(57)【要約】【課題】小型でも高速、高耐久、高出力である直動型のアクチュエータを実現する。【解決手段】中間部と端部で直径の異なる円筒状の振動体２と同軸に、２つの円筒状の圧電素子３ａ、３ｂを配置し、振動体２の両端部に圧電素子３ａ，３ｂを固定する。圧電素子３ａ、３ｂの内側に配置した電極４ａ、４ｂにそれぞれ振動電圧をかけて振動体２を加振し、進行波の波頭を、振動体２を嵌合させた筒状部材１に接触させる。振動体２の接触部における摩擦によって、振動体２と圧電素子３ａ、３ｂからなる移動体を筒状部材１の軸方向へ移動させる。【選択図】図１
2010206950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の支持部材の内面に沿って移動体を移動させるアクチュエータにおいて、
前記移動体は、
２つの円筒状の圧電素子と、
前記２つの圧電素子の間に、両端部を前記圧電素子に固定され、中間部が前記支持部材の内面に接触するように配置された円筒状の振動体と、
前記２つの圧電素子に異なる振幅と位相を持った交流電圧をかけて各圧電素子を振動させる手段と、を有し、
前記２つの圧電素子から前記振動体に伝達された振動によって前記移動体を移動させることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
円筒状の支持部材の外周に沿って移動体を移動させるアクチュエータにおいて、
前記移動体は、
２つの円筒状の圧電素子と、
前記２つの圧電素子の間に、両端部を前記圧電素子に固定され、中間部が前記支持部材の外周に接触するように配置された円筒状の振動体と、
前記２つの圧電素子に異なる振幅と位相を持った交流電圧をかけて各圧電素子を振動させる手段と、を有し、
前記２つの圧電素子から前記振動体に伝達された振動によって前記移動体を移動させることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
板状の支持部材の上面に沿って移動体を移動させるアクチュエータにおいて、
前記移動体は、
２つの板状の圧電素子と、
前記２つの圧電素子の間に、両端部を前記圧電素子に固定され、中間部が前記支持部材の上面に接触するように配置された板状の振動体と、
前記２つの圧電素子に異なる振幅と位相を持った交流電圧をかけて各圧電素子を振動させる手段と、を有し、
前記２つの圧電素子から前記振動体に伝達された振動によって前記移動体を移動させることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
前記２つの圧電素子に、周波数が同じで振幅と位相が異なる交流電圧をかけることで、前記振動体に進行波を発生させることを特徴とする請求項１ないしの３いずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記振動体の中間部には、複数の穴が設けられていることを特徴とする請求項１ないしの３いずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記振動体の中間部が波板形状を有することを特徴とする請求項１ないしの３いずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記２つの圧電素子を軟質材で結合していることを特徴とする請求項１ないしの３いずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記移動体又は前記支持部材がアモルファス金属により形成されていることを特徴とする請求項１ないしの３いずれかに記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンドの指先の駆動などに応用される、振動を利用した直動型のアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から振動体と圧電素子を用いたアクチュエータは超音波モータなど、いくつかの構成が知られている。特にアクチュエータによりロボットハンドの指先の動きを実現するためには、人間の筋肉に相当する直動機構を小型に実現する必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、回転型の超音波モータの構造が開示されているが、この構成では、ロボットハンドの指先の動きを実現しようとすると、ネジなどの回転直進変換機構が必要となり、小型化が非常に困難である。
【０００４】
その点、超音波振動を用いた直動型のアクチュエータ（リニアアクチュエータ）は小型な構造で、直進運動を実現することができるため、ロボットハンドの指先の制御には好適である。特に、圧電素子の振動を利用した細くて長い円筒型（筒状）のリニアアクチュエータは、ロボットの高スピード化、長ストローク化、高精度化に非常に有望であり、近年検討が進んでいる。
【０００５】
図７は、特許文献２に開示された円筒型のリニアアクチュエータを示すもので、円筒状の固定子１０１と、その内周面あるいは外周面に接触した円筒状の移動子１０２と、を有する。固定子１０１は、円筒状の圧電素子１０３と、その内周面あるいは外周面のどちらか一方に規則的に配列された複数の分極電極１０４と、他方に設けられた全面電極１０７を有し、固定子１０１に超音波振動を励起することで移動子１０２を駆動する。この場合、分極電極１０４のそれぞれに互いに位相がずれた複数の交流電圧を選択的に印加することにより、移動子１０２を回転方向と直動方向に任意に駆動することができる。
【０００６】
図８は、特許文献３に開示された超音波リニアモータである。これは、進行方向に平行に振動する第１の圧電素子２０３ａと、第１の圧電素子２０３ａを貫通する軸２０１と、第１の圧電素子２０３ａを挟んで、軸２０１を把持可能に配置され前記進行方向と垂直に振動する第２の圧電素子２０３ｂ、２０３ｃとを有する。第１の圧電素子２０３ａと軸２０１とは径方向に空間部が設けられ、第２の圧電素子２０３ｂ、２０３ｃは軸２０１の外径に対し、収縮時には締め代、膨張時には空間部ができるように設定される。各圧電素子に印加する交流電圧の位相差を変化させることにより、駆動速度を変化させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平４−７２４７１号公報
【特許文献２】特開平１０−２１０７７６号公報
【特許文献３】特開平５−４９２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の振動アクチュエータは一般に、移動子か固定子のどちらかを振動体として振動させ、両者が接触する部分において、進行方向に摩擦による推進力（推力）を発生させるものである。
【０００９】
特許文献２に開示された回転直動一体型超音波モータでは、圧電素子に交流電圧を選択的に印加し圧電素子を振動させることによって、移動子を回転方向と直動方向に任意に駆動できるようにしていた。また、特許文献３に開示された超音波リニアモータでは、第１の圧電素子に印加する交流電圧によって直動方向に駆動できるようにしていた。しかしながらこれらの超音波モータは、いずれも振動体が圧電素子そのものになっているため、以下のような未解決の課題がある。
（１）設計の自由度
振動体の振動を利用するアクチュエータを設計製作する際、振動体の形状、ならびに固有振動モードの形、周波数などは推力や動作速度に直接関与する重要な設計パラメータである。ところが、圧電素子は焼結体であり、金属のような機械的強度がなく、機械的な加工法も限られている。そのため、振動体を圧電素子で形成する超音波モータでは、大きな推力や高速な動作を実現するための設計の自由度が狭くなってしまう。
（２）振動体の耐久性
振動を利用したアクチュエータでは高速な駆動を実現するために、振動体を非常に高速に振動させる必要がある。従ってアクチュエータの耐久性を考えた時、振動体の材料は繰り返し変形に強いものが要求され、振動体の構造はシンプルで壊れにくいことが好ましい。また、振動体の材料の発熱を考慮すると、内部減衰が小さい材料であることが必要である。
【００１０】
ところが、振動体を圧電素子で形成する超音波モータでは、振動体の外側と内側を電極で挟む複雑な構造物であるため、高周波数で大振幅で振動させると電極のはがれなどが発生し、高い耐久性を実現できない。また、圧電素子は内部減衰が大きいため、高速で大振幅で振動させると発熱が大きくなってしまう。
（３）振動体の接触力
振動を利用したアクチュエータでは、駆動力である摩擦力を発生させるため、移動子と固定子間を密着させる接触力が必要である。この接触力は弱すぎると、摩擦力、すなわち駆動力が小さくなってしまうし、強すぎると振動体の振動を阻害するほか、耐久性も悪くなるので問題である。従って振動アクチュエータにとって、接触力をいつも一定に保つことが非常に重要である。円筒型のリニアアクチュエータの場合、この接触力は振動体と固定子である円管の嵌合精度によって補償することとなる。
【００１１】
振動体と円管の嵌合精度は、圧電素子そのものの発熱や雰囲気温度の変化により大きく変化する。そのため、振動体である圧電材料と、固定子又は移動子の材料の熱膨張係数はできるだけ等しい材料とすることが好ましい。しかしながら通常円管は金属等で作られるため、振動体が圧電材料の場合、熱膨張係数に大きな差が生じてしまい、熱による影響が大きくなる。
（４）振動体の振動振幅及び動作速度
一般に、圧電素子の変形比は１０−５程度である。そのため、直径２ｍｍの圧電素子を使用すると、２ｘ１０−５ｍｍ＝２０ｎｍしか変形しない。通常圧電素子の表面粗さは２０ｎｍよりも大きくのほうがずっと大きいため、直径２ｍｍといった小型の直動アクチュエータを実現することは困難である。
【００１２】
また、進行方向の動作速度は駆動周波数に振幅を乗じたものであり、振動振幅が小さいことは、動作速度が遅いことを意味する。直径２ｍｍの圧電素子で円周方向の振幅２０ｎｍとし、進行方向成分をその１／１０とすると、５０ｋＨｚで駆動した場合の動作速度は、２０ｎｍ×１／１０×５０ｋＨｚ＝０．１ｍｍ／ｓと非常に遅い。
【００１３】
高速に動かすためには振動体を大振幅で振動させればよいが、あまり振幅を大きくすると、接触部に隣接する空間部内の空気などの流体が圧縮されるため、その圧力によって振動体が浮上（超音波浮上）してしまう。その結果、接触領域の摩擦がなくなり、推力を得ることができない。つまり、大振幅で振動させると推力が落ちるという課題があった。
【００１４】
本発明は、上記従来技術が持っている未解決の課題に鑑みてなされたものであり、構造が簡単かつ小型であり、しかも安定した高速駆動が可能な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】
【００１５】
本発明のアクチュエータは、円筒状の支持部材の内面に沿って移動体を移動させるアクチュエータにおいて、前記移動体は、２つの円筒状の圧電素子と、前記２つの圧電素子の間に、両端部を前記圧電素子に固定され、中間部が前記支持部材の内面に接触するように配置された円筒状の振動体と、前記２つの圧電素子に異なる振幅と位相を持った交流電圧をかけて各圧電素子を振動させる手段と、を有し、前記２つの圧電素子から前記振動体に伝達された振動によって前記移動体を移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
圧電素子の振動を振動体によって増幅して、移動体の推進力を発生させているため、圧電素子自体を振動体とする構成に比べて、材料の選択や形状設計等に制約が少なく、耐久性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態及び第１の変形例によるアクチュエータをそれぞれ断面で示す図である。
【図２】第１の実施形態によるアクチュエータに進行波を発生させた様子を説明する図である。
【図３】第１の実施形態によるアクチュエータの製造方法を説明する工程図である。
【図４】第２、第３の変形例によるアクチュエータをそれぞれ断面で示す図である。
【図５】第４、第５の変形例によるアクチュエータをそれぞれ断面で示す図である。
【図６】第２、第３の実施形態によるアクチュエータをそれぞれ断面で示す図である。
【図７】一従来例によるアクチュエータを示す図である。
【図８】別の従来例によるアクチュエータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１（ａ）は、第１の実施形態を示すもので、円筒状の支持部材である筒状部材１の内部に配置された振動体２は、中間部が膨らんだ形状の円筒状の部材であり、この膨らんだ部分が筒状部材１と嵌合（接触）するように配置されている。振動体２はステンレス等の金属や金属ガラスなどのアモルファス金属により形成されている。２つの圧電素子３ａ、３ｂは、それぞれ円筒状の部材であり、振動体２の両端部に固定され、振動体２の中間部は、圧電素子３ａ、３ｂの間に空間部２ａを形成する。
【００１９】
圧電素子３ａ、３ｂの内面には、それぞれ、第１の電極４ａと第２の電極４ｂが取り付けられている。交流電源１０ａは、第１の電極４ａと振動体２の間に振動電圧（交流電圧）を印加し、交流電源１０ｂは、第２の電極４ｂと振動体２の間に振動電圧（交流電圧）をかけることで、２つの圧電素子３ａ、３ｂはそれぞれ振動する。すなわち振動体２は共通電極としての機能も兼ねている。２つの圧電素子３ａ、３ｂの振動は振動体２に伝達され、増幅されて振動する振動体２と筒状部材１の接触部において発生する摩擦力の変化を推進力に変換することで、振動体２及び圧電素子３ａ、３ｂからなる移動体が筒状部材１に沿って移動する。
【００２０】
図２は、振動体２の振動を推進力に変換する原理を説明する模式図である。図２は説明のために振動振幅を誇張して示している。図２（ａ）において、Ｖａは交流電源１０ａにより第１の電極４ａと振動体２の間に加えられた正弦波状の振動電圧である。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、第１の電極４ａと振動体２の間に加えられた振動電圧Ｖａにより円筒状の圧電素子３ａは、矢印Ｒ１で示す直径方向に振動する。この振動は振動体２の第１の電極４ａ側の端部において、振動体２を直径方向に振動振幅を持つ振動モードで振動させる。
【００２２】
振動体２の第１の電極４ａ側の端部で発生した振動は、振動体２に沿って矢印Ｒ２で示した振動体２の軸方向に移動する進行波となる。この進行波の振幅は、振動体２と接触する筒状部材１との間の摩擦や振動体自体による内部減衰によって次第に小さくなり、振動体２の第２の電極４ｂ側の端部に達する。
【００２３】
この進行波を利用して、振動体２及び圧電素子３ａ、３ｂからなる移動体を筒状部材１の軸方向に相対的に移動させる。一般に波頭が移動する進行波は、端部で反射すると、反射した波と干渉することにより波頭が移動しない定在波となってしまう。進行波が反射により定在波になるのを防止するには、加振側と反対側の端部で振動を吸収しなければならない。
【００２４】
そこで本実施形態では、図２の（ａ）に示すように、交流電源１０ｂにより、第２の電極４ｂと振動体２の間に加えられた正弦波状の振動電圧Ｖｂを印加している。振動電圧Ｖｂは、振動電圧Ｖａと同じ周波数で異なる位相と振幅を有している。振動電圧Ｖｂの位相と振幅を最適化することにより、前述の進行波は、振動体２の第２の電極４ｂ側で完全に吸収することができる。すなわち、進行波が定在波に代わることなく維持される。
【００２５】
図２の（ｃ）は、Ｒ２方向に移動する進行波により、振動体２及び圧電素子３ａ、３ｂからなる移動体が筒状部材１の軸方向に相対的に移動する原理を説明する模式図である。
【００２６】
振動体２には、矢印Ｒ２で示す方向に進む進行波が発生しており、筒状部材１に接している。進行波は振動体２が矢印Ｒ３で示す方向に楕円振動している。この楕円振動により、振動体２と接している筒状部材１は、進行波とは逆の矢印Ｒ４で示す方向に押される。このようにして、筒状部材１は振動体２に対して矢印Ｒ２の方向へ相対移動する。
【００２７】
この時、楕円振動の振幅が大きければ大きいほど、筒状部材１を押す力（推進力）は強く、移動速度も速くなるため、アクチュエータの特性としては好ましい。本実施形態では、２つの圧電素子３ａ、３ｂの振幅を振動体２を用いて増幅している。このときの振幅の増幅は、振動体２が持っている固有振動モードを利用している。すなわち振動モードの「節」の近傍を加振すると、共振により振動モードの「腹」の近傍で非常に大きな振幅が得られる。すなわち、振動電圧Ｖａ、Ｖｂの周波数を、振動体２の固有振動数と一致させることにより、振動体２の振幅を共振を使って大きくすることができる
なお、アクチュエータの移動方向を変えるには、進行波の進む向きを反対にすればよい。すなわち、第２の電極４ｂと振動体２の間に振動電圧Ｖａを印加し、第１の電極４ａと振動体２の間に振動電圧Ｖｂを印加すればよい。
【００２８】
振動体２は両端部付近で滑らかなＲ形状の接続部２ｂを形成している。このＲ形状によって耐久性を大幅に改善することが可能である。この接続部２ｂは圧電素子３ａ、３ｂの加振力により強い応力がかかる部分であるので、特にこの部分を滑らかに接続することは重要である。このＲ形状により、応力が一箇所に集中することを防ぎ、振動体２の強度が向上する。その結果、耐久性が向上するとともに、より大きな振幅で振動させることが可能になり、より高速駆動できるアクチュエータを提供できる。
【００２９】
また、本発明では２つの圧電素子を持ち、両者が分離されている。片方の圧電素子で発生した振動エネルギが全部振動体に伝わるので効率が良い。
【００３０】
図３は振動体２の製造方法を説明するもので、まず、（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒状の犠牲部材１４の両側に第１の円筒状の圧電素子３ａと、第２の円筒状の圧電素子３ｂをはめ込む。圧電素子３ａ，３ｂの内側にはあらかじめ電極４ａ，４ｂをつけておく。犠牲部材１４は後述する犠牲層１２と同様、あとで薬品などを使って溶かしてしまい、空間をつくるための部材である。
【００３１】
次に、図３（ｃ）に示すように、円筒形の圧電素子３ａ，３ｂの両端に第１のキャップ１１をかぶせる。このキャップ１１は圧電素子の外形に対して大きな内径をもつマスク部１１ａを有し、これがひさしとなって圧電素子３の両端部をマスクする。
【００３２】
図３（ｄ）に示すように、第１のキャップ１１をかぶせた状態でスパッタ成膜装置に入れ、回転させながら犠牲層１２を成膜する。この時、先ほどのマスク部１１ａがあるので、犠牲層１２の厚さは端に向かってしだいに薄くなる。犠牲層１２の材料としては酸にもアルカリにも溶けるアルミニウムなどの金属や、有機溶剤に溶かすことのできる高分子材料が考えられる。
【００３３】
次に、図３（ｅ）に示すように、第２のキャップ１３を圧電素子３ａ、３ｂの両端部にかぶせ、回転させながら振動体２を犠牲層１２の上に成膜する。振動体２の材料としては、繰り返し応力に強い耐久性の高い材料が好ましい、例えばステンレス系の材料、あるいは金属ガラスなどアモルファス金属系の材料が好適である。特に金属ガラスなどアモルファス金属は、非晶質の金属原子からなるもので、通常金属と異なり、非晶質であるため高耐久性を発揮できる。すなわち、非晶質は硬度が高く、耐摩耗性を向上させることができる。また同様に筒状部材１を金属ガラスなどアモルファス金属で製作すれば、耐摩耗性を向上させ、さらに耐久性の高いアクチュエータを実現することができる。
【００３４】
次に、図３（ｆ）に示すように、円筒状の犠牲部材１４と犠牲層１２を溶かして振動体２の内側に空間部２ａを形成する。この時、犠牲層１２をとかす溶剤等と犠牲層１２の接触する部分を増やし、犠牲層が解けやすくする方法として、レーザ等により複数の微細な穴が形成された振動体２を使用することができる。また、振動体２に穴をあけることにより、接触部に隣接する空間部内の空気が圧縮されてもその穴から逃げるため圧力が高まることはない。従って振動体２が浮上することを防止できる。その結果、振動体２を大振幅で振動させても推力が落ちない。
【００３５】
このようにして製造することで、振動体２の圧電素子３ａ、３ｂとの接続部２ｂを滑らかなＲ形状とすることができる。
【００３６】
本実施形態では、振動体が共通電極を兼ねる構造であるが、圧電素子の片側に導体の薄膜をつけて、それを共通電極とする構成でもよい。ただし、振動体が導体であれば、共通電極として用いる場合は一方の電極を省略することができるため、簡便な構造とすることができる。
【００３７】
図１（ｂ）は、第１の実施形態の第１の変形例を示すもので、（ａ）に示す構成では振動体２が電極も兼ねていたが、本変形例においては、振動体２と２つの圧電素子３ａ、３ｂの間にそれぞれ電極５ａ、５ｂを配置している。振動体２とは別に電極５ａ、５ｂを設けているため、電気抵抗の低い材料、例えば銅や金などで電極を構成できる。電極を流れる電流による発熱を抑えることができるので、温度上昇を抑える効果がある。
【００３８】
図４（ａ）は、第２の変形例を示す。これは、前述した犠牲層を解けやすくする方法として振動体２に穴６をあけたものである。振動体２が振動して支持部材である筒状部材１と部分的に接触、非接触を高速に繰り返すときに、空気の圧力によって振動体２と筒状部材１が接触しない事態が考えられる。これは超音波浮上と呼ばれている。振動体２に形成された複数の微細な穴６により、この超音波浮上を防止することができる。
【００３９】
図４（ｂ）は、第３の変形例を示す。これは、振動体２の筒状部材１との接触部に波状形状部２ｃを形成したものである。波板形状の振動体２は、犠牲層を成膜する際に、網状のマスクをかけることで容易に製造することができる。
【００４０】
振動体２の振動中に、振動体２と筒状部材１の間における空気の圧力によって、振動体２が浮上してしまう、いわゆる超音波浮上が発生する。しかし振動体２を波板とすることにより、接触部に隣接する空間部内の空気が圧縮されても波板の谷部から逃げるため圧力が高まることはない。従って振動体２が浮上することを防止できる。その結果、振動体２を大振幅で振動させても推力が落ちない。
【００４１】
図５（ａ）は、第４の変形例を示す。これは、２つの圧電素子３ａ、３ｂを、振動体２や圧電素子３ａ、３ｂの振動に影響しない十分に柔らかい軟質材で結合したものである。このような軟質材として、硬度の低いシリコンゴムなどが好適である。このような軟質材を、前述の製作工程における犠牲部材１４及び犠牲層１２として用いれば犠牲層を除去する工程が必要ないため、製作が容易になり、コストダウンの効果がある。具体的には図３で説明した製造工程における円筒状の犠牲部材１４や犠牲層１２を軟質材とすることで実現できる。
【００４２】
図５（ｂ）は、第５の変形例を示す。これは、図３に示す製造工程において除去するのを犠牲層１２だけにした場合である。穴６は犠牲層１２を除去するためのエッチングホールである。このように選択的に部材を溶かすのは、部材の材質と溶かす薬品を選択することによって可能である。例えば犠牲層１２としてアルミニウムを用い、残す犠牲部材１４としてシリコンゴムを用い、薬品として塩酸など適当な酸を用いればアルミニウムだけを溶かしだすことができる。
【００４３】
図６（ａ）は、第２の実施形態を示す。第１の実施形態では、筒状部材１の内面を振動体２及び圧電素子３ａ、３ｂからなる移動体が相対的に移動している。これに対して本実施形態は、中実のパイプである筒状部材２１の外周に沿って円筒状の振動体２２及び圧電素子２３ａ、２３ｂからなる移動体が相対的に移動する。
【００４４】
振動体２２は円筒状の部材であり、軸方向の中間部の直径は端部の直径よりも小さく、中間部が凹んだ形状をなしている。この凹んだ部分が筒状部材２１と嵌合（接触）するように配置されている。２つの圧電素子２３ａ、２３ｂは円筒状の部材であり、振動体２２の両端部の外周と固定されている。振動体２２の中間部と２つの圧電素子３ａ、３ｂの間には空間部２２ａが形成されている。
【００４５】
２つの圧電素子２３ａ、２３ｂの外周面には、それぞれ、第１の電極２４ａと第２の電極２４ｂが取り付けられている。交流電源２０ａは、第１の電極２４ａと振動体２２の間に振動電圧Ｖａを印加し、交流電源２０ｂは、第２の電極２４ｂと振動体２２の間に振動電圧Ｖｂを印加することで、圧電素子２３ａ、２３ｂは振動する。すなわち振動体２２は共通電極としての機能も兼ねている。圧電素子２３ａ、２３ｂの振動は振動体２により増幅され、振動体２２と筒状部材２１の接触部において発生する摩擦力の変化を推進力に変換することで、振動体２２及び圧電素子２３からなる移動体が筒状部材２１の軸方向に相対的に移動する。
【００４６】
図６（ｂ）は、第３の実施形態を示す。本実施形態は、板状の支持部材である板状体３１と、板状の振動体３２及び板状の２つの圧電素子３３ａ、３３ｂからなる移動体を用いている。振動体３２の両端部を圧電素子３３ａ、３３ｂに固定し、振動部である中間部において板状体３１と接触させる。
【００４７】
板状の振動体３２は、両側の端部近傍で滑らかな接続部３２ｂで圧電素子３３ａ、３３ｂに接続される。接続部３２ｂのＲ形状によって耐久性を大幅に改善することが可能である。振動体３２の中間部は板状体３１の上面に接触する。ここで、重力の方向を下向きとすると、振動体３２は自重によって板状体３１に押し付けられているため、浮き上がることなく、接触状態を保つことができる。
【００４８】
圧電素子３３ａ、３３ｂの両端には、第１の電極３４ａ、第２の電極３４ｂが取り付けられている。交流電源３０ａは、第１の電極３４ａと振動体３２の間に振動電圧Ｖａを印加し、交流電源３０ｂは、第２の電極３４ｂと振動体３２の間に振動電圧Ｖｂを印加することで、圧電素子３３ａ、３３ｂは振動する。振動電圧Ｖａ、Ｖｂによって発生する圧電素子３３ａ、３３ｂの振動が振動体３２に伝達され、振動体３２に進行波を発生させ、これに接触している板状体３１に対して相対移動する。
【００４９】
本実施形態によれば、支持部材を板状の部材で構成できるので、スパッタなどの成膜法を用いれば簡便に製作することができる。また、振動体と支持部材である板状体との接触状態を保つための押し付け力は、前述の重力だけではなく、ばねや磁石を利用してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１、２１    筒状部材
２、２２、３２    振動体
３ａ、３ｂ、２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂ    圧電素子
４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３４ｂ    電極
３１    板状体
【図１】
2010206950.tif 000003
【図２】
2010206950.tif 000004
【図３】
2010206950.tif 000005
【図４】
2010206950.tif 000006
【図５】
2010206950.tif 000007
【図６】
2010206950.tif 000008
【図７】
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【図８】
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