合、接触体と補強部材又は粘弾性体の相対位置を精度良く決定し、複雑な形状であっても粘弾性体を構成することが可能である。
　本実施形態では、接触体４を、ｙ方向を長手方向とする直線形状とする例を説明したが、これに限定されるものではない。接触体を任意の曲線形状とすることが可能であり、曲線状の接触体にも同様に制振部材を設けることで、不要振動の抑制が可能である。曲線状の接触体を用いる場合でも、振動体を固定し、接触体を被駆動側にすることが可能である。このとき、接触体の形状に合わせた接触体支持部を構成することが好ましい。また逆に、接触体を固定し、振動体を被駆動側にすることも可能で、この場合、曲線状の接触体に沿って振動体ユニットが相対移動する。
　［第２の実施形態］
　図１０Ａ～図１４を参照して、第２の実施形態を説明する。なお、振動型アクチュエータの構成要素のうち、第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ名称及び符号を用いることとし、共通する構成や機能についての説明を省略する。また、直交座標系は第１の実施形態に準じたものとする。
　以下、図１０Ａ～図１０Ｅを参照して、第２の実施形態において接触体４に発生する不要振動を抑制する対策について述べる。
　図１０Ａ～図１０Ｅは、接触体ユニット及び接触体ユニットに押圧される振動体１の例を説明するための図であり、それぞれ右側面図である。
　図１０Ａは、第２の実施形態における接触体ユニットの基本構成を示す図であり、接触体ユニット３４の接触体４に、対向する２個の振動体１が押圧される構成を示す。すなわち、接触体４は、その上下（ｚ方向の正方向、負方向）に接触面を有する。接触体ユニット３４は、接触体４のｘ方向の両側面に制振部材３５が接合されて構成される。制振部材３５の上端及び下端は、接触体４の上端及び下端よりもそれぞれｚ方向下方、上方に位置するように構成される。このように制振部材３５の端部が上下の接触面よりも突出しないかたちにすることで、接触体ユニット３４の組み立て後でも、平滑性や表面粗さを向上させるための接触面の研削（研磨）加工が容易となる。制振部材３５は、以下に詳述するように、粘弾性体によって、又は粘弾性体と補強部材とを組み合わせることによって構成される。
　また、接触体４に対して複数の振動体１を押圧することで、図４Ａ～図４Ｇで述べた第１の実施形態と比較して、推力を増大させることが可能である。また、振動体１を対向配置することで、後述するように、これら振動体１の加圧支持機構を共通化することができる。これにより、体積又は重量当たりの推力を増大することができ、高密度実装に適したレイアウトといえる。
　図１０Ｂ～図１０Ｅは、制振部材の構成例を説明するため図であり、接触体ユニットの接触体４に、対向する２個の振動体１が押圧される構成を示す。
　図１０Ｂは、接触体ユニット３４ａを示す図であり、図４Ｂで述べた接触体ユニット２４ａと同様に、制振部材を粘弾性体３６ａのみで構成する例を示す。接触体ユニット３４ａでは、接触体４のｘ方向の両側面に粘弾性体３６ａが接合される。なお、制振部材の特性や材質、不要振動を抑制するメカニズムについては、接触体ユニット２４ａの場合と同様であり、ここではその説明を省略する。
　図１０Ｃは、接触体ユニット３４ｂを示す図であり、図４Ｄで述べた接触体ユニット２４ｃと同様に、制振部材を、粘弾性体３６ｂと、補強部材３７ａとの組み合わせで構成する例を示す。接触体ユニット３４ｂでは、接触体４のｘ方向の両側面に、粘弾性体３６ｂが接合され、粘弾性体３６ｂに、補強部材３７ａが接合される。なお、制振部材の特性や材質、不要振動を抑制するメカニズムについては、接触体ユニット２４ｃの場合と同様であり、ここではその説明を省略する。
　図１０Ｄは、接触体ユニット３４ｃを示す図であり、図４Ｅで述べた接触体ユニット２４ｅと同様に、制振部材が、複数の粘弾性体３６ｃと、複数の補強部材３７ｂとを交互に配した多層構造を有する例を示す。接触体ユニット３４ｃでは、接触体４のｘ方向の両側面側から、粘弾性体３６ｃ及び補強部材３７ｂが接合され、さらにもう一組の粘弾性体３６ｃ及び補強部材３７ｂが接合される。なお、制振部材の特性や材質、不要振動を抑制するメカニズムについては、接触体ユニット２４ｅの場合と同様であり、ここではその説明を省略する。
　図１０Ｅは、接触体ユニット３４ｄを示す図であり、図４Ｇで述べた接触体ユニット２４ｆと同様に、制振部材を、接着剤を用いた粘弾性体３６ｄと、補強部材３７ｅとの組み合わせで構成する例を示す。なお、図４Ｇでは、接触体４のｘ方向の一つの側面にのみ制振部材を設けた例としたが、ここでは、接触体４のｘ方向の両側面に制振部材を設ける。また、制振部材の特性や材質、不要振動を抑制するメカニズムについては、接触体ユニット２４ｆの場合と同様であり、ここではその説明を省略する。
　以下の説明では、図１０Ａ～図１０Ｅで述べた種々の接触体ユニット、制振部材（粘弾性体、補強部材）を代表する符号として、接触体ユニット３４、制振部材３５、粘弾性体３６、補強部材３７と記すこともある。
　以上説明したように、接触体４の側面に制振部材３５が設けられることで、振動型アクチュエータに発生する不要振動を抑制するとともに、体積又は重量当たりの出力（推力）が小さくなるのを防ぐことができる。
　次に、図１１及び図１２Ａ、図１２Ｂを参照して、第２の実施形態における振動体１及び接触体４の支持構造の例を説明する。
　図１１は、第２の実施形態に係る振動型アクチュエータ２０１の概略構成を示す正面図である。
　振動型アクチュエータ２０１は、２個の振動体ユニット２１と、振動体ユニット２１の振動体１と接触する接触体４とを備える。ここでは、接触体４に発生する不要振動の抑制のために、上述した接触体ユニット３４ｃを用いる（以下の説明では、接触体４と称する）。振動型アクチュエータ２０１を構成する各種部品は、基材である支持部材１５に組み付けられる。
　振動体ユニット２１は、２個の振動体１と、不織布１６と、加圧部１７と、保持部８とを備え、保持部８の側面に設けられたフック８ａに加圧部１７の端を引っ掛けることで、対向する振動体１を接触体４に押圧する。本実施形態では、加圧部１７に引張ばねを用いている。また、図７で述べた振動型アクチュエータ１０１と同様に、各保持部８は、連結部１４によって支持部材１５に取り付けられることで、接触体４のｚ方向の位置決めを行うとともに、振動体及１及び保持部８はｚ方向にスライド可能である。以上により、振動型アクチュエータ１０１の３組の反力受部９及び回転支持部１０を振動体１及び保持部８で置き換えた構成となっている。ここでは、振動体１の突起２ａが反力受部９の役割を担う。
　また、図７で述べた振動型アクチュエータ１０１と同様に、接触体４は、振動体ユニット２１がそれぞれ備える振動体１から受ける推力によりｙ方向に移動可能な状態で支持部材１５により支持される。具体的には、支持部材１５に、接触体４を移動可能に支持する接触体支持部１２として、ｚ軸と平行な軸を中心として回転可能な４個のローラが設けられる。４個の接触体支持部１２は、補強部材３７ｂの側面のｘｙ面内の自由度を拘束することで、接触体４のｙ方向への移動を可能にするリニアガイドの役割を担っている。
　このようにした振動型アクチュエータ２０１では、４つの振動体１を用いて接触体４のｚ方向の支持を行うことで、反力受部９及び回転支持部１０等の構成要素を削減することが可能である。また、反力受部９及び回転支持部１０の代わりに振動体ユニット２１を用いることで、振動型アクチュエータ２０１の推力を増大させることが可能である。振動型アクチュエータ１０１に用いられる振動体１と振動型アクチュエータ２０１に用いられる振動体１の性能が等しい場合、振動型アクチュエータ２０１は、振動型アクチュエータ１０１で得られる推力の４倍の推力を得ることが可能である。また、上述した接触体ユニット３４ｃの構成により、接触体４に発生する不要振動を抑制する効果を高めることが可能になり、不要振動に起因する異音の発生や性能低下を防ぐことができる。さらに、接触体ユニット３４ａ、３４ｂと比較して、粘弾性体のｘ方向の厚さを薄くすることが可能である。粘弾性体の厚さを薄くすることにより、接触体ユニット３４ｃに補強部材３７ｂを介して外力が加わった際に、制振部材のｘｙ面内の変位を小さくすることができ、リニアガイドとしての剛性を向上させることが可能になる。
　このように、振動型アクチュエータに発生する不要振動を抑制するとともに、体積又は重量当たりの出力（推力）を増大させることができる。
　図１２Ａ、図１２Ｂは、第２の実施形態に係る別の振動型アクチュエータ２０２の概略構成を示す図であり、図１２Ａは振動型アクチュエータ２０２の平面図、図１２Ｂは振動型アクチュエータ２０２の正面図である。
　振動型アクチュエータ２０２は、３個の振動体ユニット２２と、振動体ユニット２２の振動体１と接触する接触体４とを備え、接触体４が支持部材１５に固定され、振動体１が相対移動する構成である。ここでは、接触体４に発生する不要振動の抑制のために、上述した接触体ユニット３４ｃを用いる（以下の説明では、接触体４と称する）。なお、振動型アクチュエータ２０２の構成要素のうち、振動型アクチュエータ２０１（図１１を参照）の構成要素に対応するものについては、同じ名称及び符号を用いることとし、共通する構成や機能についての説明を省略する。
　振動型アクチュエータ２０２において、３個の振動体ユニット２２のうち、中央及び右側の２個の振動体ユニット２２は連結部１４で連結されて、振動体ユニット群２３を構成する。接触体４の両端は支持部材１５に固定される。振動体ユニット２２では、保持部１８の内部に不織布１６が貼り付けられたスペーサ１９が配置される。振動体ユニット２２は、振動型アクチュエータ１０２に用いられている振動体ユニット１１を構成する反力受部９及び回転支持部１０を振動体１及びスペーサ１９で置き換えたものである。スペーサ１９にはフック１９ａが設けられ、加圧部１７の端を引っ掛けることで対向する振動体１を接触体４に押圧する。振動体ユニット２２では、２個の振動体１は保持部１８に対してｚ方向にスライド可能に支持され、ｚ方向以外の自由度は保持部１８に対して拘束されるものとする。図９Ａ～図９Ｃで述べた振動型アクチュエータ１０２と同様に、保持部１８には、開口部１８ａが設けられ、振動体ユニット２２がｙ方向に移動するためのリニアガイドとして機能する。
　３個の振動体ユニット２２のうち、左の振動体ユニット２２は、ｙ方向に駆動することが可能である。一方、中央及び右端の振動体ユニット２２は保持部１８を介して連結部１４で連結されることで、互いにｚ方向にスライド可能である。このとき、連結部１４は接触体４と干渉しないようにｘ方向にオフセットされて設けられることが望ましい。連結された２個の振動体ユニット２２からなる振動体ユニット群２３は、連なってｙ方向に駆動することが可能である。
　振動型アクチュエータ２０２では、左の振動体ユニット２２及び振動体ユニット群２３がそれぞれｙ方向に独立して移動することが可能である。図１２Ａに示すように、支持部材１５に開口部１５ｂを設けることで、左の振動体ユニット２２及び振動体ユニット群２３の上面を外部に露出させることができ、駆動対象を接続することが可能である。
　このようにした振動型アクチュエータ２０２では、複数の振動体ユニット２２又は振動体ユニット群２３が、一つの接触体４を介して独立に駆動することが可能である。このとき、接触体ユニット３４ｃを用いることで、効果的に接触体に励振される不要振動を抑制することが可能である。また、２個の振動体ユニット２２を連結し、振動体ユニット群２３を構成することで、振動体ユニット群２３は振動体ユニット１１と比較して４倍の推力を発生させることが可能である。このとき、振動体ユニット２２をｚ方向に相対移動可能になるように連結することで、接触体の長手方向（ｙｚ平面内）の変形に対し、各振動体１が接触体４に倣うことで、各振動体１に掛かる加圧反力のばらつきを低減させることができる。相対的に加圧反力が小さい振動体１では推力が低下し、相対的に加圧反力が大きい振動体１では過負荷による損耗等のリスクが生じる。振動体ユニット群２３を構成することで、加圧反力のばらつきを低減させ、各振動体１に効率よく推力を発生させることができる。
　次に、図１３Ａ～図１３Ｆを参照して、接触体に対して複数の振動体１を押圧する構成例を説明する。
　図１３Ａ～図１３Ｆは、接触体ユニット及び接触体ユニットに押圧される振動体１の例を説明するための図であり、それぞれ右側面図である。
　図１３Ａは、図１０Ａ～図１０Ｅで述べたものと同様に、対向する２個の振動体１が接触体４を支持する構成を示す。
　図１３Ｂは、多角形状の断面を有する接触体７４ｂの４側面にそれぞれ振動体１を配置して、接触体７４ｂを支持する構成を示す。接触体７４ｂには、振動体１とずらした位置で４つの制振部材７５ａが接合されることで、断面が矩形状の接触体ユニットが構成される。制振部材７５ａは、既述した制振部材２５、３５と同様である。
　図１３Ｃは、略円形の断面を有する接触体７４ｃにおける側面（曲面）を、ｚｘ平面において略１２０°間隔で配置された３個の振動体１で支持する構成を示す。接触体７４ｃの側面には、３つの扇形状の制振部材７５ｂが接合されることで、断面が円形の接触体ユニットが構成される。制振部材７５ｂは、既述した制振部材２５、３５と同様である。
　図１３Ｄは、多角形（ここでは六角形）状の断面を有する接触体７４ｄの側面のうちの相互に隣り合わない３側面にそれぞれ振動体１を配置して、接触体７４ｄを支持する構成を示す。接触体７４ｄのうちの振動体１が押圧されない他の３側面には、３つの制振部材７５ｃが接合される。制振部材７５ｃは、既述した制振部材２５、３５と同様である。
　図１３Ｅは、略円形の断面を有する接触体７４ｅにおける側面（曲面）を、サイズ及び推力が異なる振動体１、８１で支持する構成を示す。接触体７４ｅの側面には、図１３Ｃの場合と同様に、２つの扇形状の制振部材７５ｂが接合されることで、断面が円形の接触体ユニットが構成される。
　図１３Ｆは、略円形の断面を有する接触体７４ｅにおける側面（曲面）を、２個の振動体１及び２個の反力受部９で支持する構成を示す。接触体７４ｅの側面には、図１３Ｃの場合と同様に、２つの扇形状の制振部材７５ｂが接合されることで、断面が円形の接触体ユニットが構成される。
　これらの構成を適宜組み合わせることにより、様々な断面形状を有する接触体を振動体で適切に支持することができる。そして、接触体の側面に制振部材が設けられることで、振動型アクチュエータに発生する不要振動を抑制するとともに、体積又は重量当たりの出力（推力）が小さくなるのを防ぐことができる。
　次に、図１４を参照して、振動型アクチュエータを構成する振動体ユニットに変位検出の機能を持たせた例を説明する。
　図１４は、振動体ユニット２２に、変位検出部８７を取り付けた状態を示す正面図である。ここでは振動体ユニット２２を対象とするが、変位検出部８７は他の振動体ユニットにも搭載可能である。
　変位検出部８７は、スケール８２及び検出器８３を備える。スケール８２は、保持部１８に設けられた接触体支持部１２において接触体４（図１４に不図示）と物理的に干渉しない（接触しない）位置に取り付けられる。スケール８２は、接触体４の変位に従って接触体支持部１２と共に回転する。検出器８３は、スケール８２の回転変位を読み取ることで、接触体４のｙ方向移動量を検出する。検出器８３は、光源部及び受光部を備え、光源部からスケール８２に光を照射し、その反射光を受光部で受光することにより、スケール８２の回転変位を読み取ることができる。検出器８３が出力した接触体４のｙ方向の移動量に基づいて、接触体４の位置や速度、加速度等の駆動パラメータを制御することができる。
　なお、変位検出部８７としては、光学式、磁気式又は静電容量式等の種々のものを採用することができる。変位検出部８７は、ここでは光学式で反射型のものを説明したが、光学式の場合には透過型のものを用いることもできる。さらに、回転型の変位検出部８７に代えて、接触体４に直動型のスケールを配置し、振動体ユニットに検出器を配置した直動型の変位検出部を採用してもよい。
　［第３の実施形態］
　図１５Ａ～図１５Ｄを参照して、第３の実施形態を説明する。第３の実施形態では、振動型アクチュエータを、外装部材を用いてユニット化（パッケージ化）したアクチュエータユニットについて説明する。なお、振動型アクチュエータの構成要素のうち、第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ名称及び符号を用いることとし、共通する構成や機能についての説明を省略する。また、直交座標系は第１の実施形態に準じたものとする。
　図１５Ａ～図１５Ｄは、第３の実施形態に係るアクチュエータユニット４０１の概略構成を示す図であり、図１５Ａ～図１５Ｄはそれぞれアクチュエータユニット４０１の平面図（上面図）、側面図、正面図、斜視図である。
　アクチュエータユニット４０１は、振動型アクチュエータ２０１を、外装部材８６を用いてユニット化したものである。アクチュエータユニット４０１では、振動型アクチュエータ２０１の支持部材１５が外装部材８６の内側底面に可動に固定される。そして、接触体４が、外装部材８６の端面（ｚｘ面）を貫通した状態でｙ方向に移動することで、接触体４の動力を取り出す構成となっている。すなわち、振動型アクチュエータ２０１の接触体ユニット３４ｃの一部を外装部材８６の外部に導出し、負荷の接続を可能にする。なお、外装部材８６によって覆われて不可視となった振動体ユニット２１等は、図１５Ｃにおいて破線で示す。
　このように、振動型アクチュエータ２０１を外装部材８６によってユニット化してアクチュエータユニット４０１を構成することにより、ユーザは外装部材８６を把持して安全に取り扱うことができ、また、振動型アクチュエータ２０１を保護することができる。
　なお、ここでは振動型アクチュエータ２０１をユニット化した例を示したが、上述した各種振動型アクチュエータは、例外なく外装部材を用いてユニット化することができる。外装部材は、支持部材１５等と一体的に構成されてもよい。
　［第４の実施形態］
　図１６Ａ～図１６Ｄ及び図１７Ａ～図１７Ｃを参照して、第４の実施形態を説明する。第４の実施形態では、振動型アクチュエータを、外装部材を用いてユニット化（パッケージ化）したアクチュエータユニットについて説明する。なお、振動型アクチュエータの構成要素のうち、第１の実施形態と同様の構成要素については、同じ名称及び符号を用いることとし、共通する構成や機能についての説明を省略する。また、直交座標系は第１の実施形態に準じたものとする。
　図１６Ａ～図１６Ｄは、第４の実施形態に係るアクチュエータユニット４０２の概略構成を示す図であり、図１６Ａ、図１６Ｃ、図１６Ｄはそれぞれアクチュエータユニット４０２の平面図（上面図）、側面図、斜視図、図１６Ｂは外装部材９０、９２及び変位抑制部２９を非表示とした平面図である。
　アクチュエータユニット４０２では、３個の振動体ユニット４０が円柱状の外装部材９２に保持される。振動体ユニット４０において、振動体１をそれぞれ保持する保持部８は後述の連結部１４ｈによって連結されて、外装部材９２の円周上に配置される。
　接触体９１は、円環状（リング状）の形状を有しており、不図示の回転支持機構に回転可能に支持された状態で、一方のｘｙ面が３個の振動体１の突起部２ａに接触する。接触体９１の回転支持機構は、例えば転がり軸受けや滑り軸受け等で構成される軸支機構である。接触体９１の他方のｘｙ面には外装部材９０が取り付けられる。
　アクチュエータユニット４０２では、振動体ユニット４０を駆動すると、接触体９１と外装部材９０とが一体となって、外装部材９０のｘｙ面の中心を通りｚ軸と平行な軸まわりに、外装部材９２に対して相対的に回転する。すなわち、アクチュエータユニット４０２は、外装部材９０の回転運動を動力として外部に出力する。
　振動体ユニット４０の構成についてより詳細に説明する。振動体ユニット４０は、保持部８、振動体１及び加圧部７と、不図示の不織布が貼り付けられたスペーサとを備える。加圧部７を用いた振動体１の接触体９１への押圧の構造は、振動型アクチュエータ１０１（図７を参照）で説明した振動体ユニット５での振動体１の接触体４への押圧の構造と同様である。３個の振動体ユニット４０のうち、図１６Ｃでの左側の振動体ユニット４０は、連結部１４ｈを用いて外装部材９２に固定された支持部材９３に連結され、残りの２個の振動体ユニット４０は、順次、連結部１４ｈを用いて右側へ連結される。これにより、３個の振動体ユニット５のそれぞれの振動体１は、接触体４に周方向で撓み等の変形が生じていても、接触体４の変形に追従して変位することができる。
　アクチュエータユニット４０２では、振動体ユニット４０が径方向にずれないように、連結部１４ｈは外装部材９２に固定された変位抑制部２９によって拘束される。このとき、振動体１が接触体９１の概ね中央部である一点鎖線Ｇ（図１６Ｂ）を摩擦摺動するように、連結部１４の形状や変位抑制部２９の位置を適切に設計することが望ましい。また、連結部１４を用いて振動体ユニット４０を周方向に連結することにより、図１６Ｂに破線Ｈで囲まれた空きスペースを広く取ることが可能になる。そこで、こうして生じた空きスペースを変位検出部や回路基板等の配置スペースとして有効活用することにより、アクチュエータユニット４０２の小型化を図ることができる。
　このように、振動体ユニット４０及び接触体９１を外装部材９０、９２を用いてユニット化することにより、第３の実施形態と同様に、外装部材９０、９２を把持して安全に取り扱うことが可能になり、また、振動体ユニット４０を保護することができる。
　図１６Ａ～図１６Ｄでは、３個の振動体ユニット４０を用いてアクチュエータユニット４０２を構成する例を述べたが、図１７Ａ～図１７Ｃに示すように、振動体１の代わりに円環状の振動体９８を用いて同様のアクチュエータユニットを提供することができる。
　図１７Ａ～図１７Ｃは、第４の実施形態に係る別のアクチュエータユニットの概略構成を示す図であり、図１７Ａ、図１７Ｂはアクチュエータユニットの断面図、図１７Ｃは振動体９８の斜視図である。振動体９８は、リング状の弾性体９４と、弾性体９４の底面に接合された電気－機械エネルギ変換素子９５とを備える。弾性体９４は、上面側（弾性体９４側）に周方向に複数の溝が設けられた櫛歯形状である。電気－機械エネルギ変換素子９５には、図示しないフレキシブル基板が接合され、フレキシブル基板のｚ軸下方には、不織布９６が設けられる。不織布９６のｚ軸下方には、加圧部９７が挿入される。加圧部９７は、周方向に配置される複数のコイルバネや、サラバネ、ウェーブワッシャ等で構成される。
　図１７Ａに示すように、弾性体９４が接触体８４ａに押圧される。接触体８４ａの内周側の面及び外周側の面には、制振部材８５ａが接合される。制振部材８５ａは、既述した制振部材２５、３５と同様である。電気－機械エネルギ変換素子９５に交番電圧を印加することで、振動体９８にｘｙ平面に対する面外振動を励振させることができる。また、振動体９８の面外振動モード近傍の所定の周波数における、位相の異なる複数の交番電圧を印加することで、振動体９８の上面に進行波を生じさせ、摩擦力によって接触体８４ａを回転させることが可能である。
　また、接触体の形状を変更した例として、図１７Ｂに示すように、弾性体９４が接触体８４ｂに押圧される。接触体８４ｂには、周方向に接触体８４ｂを切り欠いた鍔部８４ｃが設けられることで、接触部８４ｄのｚ方向の剛性を低下させている。これにより、面外振動する振動体９８のｚ方向の変位に、接触部８４ｄを追従させることが可能である。ｚ方向の変位を吸収することで、接触体８４ｂを周方向に効率良く回転させることが可能になる。接触体８４ｂの内周側の面及び外周側の面には、制振部材８５ｂが接合される。制振部材８５ｂは、既述した制振部材２５、３５と同様である。
　なお、第３及び第４の実施形態に共通して、アクチュエータユニットは、適用される機器での仕様に合わせて振動型アクチュエータの構成を選択し、また、振動体ユニットの配置や数を適宜調整して、ユニット化することが望ましい。
　以下の実施形態では、上述した振動型アクチュエータの応用例、すなわち振動型アクチュエータを搭載した各種の装置、機器について説明する。
　［第５の実施形態］
　図１８を参照して、第５の実施形態を説明する。図１８は、第５の実施形態に係る装置５０１の概略構成を示す平面図である。装置５０１は、６個の振動型アクチュエータ１０２と、支持部材３５０とを備える。６個の振動型アクチュエータ１０２は、支持部材１５を介して、且つ、支持部材１５を基準位置として、支持部材３５０に固定される。支持部材３５０は、支持部材１５をｘｙ平面内で拡大したものに相当し、一部材として構成される。
　装置５０１のように、６個の振動型アクチュエータ１０２を平面上に整列させて配置することは容易である。例えば支持部材３５０の基準位置Ｊからｙ方向に距離ｄだけ離れ、且つ、ｘ方向には隣り合う支持部材１５の配列間隔が距離ｅとなるように、６個の振動型アクチュエータ１０２を簡単に整列配置することができる。この場合、ｘ方向で隣り合う振動型アクチュエータ１０２の接触体４同士の間隔を全て同じ距離ｆとすることができる。６個の振動型アクチュエータ１０２それぞれの振動体ユニット１１は、１個の駆動部品（負荷）に接続されてもよいし、異なる駆動部品（負荷）に接続されてもよい。
　なお、装置５０１は、ここでは６個の振動型アクチュエータ１０２を備える構成として、任意の複数の振動型アクチュエータ１０２を用いて同様の装置を構成することができる。また、装置の構成によっては、複数の振動型アクチュエータは、同一平面上又は異なる平面上の任意の位置に配置され得る。
　振動型アクチュエータ１０２は、既述したように、接触体４のｘ方向の幅寸法を極力狭く設定し、制振部材３５により不要振動の抑制することが可能である。したがって、装置５０１のように、ｘ方向に複数の振動型アクチュエータ１０２を並べて使用する場合、装置の小型化が可能である。また、図１８に示すように、振動型アクチュエータ１０２同士が接触するように並べることで、更なる小型化が可能である。さらに、振動型アクチュエータ１０２を構成する支持部材１５、及び支持部材３５０を一体部品とし、振動体ユニット１１が干渉しない範囲で、支持部材のｘ方向寸法を極力小さくすることで大幅な小型化が可能である。
　［第６の実施形態］
　図１９Ａ、図１９Ｂを参照して、第６の実施形態を説明する。図１９Ａ、図１９Ｂは、第６の実施形態に係る装置５０２の概略構成を示す図であり、図１９Ａは装置５０２の平面図、図１９Ｂは装置５０２を構成する振動型アクチュエータ２０１の概略構成を示す側面図である。装置５０２は、１２個の振動型アクチュエータ２０１と、支持部材３６０とを備える。支持部材３６０は、１２個の振動型アクチュエータ２０１の１２個の支持部材１５を、ｙ方向を軸方向としてｙ方向と直交する断面が点Ｋを中心とする略正十二角形を描くように柱状に１部材としたものである。１２個の振動型アクチュエータ２０１はそれぞれ、指示部材１５を介して、且つ、支持部材１５を基準位置として、支持部材３６０のｚｘ断面の略正１２角形の各辺に対応する１２側面（ｙ軸と平行な面）に放射状に固定される。こうして、装置５０２では、ｙ方向から見て点Ｋを中心とする直径ｇのピッチ円３７０の円周上に複数の接触体４を精度良く配置することができる。第４の実施形態と同様に、接触体４の幅寸法を極力狭く設定し、制振部材により不要振動を抑制することで、直径ｇを小さく設定し、装置５０２を小型化することが可能である。さらに同様に振動型アクチュエータ１０２を構成する支持部材１５及び、支持部材３６０を一体部品とすることで大幅な小型化が可能である。
　なお、装置５０２では支持部材３６０の全ての側面に振動型アクチュエータ２０１を配置したが、振動型アクチュエータ２０１は任意の側面の任意の位置に配置され得る。また、支持部材３６０は、１２角柱に限定されず、任意の多角柱に変更が可能である。
　［第７の実施形態］
　図２０を参照して、第７の実施形態を説明する。第７の実施形態では、振動型アクチュエータを含む多軸ステージについて説明する。
　図２０は、第７の実施形態に係る多軸ステージ５０３の概略構成を示す平面図である。多軸ステージ５０３は、固定部４１と、ｘステージ４２と、ｙステージ４３と、ｘｙステージ４４とを備える。
　固定部４１は、全ての方向で自由度が拘束されており、不動である。図１８を参照して説明した装置５０１と同様に、４個のアクチュエータユニット４０１（図１５Ａ～図１５Ｄを参照）がｙ方向に並べられて固定部４１に固定される。固定部４１に固定された４個のアクチュエータユニット４０１の４本の接触体４は、図１５Ａ～図１５Ｄでのｘ方向に移動可能であり、それぞれの右端がｘステージ４２に固定される。
　ｘステージ４２は、ｘ方向にのみ移動可能であって、その他の方向では自由度が拘束されており、固定部４１に固定された４個のアクチュエータユニット４０１によってｘ方向に駆動される。ｘステージ４２には、２個のアクチュエータユニット４０１がｘ方向に並べて固定される。ｘステージ４２に固定された２個のアクチュエータユニット４０１の２本の接触体４は、図２０でのｙ方向に移動可能であり、それぞれの上端がｙステージ４３に固定される。
　ｙステージ４３は、ｙ方向にのみ移動可能であって、その他の方向における自由度が拘束されており、ｘステージ４２に固定された２個のアクチュエータユニット４０１によってｙ方向に駆動される。ｙステージ４３には、ｘｙステージ４４が固定される。ｘステージ４２及び／又はｙステージ４３の移動に連動して、ｘｙステージ４４はｘｙ平面内で移動する。
　固定部４１に設けられるアクチュエータユニット４０１が移動させる質量は、ｘステージ４２に設けられたアクチュエータユニット４０１が移動させる質量よりも大きい。このことを考慮して、固定部４１とｘステージ４２にそれぞれ配置されるアクチュエータユニット４０１の数は、移動対象物の質量に対応して設定すればよい。多軸ステージ５０３は２自由度のｘｙステージとして構成されているが、複数のアクチュエータユニット４０１を用いて任意の自由度を有するステージを実現することができる。
　多軸ステージ５０３では、複数のアクチュエータユニット４０１によって駆動対象を所定の方向に移動させる構成となっているため、ｘｙ平面と平行な面内でのモーメントの発生が抑制される。その結果、ｘｙステージ４４をｘｙ平面内で精度良く移動させることができる。
　本実施形態でも、接触体４のｘ方向の幅寸法を極力狭く設定し、制振部材により不要振動の抑制することで、ステージ４１、４２の小型化が可能である。
　［第８の実施形態］
　図２１を参照して、第８の実施形態を説明する。第８の実施形態では、振動型アクチュエータを駆動源として備える多関節ロボットについて説明する。
　図２１は、第８の実施形態に係る多関節ロボット５０５の概略構成を示す平面図である。多関節ロボット５０５は、拮抗駆動方式を採用した多関節ロボットの一例である。多関節ロボット５０５は、第１関節５２、固定部５４、第１プーリ５５、第１リンク５６、第２リンク５７、第２関節５８、第２プーリ５９、第３プーリ６０、ワイヤ５１ｅ及びワイヤ５３ｅを備える。なお、以下の説明では、固定部５４に設けられた複数のアクチュエータユニット４０１を区別するために、アクチュエータユニット４０１にＥ１、Ｆ１、Ｅ２、Ｆ２の符号をそれぞれ付与する。
　第１関節５２は、点Ｌを中心とするｚ軸と平行な軸まわりに回転可能な回転自由度を有する。第２関節５８は、点Ｍを中心とするｚ軸と平行な軸まわりに回転可能な回転自由度を有し、第１リンク５６の運動に拘束される。破線で示される第１プーリ５５は、第１リンク５６に拘束され、且つ、第１関節５２を中心に回転可能に設けられる。第２リンク５７は、第２関節５８を介して第２関節５８を中心に回転可能に設けられる。第２プーリ５９は、第２リンク５７に拘束される。第３プーリ６０は、第１関節５２を中心に回転可能に設けられる。
　ワイヤ５１ｅは、第１プーリ５５に巻き付けられており、その一端がアクチュエータユニットＦ１の接触体４に結合されるとともに、その他端はアクチュエータユニットＥ１の接触体４に結合される。ワイヤ５３ｅは、第３プーリ６０に巻きつけられており、その一端がアクチュエータユニットＦ２の接触体４に結合されるとともに、その他端がアクチュエータユニットＥ２の接触体４に結合される。ワイヤ５３ａは、無端状（輪状）を有し、第２プーリ５９と第３プーリ６０に架設される。
　アクチュエータユニットＥ１、Ｆ１はそれぞれ、接触体４の移動方向が図１６Ａ～図１６Ｄでｙ方向となるように配置されており、ワイヤ５１ｅをｙ方向に駆動する。ワイヤ５１ｅが弛まないようにアクチュエータユニットＥ１、Ｆ１がｙ方向の推力を発生させると、発生した推力の差分によってワイヤ５１ｅと第１プーリ５５との間に摩擦力が生じて、第１リンク５６を第１関節を中心に回動させることができる。これにより、アクチュエータユニットＥ１、Ｆ１は、ｘ軸に対して角度θ１の変位を第１リンク５６に生じさせることができる。
　同様に、アクチュエータユニットＥ２、Ｆ２はそれぞれ、接触体４が図２１でのｘ方向に移動可能に配置されており、ワイヤ５３ｅをｘ方向に駆動する。ワイヤ５３ｅが弛まないように振動型アクチュエータＥ２、Ｆ２がｘ軸方向の推力を発生させると、発生した推力の差分によってワイヤ５３ｅと第３プーリ６０との間に摩擦力が生じる。以上の摩擦力によって、第３プーリ６０が回転し、ワイヤ５３ａを介して第２プーリ５９が連動し、第１リンク５６と第２リンク５７を第１関節５２まわり及び第２関節５８まわりに駆動できる。すなわち、振動型アクチュエータＥ２、Ｆ２は、ｘ軸に対して角度θ１の変位を第１リンク５６に生じさせるとともに、第１リンク５６に対する角度θ２の変位を第２リンク５７に生じさせることが可能である。また、振動型アクチュエータＥ２、Ｆ２の駆動によって生じる第１リンク５６の角度θ１の変位を打ち消すように振動型アクチュエータＥ１、Ｆ１を駆動することにより、第２リンク５７の角度θ２の変位のみを生じさせることも可能である。
　こうして、多関節ロボット５０５は、複数のアクチュエータユニット４０１の駆動によって、第２リンク５７の先端Ｎをｘｙ平面内の目標位置に到達させることができる。そして、ワイヤ５１ｅ、５３ｅが弛まないように常に張力をかけた状態で拮抗駆動することにより、関節まわりのがたつきやワイヤ５１ｅ、５３ｅの座屈による偏差の発生を抑制することができる。その結果、各関節まわりの捩り剛性を高めることができる、また、先端Ｎを高精度に位置決めすることが可能になる。
　本実施形態でも同様に、接触体４のｘ方向の幅寸法を極力狭く設定し、制振部材により不要振動の抑制することで固定部５４の小型化が可能である。
　［第９の実施形態］
　図２２及び図２３を参照して、第９の実施形態を説明する。第９の実施形態では、振動型アクチュエータを駆動源として備える多関節ロボットについて説明する。
　図２２は、第９の実施形態に係る多関節ロボット５０６の概略構成を示す平面図である。第８実施形態に係る多関節ロボット５０５は拮抗駆動方式で動作するのに対して、多関節ロボット５０６は、ワイヤが座屈しない推力の範囲でワイヤを押し引きする駆動方式で動作する。
　多関節ロボット５０６は、装置５０２、ワイヤ駆動マニピュレータ５０４とを備える。図２３は、ワイヤ駆動マニピュレータ５０４の概略構成を示す斜視図である。ワイヤ駆動マニピュレータ５０４は、例えば特許文献２に記載されているものと同等である。ワイヤ駆動マニピュレータ５０４は、線状部材案内部６１と、２か所の湾曲区間６６ａ、６６ｂを有する。線状部材６２は、線状部材案内部６１に設けられた案内管の６５の中空部を座屈することなく摺動することにより、湾曲区間６６ａ、６６ｂの曲率を変えることができる。なお、線状部材案内部６１は、図２２に示されるように、可撓性であってよい。
　ワイヤ駆動マニピュレータ５０４では、１個の湾曲区間当たり３本の線状部材６２が設けられている。具体的には、６本の線状部材６２のうち３本の線状部材の先端は案内部材６３ａに固定、１本は案内部材６４ａに固定され、他の２本の線状部材を駆動することで湾曲区間６６ａの曲率を変えている。同様に、残りの３本の線状部材６２の先端は、先端部材６３ｂに固定され、そのうち１本の線状部材は案内部材６４ｂに固定され、他の２本の線状部材を駆動することで湾曲区間６６ｂの曲率を変えている。
　多関節ロボット５０６では、ワイヤ駆動マニピュレータ５０４の駆動源として装置５０２（図１９Ａ、図１９Ｂを参照）が用いられる。装置５０２の振動型アクチュエータ２０１の接触体４は、線状部材６２に結合されており、ワイヤ駆動マニピュレータ５０４の湾曲区間６６ａ、６６ｂの曲率を変える駆動源として用いられる。なお、装置５０２は、図１９Ａ、図１９Ｂを参照して説明した構成と同様に、外装部材を用いてユニット化されていることが望ましく、これにより内部部品を適切に保護することができ、また、操作性を高めることができる。
　多関節ロボット５０６では、装置５０２によりワイヤ駆動マニピュレータ５０４を駆動することにより、湾曲区間６６ａ、６６ｂの曲率を高精度に制御することができる。また、ワイヤ駆動マニピュレータ５０４を駆動する駆動部に装置５０２を用いることにより、駆動部を小型化、軽量化して、操作性を高めることができる。さらに、装置５０２での振動体ユニット数を増減させることにより、湾曲区間６６ａ、６６ｂに要求される出力に容易に対応することができる。加えて、ワイヤ駆動マニピュレータ５０４の線状部材６２の駆動にダイレクトドライブ型の振動型アクチュエータを用いることにより、電磁モータと減速機構を組み合わせた駆動手段を用いる場合と比較して、応答性を向上させることができる。
　装置５０２を構成する複数の振動型アクチュエータ２０１は、共通の部品を用いた複数の振動体ユニット２０で構成されているため、それぞれの振動型アクチュエータ２０１からの出力の変更を振動体ユニット２０の増減によって容易に行うことができる。また、振動体１に励起される複数の振動モードの振動の振幅比率を変化させることにより、湾曲区間６６ａ、６６ｂを駆動する（変形させる）ための推力の大きさや駆動速度を制御することもできる。電気－機械エネルギ変換素子３に電圧を印加しない場合には、突起部２ａと接触体４との間に作用する静止摩擦力によって湾曲区間６６ａ、６６ｂの姿勢を維持することができる。
　さらに、第２の振動モード（図２Ｂ）のみで振動体１を駆動して突起部２ａと接触体４との間に作用する摩擦力を変化させて、湾曲区間６６ａ、６６ｂに外力が作用した際に、その外力に従って湾曲区間６６ａ、６６ｂの姿勢が変わる設定とすることもできる。この機能は、例えばワイヤ駆動マニピュレータ５０４が人体に触れた際に人体に対する危険を回避するための安全機構として用いることができる。このように、第２の振動モード（図２Ｂ）のみで振動体１を駆動し、振動体１と接触体４との摩擦力を大きく低減させる場合、振動振幅を大きく設定する必要がある。一般的に振動振幅を大きく設定すればするほど、不要振動の振動振幅も大きくなり、出力の低下や大きな異音発生につながる。
　上述の実施形態で説明した通り、制振部材を接触体の側面に接合することで、振動型アクチュエータを大型化することなく不要振動の抑制が可能になる。ゆえに、本発明の振動型アクチュエータを用いることで、このような安全機構を実現することができる。
　なお、多関節ロボット５０６は、例えば工業用内視鏡や医療用内視鏡、治療や生検、検査等の医療行為に用いられるカテーテル等の手術器具に適用することができる。また、多関節ロボット５０６は、２か所の湾曲区間６６ａ、６６ｂを有する４自由度の構成となっているが、湾曲区間数、つまり自由度は任意に設定することができる。このとき、湾曲区間の数や案内部材の径に応じて、装置５０２に対して支持部材３６０の形状やピッチ円３７０の直径ｇ、振動型アクチュエータ２０１の数や配置を適切な条件に設定すればよい。
　例えば振動体ユニットと連結部によって連結される連結対象物は、上記実施形態では別の振動体ユニットや支持部材としたが、これら限られず、接触体との相対移動が可能な部位や部品であればよい。また、さらに、上記の各実施形態に係る振動型アクチュエータ及びアクチュエータユニットを適用した装置の例として、多軸ステージ５０３、多関節ロボット５０５、５０６を取り上げたが、適用可能な装置の例はこれらに限られるものではない。例えば、本発明に係る装置の別の例としては、顕微鏡や工作機械、測定装置等の種々のステージ装置、多関節ロボット５０５よりも多くの自由度を有する垂直多関節ロボットやパラレルリンク型のロボット等を挙げることができる。
　以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０２２年１月２５日提出の日本国特許出願特願２０２２－００９６５３を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。
　１、８１、９８　振動体
　２、９４　弾性体
　３、９５　電気－機械エネルギ変換素子
　４、９１、７４ｂ～７４ｄ、８４ａ、８４ｂ　接触体
　２４、２４ａ～２４ｇ、３４、３４ａ～３４ｄ　接触体ユニット
　２５、３５、７５ａ～７５ｃ、８５ａ、８５ｂ　制振部材
　２６ａ～２６ｆ、３６ａ～３６ｄ　粘弾性体
　２７ａ～２７ｄ、３７ａ～３７ｅ　補強部材
　２８、８７　変位検出部
　２７ｅ、８２　スケール
　８３　検出器
　５、１１、２１、２２　振動体ユニット
　８、１８　保持部
　８６、９０、９２　外装部材
　１０１、１０２、２０１、２０２　振動型アクチュエータ
　４０１、４０２　アクチュエータユニット
　５０１、５０２　装置
　５０３　多軸ステージ
　５０５、５０６　多関節ロボット

Claims (24)

  1. 　弾性体、及び前記弾性体に接合された電気－機械エネルギ変換素子を備える振動体と、
    　前記振動体と接触する接触体とを備え、
    　前記振動体と前記接触体とが所定の方向に相対移動する振動型アクチュエータであって、
    　前記接触体のうち、前記振動体に接触する接触面と異なる所定の面に、制振部材が設けられることを特徴とする振動型アクチュエータ。
  2. 　前記制振部材は、前記接触体と異なる材質の粘弾性体を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
  3. 　前記制振部材は、前記粘弾性体と、補強部材とを含んで構成され、
    　前記接触体と前記補強部材との間に前記粘弾性体が介在することを特徴とする請求項２に記載の振動型アクチュエータ。
  4. 　前記制振部材は、複数の前記粘弾性体と、複数の前記補強部材とを交互に配した多層構造を有することを特徴とする請求項３に記載の振動型アクチュエータ。
  5. 　前記制振部材は、互いに対向する前記所定の面の両方に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  6. 　前記制振部材は、前記接触面につながる側面に設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  7. 　前記制振部材は、前記接触面と反対側の面に設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  8. 　前記制振部材の端部が、前記接触面よりも突出しないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  9. 　前記制振部材の端部が、前記接触面よりも突出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  10. 　前記振動体を保持する保持部を備え、
    　前記接触面に平行な方向における前記接触体及び前記制振部材を合わせた寸法は、前記接触面に平行な方向における前記振動体の寸法又は前記保持部の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の振動型アクチュエータ。
  11. 　前記接触体は、円環状であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  12. 　前記接触体と前記制振部材との位置決め構造を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  13. 　前記接触体と前記振動体との相対変位を検出する変位検出部を備え、
    　前記変位検出部は、前記接触体又は前記振動体とともに移動する検出器と、前記検出器に対して相対移動するスケールとを備え、
    　前記制振部材の一部が、前記スケールを構成することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  14. 　前記振動体に励起される振動モードは、前記所定の方向に複数の節線を生じる面外曲げ振動モードであって、
    　前記制振部材の前記所定の方向の長さの合計は、前記接触体に励起される固有振動モードにおける１／２波長以上であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  15. 　前記振動体に励起される振動モードは、前記所定の方向に複数の節線を生じる面外曲げ振動モードであって、
    　前記制振部材の前記所定の方向の長さの合計は、隣り合う前記節線の間隔の長さ以上であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  16. 　前記振動体に励起される振動モードは、前記所定の方向に複数の節線を生じる面外曲げ振動モードであって、
    　前記制振部材の前記所定の方向の長さの合計は、前記弾性体に設けられた前記接触体に接触させる２か所の突起の中心間距離以上であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  17. 　前記振動体に励起される振動モードは、前記所定の方向に複数の節線を生じる面外曲げ振動モードであって、
    　前記制振部材は、前記接触体に励起される固有振動モードにおける腹を含む位置に設けられることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  18. 　前記所定の面に前記制振部材が接合されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
  19. 　振動体と接触する接触体と、
    　前記接触体のうち、前記振動体に接触する接触面と異なる所定の面に設けられた制振部材とを備えたことを特徴とする接触体ユニット。
  20. 　請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを、外装部材を用いてユニット化し、前記接触体の一部、又は前記振動体を含む振動体ユニットの一部を前記外装部材の外部に導出し、負荷の接続を可能にすることを特徴とするアクチュエータユニット。
  21. 　請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを備えることを特徴とする装置。
  22. 　前記所定の方向に対して垂直な平面において、複数の前記振動型アクチュエータを放射状に配列したことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
  23. 　請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、
    　前記振動型アクチュエータが固定される固定部と、
    　前記接触体に接続されて前記固定部に対して所定の方向に相対移動するステージと、を備えることを特徴とする多軸ステージ。
  24. 　請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを駆動源として備えることを特徴とする多関節ロボット。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09289785A (ja) * 1996-04-19 1997-11-04 Olympus Optical Co Ltd 超音波モータ駆動装置
JP2012231610A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Canon Inc 振動波モータ
JP2019037054A (ja) * 2017-08-14 2019-03-07 キヤノン株式会社 振動波モータ及び振動波モータを有したレンズ駆動装置
JP2020198687A (ja) * 2019-05-31 2020-12-10 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、装置、多軸ステージユニット、および多関節ロボット

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09289785A (ja) * 1996-04-19 1997-11-04 Olympus Optical Co Ltd 超音波モータ駆動装置
JP2012231610A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Canon Inc 振動波モータ
JP2019037054A (ja) * 2017-08-14 2019-03-07 キヤノン株式会社 振動波モータ及び振動波モータを有したレンズ駆動装置
JP2020198687A (ja) * 2019-05-31 2020-12-10 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、装置、多軸ステージユニット、および多関節ロボット

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