(57)【要約】【課題】接触体に対する振動体の姿勢変化の小さい振動型アクチュエータを提供する。【解決手段】振動型アクチュエータ１００は、相対移動が可能な振動体ユニット２５と接触体１を備える。振動体ユニット２５は、接触体１と接触する振動体２と、振動体２を保持する保持部材１８と、ユニットベース１０と、ユニットベース１０に固定され、接触体１に対して振動体２を所定の姿勢に保ちながら接触体１における振動体２との摩擦摺動面と直交するＺ方向へ移動可能に保持部材１８を支持する第１の支持部材７と、第１の支持部材７とは独立してユニットベース１０に配置され、振動体２をＺ方向へ加圧する付勢手段とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対移動が可能な振動体ユニットと接触体を備える振動型アクチュエータであって、
前記振動体ユニットは、
前記接触体と接触する第１の振動体と、
前記第１の振動体を保持する第１の保持部材と、
基台と、
前記基台に固定され、前記接触体に対して前記第１の振動体を所定の姿勢に保ちながら前記接触体における前記第１の振動体との摩擦摺動面と直交する方向へ移動可能に前記第１の保持部材を支持する第１の支持部材と、
前記第１の支持部材とは独立して前記基台に配置され、前記第１の振動体を前記接触体の前記摩擦摺動面と直交する方向へ加圧する付勢手段と、を備えることを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記接触体の前記摩擦摺動面と直交する方向において、前記付勢手段によって前記接触体に対する前記第１の振動体の位置が定まることにより前記第１の保持部材の位置が定ま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。
【請求項３】
前記第１の振動体は、
平板状の弾性体と、
前記弾性体の一方の面に設けられ、前記接触体と接触する突起と、
前記弾性体の他方の面に設けられた電気−機械エネルギ変換素子と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の保持部材は、前記第１の支持部材と前記第１の保持部材の一方に設けられた穴部と他方に設けられた突起部とが前記接触体の前記摩擦摺動面と直交する方向において摺動自在に嵌合することにより、前記第１の支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の保持部材は、平行板バネ機構または平行リンク機構によって前記第１の支持部材と接続されることにより、前記第１の支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項６】
前記付勢手段は、
前記基台に回動可能に配置された第１の加圧レバーと、
前記第１の振動体と前記第１の加圧レバーとの間に配置され、前記第１の加圧レバーからの加圧力を前記第１の振動体へ伝達する第１の加圧伝達部材と、
前記第１の加圧レバーの端部に配置され、前記第１の加圧レバーにおける前記第１の加圧伝達部材との接触部を前記第１の振動体へ向けて加圧する第１の付勢部材と、を有す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。
【請求項７】
前記第１の付勢部材は、圧縮コイルバネまたは引っ張りコイルバネである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。
【請求項８】
前記第１の加圧伝達部材において前記第１の加圧レバーと接触する面と前記第１の加圧レバーにおける前記第１の加圧伝達部材と接触する面の一方の面は平面であり、他方の面は球面であることを特徴とする請求項６又は７に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項９】
前記第１の支持部材と前記第１の保持部材との摺動部と、前記第１の振動体の前記接触体に対する接触部と、前記第１の加圧レバーと前記第１の加圧伝達部材との接触部とが、前記接触体の前記摩擦摺動面と直交し、且つ、前記振動体ユニットと前記接触体とが相対移動する方向と平行な面内に配置されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記振動体ユニットは、
前記第１の振動体とで前記接触体を挟むように配置される第２の振動体と、
前記第２の振動体を保持する第２の保持部材と、
前記基台に固定され、前記接触体に対して前記第２の振動体を所定の姿勢に保ちながら前記接触体における前記第２の振動体との摩擦摺動面と直交する方向へ移動可能に前記第２の保持部材を支持する第２の支持部材と、を備え、
前記付勢手段は、
前記基台に回動可能に配置された第２の加圧レバーと、
前記第２の振動体と前記第２の加圧レバーとの間に配置され、前記第２の加圧レバーからの加圧力を前記第２の振動体へ伝達する第２の加圧伝達部材と、
前記第２の加圧レバーの端部に配置され、前記第２の加圧レバーにおける前記第２の加圧伝達部材との接触部を前記第２の振動体へ向けて加圧する第２の付勢部材と、を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれが１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記第２の付勢部材は、圧縮コイルバネまたは引っ張りコイルバネであることを特徴とする請求項１０に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１２】
前記第２の振動体は、
平板状の弾性体と、
前記弾性体の一方の面に設けられ、前記接触体と接触する突起と、
前記弾性体の他方の面に設けられた電気−機械エネルギ変換素子と、を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１３】
前記第２の加圧伝達部材において前記第２の加圧レバーと接触する面と前記第２の加圧レバーにおける前記第２の加圧伝達部材と接触する面の一方の面は平面であり、他方の面は球面であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１４】
前記第２の保持部材は、前記第２の支持部材と前記第２の保持部材の一方に設けられた穴部と他方に設けられた突起部とが前記接触体の前記摩擦摺動面と直交する方向において摺動自在に嵌合することにより、前記第２の支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１５】
前記第２の保持部材は、平行板バネ機構または平行リンク機構によって前記第２の支持部材と接続されることにより前記第２の支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１６】
前記第２の支持部材と前記第２の保持部材との摺動部と、前記第２の振動体の前記接触体に対する接触部と、前記第２の加圧レバーと前記第２の加圧伝達部材との接触部とが、前記接触体の前記摩擦摺動面と直交し、且つ、前記振動体ユニットと前記接触体とが相対移動する方向と平行な面内に配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６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により駆動される部品と、を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア駆動装置や回転駆動装置に用いられる振動型アクチュエータと、振動型アクチュエータを備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動体に所定の振動を発生させることによって、振動体と接触する接触体に対して振動体が摩擦駆動力（推力）を与えることで、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が知られている。このような振動型アクチュエータでは、振動体が固定されている場合には、摩擦駆動力によって接触体が振動体に対して移動し、接触体が固定されている場合には、摩擦駆動力の反力によって振動体が接触体に対して移動する。
【０００３】
振動型アクチュエータでは、所望の出力を得る方法として、複数の振動体を共通の接触体に接触させ、各振動体の摩擦駆動力を合わせて接触体に摩擦駆動力を与える方法がある。例えば、特許文献１に記載された振動型アクチュエータは、ハウジングと、ハウジングの側面を挿通するように水平に配置されたシャフトと、シャフトを鉛直方向から挟み込む２つの振動体を有する。また、この振動型アクチュエータでは、シャフトを挟む２つの振動体を更に２つの付勢係合部材で鉛直方向で挟み込むと共に、２つの付勢係合部材の長手方向の両端に引き螺旋ばねを係合させることにより、２つの付勢係合部材を鉛直方向で引き付けている。こうして、２つの振動体は２つの付勢係合部材から受ける付勢力によってシャフトと圧接しており、振動体に振動が励起されるとシャフトが軸方向に移動する。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された振動型アクチュエータでは、付勢係合部材の長手方向とシャフトの軸方向は平行であり、２つの付勢係合部材の長手方向の両端に引き螺旋ばねが取り付けられる。そのため、シャフトの移動量が短い振動型アクチュエータであっても、シャフトの移動方向である軸方向でのサイズが大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
この問題を解決する一例として、図１６の断面図に示す構造を有する振動型アクチュエータ８０が提案されている。なお、説明の便宜上、図１６に示すように互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定める。振動型アクチュエータ８０は、第１の支持体８６、第２の支持体８１、接触体８２、振動体８３、コイルバネ８４、支持軸８５、回動軸８７、ローラー８８、緩衝部材８９及び加圧伝達部材９０を備える。第１の支持体８６は、Ｘ方向に延在する支持軸８５に移動可能に嵌合している。接触体８２は、振動体８３から摩擦駆動力を受ける部材であり、Ｘ方向に延在している。支持軸８５と接触体８２それぞれのＸ方向の両端部は、不図示の固定手段に固定されている。振動体８３は、接触体８２と接触するように加圧伝達部材９０と緩衝部材８９を介して第１の支持体８６に支持されている。
【０００６】
第２の支持体８１は、Ｘ軸と平行に配置された回動軸８７を中心として回動可能な状態で、第１の支持体８６に取り付けられている。ローラー８８は、Ｙ軸と平行な軸まわりに回転可能に第２の支持体８１に配置されており、接触体８２と接触している。第２の支持体８１のＹ軸正方向側（図１６の右側）と第１の支持体８６のＹ軸正方向側（図１６の右側）とをＺ方向においてコイルバネ８４で引き寄せる。これにより、第１の支持体８６から加圧伝達部材９０及び緩衝部材８９を介して、振動体８３を所定の加圧力で接触体８２に接触させることができる。ここで、緩衝部材８９には例えばフェルトが用いられており、緩衝部材８９は、振動体８３へ均等に加圧力を加える役割を担っている。
【０００７】
振動体８３に振動を励起して、振動体８３と接触体８２との間にＸ方向に作用する摩擦駆動力を発生させると、支持軸８５及び接触体８２は動かず、その他の部材が一体となってＸ方向に移動する。振動型アクチュエータ８０によれば、コイルバネ８４がＹ方向端に配置されるため、支持軸８５及び接触体８２を除く構造部のＸ方向長さを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５-３１２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、振動型アクチュエータ８０では、緩衝部材８９が加圧力を受けて圧縮されることで、緩衝部材８９の厚みが変化し得る。また、振動型アクチュエータ８０は、振動体８３が支持軸８５を中心として回動可能な構造となっている。そのため、緩衝部材８９の厚みがＹ方向で異なるように圧縮されてしまうと、接触体８２に対して振動体８３が傾いてしまい（所謂、ロール方向の回転）、所望の駆動性能が得られなくなってしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、接触体に対する振動体の姿勢（角度）の変化が小さい振動型アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る振動型アクチュエータは、相対移動が可能な振動体ユニットと接触体を備える振動型アクチュエータであって、前記振動体ユニットは、前記接触体と接触する第１の振動体と、前記第１の振動体を保持する第１の保持部材と、基台と、前記基台に固定され、前記接触体に対して前記第１の振動体を所定の姿勢に保ちながら前記接触体における前記第１の振動体との摩擦摺動面と直交する方向へ移動可能に前記第１の保持部材を支持する第１の支持部材と、前記第１の支持部材とは独立して前記基台に配置され、前記第１の振動体を前記接触体の前記摩擦摺動面と直交する方向へ加圧する付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接触体に対する振動体の姿勢（角度）の変化が小さい振動型アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１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斜視図である。
【図２】第１実施形態での振動体ユニットの斜視図及び上面図である。
【図３】第１実施形態での振動体ユニットの断面図である。
【図４】第１実施形態での振動体ユニットの部分的な分解斜視図である。
【図５】振動体ユニットが備える振動体の駆動モードを説明する図である。
【図６】第１実施形態での別の振動型アクチュエータの概略構成を示す斜視図である。
【図７】第２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斜視図である。
【図８】第２実施形態での振動体ユニットの斜視図及び断面図である。
【図９】第２実施形態での振動体ユニットの部分的な分解斜視図である。
【図１０】第２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斜視図である。
【図１１】第３実施形態での振動体ユニットの斜視図と部分的な分解斜視図である。
【図１２】第３実施形態での振動体ユニットにおいて、保持部材の移動を規制する構造を説明する模式図である。
【図１３】第４実施形態での振動体ユニットの断面図と分解斜視図である。
【図１４】振動型アクチュエータを備える撮像装置の概略構成を示す上面図である。
【図１５】振動型アクチュエータを備えるマニピュレータの概略構成を示す図である。
【図１６】公知の振動型アクチュエータの構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００の概略構成を示す斜視図である。説明の便宜上、図１に示すように互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を規定する。後述するように、Ｘ方向は振動体ユニット２５の駆動方向である。Ｚ方向は接触体１における振動体２との摩擦摺動面と直交する方向である。Ｙ方向はＸ方向及びＺ方向と直交する方向である。
【００１６】
「接触体」とは、振動体と接触し、振動体に発生した振動によって振動体に対して相対移動する部材のことをいう。接触体と振動体の接触は、接触体と振動体の間に他の部材が介在しない直接接触に限られない。接触体と振動体の接触は、振動体に発生した振動によって、接触体が振動体に対して相対移動するならば、接触体と振動体の間に他の部材が介在する間接接触であってもよい。「他の部材」は、接触体及び振動体とは独立した部材（例えば焼結体よりなる高摩擦材）に限られない。「他の部材」は、接触体又は振動体に、メッキや窒化処理などによって形成された表面処理部分であってもよい。
【００１７】
振動型アクチュエータ１００は、振動体ユニット２５、接触体１、支持軸９、ボトムプレート１３、トッププレート１４及び側壁部材１５，１６を備える。側壁部材１５，１６は、ボトムプレート１３上のＸ方向端に立設、固定されている。支持軸９及び接触体１それぞれの両端部は、支持軸９及び接触体１の長手方向がＸ軸と平行となるように、側壁部材１５，１６に固定されている。トッププレート１４は、ボトムプレート１３とで側壁部材１５，１６を挟み込むように、側壁部材１５，１６に固定されている。振動体ユニット２５は、Ｘ方向に移動可能に支持軸９に支持されている。振動型アクチュエータ１００は、振動体ユニット２５が支持軸９に沿って接触体１に対してＸ方向に相対移動する構造となっている。
【００１８】
図２（ａ）は、振動体ユニット２５の概略構成を示す斜視図である。図２（ｂ）は、振動体ユニット２５の上面図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａでの断面図である。図３（ｂ）は、図２（ｂ）に示す矢視Ｂ−Ｂでの断面図である。
【００１９】
振動体ユニット２５は、２つの振動体２、２つの加圧伝達部材６、２つの保持部材１８、第１の支持部材７、第２の支持部材８、ユニットベース１０（基台）、圧縮コイルバネ１２及び加圧レバー２０，２１を有する。
【００２０】
振動体２の構造の詳細については後述するが、振動体２は、突起５が形成された弾性体３と、弾性体３に接着された電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子４を有する。振動体ユニット２５では、２つの振動体２がＺ方向で接触体１を挟み込み、接触体１においてＺ軸と直交する面が２つの振動体２のそれぞれの突起５に対する摩擦摺動面となっている。
【００２１】
２つの保持部材１８のそれぞれが１つの振動体２を保持しており、第１の支持部材７が一方の保持部材１８を支持すると共に第２の支持部材８が他方の保持部材１８を支持している。第１の支持部材７と第２の支持部材８は、ユニットベース１０に対してネジ２２により固定されている。ユニットベース１０にはＸ方向に貫通する丸穴部１０ｃが形成されており、丸穴部１０ｃに支持軸９が摺動可能に挿通されることによって、ユニットベース１０は支持軸９に沿ってＸ方向に移動可能となっている。
【００２２】
ユニットベース１０には、加圧レバー２０，２１が、第１の支持部材７及び第２の支持部材８とは独立して、回動可能に取り付けられている。具体的には、加圧レバー２０，２１のそれぞれのＸ方向側面には、Ｘ軸と平行な中心軸を有する回転軸２０ａ，２１ａが形成されており、回転軸２０ａ，２１ａはそれぞれ、ユニットベース１０に形成された丸穴部１０ａ，１０ｂに摺動可能に嵌挿される。これにより、加圧レバー２０，２１はそれぞれ、Ｘ軸と平行な中心軸まわりに回動可能にユニットベース１０に支持されている。
【００２３】
加圧レバー２０，２１のＹ方向の一方の端部（図３（ａ）での右端部（Ｙ軸負方向側））にはそれぞれ、接触体１側へ突出した球状凸部２０ｃ，２１ｃが形成されている。加圧レバー２０，２１はそれぞれ、球状凸部２０ｃ，２１ｃの球面で、加圧伝達部材６の平面に当接している。球状凸部２０ｃ，２１ｃと加圧伝達部材６との当接位置は、振動体２の振動部Ｖ（図４を参照して後述する）の中心（振動体２の２つの突起５の中間位置）の真裏となる位置となっている。
【００２４】
加圧レバー２０，２１のＹ方向の他方の端部（図３での左端部（Ｙ軸正方向側））において、加圧レバー２０には加圧レバー２１側へ突出する円柱状凸部２０ｂが、加圧レバー２１には加圧レバー２０側へ突出する円柱状凸部２１ｂが、形成されている。圧縮コイルバネ１２は、円柱状凸部２０ｂ，２１ｂに挿入された状態で保持された付勢部材である。圧縮コイルばね１２は、加圧レバー２０に対して、回転軸２０ａを中心として図３（ａ）において加圧レバー２０を反時計まわり方向へ回動させるように付勢している。また、圧縮コイルバネ１２は、加圧レバー２１に対して、回転軸２１ａを中心として図３（ａ）において加圧レバー２０を時計まわり方向へ回動させるように付勢している。こうして、球状凸部２０ｃ，２１ｃはそれぞれ、加圧伝達部材６を介して第１の支持部材７に支持された振動体２と第２の支持部材８に支持された振動体２を接触体１へ加圧し、２つの振動体２は接触体１に対して与圧された状態で保持される。
【００２５】
前述の通り、ユニットベース１０の丸穴部１０ｃには支持軸９が摺動自在に挿通されている。また、ユニットベース１０には、溝幅（Ｚ方向幅）が接触体１の厚み（Ｚ方向厚み）より僅かに大きい溝部１０ｄが形成されており、溝部１０ｄに接触体１が摺動自在に係合している。こうして、ユニットベース１０は、支持軸９を中心軸とした回転が規制された状態に保たれ、また、振動体ユニット２５が支持軸９に沿って移動する際の負荷（摩擦抵抗）が小さく抑えられている。したがって、振動体ユニット２５は、接触体１に対する姿勢を変えることなく、滑らかに支持軸９に沿って移動することができる。
【００２６】
なお、第１の支持部材７には、不図示の駆動対象物（例えば、図１４を参照して説明する撮像装置におけるフォーカス調整用レンズ６４を保持する不図示のレンズ保持枠）を連結するための半球状に形成された連結部７ｆが形成されている。連結部７ｆの形状は、半球状に限定されるものではなく、駆動対象物との連結が可能な形状に設計することが可能である。このような連結部は、第２の支持部材８に設けられていてもよい。
【００２７】
次に、振動体２の支持構造について説明する。図４は、振動体ユニット２５の部分的な分解斜視図であり、第１の支持部材７が振動体２及び保持部材１８を支持する構成を示している。振動体２を構成する弾性体３は、平板状で、Ｘ方向を長手方向としており、Ｘ方向の中央部に矩形部を有する。弾性体３の矩形部の一方の面にはＸ方向に所定の間隔で２つ突起５が設けられており、弾性体３の矩形部の他方の面には圧電素子４が接着されている。以下の説明では、振動体２において、弾性体３の矩形部、突起５及び圧電素子４を含む部分を振動体２の振動部Ｖと称呼する。
【００２８】
ここで、振動体２の駆動原理について、図５を参照して説明する。図５には振動体２の振動部Ｖのみを示している。図５（ａ）は、振動体２を簡略化して示す斜視図である。図５（ｂ）は、振動体２に励起される２つの屈曲振動モードのうちの第１振動モード（以下「Ａモード」という）を説明する図である。Ａモードは、振動体２の長手方向（Ｘ方向）における二次の屈曲振動であり、振動体２の短手方向（Ｙ方向）と略平行な３本の節線を有している。突起５は、Ａモードの振動で節となる位置の近傍に配置されており、振動体２にＡモードの振動が励起されることによりＸ方向で往復運動を行う。
【００２９】
図５（ｃ）は、振動体２に励起される２つの屈曲振動モードのうちの第２振動モード（以下「Ｂモード」という）を説明する図である。Ｂモードは、振動体２の短手方向（Ｙ方向）における一次の屈曲振動であり、長手方向（Ｘ方向）と略平行な２本の節線を有している。突起５は、Ｂモードの振動で腹となる位置の近傍に配置されており、振動体２にＢモードの振動が励起されることにより突起５の軸方向（Ｚ方向）で往復運動を行う。
【００３０】
ここで、振動体２は、Ａモードでの節線とＢモードでの節線がＸＹ平面内において略直交するように構成されている。よって、ＡモードとＢモードの振動を所定の位相差で励起することにより、突起５の先端にＺＸ面内で楕円運動を発生させて、接触体１（図５に不図示、図２（ｂ）等参照）にＸ方向の摩擦駆動力（推力）を与えることができる。なお、圧電素子４には不図示のフレキシブル基板が接着、接続されており、フレキシブル基板を通じて圧電素子４に交流電流を供給することにより、振動体２にＡモードとＢモードの振動を同時に励起することができる。振動体ユニット２５は、振動体２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向が振動型アクチュエータ１００のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向と一致するように、振動型アクチュエータ１００に組み込まれている。
【００３１】
図４を参照した説明に戻る。振動体２の振動部ＶからＸ軸正方向とＸ軸負方向の各方向に伸びるように弾性体３には２つの腕部が形成されており、一方の腕部に嵌合穴部３ａが形成され、他方の腕部に嵌合穴部３ｂが形成されている。嵌合穴部３ａ，３ｂが保持部材１８のＸ方向の端部近傍に設けられた凸部１８ａ，１８ｂに嵌合されて接着されることにより、保持部材１８に対して位置決めされて保持される。なお、振動体２の保持部材１８への固定方法は、嵌合・接着に限らず、溶接等の方法を用いても構わない。
【００３２】
保持部材１８にはＺ方向に貫通する摺動穴部１８ｃ，１８ｄが形成され、また、第１の支持部材７にはＺ方向に突出する柱状の突起部７ａ，７ｂが形成されており、突起部７ａ，７ｂは摺動穴部１８ｃ，１８ｄに摺動自在に挿入される。これにより、保持部材１８は、第１の支持部材７に対して、Ｘ方向とＹ方向で位置決めされる。
【００３３】
第１の支持部材７は、上面７ｅ（第１の支持部材７において接触体１と対向する面）がＺ軸と直交するようにユニットベース１０に対してネジ２２によって固定されている。そして、突起部７ａ，７ｂは、第１の支持部材７の上面７ｅと直交して突出するように形成されている。よって、保持部材１８においてＺ軸と直交する面（上下面）は、上面７ｅを含む面と平行な状態に保たれる。なお、本説明で使用する「平行な状態」とは、実質的に平行であるとみなすことができる状態を指し、厳密に平行であることを要しない。また、「平行な状態に保たれる」とは、実質的に平行な状態が続いているとみなすことができることを指す。
【００３４】
第１の支持部材７の上面７ｅがＺ軸と直交するということは、上面７ｅが接触体１の摩擦摺動面と平行な状態が保たれることを意味する。よって、保持部材１８は、上下面が接触体１の摩擦摺動面に対して平行な状態を保ちながら、Ｚ方向では移動可能に第１の支持部材７に支持されている。
【００３５】
振動体２と第１の支持部材７との間には、加圧伝達部材６と、加圧伝達部材６から振動体２へ加えられる加圧力を分散させるための緩衝部材１７が配置されている。緩衝部材１７としては、例えば、フェルトを用いることができ、緩衝部材１７は加圧伝達部材６の圧電素子４側の面に接着剤又は両面テープ等を用いて取り付けられている。加圧伝達部材６には、Ｚ方向を第１の支持部材７側に突出する突起部６ａ，６ｂが設けられており、突起部６ａ，６ｂは第１の支持部材７にＺ方向に貫通するように設けられた摺動穴部７ｃ，７ｄに摺動可能に挿入されている。よって、加圧伝達部材６は、保持部材１８と同様に、第１の支持部材７に対してＸ方向及びＹ方向で位置決めされると共にＺ方向では移動可能に配置されている。
【００３６】
加圧レバー２０の球状凸部２０ｃは、加圧伝達部材６において緩衝部材１７が取り付けられた面の反対側の面の中央部と接触して、加圧伝達部材６を振動体２へ向けて加圧する。これにより、振動体２は所定の加圧力で接触体１に付勢される（与圧された状態となる）ことで、加圧伝達部材６のＺ方向位置が定まる。よって、振動体２を保持した保持部材１８は、Ｘ方向及びＹ方向の位置と姿勢は２つの突起部７ａ，７ｂによって定まり、Ｚ方向の位置は、加圧伝達部材６によって接触体１へ向けて加圧されて当接する振動体２の位置によって定まる。
【００３７】
加圧レバー２０と加圧伝達部材６の間のＺ方向での距離は、振動体２、緩衝部材１７、加圧伝達部材６、第１の支持部材７、接触体１、側壁部材１５，１６等の部品の寸法による影響を受けるため、各部品の寸法精度に起因する積み上げ誤差が発生する。その結果として、加圧レバー２０は、球状凸部２０ｃが形成されている上面２０ｄがＸＹ面と平行な状態（図３（ａ）参照）から数度程度は傾く可能性がある。しかしながら、加圧レバー２０は回転軸２０ａを中心に回動可能であり、また、球状凸部２０ｃは加圧伝達部材６における振動体２の２つの突起５の中間位置の真裏となる位置に当接している。そのため、加圧レバー２０に前述の傾きが発生しても、加圧伝達部材６をＸ軸と平行な軸まわりに傾斜させるような力が加圧レバー２０から加圧伝達部材６へ作用することはない。
【００３８】
上述の構成では、振動体ユニット２５の第１の支持部材７側では、接触体１の摩擦摺動面と直交し且つ支持軸９と平行な、図４に示す平面Ｐ内に、以下の第１乃至第４の部位が配置されることがわかる。第１の部位は第１の支持部材７の突起部７ａ，７ｂであり、第２の部位は保持部材１８の摺動穴部１８ｃ，１８ｄである。第３の部位は振動体２の突起５における接触体１に対する接触部であり、第４の部位は加圧伝達部材６と加圧レバー２０の球状凸部２０ｃとの接触部である。つまり、第１の支持部材７と保持部材１８のＺ方向での摺動部と、振動体２の接触体１との接触部と、振動体２を接触体１へ加圧する加圧部とが同一の平面Ｐ上に配置されているため、振動体２に対してＸ軸と平行な軸まわりのモーメントが発生し難い。よって、接触体１に対して振動体２がＸ軸と平行な軸まわりに回転して傾いた状態になり難く、振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面（弾性体３の矩形部の表面）と接触体１の摩擦摺動面とが平行な状態を保つことができる。
【００３９】
振動体ユニット２５の第２の支持部材８側の構成は、第１の支持部材７側の構成とはＺ方向で対称となっている。そのため、詳細な説明は省略するが、加圧伝達部材６をＸ軸と平行な軸まわりに傾斜させるような力が加圧レバー２１から加圧伝達部材６へ作用することはない。また、第２の支持部材８側でも、保持部材１８のＺ方向での摺動部と、振動体２の接触体１との接触部と、振動体２を接触体１へ加圧する加圧部とが同一の平面Ｐ上に配置される。よって、第２の支持部材８側でも、第１の支持部材７側と同様に、振動体２に対してＸ軸と平行な軸まわりのモーメントが発生し難い。つまり、第２の支持部材８側でも、接触体１に対して振動体２がＸ軸と平行な軸まわりに回転して傾いた状態になり難く、したがって、振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面と接触体１の摩擦摺動面とが平行な状態を保つことができる。
【００４０】
ここで、振動体ユニット２５の構造を図１６に示した従来の振動型アクチュエータ８０と比較する。振動型アクチュエータ８０では、長期使用により加圧力によって緩衝部材８９が圧縮されて厚さが薄くなったときに、引っ張りコイルばね８４の付勢力により、Ｙ軸正方向側とＹ軸負方向側とで異なる厚さになるおそれがある。その場合、振動体８３が接触体８２に対して与える摩擦駆動力がＹ方向成分を含み、振動体８３と接触体８２との相対移動に寄与するＺ方向成分が小さくなることで、摩擦駆動力の利用効率の低下等が生じる。これに対して、振動型アクチュエータ１００では、振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面を接触体１の摩擦摺動面と平行な状態に保つことができる。よって、緩衝部材１７が圧縮されてもＹ軸正方向側とＹ軸負方向側とで厚みの差は生じ難く、その結果、長期間の使用での効率の低下が低減される。
【００４１】
以上の説明の通り、振動型アクチュエータ１００では、振動体ユニット２５の２つの振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面が接触体１の摩擦摺動面と平行となる状態を保つことができる。これにより、長期にわたって振動型アクチュエータ１００の性能を十分に引き出した駆動を行うことが可能となる。
【００４２】
ここまで、接触体１が固定され、振動体ユニット２５が移動する構成について説明したが、振動体ユニット２５が固定され、接触体１が移動する構成とすることも可能である。また、一直線状の接触体１に対して振動体ユニット２５を組み合わせた構成について説明したが、接触体１の形状は一直線状に限定されない。
【００４３】
図６は、円環状の接触体１Ａと振動体ユニット２５とを組み合わせた振動型アクチュエータ１００Ａの概略構成を示す斜視図である。円環状の接触体１Ａは、不図示のガイドに対して周方向に回転可能に配置されている。接触体１Ａにおいて径方向と平行な２つの面がそれぞれ振動体ユニット２５に対する摩擦摺動面となるように、振動体ユニット２５は装置フレーム１９等に固定されている。振動型アクチュエータ１００では、２つの振動体２を駆動し、摩擦駆動力を接触体１Ａの円周方向（円周の接線方向）に作用させることで、接触体１Ａを周方向に回転させることができる。なお、接触体１Ａが固定され、接触体１Ａの円周に沿って振動体ユニット２５が移動する構造とすることもできる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係る振動型アクチュエータ２００の概略構成を示す斜視図である。なお、振動型アクチュエータ２００の構成要素のうち、振動型アクチュエータ１００の構成要素と実質的に機能が同じものの一部については同じ符号を付しており、重複する説明を省略する。
【００４５】
振動型アクチュエータ２００は、振動体ユニット３０、接触体１、支持軸９、ボトムプレート１３、トッププレート１４及び側壁部材１５，１６を備える。振動体ユニット３０は、Ｘ方向に移動可能に支持軸９に支持されている。振動型アクチュエータ２００は、振動体ユニット３０が接触体１に対して支持軸９に沿ってＸ方向に相対移動する構造となっている。
【００４６】
図８（ａ）は、振動体ユニット３０の概略構成を示す斜視図である。図８（ｂ）は、振動体ユニット３０の断面図であり、振動体ユニット３０のＸ方向中央においてＸ軸と直交する断面を示している。図９は、振動体ユニット３０の部分的な分解斜視図であり、第１の支持部材３７が振動体２及び保持部材１８を支持する構成を示している。
【００４７】
振動体ユニット３０は、２つの振動体２、２つの加圧伝達部材６、２つの保持部材１８、第１の支持部材３７、第２の支持部材３８、加圧レバー３１，３２、ユニットベース３３（基台）及び引っ張りコイルバネ３４を有する。第１実施形態での振動体ユニット２５では圧縮コイルばね１２を用いて加圧レバー２０，２１を付勢したが、振動体ユニット３０では引っ張りコイルバネ３４を用いて加圧レバー３１，３２を付勢する。なお、引っ張りコイルバネ３４に代えて、ゴム等の弾性部材を用いることも可能である。
【００４８】
Ｘ方向に貫通するようにユニットベース３３に設けられた丸穴部３３ｃに支持軸９が摺動可能に挿通されている。また、ユニットベース３３に形成された溝部３３ｄに接触体１が摺動自在に係合している。これにより、ユニットベース３３は、支持軸９を中心軸とした回転が規制された状態で、支持軸９に沿ってＸ方向に移動可能となっている。
【００４９】
振動体２、加圧伝達部材６、緩衝部材１７、保持部材１８の構造及びこれらの部材の配置は、第１実施形態で説明した通りであるため、ここでの説明を省略する。第１の支持部材３７は、保持部材１８をＸ方向とＹ方向で位置決めしてＺ方向で摺動可能に支持する。第１の支持部材３７の構造は、第１実施形態で説明した振動体ユニット２５を構成する第１の支持部材７と比較すると、加圧レバー３１及び引っ張りコイルバネ３４の配置のために形状は異なるが、基本的な構成は同じである。つまり、第１の支持部材３７は、上面３７ｅ（図９）がＺ軸と直交するように（接触体１の摩擦摺動面と平行になるように）、ユニットベース３３にネジ２２により固定されている。振動体２を保持した保持部材１８にＺ方向に貫通するように形成された摺動穴部１８ｃ，１８ｄに、Ｚ方向に突出するように第１の支持部材３７の上面３７ｅに設けられた突起部３７ａ，３７ｂが摺動自在に挿入される。第２の支持部材３８が保持部材１８をＸ方向とＹ方向で位置決めし、且つ、Ｚ方向で摺動可能に支持する構成は、第１の支持部材３７による保持部材１８の支持構造に準ずるため、説明を省略する。
【００５０】
加圧レバー３１，３２のそれぞれに、Ｘ軸と平行な回転軸３１ａ，３２ａが形成されており、ユニットベース３３には回転軸３１ａ，３２ａを嵌挿可能な丸穴部３３ａ（不図示）、３３ｂ（図８（ａ））が形成されている。加圧レバー３１，３２は、回転軸３１ａ，３２ａが丸穴部３３ａ，３３ｂに嵌挿されることにより、ユニットベース３３に回動可能に支持されている。また、加圧レバー３１，３２には、Ｙ方向において振動体２の突起５に対応する位置に、球状凸部３１ｃ，３２ｃが設けられており、球状凸部３１ｃ，３２ｃはそれぞれ加圧伝達部材６に当接している。更に、引っ張りコイルバネ３４が、加圧レバー３１，３２において回転軸３１ａ，３２ａが設けられているＹ方向端の反対側の端部３１ｂ，３２ｂに懸架されている。引っ張りコイルバネ３４のバネ力により、加圧レバー３１には回転軸３１ａを中心に図８（ｂ）において反時計まわり方向のモーメントが作用し、球状凸部３１ｃが一方の加圧伝達部材６に加圧力を与える。同様に、引っ張りコイルバネ３４のバネ力により、加圧レバー３２には回転軸３２ａを中心に図８（ｂ）において時計まわり方向のモーメントが作用し、球状凸部３２ｃが他方の加圧伝達部材６に加圧力を与える。
【００５１】
加圧伝達部材６がＸ方向とＹ方向で位置決めされ、且つ、Ｚ方向で摺動可能に第１の支持部材３７に支持される構造は、第１実施形態で説明した振動体ユニット２５において第１の支持部材７が加圧伝達部材６を支持する構造と同じである。つまり、第１の支持部材３７側に突出するように加圧伝達部材６に設けられた突起部６ａ，６ｂが、Ｚ方向に貫通するように第１の支持部材３７に設けられた摺動穴部３７ｃ，３７ｄに摺動可能に挿入されている。なお、第２の支持部材３８が加圧伝達部材６をＸ方向とＹ方向で位置決めし、且つ、Ｚ方向で移動可能に支持する構成は、第１の支持部材３７による加圧伝達部材６の支持構造に準ずるため、説明を省略する。
【００５２】
よって、第１の支持部材３７と第２の支持部材３８のそれぞれに保持部材１８を介して支持された振動体２の振動部Ｖは、加圧伝達部材６が加圧レバー３１，３２から受ける加圧力を受けて、接触体１に対して与圧された状態に保たれる。このとき、加圧レバー３１，３２のそれぞれの回転軸３１ａ，３２ａから振動体２までの距離よりも回転軸３１ａ，３２ａから引っ張りコイルバネ３４までの距離の方が必ず長くなるため、引っ張りコイルバネ３４のバネ力は振動体２の加圧力より小さくて済む。また、加圧伝達部材６において球状凸部３１ｃ，３２ｃがそれぞれ当接する位置は、第１実施形態と同様に、振動体２の２つの突起５の中間位置の真裏となる位置であるため、加圧伝達部材６のＺ方向位置は加圧レバー３１，３２により定まる。こうして加圧伝達部材６のＺ方向位置が定まることにより振動体２のＺ方向位置が定まることで、保持部材１８のＺ方向位置も定まる。
【００５３】
そして、第１実施形態で説明した振動体ユニット２５と同様に振動体ユニット３０でも、図９に示すように、保持部材１８のＺ方向での摺動部と、振動体２の接触体１との接触部と、振動体２を接触体１へ加圧する加圧部とが同一の平面Ｐ上に配置されている。そのため、振動体２に対してＸ軸と平行な軸まわりのモーメントが発生し難い。よって、接触体１に対して振動体２がＸ軸と平行な軸まわりに回転して傾いた状態になり難く、その結果、振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面と接触体１の摩擦摺動面とが平行な状態を保つことができる。振動型アクチュエータ２００も、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００と同様に、長期にわたって性能を十分に引き出した駆動を行うことが可能である。
【００５４】
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態に係る振動型アクチュエータ３００の概略構成を示す斜視図である。なお、振動型アクチュエータ３００の構成要素のうち、振動型アクチュエータ１００の構成要素と実質的に機能が同じものの一部については同じ符号を付しており、重複する説明を省略する。振動型アクチュエータ３００は、振動体ユニット４０、接触体１、支持軸９、ボトムプレート１３、トッププレート１４及び側壁部材１５，１６を備える。振動型アクチュエータ３００は、振動体ユニット４０がＸ方向に摺動可能に支持軸９に支持され、振動体ユニット４０が接触体１に対して支持軸９に沿ってＸ方向に移動可能な構造となっている。
【００５５】
図１１（ａ）は、振動体ユニット４０の概略構成を示す斜視図である。図１１（ｂ）は、振動体ユニット４０の部分的な分解斜視図であり、第１の支持部材４７が保持部材４２及び振動体２を支持する構成を示している。振動体ユニット４０は、２つの振動体２、それぞれに緩衝部材１７が接着された２つの加圧伝達部材６、２つの保持部材４２、第１の支持部材４７、第２の支持部材４８、ユニットベース１０、加圧レバー２０，２１及び圧縮コイルバネ１２を有する。振動体ユニット４０と第１実施形態での振動体ユニット２５とで、振動体２及び加圧伝達部材６の構造と、ユニットベース１０に対する加圧レバー２０，２１及び圧縮コイルバネ１２の配置の態様は同じであるため、ここでの説明を省略する。
【００５６】
第１の支持部材４７と第２の支持部材４８は、ネジ２２によりユニットベース１０に固定されている。第１の支持部材４７と第２の支持部材４８はそれぞれ、１つの保持部材４２を支持している。振動体２は、弾性体３に設けられた嵌合穴部３ａ，３ｂが、保持部材４２に設けられた凸部４２ａ，４２ｂに嵌合されて接着されることにより、保持部材４２に対して位置決めされて保持される。加圧伝達部材６に設けられた突起部６ａ，６ｂは、第１の支持部材４７の上面４７ｅにＺ方向に貫通するように設けられた摺動穴部４７ｃ，４７ｄ（不図示）に摺動可能に挿入されている。これにより、加圧伝達部材６は、第１の支持部材４７に対してＸ方向とＹ方向で位置決めされると共にＺ方向には移動可能となっている。そして、加圧伝達部材６において緩衝部材１７が接着された面の反対側の面の中央部に加圧レバー２０の球状凸部２０ｃが当接することで、加圧伝達部材６は加圧レバー２０によって付勢されて、Ｚ方向で位置決めされる。
【００５７】
第１実施形態では、保持部材１８に形成された摺動穴部１８ｃ，１８ｄに第１の支持部材７に形成された突起部７ａ，７ｂを摺動可能が挿入されることで、保持部材１８はＸ方向及びＹ方向で位置決めされると共にＺ方向に移動可能に保持されている。これに対して、振動体ユニット４０では、Ｘ方向端において保持部材４２と第１の支持部材４７との間を、平行に配置された２枚の矩形状の薄板バネ４３で接続することにより、保持部材４２をＺ方向に移動可能としている。これと同様の構成で、第２の支持部材４８も、保持部材４２をＺ方向に移動可能に支持している。
【００５８】
第１の支持部材４７が振動体２と保持部材４２を支持する構造について、以下に詳細に説明する。保持部材４２のＸ方向端には角柱状の接続部４２ｃ，４２ｄが形成されており、第１の支持部材４７のＸ方向端にも、Ｚ方向の厚みが接続部４２ｃ，４２ｄと同じに設定された角柱状の接続部４７ａ，４７ｂが形成されている。接続部４２ｃの上面と接続部４７ａの上面には、矩形状の薄板バネ４３が、接着、両面テープ又は溶着等の方法で固定されている。同様にして、接続部４２ｃの下面と接続部４７ａの下面にも、矩形状の薄板バネ４３が固定されている。これら２枚の薄板バネ４３の形状、厚み、材質（素材）は、実質的に同一となっている。薄板バネ４３の材質としては、バネ用リン青銅板、バネ用ステンレス鋼帯等の薄板バネ用の金属材料が好適である。
【００５９】
接続部４２ｃと接続部４７ａのＺ方向の厚みは等しいため、２枚の薄板バネ４３は互いに平行に配置される。また、接続部４２ｃと接続部４７ａとは、Ｙ方向において対面する面同士は平行で、且つ、Ｙ軸と直交している。よって、薄板バネ４３において接続部４２ｃと接続部４７ａの間で架設されている部分の長さは、２枚の薄板バネ４３で等しい。
【００６０】
図１２（ａ）は、保持部材４２の接続部４２ｃ、第１の支持部材４７の接続部４７ａ及び薄板バネ４３の動きを模式的に示す図である。保持部材４２の接続部４２ｄと第１の支持部材４７の接続部４７ｂの間も、保持部材４２の接続部４２ｃと第１の支持部材４７の接続部４７ａの間と同様に、同じ２枚の薄板バネ４３で接続されている。よって、４枚の薄板バネ４３による保持部材４２と第１の支持部材４７の接続構造は、Ｘ方向で対称な構造となっている。
【００６１】
このように保持部材４２と第１の支持部材４７を一対の「平行板バネ機構」により接続することにより、Ｚ方向以外の方向の剛性が強固となる。その結果、保持部材４２は、外力を受けたときに、Ｘ軸と平行な軸まわり及びＹ軸と平行な軸まわりに回転することなく、Ｚ方向にのみ平行移動することができる。したがって、保持部材４２がＺ方向で動いても、振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面と接触体１の摩擦摺動面とは平行な状態に保たれる。
【００６２】
振動体ユニット４０でも、振動体２の接触体１との接触部と、振動体２を接触体１へ加圧する加圧部とは、接触体１の摩擦摺動面と直交し且つ支持軸９と平行な平面内に配置されているため、振動体２に対してＸ軸と平行な軸まわりのモーメントが発生し難い。よって、接触体１に対して振動体２がＸ軸と平行な軸まわりに回転して傾いた状態になり難く、振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面と接触体１の摩擦摺動面とが平行な状態を保つことができる。なお、第２の支持部材４８はＺ方向において第１の支持部材４７と対象な構造を有しており、よって、振動体２と保持部材４２を支持する構造は、第１の支持部材４７が振動体２と保持部材４２を支持する構造と同じであるため、説明を省略する。
【００６３】
上記説明の通り、振動体ユニット４０でも振動体ユニット２５等と同様に、振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面と接触体１の接触面とが平行な状態を保つことができる。これにより、振動体ユニット４０を有する振動型アクチュエータ３００は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００と同様の効果を奏する。
【００６４】
ところで、振動体ユニット４０では、第１の支持部材４７及び第２の支持部材４８のそれぞれが平行板バネ機構によって保持部材４２を支持した構造について説明した。これに限らず、第１の支持部材４７及び第２の支持部材４８のそれぞれが保持部材４２をＺ方向にのみ移動可能に保持することができれば、その接続方法は限定されず、その一例としての平行リンク機構について、図１２（ｂ）を参照して説明する。
【００６５】
図１２（ｂ）は、平行リンク機構により保持部材４４と支持部材４５とを接続した構造を図１２（ａ）に準じて示す模式図である。保持部材４４と支持部材４５は、２本の同じ長さの接続部材４６により接続されている。接続部材４６の両端は、接続ピン４９により保持部材４４と支持部材４５に対して回転可能に取り付けられている。保持部材４４の２個の接続ピン４９間の距離と支持部材４５の２個の接続ピン４９間の距離は等しく設定されている。
【００６６】
平行板バネによる接続構造と同様に、この平行リンクは、Ｘ方向で対象構造となるように、Ｘ方向で離間した位置に一対の平行リンクとして設けられている。これにより、保持部材４４がＺ方向で上下動したときに保持部材４４と支持部材４５と２本の接続部材４６はＹＺ面内で平行四辺形を描く。つまり、保持部材４４はＸ軸に平行な軸まわり及びＹ軸に平行な軸まわりに回転することなく、Ｚ方向にのみ平行移動することができる。したがって、図１２（ｂ）に示した平行リンク機構を用いることで、全体構成の図示は省略するが、保持部材４４に保持された振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面を接触体１の摩擦摺動面と平行な状態に保つことが可能になる。
【００６７】
＜第４実施形態＞
図１３（ａ）は、振動体ユニット５０の概略構成を示す断面図であり、振動体ユニット５０のＸ方向中央におけるＸ軸と直交する断面を示している。図１３（ｂ）は、振動体ユニット５０の分解斜視図である。第１実施形態で説明した振動型アクチュエータ１００の振動体ユニット２５を振動体ユニット５０に置換することにより、振動体ユニット５０を有する振動型アクチュエータが実現される。そのため、振動体ユニット５０を備える振動型アクチュエータの全体構成の図示は省略する。また、振動体ユニット５０の構成要素のうち、振動型アクチュエータ１００を構成する振動体ユニット２５の構成要素と実質的に機能が同じものの一部については同じ符号を付しており、重複する説明を省略する。
【００６８】
振動体ユニット５０は、振動体２、圧縮コイルバネ１２、緩衝部材１７、加圧伝達部材６、保持部材１８、第１の支持部材７、ユニットベース５２（基台）、加圧レバー２０及びプレート５５を有する。ユニットベース５２にはＸ方向に貫通する丸穴部５２ｃが形成されており、丸穴部５２ｃに支持軸９（不図示）が摺動可能に挿通されることによって、ユニットベース５２は支持軸９に沿ってＸ方向に移動可能となっている。また、ユニットベース５２には溝部５２ｄが形成されており、溝部５２ｄは接触体１に対して摺動自在に係合している。
【００６９】
第１の支持部材７とプレート５５はそれぞれ、ネジ２２によりユニットベース５２に固定されている。プレート５５は、第１実施形態での振動体ユニット２５での第２の支持部材８に代わる部材である。但し、振動体ユニット５０では、プレート５５は、加圧レバー２０を図１３（ａ）で回転軸２０ａを中心として反時計まわり方向に回転させるための付勢力を加圧レバー２０に与える圧縮コイルバネ１２を配置するための部材として用いられている。
【００７０】
振動体２の保持部材１８への固定方法、第１の支持部材７による保持部材１８の支持方法、緩衝部材１７及び加圧伝達部材６を介して加圧レバー２０の加圧力を振動体２に伝える構造は、第１実施形態での振動体ユニット２５と同じであるため、説明を省略する。１つの振動体２を有する振動体ユニット５０でも、２つの振動体２を有する振動体ユニット２５と同様に、振動体２の振動部Ｖにおける弾性体３の表面が接触体１の摩擦摺動面と平行な状態を保持することができる。
【００７１】
＜第５実施形態＞
次に、振動型アクチュエータ１００を適用した各種の装置について説明する。図１４は、振動型アクチュエータ１００を備える撮像装置６０の概略構成を示す上面図である。撮像装置６０は、撮像素子（不図示）を有する撮像装置本体６１と、撮像装置本体６１に対して着脱自在なレンズ鏡筒６２（撮影レンズ）を有する。レンズ鏡筒６２は、複数のレンズ群６３と、フォーカス調整用レンズ６４と、振動型アクチュエータ１００を含む。振動型アクチュエータ１００の振動体ユニット２５は、振動体ユニット２５の駆動（移動）方向が光軸方向となるように、フォーカス調整用レンズ６４を保持する不図示のレンズ保持枠に連結されている。振動型アクチュエータ１００を駆動することにより、振動体ユニット２５に連結されたフォーカス調整用レンズ６４を光軸方向に駆動して、被写体にピントを合わせることができる。
【００７２】
なお、振動型アクチュエータ１００は、レンズ鏡筒６２にズーム用レンズが配置されている場合に、ズーム用レンズを光軸方向に移動させる駆動源として用いることもできる。更に、レンズ鏡筒６２に像ブレ補正レンズが配置されている場合には、振動型アクチュエータ１００は、像ブレ補正レンズを光軸と直交する平面内で駆動する駆動源として用いることができる。
【００７３】
図１５は、振動型アクチュエータ１００を備えるマニピュレータ７０の概略構成を示す図である。マニピュレータ７０は、支持部７１、支持部７１に配置された振動型アクチュエータ１００、支持部７１に対して矢印Ｓ方向にスライド可能に配置されたハンド部７２を備える。ハンド部７２は、振動型アクチュエータ１００における振動体ユニット２５に連結されている。振動型アクチュエータ１００は、ハンド部７２を矢印Ｓ方向に駆動する（矢印Ｓ方向で伸縮させる）ための駆動源として用いられる。なお、上述した各実施形態に係る振動型アクチュエータは、撮像装置６０やマニピュレータ７０に限らず、位置決めが必要とされる部品を備える各種の装置に広く適用することができる。
【００７４】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００７５】
例えば、振動体ユニット２５では、加圧レバー２０，２１にそれぞれ球状凸部２０ｃ，２１ｃを設け、加圧伝達部材６において球状凸部２０ｃ，２１ｃに当接する面を平面とした。これに限らず、逆に、加圧伝達部材６に球状凸部を設け、加圧レバー２０，２１において球状凸部に当接する面を平面としてもよい。同様の変形は、他の振動体ユニットでも実現可能である。
【００７６】
また、部品間を摺動自在に嵌合させるための穴部と突起部（凸部）は、いずれか一方に穴部が形成され、いずれが一方に突起部（凸部）が形成されていればよく、上記実施形態に限定されない。例えば、保持部材１８に摺動穴部１８ｃ，１８ｄが形成され、第１の支持部材７に突起部７ａ，７ｂが形成された構成について説明したが、保持部材１８に突起部が形成され、第１の支持部材７に摺動穴部が形成された構造としてもよい。
【００７７】
また、振動型アクチュエータ１００では、１本の丸棒状の支持軸９と矩形状断面を有する接触体１に対する係合構造を用いて、支持軸９まわり（Ｘ軸まわり）の振動体ユニット２５の回転を規制しながら、振動体ユニット２５のリニア移動を可能としている。これに代えて、例えば、多角柱状の支持軸をユニットベース１０に挿通させることにより、１本の支持軸のみで、Ｘ軸まわりの回転を規制しながら振動体ユニット２５のリニア移動を可能とすることもできる。また、平行に配置された２本の丸棒状の支持軸をユニットベース１０に挿通させることによっても、Ｘ軸まわりの回転を規制しながら振動体ユニット２５をリニア移動させることができる。或いは、支持軸９の代わりにリニアガイドのように直線軌道上を滑らかに移動可能な機構を用いて、振動体ユニット２５のリニア移動を可能としてもよい。このような構成は、振動型アクチュエータ２００，３００，４００にも適用可能である。
【００７８】
振動型アクチュエータ１００を振動型アクチュエータ１００Ａへ変形したように、振動体ユニットが固定されて接触体が移動可能となっている構成への応用や接触体の形状等の変更を行うことは、振動型アクチュエータ２００，３００にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１  接触体
２    振動体
６    加圧伝達部材
７，３７，４７    第１の支持部材
８，３８，４８    第２の支持部材
９    支持軸
１０，３３，５２    ユニットベース（基台）
１２    圧縮コイルバネ
１８，４２    保持部材
２０，２１，３１，３２    加圧レバー
２５，３０，４０，５０    振動体ユニット
３４    引っ張りコイルバネ
４３    薄板バネ
６０    撮像装置
７０    マニピュレータ
１００    振動型アクチュエータ
【図１】
2020058175.tif 000003
【図２】
2020058175.tif 000004
【図３】
2020058175.tif 000005
【図４】
2020058175.tif 000006
【図５】
2020058175.tif 000007
【図６】
2020058175.tif 000008
【図７】
2020058175.tif 000009
【図８】
2020058175.tif 000010
【図９】
2020058175.tif 000011
【図１０】
2020058175.tif 000012
【図１１】
2020058175.tif 000013
【図１２】
2020058175.tif 000014
【図１３】
2020058175.tif 000015
【図１４】
2020058175.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2020058175.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月26日(2019.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る振動型アクチュエータは、相対移動が可能な振動体ユニットと接触体を備える振動型アクチュエータであって、前記振動体ユニットは、前記接触体と接触する第１の振動体と、前記第１の振動体を保持する第１の保持部材と、基台と、前記基台に固定され、前記接触体に対して前記第１の振動体を所定の姿勢に保ちながら前記接触体の前記第１の振動体との摩擦摺動面と交差する方向へ移動可能に前記第１の保持部材を支持する第１の支持部材と、前記第１の支持部材とは独立して前記基台に配置され、前記第１の振動体を前記接触体の前記摩擦摺動面と交差する方向へ加圧する付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対移動が可能な振動体ユニットと接触体を備える振動型アクチュエータであって、
前記振動体ユニットは、
前記接触体と接触する第１の振動体と、
前記第１の振動体を保持する第１の保持部材と、
基台と、
前記基台に固定され、前記接触体に対して前記第１の振動体を所定の姿勢に保ちながら前記接触体の前記第１の振動体との摩擦摺動面と交差する方向へ移動可能に前記第１の保持部材を支持する第１の支持部材と、
前記第１の支持部材とは独立して前記基台に配置され、前記第１の振動体を前記接触体の前記摩擦摺動面と交差する方向へ加圧する付勢手段と、を備えることを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記接触体の前記摩擦摺動面と交差する方向において、前記付勢手段によって前記接触体に対する前記第１の振動体の位置が定まることにより前記第１の保持部材の位置が定ま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。
【請求項３】
前記第１の振動体は、
平板状の弾性体と、
前記弾性体の一方の面に設けられ、前記接触体と接触する突起と、
前記弾性体の他方の面に設けられた電気−機械エネルギ変換素子と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の保持部材は、前記第１の支持部材と前記第１の保持部材の一方に設けられた穴部と他方に設けられた突起部とが前記接触体の前記摩擦摺動面と交差する方向に摺動自在に嵌合することにより、前記第１の支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の保持部材は、平行板バネ機構または平行リンク機構によって前記第１の支持部材と接続されることにより、前記第１の支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項６】
前記付勢手段は、
前記基台に回動可能に配置された第１の加圧レバーと、
前記第１の振動体と前記第１の加圧レバーとの間に配置され、前記第１の加圧レバーからの加圧力を前記第１の振動体へ伝達する第１の加圧伝達部材と、
前記第１の加圧レバーの端部に配置され、前記第１の加圧レバーの前記第１の加圧伝達部材との接触部を前記第１の振動体へ向けて加圧する第１の付勢部材と、を有す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。
【請求項７】
前記第１の付勢部材は、圧縮コイルバネまたは引っ張りコイルバネである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。
【請求項８】
前記第１の加圧レバーと接触する前記第１の加圧伝達部材の面と、前記第１の加圧伝達部材と接触する前記第１の加圧レバーの面とは、一方の面が平面であり、他方の面が球面であることを特徴とする請求項６又は７に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項９】
前記第１の支持部材と前記第１の保持部材との摺動部と、前記第１の振動体の前記接触体に対する接触部と、前記第１の加圧レバーと前記第１の加圧伝達部材との接触部とが、前記接触体の前記摩擦摺動面と交差し、且つ、前記振動体ユニットと前記接触体とが相対移動する方向と平行な面内に配置されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記振動体ユニットは、
前記第１の振動体とで前記接触体を挟むように配置される第２の振動体と、
前記第２の振動体を保持する第２の保持部材と、
前記基台に固定され、前記接触体に対して前記第２の振動体を所定の姿勢に保ちながら前記接触体の前記第２の振動体との摩擦摺動面と交差する方向へ移動可能に前記第２の保持部材を支持する第２の支持部材と、を備え、
前記付勢手段は、
前記基台に回動可能に配置された第２の加圧レバーと、
前記第２の振動体と前記第２の加圧レバーとの間に配置され、前記第２の加圧レバーからの加圧力を前記第２の振動体へ伝達する第２の加圧伝達部材と、
前記第２の加圧レバーの端部に配置され、前記第２の加圧レバーの前記第２の加圧伝達部材との接触部を前記第２の振動体へ向けて加圧する第２の付勢部材と、を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれが１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１１】
前記第２の付勢部材は、圧縮コイルバネまたは引っ張りコイルバネであることを特徴とする請求項１０に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１２】
前記第２の振動体は、
平板状の弾性体と、
前記弾性体の一方の面に設けられ、前記接触体と接触する突起と、
前記弾性体の他方の面に設けられた電気−機械エネルギ変換素子と、を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１３】
前記第２の加圧レバーと接触する前記第２の加圧伝達部材の面と、前記第２の加圧伝達部材と接触する前記第２の加圧レバーの面とは、一方の面が平面であり、他方の面が球面であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１４】
前記第２の保持部材は、前記第２の支持部材と前記第２の保持部材の一方に設けられた穴部と他方に設けられた突起部とが前記接触体の前記摩擦摺動面と交差する方向に摺動自在に嵌合することにより、前記第２の支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１５】
前記第２の保持部材は、平行板バネ機構または平行リンク機構によって前記第２の支持部材と接続されることにより前記第２の支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１６】
前記第２の支持部材と前記第２の保持部材との摺動部と、前記第２の振動体の前記接触体に対する接触部と、前記第２の加圧レバーと前記第２の加圧伝達部材との接触部とが、前記接触体の前記摩擦摺動面と交差し、且つ、前記振動体ユニットと前記接触体とが相対移動する方向と平行な面内に配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６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により駆動される部品と、を備えることを特徴とする装置。