(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動することによって駆動力を出力するアクチュエータ本体と、
前記アクチュエータ本体が当接しており、該アクチュエータ本体に対して所定の移動方向に相対的に移動可能な移動体と、
前記移動体を挟んで前記アクチュエータ本体と対向する位置に配置され、該アクチュエータ本体と共に該移動体を挟持する対向部材とを備え、
前記対向部材は、所定の回転軸回りに回転するローラであり、
前記移動体は、移動体本体と、該移動体本体に設けられて前記アクチュエータ本体と当接し且つ該移動体本体よりも弾性係数が大きい第１摺動部材と、該移動体本体に設けられて前記対向部材と当接し且つ該移動体本体よりも弾性係数が小さい第２摺動部材とを有する駆動装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ本体と前記対向部材とを連結し、該アクチュエータ本体及び対向部材が前記移動体を押圧するように該アクチュエータ本体及び対向部材を付勢する連結部材をさらに備える、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記移動体を前記移動方向に移動可能に支持するシャフトをさらに備える、請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ本体を、前記連結部材により付勢する方向に沿って変位可能に支持する支持部をさらに備える、請求項２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ本体及び前記対向部材は、前記移動体のうち前記移動方向における端部を挟持可能に構成されている、
請求項１乃至４の何れか１つに記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、移動体を振動型アクチュエータで駆動する駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動型アクチュエータを用いた駆動装置は従来より知られている。例えば、特許文献１に係る駆動装置は、圧電素子で構成された振動型アクチュエータを振動させることによって、移動体を駆動している。詳しくは、該駆動装置は、移動体を振動型アクチュエータと、該振動型アクチュエータに対向する対向部材とで挟み込んでいる。これら振動型アクチュエータと対向部材とは、互いに、移動体を押圧する方向に付勢されている。これにより、振動型アクチュエータと移動体との間の摩擦力を高めている。この状態で振動型アクチュエータを振動させると、その振動に伴って駆動子が変位し、移動体が駆動される。
【０００３】
ここで、振動型アクチュエータの駆動力を移動体へ効率良く伝えるためには、振動型アクチュエータの付勢力を高めて、振動型アクチュエータと移動体との間の摩擦力を大きくする必要がある。しかし、その付勢力が大きすぎると、移動体を変形させてしまう虞がある。このため、特許文献１に係る駆動装置では、移動体の剛性を高くしている。具体的には、移動体を構成する部材を、樹脂材料やアルミニウム合金ではなく、それらよりも剛性の高いセラミックスやステンレス材料で構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述の構成では、移動体の移動に伴って、移動体における、振動型アクチュエータと対向部材とが当接する部分も変化する。例えば、移動体の移動状況によっては、振動型アクチュエータと対向部材とは、移動体の端部を挟持する場合がある。しかしながら、振動型アクチュエータと対向部材とが移動体の端部を挟持する際には、移動体の駆動が不安定になるという問題がある。その結果、振動型アクチュエータと対向部材とが移動体のうち、端部以外の部分（中間部ともいう）を挟持する範囲でしか、移動体を移動させることができない。つまり、移動体の移動ストロークが制限され、大きくできない。
【０００６】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、移動体が正常に動作可能な移動ストロークを広げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願出願人は、鋭意研究の結果、移動体の端部において移動体の駆動が不安定になる原因は、移動体に作用する不要な力であることを見出した。その力について、以下に説明する。
【０００８】
移動体は、振動型アクチュエータ及び対向部材に押圧されることによって、これらが当接する部分が凹むように変形する。一方、移動体の移動方向において、当該当接部分の両側の部分であって、当接部分から少し離れた部分は殆ど変形していない。つまり、当接部分が最も凹み、当接部分から移動方向へ離れるにつれて凹み量が小さくなっていく。こうして、移動体は、移動方向において、当接部分を中心として実質的に対称に変形している。このとき、振動型アクチュエータ及び対向部材からの押圧力は、移動体を移動方向へ移動させる力としては作用しない。
【０００９】
しかし、移動体がこのように変形するのは、当接部分が移動体の中間部に位置するときであって、当接部分が移動体の端部に位置する場合には、移動体の変形態様が異なる。当接部分が移動体の中間部に位置するときには、移動方向において、当接部分の両側には殆ど変形していない部分が存在し且つ、移動体１１は連続的に繋がった構造体であるため、各部分は互いに拘束し合い、当接部分から離れるに従って変形量が小さくなっていく。
【００１０】
ところが、当接部分が移動体の端部に位置するときには、当接部分よりも移動方向における移動体の端側には、移動体１１が少ししか存在しない。そのため、当接部分よりも移動体の端側には、変形を拘束し合う部分が少なく、移動体の端部は移動体の中間部に比べて変形しやすくなっている。換言すれば、移動体の端部は、中間部に比べて剛性が小さくなっている。ただし、移動方向において、当接部分よりも移動体の中央側には殆ど変形していない部分が存在するため、当接部分が移動体の中間部に位置するときと同様に、当接部分から離れるに従って変形量が小さくなっていく。このように、当接部分が移動体の端部に位置するときには、移動体は、移動方向において、当接部分を中心として実質的に非対称に変形している。そのため、当接部分は、移動方向に平行ではなく、移動体の端側へ向かって沈み込むように傾斜した状態となっている。その結果、振動型アクチュエータ及び対向部材からの押圧力は、移動体を移動方向へ移動させる力として作用し、移動体が振動型アクチュエータと対向部材との間から抜け出してしまう虞がある。本明細書では、この押圧力のうち、移動方向へ移動させる力として移動体へ作用する力を、「抜出力」と称する。
【００１１】
ここに開示された駆動装置は、抜出力を抑制することができる。詳しくは、前記駆動装置は、振動することによって駆動力を出力するアクチュエータ本体と、前記アクチュエータ本体が当接しており、該アクチュエータ本体に対して所定の移動方向に相対的に移動可能な移動体と、前記移動体を挟んで前記アクチュエータ本体と対向する位置に配置され、該アクチュエータ本体と共に該移動体を挟持する対向部材とを備え、前記移動体のうち、前記対向部材と当接する部分は、該対向部材よりも弾性係数が小さいものとする。
【発明の効果】
【００１２】
前記駆動装置によれば、前記移動体のうち前記対向部材と当接する部分は、該対向部材よりも弾性係数が小さいため、移動体が対向部材からの押圧力により変形するときには、対向部材が当接している部分が局所的に変形する。それにより、当接部分の傾斜を抑制することができるため、抜出力を低減することができる。その結果、移動体が正常に動作可能な移動ストロークを広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図２】駆動装置の、図１とは別の角度から見た斜視図である。
【図３】駆動装置の分解斜視図である。
【図４】圧電素子ユニットの分解斜視図である。
【図５】アクチュエータ本体の概略構成を示す概略正面図である。
【図６】アクチュエータ本体の長手方向への１次モードの縦振動による変位を示す概念図である。
【図７】アクチュエータ本体の２次モードの屈曲振動による変位を示す概念図である。
【図８】アクチュエータ本体の動作を示す概念図である。
【図９】超音波アクチュエータによるステージの駆動を説明するための概念図であって、（Ａ）は駆動前の状態を示す図、（Ｂ）はアクチュエータ本体が長手方向に伸張することで一方の駆動子によってステージを駆動する状態を示す図、（Ｃ）はアクチュエータ本体が長手方向に収縮することで他方の駆動子によってステージを駆動する状態を示す図である。
【図１０】駆動装置の主要部材の断面図であって、対向部材が移動体の中間部に位置し且つ対向部材に付勢力が加わっていない状態を示す図である。
【図１１】駆動装置の主要部材の断面図であって、対向部材が移動体の中間部に位置し且つ対向部材に付勢力が加わっている状態を示す図である。
【図１２】駆動装置の主要部材の断面図であって、第２摺動板の弾性係数が対向部材と同じ構成において、対向部材が移動体の端部に位置し且つ対向部材に付勢力が加わっている状態を示す図である。
【図１３】駆動装置の主要部材の断面図であって、第２摺動板の弾性係数が対向部材よりも小さい構成において、対向部材が移動体の端部に位置し且つ対向部材に付勢力が加わっている状態を示す図である。
【図１４】駆動装置の主要部材の断面図であって、対向部材の弾性係数が第２摺動板よりも小さい構成において、対向部材が移動体の中間部に位置し且つ対向部材に付勢力が加わっている状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、実施形態に係る駆動装置の斜視図を、図２は、駆動装置を図１とは別の角度から観た斜視図を、図３は、駆動装置の分解斜視図を示す。尚、図中のＸ軸は、後述する移動体１１の移動方向と一致し、Ｙ軸は、後述するアクチュエータ本体４及びローラ６の付勢方向と一致し、Ｚ軸は、該移動方向及び付勢方向の両方に直交する方向と一致する。図１０〜１４においても同様である。実施形態に係る駆動装置１は、図１〜３に示すように、基台（図示省略）に固定されたシャフト１０と、該シャフト１０に摺動自在に設けられた移動体１１と、該移動体１１を駆動する超音波アクチュエータ２と、該基台に対して固定され、該超音波アクチュエータ２を支持する支持体８と、該超音波アクチュエータ２を駆動制御する制御装置（図示省略）とを備えている。
【００１６】
移動体１１は、四角柱状であって、その軸方向に貫通孔１１ｂ（図１０にのみ図示）が貫通形成された移動体本体１１ａと、貫通孔１１ｂの両端部に設けられた軸受部１５（図１〜３では、それぞれ１つだけ図示）と、後述するアクチュエータ本体４が当接する第１摺動板１３と、後述するローラ６が当接する第２摺動板１４とを有している。軸受部１５は、貫通孔１１ｂに圧入又は接着固定されている。この軸受部１５に、シャフト１０が挿通される。こうして、移動体１１は、シャフト１０の軸方向（図中のＸ軸方向）に沿って摺動可能に構成されている。このシャフト１０の延びる方向が移動体１１の可動方向となる。この移動体１１は、詳しくは後述するが、超音波アクチュエータ２が発生する駆動力を受けて、シャフト１０に沿って移動する。
【００１７】
ここで、移動体本体１１ａは、例えば、ガラス繊維を含有するポリカーボネートで構成されている。ガラス繊維は、ポリカーボネートの剛性を高めるために添加されている。一般的な、ガラス繊維を含有するポリカーボネートのヤング率は、３．４〜８．８ＧＰａである。また、軸受部１５は、例えば、摺動性に優れた含油軸受である。軸受部１５は、例えば、焼結により製造される。軸受部１５のヤング率は、例えば、約５４ＧＰａである。すなわち、軸受部１５は、移動体本体１１ａよりもヤング率、即ち、弾性係数が大きい。
【００１８】
第１摺動板１３は、例えば、アルミナで構成され、移動体本体１１ａの４つの側面のうちの一の側面（図１〜３では下面）に接着固定されている。アルミナのヤング率は、概ね２５０〜４００ＧＰａである。第１摺動板１３の剛性は、移動体本体１１ａよりも高くなっている。また、第１摺動板１３の厚み（Ｙ軸方向の寸法）は、第２摺動板１４の２倍以上の厚さとなっている。こうして、第１摺動板１３の曲げ剛性を高くし、移動体本体１１ａの変形を小さくしている。この第１摺動板１３が摺動部材を構成する。
【００１９】
一方、第２摺動板１４は、例えば、プラスチック材料で構成され、移動体本体１１ａの４つの側面のうち、第１摺動板１３が設けられた側面と対向する側面に接着固定されている。プラスチック材料の例としては、ガラス繊維を含まないポリカーボネートが挙げられる。ポリカーボネートのヤング率は、約２．６ＧＰａである。すなわち、第２摺動板１４の弾性係数は、移動体本体１１ａの弾性係数よりも小さい。また、第２摺動板１４の弾性係数は、後述するローラ６の弾性係数よりも小さい。
【００２０】
尚、第１及び第２摺動板１３，１４の材質も前述の材質に限られるものではなく、任意の材質を用いて形成することができる。ただし、第２摺動板１４の弾性係数は、ローラ６の弾性係数よりも小さくすることが好ましく、移動体本体１１ａの弾性係数よりも小さくすることがさらに好ましい。
【００２１】
以下に、超音波アクチュエータ２の構成について説明する。超音波アクチュエータ２は、移動体１１に当接するように付勢されると共に振動することにより移動体１１に駆動力を出力するアクチュエータ本体４と、該アクチュエータ本体４を保持するホルダ５と、アクチュエータ本体４と共に移動体１１を挟持するローラ６と、アクチュエータ本体４とローラ６とを弾性的に連結する連結部材７とを備えている。この超音波アクチュエータ２が振動型アクチュエータを構成する。
【００２２】
前記アクチュエータ本体４は、圧電素子で構成されている。アクチュエータ本体４は、略長方形状の相対向する一対の主面４０ａ（図３では１つだけ図示）と、この主面４０ａと直交して該主面４０ａの長手方向に延びる、相対向する一対の長辺側面４０ｃ（図３では１つだけ図示）と、これら主面４０ａ及び長辺側面４０ｃの両方と直交して該主面４０ａの短手方向に延びる、相対向する一対の短辺側面４０ｅ（図３では１つだけ図示）とを有する略直方体状をしている。アクチュエータ本体４には、該アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１に伝達する駆動子３，３が設けられている。
【００２３】
図４に、アクチュエータ本体４の分解斜視図を示す。アクチュエータ本体４は、図４に示すように、圧電体層（圧電素子）４１，４１，…と内部電極層４２，４４，４３，４４とを交互に積層して構成される。内部電極層４２，４４，４３，４４は、積層方向に圧電体層４１を介して交互に配された、第１給電電極層４２と共通電極層４４と第２給電電極層４３と共通電極層４４とを含んでいる。これら第１給電電極層４２と共通電極層４４と第２給電電極層４３と共通電極層４４とを１セットとして、複数セットの内部電極層４２，４４，４３，４４が圧電体層４１を介在させた状態で繰り返し積層されている。尚、積層方向の両端には、圧電体層４１，４１が位置するようになっている。これら第１給電電極層４２、第２給電電極層４３及び共通電極層４４のそれぞれは、各圧電体層４１の主面上に印刷されている。
【００２４】
前記各圧電体層４１は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛などのセラミック材料からなる絶縁体層である。圧電体層４１は、前記アクチュエータ本体４と同様に、一対の主面と、一対の長辺側面と、一対の短辺側面とを有する略直方体状をしている。また、各圧電体層４１のそれぞれの長辺側面には、長手方向両端部に第１及び第２外部電極４６，４７が形成され、該第１及び第２外部電極４６，４７よりも長手方向内側には２つの共通外部電極４８，４８が形成されている。すなわち、圧電体層４１の各長辺側面には、第１外部電極４６、共通外部電極４８、共通外部電極４８、第２外部電極４７が、長手方向に沿ってこの順で、互いに間隔を空けて並んでいる。
【００２５】
前記各共通電極層４４は、圧電体層４１の主面の略全面に亘って設けられた略長方形状をしている。また、各共通電極層４４のそれぞれの長辺部からは、圧電体層４１の長辺側面に形成された共通外部電極４８，４８まで延びる引出電極４４ａ，４４ａが形成されている。
【００２６】
前記第１及び第２給電電極層４２，４３は、図５に示すように、圧電体層４１の主面をその長手方向及び短手方向にそれぞれ２等分してなる４つの領域のうち該主面の対角線方向に位置する２対の領域のうち一方の対の領域にそれぞれ形成された一対の第１電極４２ａ，４２ｂと、他方の対の領域にそれぞれ形成された一対の第２電極４３ａ，４３ｂとを有する。これら第１電極４２ａ，４２ｂ及び第２電極４３ａ，４３ｂは、圧電体層４１を挟んで共通電極層４４と対向している。また、第１電極４２ａ，４２ｂのそれぞれからは、それらに近接する、圧電体層４１の長辺側面に形成された第１外部電極４６，４６まで延びる引出電極４２ｄ，４２ｄが形成されている。第２電極４３ａ，４３ｂのそれぞれからは、それらに近接する、圧電体層４１の長辺側面に形成された第２外部電極４７，４７まで延びる引出電極４３ｄ，４３ｄが形成されている。そして、第１給電電極層４２においては、第１電極４２ａ，４２ｂが第１導通電極４２ｃを介して導通している。また、第２給電電極層４３においては、第２電極４３ａ，４３ｂが第２導通電極４３ｃを介して導通している。
【００２７】
これら圧電体層４１，４１，…と内部電極層４２，４４，４３，４４とを交互に積層することで構成されたアクチュエータ本体４の各長辺側面４０ｃ，４０ｄにおいては、各圧電体層４１の共通外部電極４８，４８がそれぞれ積層方向に並んで一まとまりに形成されている。この外部電極４８には、前記共通電極層４４，４４に形成された引出電極４４ａ，４４ａが電気的に接続されている。こうして、異なる圧電体層４１，４１，…に設けられた共通電極層４４，４４，…は、共通外部電極４８，４８を介して互いに導通している。
【００２８】
同様に、アクチュエータ本体４の各長辺側面４０ｃ，４０ｄにおいては、各圧電体層４１の第１外部電極４６が積層方向に並んで一まとまりに形成されていると共に、各圧電体層４１の第２外部電極４７が積層方向に並んで一まとまりに形成されている。第１外部電極４６，４６には、前記第１電極４２ａ，４２ｂからの引出電極４２ｄ，４２ｄが電気的に接続されている。また、第２外部電極４７，４７には、前記第２電極４３ａ，４３ｂからの引出電極４３ｄ，４３ｄが電気的に接続されている。こうして、第１電極４２ａ，４２ｂは、第１導通電極４２ｃ及び第１外部電極４６，４６を介して、異なる圧電体層４１，４１，…に設けられた第１電極４２ａ，４２ｂと互いに導通している。また、第２電極４３ａ，４３ｂは、第２導通電極４３ｃ及び第２外部電極４７，４７を介して、異なる圧電体層４１，４１，…に設けられた第２電極４３ａ，４３ｂと互いに導通している。これら外部電極４６，４７，４８には、制御装置からの信号線が接続される。アクチュエータ本体４は、外部電極４６，４７，４８を介して給電される。
【００２９】
そして、アクチュエータ本体４の一方の長辺側面（すなわち、後述する屈曲振動の振動方向を向く一対の面のうちの一方の面。以下、設置面ともいう）４０ｃには、２個の駆動子３，３が設けられている。
【００３０】
これら駆動子３，３は、断面半円形の柱状の部材であって、ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、タングステンカーバイド等で形成されている。駆動子３，３は、その軸方向がアクチュエータ本体４の厚み方向を向くように配設されている。駆動子３，３は、設置面４０ｃに対して接着剤を介して面接触状に取り付けられている。
【００３１】
また、駆動子３，３が設けられた位置は、設置面４０ｃにおいて、アクチュエータ本体４の長手方向両端部から該設置面４０ｃの全長の３０〜３５％距離だけ内側に入った位置であり、即ち、アクチュエータ本体４の後述する屈曲振動の２次モードの腹の位置であって、振動が最も大きくなる位置である。
【００３２】
このように構成されたアクチュエータ本体４は、前記外部電極４８をグランドに接続し、前記第１及び第２外部電極４６，４７に所定周波数の交流電圧を位相が９０°ずれた状態で印加することによって、圧電体層４１の主面の対角線方向に位置する一方の対の第１電極４２ａ，４２ｂと、他方の対の第２電極４３ａ，４３ｂとに互いに位相が９０°ずれた交流電圧が印加され、その長手方向への伸縮振動（いわゆる、縦振動）とその短手方向への屈曲振動（いわゆる、横振動）とが誘起される。
【００３３】
伸縮振動の共振周波数及び屈曲振動の共振周波数は、アクチュエータ本体４の材料、形状等により決定される。さらに、両共振周波数は、アクチュエータ本体４を支持する力及び支持する部分によっても影響を受ける。これらを考慮して両共振周波数を略一致させ、その近傍の周波数の交流電圧を、位相を９０°ずらした状態で第１及び第２外部電極４６，４７のそれぞれに印加する。例えば、伸縮振動の１次モード（図６参照）の共振周波数と屈曲振動の２次モード（図７参照）の共振周波数とが一致するようにアクチュエータ本体４の形状等を設計して、該共振周波数近傍の交流電圧を前述の如く、位相を９０°ずらして印加することによって、アクチュエータ本体４には、伸縮振動の１次モードと屈曲振動の２次モードとが調和的に誘起され、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す形状の変化を順番に起こす。
【００３４】
その結果、アクチュエータ本体４に設けられた各駆動子３が該アクチュエータ本体４の主面と平行な平面（図７における紙面と平行な面）、即ち、長手方向と短手方向とを含む平面（さらに換言すれば、伸縮振動の振動方向と屈曲振動の振動方向とを含む平面）内で略楕円運動、即ち、周回運動を行う。
【００３５】
このように構成されたアクチュエータ本体４は、駆動子３，３が移動体１１の第１摺動板１３に当接する状態で配設される。
【００３６】
ホルダ５は、ポリカーボネート（ガラス繊維入り）で構成された、四角柱状の部材である。ホルダ５は、アクチュエータ本体４の駆動子３，３が設けられていない方の長辺側面に設けられている。ホルダ５は、アクチュエータ本体４の長手方向中央において厚み方向（即ち、積層方向）に延びるようにして、該長辺側面に、例えば接着剤を介して取り付けられている。ホルダ５の両端部は、アクチュエータ本体４の両主面から厚み方向に突き出ている。
【００３７】
ローラ６は、ローラ本体６１と、ローラシャフト６２とを有している。ローラ本体６１は、ボールベアリングを介してローラシャフト６２に回転自在に取り付けられている。このローラ６が、対向部材を構成する。このローラ６は、移動体１１に当接すると共に該移動体１１を挟んでアクチュエータ本体４と対向する位置に位置する。ローラ本体６１及びローラシャフト６２は、剛性を高めるためにＳＵＳ３０４やＳＵＳ４１０といったステンレス合金で形成されている。ステンレス合金のヤング率は、約２００ＧＰａである。
【００３８】
連結部材７は、連結部材本体７０と、該連結部材本体７０に取り付けられてローラ６を移動体１１に押圧するための押圧板７４と、該連結部材本体７０に取り付けられてアクチュエータ本体４を移動体１１に押圧するための板バネ７５とを有している。連結部材７は、アクチュエータ本体４とローラ６とを連結すると共に、該アクチュエータ本体４とローラ６とが移動体１１を押圧するように該アクチュエータ本体４とローラ６とを付勢している。
【００３９】
連結部材本体７０は、アクチュエータ本体４の短手方向に互いに平行に延びる第１連結部７１及び第２連結部７２と、アクチュエータ本体４の長手方向に延びて該第１及び第２連結部７１，７２を連結する第３連結部７３とを有している。
【００４０】
第１連結部７１は、アクチュエータ本体４の短手方向へ平坦に延びる本体部７１ａと、該本体部７１ａの両端部から本体部７１ａに対して略垂直に屈曲する取付部７１ｂ，７１ｂとを有している。第２連結部７２は、第１連結部７１と同様の形状をしており、本体部７２ａと、取付部７２ｂ，７２ｂとを有している。取付部７１ｂ，７２ｂには、それぞれネジ孔７１ｃ，７２ｃ（図３にのみ図示）が貫通形成されている。第１連結部７１の一方の取付部７１ｂ及び第２連結部７２の一方の取付部７２ｂは、移動体１１の第２摺動板１４と対向し、第１連結部７１の他方の取付部７１ｂ及び第２連結部７２の他方の取付部７２ｂは、移動体１１の第１摺動板１３と対向する。第３連結部７３は、第１連結部７１の本体部７１ａと、第２連結部７２の本体部７２ａとを連結している。第３連結部７３は、第１連結部７１の本体部７１ａや第２連結部７２の本体部７２ａと同一平面上を延びるのではなく、本体部７１ａ及び本体部７２ａよりも取付部７１ｂ，７２ｂとは反対側に浮き上がっている。これら第１〜第３連結部７１〜７３は、平板を屈曲させて一体に形成されており、全体としてＨ字状に形成されている。
【００４１】
押圧板７４は、略長方形状の平板で構成されている。押圧板７４は、その長手方向中央に長方形の貫通孔７４ａが、長手方向両端部に円形の挿通孔７４ｂ，７４ｂ（図３にのみ図示）が貫通形成されている。押圧板７４は、第１及び第２連結部７１，７２の、第２摺動板１４と対向する側の取付部７１ｂ，７２ｂにネジ締結される。詳しくは、押圧板７４の挿通孔７４ｂ，７４ｂに挿通されたネジ７６，７６がそれぞれ、取付部７１ｂのネジ孔７１ｃ及び取付部７２ｂのネジ孔７２ｃに締結されることによって、押圧板７４が第１及び第２連結部７１，７２に取り付けられる。尚、押圧板７４は、第１及び第２連結部７１，７２と一体に構成してもよい。
【００４２】
このとき、押圧板７４と移動体１１とでローラ６を挟持している。詳しくは、ローラ本体６１は、押圧板７４の貫通孔７４ａ内に位置し、該貫通孔７４ａから突出している。このとき、ローラ６のローラシャフト６２は、押圧板７４と接触しており、押圧板７４により移動体１１側へ押圧されている。その結果、ローラ本体６１が移動体１１の第２摺動板１４に押し付けられる。尚、押圧板７４の長辺における、長手方向中央には、その短手方向に突出する突起部７４ｃ，７４ｃが設けられている。
【００４３】
板バネ７５は、板金を折り曲げて構成されている。詳しくは、板バネ７５は、アクチュエータ本体４の長辺側面と平行な底板部７５ａと、底板部７５ａの両端部から立設され、アクチュエータ本体４の短辺側面と平行な縦板部７５ｂ，７５ｂと、縦板部７５ｂ，７５ｂの先端から外側へ底板部７５ａと平行に延びるフランジ部７５ｃ，７５ｃとを有している。板バネ７５は、アクチュエータ本体４の、ホルダ５が設けられた長辺側面及び２つの短辺側面を外側から覆うように、全体として凹形状をしている。各フランジ部７５ｃには、後述するネジを挿通させる挿通孔７５ｄが貫通形成されている。
【００４４】
この板バネ７５は、第１及び第２連結部７１，７２の、第１摺動板１３と対向する側の取付部７１ｂ，７２ｂにネジ締結される。詳しくは、板バネ７５の挿通孔７５ｄ，７５ｄに挿通された段付ネジ７７，７７がそれぞれ、取付部７１ｂのネジ孔７１ｃ及び取付部７２ｂのネジ孔７２ｃに締結されることによって、板バネ７５が第１及び第２連結部７１，７２に取り付けられる。このとき、段付ネジ７７には、コイルバネ７８が外嵌されている。このコイルバネ７８は、段付ネジ７７の頭と板バネ７５とに挟持されて圧縮変形している。こうして連結部材７に取り付けられる板バネ７５は、移動体１１との間にアクチュエータ本体４を収容し、移動体１１との間で該アクチュエータ本体４を挟持している。詳しくは、板バネ７５の底板部７５ａがアクチュエータ本体４に設けられたホルダ５と当接している。その結果、圧縮変形したコイルバネ７８の弾性力が板バネ７５及びホルダ５を介してアクチュエータ本体４を移動体１１側へ付勢する。その結果、アクチュエータ本体４は、移動体１１の第１摺動板１３を押圧する。すなわち、これら板バネ７５、段付ネジ７７及びコイルバネ７８が付勢部として機能する。
【００４５】
それに加えて、コイルバネ７８の弾性力は、段付ネジ７７を介して連結部材７にも伝達し、さらに連結部材７及び押圧板７４を介してローラ６に伝達する。つまり、コイルバネ７８の弾性力は、ローラ６を移動体１１側へ付勢する。その結果、ローラ６は、移動体１１の第２摺動板１４を押圧する。
【００４６】
このように、超音波アクチュエータ２では、連結部材７によって連結されたアクチュエータ本体４とローラ６とが移動体１１を挟持した状態で該移動体１１を押圧している。こうして、アクチュエータ本体４の駆動子３，３と移動体１１との間には、コイルバネ７８の弾性力に応じた摩擦力が生じている。その結果、駆動子３，３から出力される駆動力を移動体１１に効率良く伝達することができる。そして、このように駆動子３，３を移動体１１に押圧する構成であっても、移動体１１は駆動子３，３と反対側から駆動子３，３の押圧力と同様の押圧力でローラ６により押圧されているため、移動体１１に作用する押圧力は相殺される。その結果、シャフト１０に、偏った不要な力が作用することを防止することができ、移動体１１を円滑に移動させることができる。
【００４７】
次に、支持体８の構成について説明する。支持体８は、アクチュエータ本体４を支持する第１及び第２支持板８１，８２と、第１及び第２支持板８１，８２が取り付けられると共に基台に固定されるベース部材８３とを有している。この支持体８が支持部を構成する。
【００４８】
ベース部材８３は、ブロック状の部材であって、基台にネジ締結される。また、ベース部材８３には、第１及び第２支持板８１，８２を取り付けるためのネジ孔８３ａ，８３ａ（図３に２つだけ図示）が形成されている。
【００４９】
第１支持板８１は、屈曲した板状の部材で構成されている。第１支持板８１は、方形の基端部８４と、基端部８４から延びる延設部８５と、延設部８５の先端部に対向して設けられた対向ガイド部８６と、該延設部８５と対向ガイド部８６とを連結する連結部８７とを有している。
【００５０】
また、基端部８４の中央には、開口部８４ａが厚み方向に貫通形成されている。この開口部８４ａに、ホルダ５を支持するためのガイド部材８８（図３では１つだけ図示）が設けられる。ガイド部材８８は、基端部８４に接着固定されている。ガイド部材８８には、アクチュエータ本体４を移動体１１へ付勢する方向（即ち、アクチュエータ本体４の短手方向であって、図中のＹ軸方向）に延びる長孔状のガイド孔８８ａが貫通形成されている。ガイド孔８８ａは、ホルダ５の幅よりも少し余裕のある幅を有している。ガイド孔８８ａには、ホルダ５の、アクチュエータ本体４の厚み方向に突出する端部が挿入される。ホルダ５の端部は、ガイド孔８８ａ内をガイド孔８８ａの延伸方向に摺動することができる。ガイド部材８８は、基端部８４よりも弾性率が小さく、又硬度が小さい材料で構成されている。また、ガイド部材８８は、ホルダ５よりも軟質で、しかも樹脂などに対して摺動性に優れる材料で構成されている。例えば、ガイド部材８８は、ポリアセタールで構成されている。尚、ホルダ５の突出量によっては、ガイド孔８８ａはガイド部材８８を貫通せず、有底状であってもよい。また、基端部８４の四隅のうち、延設部８５が設けられた辺と反対側の辺の両端に位置する２つの隅部にはそれぞれ、挿通孔８４ｂが貫通形成されている。これら挿通孔８４ｂ，８４ｂにネジ８４ｃ，８４ｃを挿通し、該ネジ８４ｃ，８４ｃをベース部材８３のネジ孔８３ａ，８３ａに締結することによって、第１支持板８１がベース部材８３に取り付けられる。
【００５１】
延設部８５は、基端部８４の一辺から、ガイド孔８８ａの延設方向と同じ方向に延びている。延設部８５の先端には、ガイド溝８５ａとなる切り込みが形成されている。すなわち、延設部８５の先端は、二股状に形成されている。このガイド溝８５ａの延びる方向と基端部８４のガイド孔８８ａの延びる方向とは一致している。すなわち、ガイド溝８５ａとガイド孔８８ａとは、一直線上に配置されている。
【００５２】
対向ガイド部８６は、延設部８５の先端部と同様に、ガイド溝８６ａとなる切り込みが形成され、二股状に形成されている。この対向ガイド部８６は、延設部８５の先端部と対向する状態で、連結部８７を介して該先端部に連結されている。
【００５３】
ガイド溝８５ａ，８６ａは、ローラ６のローラシャフト６２の外径よりも少し余裕のある幅を有しており、ローラシャフト６２が嵌るように構成されている。また、ガイド溝８５ａ，８６ａには、ローラシャフト６２に加えて、押圧板７４の突起部７４ｃ，７４ｃが嵌るように構成されている。
【００５４】
また、第２支持板８２は、略長方形状の平板状の部材で構成されている。第２支持板８２の略中央には、開口部８２ａが厚み方向に貫通形成されている。この開口部８２ａに、ホルダ５を支持するためのガイド部材（図示省略）が設けられる。このガイド部材は、第１支持板８１のガイド部材８８と同じ構成をしている。すなわち、ガイド部材には、アクチュエータ本体４を移動体１１へ付勢する方向に延びる長孔状のガイド孔が貫通形成されている。このガイド孔には、ホルダ５の、アクチュエータ本体４の厚み方向に突出する端部が挿入される。ホルダ５の端部は、ガイド孔内をガイド孔の延伸方向に摺動することができる。アクチュエータ本体４の短手方向に延びる略長方形のガイド孔が貫通形成されている。ガイド孔は、ホルダ５の幅よりも少し余裕のある幅を有しており、ホルダ５が嵌るように構成されている。また、第２支持板８２の四隅のうち、一方の長辺の両端に位置する２つの隅部にはそれぞれ、挿通孔８２ｂ，８２ｂが貫通形成されている。これら挿通孔８２ｂ，８２ｂにネジ８２ｃ，８２ｃを挿通し、該ネジ８２ｃ，８２ｃをベース部材８３のネジ孔８３ａ，８３ａに締結することによって、第２支持板８２がベース部材８３に取り付けられる。第２支持板８２をベース部材８３に取り付けたとき、開口部８２ａに設けられたガイド部材のガイド孔は、第１支持板８１の対向ガイド部８６のガイド溝８６ａと一直線上に配置される。
【００５５】
このように、支持体８は、超音波アクチュエータ２のホルダ５を第１及び第２支持板８１，８２の開口部８４ａ，８２ａに設けたガイド部材８８のガイド孔８８ａで支持すると共に、超音波アクチュエータ２のローラシャフト６２を第１支持板８１のガイド溝８５ａ，８６ａで支持する。これら第１及び第２支持板８１，８２がガイド部を、ガイド孔８８ａが長孔を、ガイド溝８５ａ，８６ａが溝を構成し、ホルダ５及びローラシャフト６２が係合部を構成する。
【００５６】
ここで、ホルダ５が嵌るガイド孔８８ａと、ローラシャフト６２が嵌るガイド溝８５ａ，８６ａとは、アクチュエータ本体４の厚み方向を向かって見たときに一直線上に配置されているため、ローラ６と移動体１１との当接部分は、シャフト１０の軸方向において、２つの駆動子３，３と移動体１１との当接部の中間地点と一致している。すなわち、ローラ６及びアクチュエータ本体４で移動体１１を挟み込む押圧力は、ローラ６と移動体１１との当接部分を通り且つローラ６及びアクチュエータ本体４で挟み込む方向（即ち、アクチュエータ本体４の短手方向）に延びる直線に対して線対称に作用する。
【００５７】
このように構成された駆動装置１の動作は、制御装置によって制御される。詳しくは、制御装置は、外部からの動作指令を受けて、その動作指令に応じた周波数の交流電圧を動作指令に応じた位相差で第１及び第２外部電極４６，４７に印加する。こうして、制御装置は、アクチュエータ本体４に伸縮振動と屈曲振動とを調和的に発生させて、駆動子３，３を図８に示すように周回運動させる。このとき、駆動子３，３は、連結部材７により移動体１１に付勢されており、駆動子３，３と移動体１１との間には十分な摩擦力が作用している。その結果、摩擦力を介して、移動体１１がシャフト１０に沿って駆動される。尚、移動体１１の第２摺動板１４にはローラ６が駆動子３，３の摩擦力と同等の摩擦力で当接しているが、ローラ本体６１はボールベアリングを介して回転するため、ローラ６が移動体１１の移動を妨げることはない。
【００５８】
尚、制御装置は、アクチュエータ本体４の異常発熱を防止すべく、アクチュエータ本体４の伸縮振動と屈曲振動との共通の共振周波数よりも少し高い周波数の交流電圧を第１及び第２外部電極４６，４７に印加する。このとき、かかる交流電圧は、互いに位相が９０°ずれた状態で第１及び第２外部電極４６，４７に印加される。
【００５９】
移動体１１の駆動について、さらに詳しく説明する。駆動子３，３が略楕円運動を行うと、駆動子３，３と移動体１１の第１摺動板１３との間の摩擦力の増減が周期的に繰り返される。このとき、アクチュエータ本体４の長手方向への駆動力が摩擦力を介して移動体１１に伝達され、移動体１１はシャフト１０に沿って移動する。このアクチュエータ本体４の長手方向（シャフト１０が延びる方向と一致する）が、駆動子３，３が駆動力を出力する方向である駆動方向に相当する。尚、アクチュエータ本体４には、駆動力とは長手方向反対向きの反力が移動体１１から作用する。しかし、アクチュエータ本体４に取り付けられたホルダ５がガイド孔８８ａに係合しているため、該反力は第１及び第２支持板８１，８２で受け止められる。そのため、アクチュエータ本体４は、駆動力を移動体１１へ適切に出力することができる。
【００６０】
さらに詳しくは、アクチュエータ本体４が長手方向（伸縮振動の振動方向）に伸張するとき、一方（例えば、図９の左側）の駆動子３は、図９（Ｂ）に示すように、移動体１１との間の摩擦力を駆動前の状態（即ち、単に設置しただけの状態）よりも増大させながら変位するため、この摩擦力によって移動体１１を該長手方向における該一方の駆動子３が変位する側（図９の左側）へ移動させる。このとき、他方（図９の右側）の駆動子３は、該長手方向において一方の駆動子３とは逆向きに変位するが、該駆動子３は移動体１１から離れた状態で変位するか、又は移動体１１との間の摩擦力を駆動前の状態よりも減少させながら変位するため、移動体１１の移動にはほとんど影響を与えない。
【００６１】
一方、アクチュエータ本体４が長手方向に収縮するときは、他方（図９の右側）の駆動子３は、図９（Ｃ）に示すように、移動体１１との間の摩擦力を駆動前の状態（即ち、単に設置しただけの状態）よりも増大させながら変位するため、この摩擦力によって移動体１１を該長手方向における該他方の駆動子３が変位する側（図９の左側）へ移動させる。この移動方向は、前述した、アクチュエータ本体４の伸張時における一方の駆動子３による移動体１１の移動方向と同じである。このとき、一方（図９の左側）の駆動子３は、該長手方向において他方の駆動子３とは逆向きに変位するが、該駆動子３は移動体１１から離れた状態で変位するか、又は移動体１１との間の摩擦力を駆動前の状態よりも減少させながら変位するため、移動体１１の移動にはほとんど影響を与えない。
【００６２】
尚、図９においては、移動体１１の移動に影響を与えない方の駆動子３は移動体１１から離れているが、必ずしも離れている必要はない。すなわち、駆動子３は、移動体１１を移動させない程度の摩擦力で該移動体１１に当接している状態であってもよい。
【００６３】
こうして、一方の駆動子３と他方の駆動子３とは、位相が１８０°ずれた状態で交互に移動体１１を所定の一方向へ移動させる。尚、前記交流電圧を、その位相を−９０°ずらした状態で第１及び第２外部電極４６，４７に印加することによって、駆動子３，３が出力する駆動力を逆向きにすることができ、移動体１１を他方向へ移動させることができる。
【００６４】
続いて、駆動装置１の組み立てについて説明する。
【００６５】
まず、押圧板７４を連結部材本体７０にネジ７６，７６で取り付ける。また、ローラ６のローラシャフト６２を、第１支持板８１のガイド溝８５ａ，８６ａに嵌め込む。ガイド溝８５ａ，８６ａの幅がローラシャフト６２の外径に対してわずかに広いため、ローラシャフト６２は、ガイド溝８５ａ，８６ａの延びる方向へ自由に動くことができる。次に、第１支持板８１をベース部材８３にネジ８４ｃ，８４ｃで固定する。そして、これら連結部材本体７０及び第１支持板８１を、最終的な組立時の位置関係となるように治具に固定する。このとき、押圧板７４の突起部７４ｃ，７４ｃを第１支持板８１のガイド溝８５ａ，８６ａに嵌め込んで、該押圧板７４を連結部材本体７０にネジ７６，７６で固定する。
【００６６】
続いて、アクチュエータ本体４に固定されているホルダ５の一端部を第１支持板８１のガイド孔８８ａに挿入する。このとき、駆動子３，３がローラ６側を向くように、アクチュエータ本体４を配置する。そして、アクチュエータ本体４のホルダ５が設けられている側に板バネ７５を配置する。その後、ホルダ５の他端部を第２支持板８２のガイド孔に挿入し、該第２支持板８２をネジ８２ｃ，８２ｃを介してベース部材８３に固定する。
【００６７】
次に、移動体１１を、第２摺動板１４が駆動子３，３と対向するようにして、アクチュエータ本体４とローラ６との間に配置する。そして、コイルバネ７８を外嵌した段付ネジ７７を介して、板バネ７５を連結部材本体７０に取り付ける。このとき、コイルバネ７８を圧縮変形させる。コイルバネ７８の弾性力は、板バネ７５を介してアクチュエータ本体４に伝達される。その結果、アクチュエータ本体４は、移動体１１に向かって付勢（押圧）される。このコイルバネ７８の弾性力は、アクチュエータ本体４に作用するだけでなく、反力として、連結部材本体７０にも作用する。コイルバネ７８の反力は、連結部材本体７０を介してローラ６を移動体１１に向かって付勢（押圧）する。その結果、アクチュエータ本体４とローラ６とで移動体１１を挟み込んだ状態で、その挟み込む方向（即ち、アクチュエータ本体４とローラ６とが互いに接近する方向）へ該移動体１１を押圧する。かかる構成により、アクチュエータ本体４と移動体１１との間の摩擦力を十分に確保することができ、アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１に効率良く伝えることができる。尚、アクチュエータ本体４及びローラ６の付勢力、即ち、アクチュエータ本体４と移動体１１との間の摩擦力は、コイルバネ７８の圧縮量によって調整することができる。
【００６８】
このように構成された超音波アクチュエータ２は、アクチュエータ本体４及びローラ６を移動体１１へ付勢する付勢方向（即ち、移動体１１をアクチュエータ本体４とローラ６とで挟み込む方向であって、図中のＹ軸方向）に変位可能な状態で支持体８に支持されている。詳しくは、アクチュエータ本体４に取り付けられたホルダ５は、ガイド孔８８ａ内を前記付勢方向に移動可能となっていると共に、ローラ６のローラシャフト６２は、ガイド溝８５ａ，８６ａ内を前記付勢方向に移動可能となっている。そのため、シャフト１０、移動体１１、超音波アクチュエータ２及び支持体８の形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が付勢方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が該付勢方向へ変位して該位置ずれを吸収することができる。その結果、超音波アクチュエータ２の該付勢方向への位置が自動的に調整され、アクチュエータ本体４が移動体１１を押圧する力と、ローラ６が移動体１１を押圧する力とのバランスがとられる。こうして、シャフト１０に不要な力を作用させることなく、アクチュエータ本体４を移動体１１へ押圧することができるため、アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１へ効率良く伝達することができる。
【００６９】
さらに、ホルダ５は、第１支持板８１のガイド孔８８ａ及び第２支持板８２のガイド孔に対して、シャフト１０の軸方向及び連結部材７の付勢方向に直交する方向（即ち、アクチュエータ本体４の厚み方向であって、図中のＺ軸方向。以下、「直交方向」という。）に変位可能に嵌っている。また、ローラシャフト６２は、第１支持板８１のガイド溝８５ａ，８６ａに対して前記直交方向に変位可能に嵌っている。つまり、超音波アクチュエータ２は、前記直交方向に変位可能な状態で支持体８に支持されている。そのため、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が該直交方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が支持体８に対して直交方向へ変位することによって、該位置ずれを吸収することができる。その結果、シャフト１０に不要な力を作用させることなく、アクチュエータ本体４を移動体１１に押圧することができるため、アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１へ効率良く伝達することができる。
【００７０】
また、アクチュエータ本体４及びローラ６は、移動体１１を付勢方向に挟み込んでいるものの、該付勢方向に直交する平面内においては移動体１１に対して変位可能である。そのため、アクチュエータ本体４及びローラ６が付勢方向に直交する平面内で前記直交方向に変位することによっても、超音波アクチュエータ２と移動体１１との該直交方向への位置ずれを吸収することができる。
【００７１】
尚、移動体１１はシャフト１０の軸方向に移動可能であるため、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が該軸方向へずれた場合であっても、該軸方向への位置ずれは、移動体１１がシャフト１０に沿って移動することによって吸収することができる。
【００７２】
さらに、ホルダ５が嵌るガイド孔８８ａと、ローラシャフト６２が嵌るガイド溝８５ａ，８６ａとは前記付勢方向に延びる長孔状に形成されているため、超音波アクチュエータ２はシャフト１０の軸回りに回転することができる。そのため、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が該軸回りの回転方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が支持体８に対して該軸回りに回転することによって、該位置ずれを吸収することができる。
【００７３】
さらにまた、ガイド孔８８ａはホルダ５のシャフト１０の軸方向への変位を規制するものの、ガイド孔８８ａとホルダ５との間にはホルダ５がガイド孔８８ａに沿って変位できる程度の隙間が設けられている。同様に、ガイド溝８５ａ，８６ａはローラシャフト６２のシャフト１０の軸方向への変位を規制するものの、ガイド溝８５ａ，８６ａとローラシャフト６２との間にはローラシャフト６２がガイド溝８５ａ，８６ａに沿って変位できる程度の隙間が設けられている。そのため、ホルダ５がガイド孔８８ａに嵌り且つローラシャフト６２がガイド溝８５ａ，８６ａに嵌った状態であっても、超音波アクチュエータ２は前記直交方向に沿った軸回りに回転することができる。その結果、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が該軸回りの回転方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が支持体８に対して該軸回りに回転することによって、該位置ずれを吸収することができる。
【００７４】
さらに、前述の如く、アクチュエータ本体４及びローラ６は、移動体１１を付勢方向に挟み込んでいるものの、該付勢方向に直交する平面内においては移動体１１に対して変位可能である。そのため、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が前記付勢方向に延びる軸回りの回転方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が移動体１１に対して該軸回りに回転することによって、該位置ずれを吸収することができる。
【００７５】
次に、アクチュエータ本体４とローラ６とで移動体１１を押圧することにより移動体１１に生じる変形について説明する。図１０〜１４に、移動体１１を含む駆動装置の主要部材の断面図を示す。図１０は、ローラ６が移動体１１の中間部に位置し且つローラ６に付勢力が加わっていない状態を示す図であり、図１１は、ローラ６が移動体１１の中間部に位置し且つローラ６に付勢力が加わっている状態を示す図であり、図１２は、第２摺動板１４の弾性係数がローラ６と同じ構成において、ローラ６が移動体１１の端部に位置し且つローラ６に付勢力が加わっている状態を示す図であり、図１３は、第２摺動板１４の弾性係数がローラ６よりも小さい構成において、ローラ６が移動体１１の端部に位置し且つローラ６に付勢力が加わっている状態を示す図であり、図１４は、ローラ６の弾性係数が第２摺動板１４よりも小さい構成において、ローラ６が移動体１１の中央に位置し且つローラ６に付勢力が加わっている状態を示す図である。ここで、特に言及しない限り、移動体１１の中間部及び端部は、移動方向における移動体１１の中間部及び端部を意味する。また、中間部とは、厳密な中央を意味するわけではなく、端部以外の部分を意味する。尚、移動体１１の中央は、移動体１１の移動ストロークの中央に相当する。
【００７６】
移動体１１をアクチュエータ本体４とローラ６とで押圧すると、図１１に示すように、移動体１１のうちローラ６と当接する部分（以下、当接部分ともいう）では変形が生じ、移動体１１のうち駆動子３，３と当接する部分ではほとんど変形が生じない。詳しくは、移動体１１のうち駆動子３，３と当接する部分には剛性の高い第１摺動板１３が設けられているため、第１摺動板１３及び移動体本体１１ａはほとんど変形していない。このため、アクチュエータ本体４と移動体１１の当接状態は良好であり、駆動子３、３と第１摺動板１３との間の摩擦力を十分に確保することができ、アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１に効率良く伝えることができる。
【００７７】
それに対して、移動体１１のうちローラ６が当接する部分に設けられた第２摺動板１４は、剛性が低いため、さらに詳しくは、ローラ６よりも剛性が低いため、変形する。その結果、移動体本体１１ａも変形する。ただし、このときの変形は、移動方向（図中のＸ方向）において、ローラ６の当接部分に対して対称である。つまり、第２摺動板１４のうちローラ６が当接する部分は、実質的にＸ方向に平行になっているとみなせる。そのため、ローラ６からの押圧力は、第２摺動板１４に対して、押圧力そのものの方向（Ｙ方向）、即ち、連結部材７による付勢力の付勢方向に作用する。該押圧力からは、移動方向への成分は生じない。このとき、第２摺動板１４が変形する一方で、ローラ本体６１は殆ど変形していないため、ローラ６の回転を阻害する力は生じない。その結果、ローラ本体６１は、スムーズに回転することができ、駆動装置１は、所望の性能を発揮できる。
【００７８】
次に、駆動子３，３及びローラ６が移動体１１の端部と当接している場合の、移動体１１の変形について説明する。
【００７９】
まず、第２摺動板１４の弾性係数がローラ６の弾性係数と同じ場合について説明する。例えば、第２摺動板１４がステンレス合金で形成されている場合である。図１２に示すように、駆動子３，３からの押圧力は、２つの駆動子３，３に分散されて第１摺動板１３へ作用するため、第１摺動板１３及び移動体本体１１ａの変形は小さい。それに対して、ローラ６は１つであるため、ローラ６からの押圧力は、第２摺動板１４のうちローラ６が当接している部分に集中的に作用する。その結果、第２摺動板１４は、当接部分が凹むように変形する。第２摺動板１４の弾性係数はローラ６の弾性係数と同じであり且つ第２摺動板１４の弾性係数は移動体本体１１ａの弾性係数よりも大きいため、第２摺動板１４は、厚みが薄くなるように変形するのではなく、全体として湾曲するように変形する。その結果、第２摺動板１４及び移動体本体１１ａが全体的に湾曲するように変形する。ここで、当接部分よりも中央側であって、当接部分よりも少し離れた部分は、殆ど変形していない。当接部分から該殆ど変形していない部分までは連続的に繋がっているため、当接部分から離れるにつれて、凹み量は減少していく。その結果、第２摺動板１４は、該殆ど変形していない部分から当接部分に向かって凹み量が徐々に大きくなるように傾斜している。一方、当接部分よりも端縁側には、移動体１１が少ししか存在しない。つまり、当接部分よりも端縁側においては、移動体１１の変形を拘束する部分が少ない。そのため、当接部分から離れるにつれて凹み量は減少して元の状態に戻っていくものの、その戻り量は、当接部分よりも中央側の部分と比べて小さい。つまり、当接部分からの距離が同じであっても、中央側に比べて端縁側の方が変形量が大きい。これにより、第２摺動板１４は、当接部分よりも中央側の部分は傾斜が比較的きつく、当接部分よりも端縁側の部分は傾斜が比較的緩くなっている。つまり、第２摺動板１４のうちローラ６が当接する部分は、移動方向に平行ではなく、中央側よりも端縁側の方が沈み込むように傾斜している。
【００８０】
その結果、ローラ６の押圧力からは、移動体１１をＸ方向へ移動させる方向への成分が生じる。詳しくは、移動体１１には、Ｘ方向において、移動体１１がアクチュエータ本体４とローラ６による挟み込みから抜け出ようとする方向の力、即ち、抜出力が作用する。この抜出力は、移動体１１の移動方向には無関係に、常に、移動体１１に対して移動方向における端部から内側へ向かって作用する。
【００８１】
特に、第２摺動板１４の弾性係数が大きい場合には、当接部分よりも端縁側の部分は、当接部分の変形につられて変形しやすく、当接部分における傾斜がきつくなる虞がある。このことは、抜出力が大きくなることを意味する。
【００８２】
続いて、第２摺動板１４の弾性係数がローラ６の弾性係数よりも小さい場合について説明する。例えば、第２摺動板１４をプラスチック材料で形成し、ローラ本体６１をステンレス合金で形成した場合である。図１３に示すように、移動体１１の変形を巨視的に見ると、当接部分よりも中央側ほど変形量が大きく、当接部分よりも端縁側ほど変形量が小さくなっている。しかし、第２摺動板１４の弾性係数がローラ６の弾性係数よりも小さいので、第２摺動板１４の厚みは変化し易くなっている。このため、第２摺動板１４は、図１２の例に比べて、当接部分が局所的に薄くなるように変形している。これにより、第２摺動板１４のうちローラ６が当接する部分は、図１２の例に比べて傾斜が緩く、又は、移動方向と実質的に平行となる。その結果、抜出力が低減される。このとき、第２摺動板１４が変形する一方で、ローラ本体６１は殆ど変形していないため、ローラ６の回転を阻害する力は生じない。その結果、ローラ本体６１は、スムーズに回転することができ、駆動装置１は、所望の性能を発揮できる。
【００８３】
したがって、本実施形態によれば、ローラ本体６１と当接する第２摺動板１４をローラ本体６１よりも変形し易くすることによって、第２摺動板１４の変形をローラ本体６１を中心に移動方向において対称とすることができる。これにより、第２摺動板１４におけるローラ本体６１が当接する部分の傾きを低減することができ、移動体１１に作用する抜出力を抑制することができる。そのため、移動体１１の端部においても、移動体１１の円滑な駆動を維持することができる。その結果、移動体１１が正常に動作可能な移動ストロークを広げることができる。
【００８４】
また、ローラ本体６１の弾性係数を第２摺動板１４の弾性係数よりも大きくしているため、ローラ本体６１自体の変形を抑制することができる。これにより、ローラ本体６１のスムーズな回転を維持することができる。仮に、図１４に示すように、ローラ本体６１の弾性係数を第２摺動板１４の弾性係数よりも小さくすると、ローラ本体６１は、第２摺動板１４と当接する部分が扁平に変形してしまう。このようにローラ本体６１が変形すると、ローラ本体６１の回転に対する抵抗力が生じることになるので、ローラ本体６１のスムーズな回転を阻害してしまう。それに対して、本実施形態では、第２摺動板１４が変形して、ローラ本体６１は殆ど変形しないので、ローラ本体６１をスムーズに回転させることができる。
【００８５】
《その他の実施形態》
実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００８６】
例えば、移動体本体１１ａの形状は、前記実施形態に限られるものではなく、任意の形状を採用することができる。
【００８７】
さらに、軸受部１５は、移動体本体１１ａの貫通孔１１ｂの端部だけでなく、貫通孔１１ｂ全体に設けられていてもよい。
【００８８】
また、第１及び第２摺動板１３，１４は、何れか一方を省略してもよいし、両方を省略してもよい。ただし、第２摺動板１４を省略する場合には、移動体１１のうち、ローラ６と当接する部分は、該ローラ６よりも弾性係数が小さい材料で構成される。
【００８９】
さらにまた、移動体本体１１ａや軸受部１５の材料は、前記実施形態に限られるものではない。ただし、軸受部１５の弾性係数が移動体本体１１ａの弾性係数よりも大きいことが好ましい。また、第１及び第２摺動板１３，１４の材料も、前記実施形態に限られるものではない。第１摺動板１３の材料としては、任意の材料を採用することができ、移動体本体１１ａよりも弾性係数が大きい材料であれば好ましい。第２摺動板１４の材料としても、任意の材料を採用することができ、ローラ６、詳しくはローラ本体６１よりも弾性係数が小さい材料であれば良く、さらに移動体本体１１ａよりも弾性係数が小さい材料であれば好ましい。
【００９０】
前記実施形態では、対向部材としてローラ６が設けられているが、対向部材はローラ６に限られるものではない。例えば、対向部材は、ローラシャフトに対してローラ本体が回転不能に取り付けられたローラであってもよい。また、対向部材は、移動体１１と単に当接するだけの当接部材であってもよい。この場合、当接部材は、連結部材７と別体に設けられてもよいし、一体に設けられてもよい。尚、当接部材は、移動体１１との間の摩擦抵抗が小さいことが好ましい。さらに、対向部材は、別のアクチュエータ本体であってもよい。この場合、２つのアクチュエータ本体で移動体１１を挟持することになる。つまり、移動体１１は、２つのアクチュエータ本体で駆動される。すなわち、対向部材は、移動体１１に当接すると共に該移動体１１を挟んでアクチュエータ本体４と対向する位置に位置する部材であれば、任意の部材を採用することができる。
【００９１】
前記実施形態では、第２摺動板１４の弾性係数をローラ６の弾性係数よりも小さくしているが、第１摺動板１３とアクチュエータ本体４との関係においても同様の構成を採用してもよい。すなわち、第１摺動板１３（即ち、アクチュエータ本体が当接する部分）の弾性係数を駆動子３，３の弾性係数よりも小さくしてもよい。
【００９２】
また、アクチュエータ本体４と対向部材（本実施形態ではローラ６）との連結構造は、連結部材７による構成に限られるものではない。すなわち、アクチュエータ本体４と対向部材とを連結すると共にアクチュエータ本体４と対向部材とを移動体１１を挟み込むように付勢する構成であれば、任意の構成を採用することができる。
【００９３】
さらに、連結部材７を省略することもできる。アクチュエータ本体４とローラ６とをそれぞれ移動体１１に付勢して当接させる構成であれば、任意の構成を採用することができる。
【００９４】
また、支持体８による超音波アクチュエータ２の支持構造は、前記の構成に限られるものではない。例えば、ホルダ５は、第１及び第２支持板８１，８２のガイド部材８８に支持されているが、ガイド部材８８は必ずしも必要ではない。すなわち、第１及び第２支持板８１，８２に形成された開口部８４ａ，８２ａを介して直接、支持してもよい。また、連結部材７に設けた突出部を、支持体８のガイド孔８８ａやガイド溝８５ａ，８６ａで支持する構成であってもよい。また、連結部材７やアクチュエータ本体４に前記付勢方向に延びるガイド孔又はガイド溝を形成する一方、支持体８に該ガイド孔又はガイド溝に係合する係合部を設ける構成であってもよい。すなわち、超音波アクチュエータ２を前記付勢方向に変位可能に支持できる構成であれば、任意の構成を採用することができる。
【００９５】
前記実施形態では、超音波アクチュエータ２が、柱状の移動体１１を駆動する構成について説明しているが、本実施形態は様々な対象物を駆動する構成に採用することができる。例えば、超音波アクチュエータ２によりカメラのレンズ枠を駆動するように構成してもよい。かかる場合、レンズ枠と一体的に移動体１１が設けられ、該レンズ枠がシャフト１０に沿って移動可能なように構成される。このようなレンズ枠を超音波アクチュエータ２により駆動する構成であってもよい。
【００９６】
さらに、前記実施形態では、アクチュエータ本体４が固定され、移動体１１が移動しているが、これに限られるものではない。アクチュエータ本体４と移動体１１とが相対的に移動する構成であればよい。例えば、移動体１１が固定され、アクチュエータ本体４が移動する構成であってもよい。
【００９７】
また、超音波アクチュエータ２は、アクチュエータ本体４に１次モードの伸縮振動と２次モードの屈曲振動とを発生させているが、これに限られるものではない。アクチュエータ本体４に伸縮振動と屈曲振動とを発生させる構成であれば、任意の次数の振動を発生させるアクチュエータ本体を採用することができる。
【００９８】
さらに、アクチュエータ本体４は、長辺側面４０ｃに駆動子３，３が２つ設けられているが、これに限られるものではない。例えば、駆動子をアクチュエータ本体４の短辺側面４０ｅに設ける構成であってもよい。この場合、アクチュエータ本体４の短辺側面４０ｅが移動体１１に対向するようにして、アクチュエータ本体４が移動体１１に当接する。そして、アクチュエータ本体４からは、その屈曲振動の方向へ駆動力が出力される。
【００９９】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上説明したように、ここに開示された技術は、移動体を振動型アクチュエータで駆動する駆動装置について有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１      駆動装置
２      超音波アクチュエータ（振動型アクチュエータ）
４      アクチュエータ本体
６      ローラ（対向部材）
７      連結部材
８      支持体（支持部）
１０    シャフト
１１    移動体
１１ａ  移動体本体
１３    第１摺動板（摺動部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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