(57)【要約】  アクチュエータ本体の振動を阻害することなく且つ、駆動子が被当接体から反力を受けても該駆動子と被当接体との間の当接状態を安定的に維持するアクチュエータ本体の支持構造を実現する。  超音波アクチュエータ（２）は、振動を発生させるアクチュエータ本体（４）と、アクチュエータ本体（４）の設置面（４０ａ）に設けられて駆動力を出力する駆動子（８，８）と、アクチュエータ本体（４）をステージ（１１）へ押圧するための押圧ゴム（６２）と、アクチュエータ本体（４）が実装されるケース（５）と、アクチュエータ本体（４）をケース（５）に対して弾性的に支持する板ばね（６１）とを備えている。板ばね（６１）は、アクチュエータ本体（４）における、駆動子（８，８）が設けられている設置面（４０ａ）を支持している。
2009050836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体に対して相対移動可能に設けられた可動体を駆動する振動型アクチュエータであって、
圧電素子を用いて構成され、振動を発生させるアクチュエータ本体と、
前記アクチュエータ本体の一側面に設けられて該アクチュエータ本体の振動に従って動作することで駆動力を出力する駆動子と、
前記アクチュエータ本体において前記駆動子と反対側に設けられ該アクチュエータ本体を前記固定体及び可動体のうち前記駆動子が当接する方へ押圧するための与圧手段と、
前記アクチュエータ本体が実装される基礎部と、
前記アクチュエータ本体を前記基礎部に対して弾性的に支持する支持部とを備え、
前記支持部は、前記アクチュエータ本体における、前記駆動子が設けられている側の端部を支持している振動型アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記アクチュエータ本体の前記一側面に接合されている振動型アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２に記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記アクチュエータ本体の振動の節に接合されている振動型アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つに記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記駆動子が駆動力を出力する駆動方向へのばね定数が前記与圧手段による押圧方向へのばね定数よりも大きい振動型アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、板ばね部材であって、前記アクチュエータ本体の前記一側面と平行に設けられている振動型アクチュエータ。
【請求項６】
請求項５に記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記アクチュエータ本体の前記一側面に接合される本体側接合部と前記基礎部に接合される基礎側接合部とを有していると共に、前記駆動子に対応する部分には該駆動子との干渉を避けるための開口部が形成されている振動型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を用いて構成され、振動を発生させるアクチュエータ本体を備え、可動体を駆動する振動型アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電素子を用いて構成されたアクチュエータ本体に電界を加えて、該アクチュエータ本体を振動させることで、該アクチュエータ本体に設けられた駆動子を動作させて駆動力を出力させ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は、超音波モータや微小ステップでの移動が求められる装置などで利用されている。【０００３】
例えば、特許文献１に係る振動型アクチュエータは、圧電素子を用いて構成されたアクチュエータ本体と、アクチュエータ本体に設けられ可動体に駆動力を出力する駆動子と、該駆動子と反対側からアクチュエータ本体を押圧するための与圧手段とを備えている。この振動型アクチュエータでは、アクチュエータ本体が与圧手段によって固定体及び可動体のうち駆動子が当接する方（以下、被当接体ともいう）へ押圧されており、駆動子と被当接体との摩擦力が或る程度確保された状態となっている。この状態で、アクチュエータ本体の圧電素子に交流電圧を印加することによって、アクチュエータ本体に振動を誘起させ、その振動により駆動子に楕円運動を行わせる。こうして、駆動子に楕円運動させることによって、駆動子と被当接体との間の摩擦力が増大と緩和とを繰り返し、増大したときの摩擦力により駆動子から可動体へ駆動力が出力され、可動体が所定の方向へ駆動される。【０００４】
尚、与圧手段は、アクチュエータ本体を被当接体に押圧する機能だけでなく、アクチュエータ本体を支持する支持部としても機能している。
【特許文献１】特開２００６−３３３５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、アクチュエータ本体から駆動子を介して可動体へ駆動力を出力する際には、被当接体から該駆動子を介してアクチュエータ本体に反力が作用する。この反力は、駆動力に比例して増大する。【０００６】
ところが、特許文献１に係る振動型アクチュエータのようにアクチュエータ本体を弾性的に支持している構成においては、特にその反力も大きいときには、反力によりアクチュエータ本体自体が変位してしまう。【０００７】
詳しくは、駆動子に作用する反力は、アクチュエータ本体を弾性的に支持する与圧手段を中心としたモーメントして作用し、これにより、アクチュエータ本外が該与圧手段回りに回転変位する。その結果、駆動子と被当接体との間の摩擦力が減少したり、駆動子が被当接体から離れたりして、駆動子と被当接体との接触状態が不安定となり、ひいては、振動型アクチュエータの動作が不安定となる。【０００８】
その一方で、被当接体からの反力によるアクチュエータ本体の変位を防止すべく、アクチュエータ本体を非弾性的に支持してしまうと、アクチュエータ本体の振動を阻害してしまうことになる。その結果、アクチュエータ本体の振動変位を減少させることになり、ひいては駆動力を減少させてしまうことになる。【０００９】
本発明は、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、アクチュエータ本体の振動を阻害することなく且つ、駆動子が被当接体から反力を受けても該駆動子と被当接体との間の当接状態を安定的に維持するアクチュエータ本体の支持構造を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、アクチュエータ本体を駆動子の近傍で弾性的に支持するようにしたものである。【００１１】
具体的には、本発明は、固定体に対して相対移動可能に設けられた可動体を駆動する振動型アクチュエータが対象である。そして、圧電素子を用いて構成され、振動を発生させるアクチュエータ本体と、前記アクチュエータ本体の一側面に設けられて該アクチュエータ本体の振動に従って動作することで駆動力を出力する駆動子と、前記アクチュエータ本体において前記駆動子と反対側に設けられ該アクチュエータ本体を前記固定体及び可動体のうち前記駆動子が当接する方へ押圧するための与圧手段と、前記アクチュエータ本体が実装される基礎部と、前記アクチュエータ本体を前記基礎部に対して弾性的に支持する支持部とを備え、前記支持部は、前記アクチュエータ本体における、前記駆動子が設けられている側の端部を支持しているものとする。【００１２】
前記の構成の場合、アクチュエータ本体における駆動子が設けられている側の端部が支持部により支持されることになる。つまり、アクチュエータ本体は、駆動子の近傍が支持されることになり、該駆動子と支持部との距離が短くなるため、駆動子が固定体及び可動体のうち該駆動子が当接する方（被当接体）から反力を受けたとしても、アクチュエータ本体に作用する支持部回りのモーメントが小さくなり、アクチュエータ本体の支持部を中心とする回転変位を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アクチュエータ本体を駆動子が設けられている側の端部で支持部により弾性的に支持することによって、アクチュエータ本体をその振動を阻害することなく支持することができることに加えて、駆動子と支持部との距離が短くなるため、駆動子が被当接体から反力を受けたとしても、アクチュエータ本体の回転変位が抑制され、駆動子と被当接体との当接状態を安定的に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る超音波アクチュエータの斜視図である。
【図２】図２は、駆動装置の斜視図である。
【図３】図３は、圧電素子ユニットの分解斜視図である。
【図４】図４は、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５】図５は、アクチュエータ本体の長手方向への縦振動の１次モードによる変位を示す概念図である。
【図６】図６は、アクチュエータ本体の屈曲振動の２次モードによる変位を示す概念図である。
【図７】図７は、アクチュエータ本体の動作を示す概念図である。
【図８】図８は、押圧ゴムの概略構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、超音波アクチュエータの断面図である。
【図１０】図１０は、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、（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、（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１１】図１１は、実施形態２に係る超音波アクチュエータの斜視図である。
【図１２】図１２は、実施形態３に係る駆動装置の正面図である。
【図１３】図１３は、その他の実施形態に係る超音波アクチュエータの断面図である。
【図１４】図１４は、別のその他の実施形態に係る超音波アクチュエータの斜視図である。
【図１５】図１５は、その他の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図１６】図１６は、別のその他の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図１７】図１７は、さらに別のその他の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００１５】
１，３０１，５０１，６０１，７０１  駆動装置
１１，１５          ステージ（可動体）
１３          固定枠（基礎部、固定体）
１７ａ        被当接部材（固定体）
１９，２０    円板体（可動体）
２，２０２，３０２，４０２        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
５，２０５    ケース（基礎部）
６１，２６１，３６１                板ばね（支持部）
４６１        支持部
６２          押圧ゴム（与圧手段）
３６２        押圧用板ばね（与圧手段）
８            駆動子
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。【００１７】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１に係る駆動装置１は、図２に示すように、ステージ１１と、超音波アクチュエータ２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。この駆動装置１は、非常に薄型で動作の安定した精密駆動機構を構成している。そのため、この駆動装置１は、カメラなどの自動焦点、ズーム拡大、手ぶれ補正等に用いられる。【００１８】
ステージ１１は、互いに平行な状態で固定体としての基台（図示省略）上に固定されたガイド１２，１２に摺動可能に取り付けられている。つまり、ステージ１１は、ガイド１２，１２が延びる方向に沿って移動可能に構成されている。このステージ１１が可動体を構成する。これらガイド１２，１２の延びる方向がステージ１１の可動方向となる。このステージ１１は、平面視略方形の板状部材であって、アルミナで形成されている。尚、ステージ１１の材質は、アルミナに限られるものではなく、任意の材質を用いることができる。そして、前記超音波アクチュエータ２は、このステージ１１の裏面（ガイド１２，１２が設けられている側の面）に後述する駆動子８，８が接触するように配設されている。【００１９】
前記超音波アクチュエータ２は、図１に示すように、振動を発生させるアクチュエータ本体４と、該アクチュエータ本体４の駆動力をステージ１１に伝達させる駆動子８，８と、該アクチュエータ本体４を収容するケース５と、アクチュエータ本体４をケース５に対して弾性的に支持する板ばね６１と、アクチュエータ本体４を前記ステージ１１に押圧するための押圧ゴム６２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。【００２０】
前記アクチュエータ本体４は、圧電素子ユニット４０で構成されている。【００２１】
前記圧電素子ユニット４０は、略長方形状の互いに対向する一対の主面と、この主面と直交して該主面の長手方向に延びる、互いに対向する一対の長辺側面と、これら主面及び長辺側面の両方と直交して該主面の短手方向に延びる、互いに対向する一対の短辺側面とを有する略直方体状をしている。【００２２】
この圧電素子ユニット４０は、図３に示すように、５つの圧電体層（圧電素子）４１，４１，…と４つの内部電極層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とで構成される。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４４，４４のそれぞれは、各圧電体層４１の主面上に印刷されている。【００２３】
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って、前記圧電素子ユニット４０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には、その長辺側面のうち一方の長辺側面の長手方向中央部に外部電極４７ａ，４５ａ，４６ａが互いに絶縁状態で並んで形成されている。【００２４】
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の一方の長辺部には、その長手方向中央部から圧電体層４１の前記外部電極４５ａまで延びる引出電極４４ａが形成されている。【００２５】
前記第１給電電極層４２は、図４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、これら第１電極４２ａ，４２ｂを連結して導通させる導通電極４２ｃとを有する。各第１電極４２ａ（４２ｂ）は略矩形状の電極であり、積層方向に見て共通電極層４４と重なっている。つまり、各第１電極４２ａ（４２ｂ）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のうちの、圧電体層４１の外部電極４６ａが形成された長辺側面寄りの第１電極４２ｂには、圧電体層４１の前記外部電極４６ａまで延びる引出電極４２ｄが設けられている。【００２６】
前記第２給電電極層４３は、圧電体層４１の主面の対角線方向に位置する前記２対の領域のうち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、これら第２電極４３ａ，４３ｂを連結して導通させる導通電極４３ｃとを有する。前記他方の対の領域のうち積層方向に見て前記第１電極４２ａの前記短手方向且つ前記第１電極４２ｂの前記長手方向に隣接する領域に設けられる電極が第２電極４３ａであり、第１電極４２ａの該長手方向且つ第１電極４２ｂの該短手方向に隣接する領域に設けられる電極が第２電極４３ｂである。各第２電極４３ａ（４３ｂ）は略矩形状の電極であり、積層方向に見て共通電極層４４と重なっている。つまり、各第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２電極４３ａ，４３ｂのうちの、圧電体層４１の外部電極４７ａが形成された長辺側面寄りの第２電極４３ａには、圧電体層４１の前記外部電極４７ａまで延びる引出電極４３ｄが設けられている。【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圧電素子ユニット４０においては、その一方の長辺側面の前記長手方向中央部に、各圧電体層４１の外部電極４７ａ，４５ａ，４６ａがそれぞれ積層方向に並んで一まとまりの外部電極４７，４５，４６が形成されている。この外部電極４７には、前記第２給電電極層４３の引出電極４３ｄが電気的に接続されている。外部電極４５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。外部電極４６には、前記第１給電電極層４２の引出電極４２ｄが電気的に接続されている。【００２８】
そして、圧電素子ユニット４０の長辺側面のうち他方の長辺側面、即ち、前記外部電極４５ａが設けられていない側の長辺側面（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）４０ａには、２個の駆動子８，８が設けられている。【００２９】
各駆動子８は、円柱状に形成されている。この駆動子８は、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。【００３０】
また、駆動子８は、円柱の軸が設置面４０ａの短手方向（圧電素子ユニット４０の厚み方向）と平行になる状態で接着剤を介して設置面４０ａに取り付けられている。つまり、駆動子８は、設置面４０ａに対して線接触状に取り付けられている。【００３１】
接着剤としては、圧電素子ユニット４０の材料及び駆動子８の材料よりも柔らかいことが望ましい。具体的には、合成樹脂、特にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。このような材料を用いることにより圧電素子ユニット４０の後述する振動をできるだけ阻害せずに駆動子８と設置面４０ａとの間の固定を実現することができる。【００３２】
また、駆動子８，８が設けられた位置は、設置面４０ａにおいて、圧電素子ユニット４０の長手方向両端部から該設置面４０ａの全長の３０〜３５％距離だけ内側に入った位置であり、即ち、圧電素子ユニット４０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。【００３３】
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４５をグランドに接続し、前記外部電極４６に所定周波数の交流電圧を、前記外部電極４７に該交流電圧と位相が９０°ずれた交流電圧を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、その長手方向への縦振動（いわゆる、伸縮振動）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。【００３４】
縦振動の共振周波数及び屈曲振動の共振周波数はそれぞれ、アクチュエータ本体４、即ち、圧電素子ユニット４０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°ずらした状態で外部電極４６，４７のそれぞれに印加する。例えば、縦振動の１次モード（図５参照）の共振周波数と屈曲振動の２次モード（図６参照）の共振周波数とが一致するように圧電素子ユニット４０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、縦振動の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７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す形状の変化を順番に起こす。【００３５】
その結果、アクチュエータ本体４に設けられた各駆動子８が該アクチュエータ本体４の主面と平行な平面、即ち、長手方向と短手方向とを含む平面（図７における紙面と平行な面）内で略楕円運動、即ち、周回運動を行う。【００３６】
このように振動するアクチュエータ本体４は、複数の振動の腹を有する。ここで、振動の腹とは振動の変位が極大となる箇所である。本実施形態においては、振動の腹の部分は、アクチュエータ本体４の両短辺側面に位置する計２箇所の縦振動の腹と、アクチュエータ本体４の両長辺側面の両端部の４箇所、さらに両長辺側面における両端部から長手方向内側へ全長の３０〜４０％程度入った部分の４箇所の計８箇所の屈曲振動の腹とがある。すなわち、アクチュエータ本体４は、縦振動の腹と屈曲振動の腹とを合わせて１０箇所の振動の腹がある。【００３７】
前記駆動子８，８が設けられている部分は、アクチュエータ本体４の長辺側面における両端部から長手方向内側へ全長の３０〜３５％程度入った位置の屈曲振動の腹に相当する。【００３８】
また、アクチュエータ本体４は、複数の振動の節も有する。ここで、振動の節とは振動の変位が常に零になる箇所である。本実施形態においては、振動の節は、アクチュエータ本体４の両長辺側面における長手方向中央部の計２箇所の縦振動の節と、アクチュエータ本体４の両長辺側面における長手方向中央部および、素子の形状により変位するが、中央部から長手方向外側に全長の３５〜４０％程度離れた部分の計６箇所の屈曲振動の節とがある。そのうち、２箇所は縦振動の節と重複している。すなわち、縦振動と屈曲振動が調和的に発生した場合の共通の節は、アクチュエータ本体４の両長辺側面の長手方向中央部のみとなる。【００３９】
前記ケース５は、樹脂製であって、前記アクチュエータ本体４に対応した略直方体状の概略箱形状をしている。このケース５が基礎部を構成する。【００４０】
このケース５は、前記アクチュエータ本体４の主面と平行で且つ略長方形状の主壁部５１と、該主壁部５１の前記長手方向の一側（図１における左側）に位置する短辺部に設けられた第１短辺壁部５２と、該主壁部５１の該長手方向の他側（図１における右側）に位置する短辺部に設けられた第２短辺壁部５３と、該主壁部５１の前記短手方向の一側（図１における下側）に位置する長辺部に設けられた長辺壁部５４とを有している。つまり、ケース５は、主壁部５１に対向する側及び該主壁部５１の該短手方向の他側（図１における上側）に位置する長辺部（アクチュエータ本体４の駆動子８，８が設けられた長辺側面に対応する部分）には壁部が設けられておらず、圧電素子ユニット４０の積層方向（主壁部５１の法線方向）の一側及び該短手方向の他側に開口した形状となっている。【００４１】
このように構成されたケース５内に前記アクチュエータ本体４が収容されている。アクチュエータ本体４は、一方の主面が主壁部５１と対向し且つ一方の長辺側面（前記外部電極４７，４５，４６が設けられている側の長辺側面）が長辺壁部５４と対向するようにしてケース５内に収容されている。このとき、駆動子８，８はケース５から前記短手方向の他側に突出している。【００４２】
また、アクチュエータ本体４の一方の長辺側面とケース５の長辺壁部５４との間には押圧ゴム６２が介設されている。この押圧ゴム６２は、アクチュエータ本体４及び長辺壁部５４だけでなく、主壁部５１の内側表面とも当接している。【００４３】
そして、主壁部５１の内側表面における、前記押圧ゴム６２が当接する部分には互いに絶縁された３つの電極（図示省略）が設けられているこれらの電極は、主壁部５１の外側表面に設けられた端子電極（図示省略）にそれぞれ導通している。【００４４】
前記各押圧ゴム６２は、図８に示すように、略直方体状をしていて、絶縁層６２ａと導電層６２ｂとを交互に積層して形成されている。絶縁層６２ａは、シリコーンゴムで構成されていて、４層設けられている。一方、導電層６２ｂは、シリコーンゴムに金属粒子を混入した導電性ゴムで構成されていて、３層設けられている。このように構成された押圧ゴム６２は、積層方向がアクチュエータ本体４の長手方向を向くように配置されている。このとき、３つの導電層６２ｂ，６２ｂ，６２ｂはそれぞれ、アクチュエータ本体４と対向する部分がアクチュエータ本体４の外部電極４７ａ，４５ａ，４６ａと接触する一方、ケース５の主壁部５１と対向する部分がケース５の内面に形成された前記３つの電極と接触している。こうして、押圧ゴム６２は、前記端子電極に導通する３つの電極とアクチュエータ本体４の外部電極４７，４５，４６とをそれぞれ導通させている。つまり、ケース５の外側表面に設けられた前記端子電極に給電することによって、押圧ゴム６２を介してアクチュエータ本体４に給電することができる。【００４５】
また、この押圧ゴム６２は、詳しくは後述するが、アクチュエータ本体４をその短手方向（即ち、短手方向が押圧方向に相当する）に押圧する。この押圧ゴム６２が与圧手段を構成する。【００４６】
尚、押圧ゴム６２の代わりに、板バネ等の弾性部材を採用してもよい。【００４７】
また、ケース５内に収容されたアクチュエータ本体４は、板ばね６１によってケース５に対して弾性的に支持されている。この板ばね６１が支持部を構成する。【００４８】
板ばね６１は、方形状に形成された板状部材であって、アクチュエータ本体４の設置面４０ａと対向し且つ該設置面４０ａと略平行な姿勢で配設されている。板ばね６１は、駆動子８，８に対応する位置に開口部６１ａ，６１ａが形成されている。板ばね６１のこれら開口部６１ａ，６１ａに挟まれた部分には、板ばね６１をアクチュエータ本体４に接合するための本体側接合部６１ｂが形成されている。また、板ばね６１において開口部６１ａ，６１ａよりも長手方向外側の部分には、板ばね６１をケース５に接合するための基礎側接合部６１ｃ，６１ｃが形成されている。【００４９】
本体側接合部６１ｂは、アクチュエータ本体４の設置面４０ａにおける、駆動子８，８の間の部分にエポキシ系接着剤６１ｄを介して接合される。また、基礎側接合部６１ｃ，６１ｃは、ケース５の第１及び第２短辺壁部５２，５３の（アクチュエータ本体４の）短手方向端面にエポキシ系接着剤６１ｅ，６１ｅを介して接合される。【００５０】
ここで、各開口部６１ａは、駆動子８を板ばね６１に対して（アクチュエータ本体４の）短手方向へ投影したときの投影面積よりも大きく開口している。こうすることで、板ばね６１をアクチュエータ本体４及びケース５に接合したときに、駆動子８，８は、開口部６１ａ，６１ａを介して板ばね６１を貫通し、該板ばね６１と干渉することがない。【００５１】
さらに、各開口部６１ａは、アクチュエータ本体４の、駆動子８よりも長手方向外側の部分の板ばね６１への投影面積よりも大きく開口している。つまり、アクチュエータ本体４が前述の如く縦振動及び屈曲振動を行う際に、駆動子８だけでなく、アクチュエータ本体４の、駆動子８よりも長手方向外側の部分が板ばね６１と干渉することが防止される。【００５２】
このように構成された超音波アクチュエータ２は、図２，９に示すように、各駆動子８がステージ１１の裏面と当接するように配設されると共に、ケース５が基台（図示省略）に固定される。詳しくは、超音波アクチュエータ２は、アクチュエータ本体４の短手方向がステージ１１の裏面に直交すると共に、アクチュエータ本体４の長手方向がガイド１２，１２と平行になるように配置される。さらに換言すれば、超音波アクチュエータ２は、アクチュエータ本体４の屈曲振動の方向がステージ１１の裏面と直交すると共に、アクチュエータ本体４の縦振動の方向がガイド１２，１２と平行な方向を向くように配置される。【００５３】
このとき、前記押圧ゴム６２を圧縮変形させた状態で超音波アクチュエータ２を配設しており、この押圧ゴム６２の弾性力によってアクチュエータ本体４がステージ１１に押圧されている。つまり、駆動子８，８がステージ１１に押し付けられた状態になっている。そのため、アクチュエータ本体４を振動していない状態においても、駆動子８，８とステージ１１との間に摩擦力が作用する状態となっており、ステージ１１の位置が保持される。超音波アクチュエータ２のステージ１１への押圧力は、押圧ゴム６２の弾性力によって決まる。【００５４】
前記制御装置は、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外部電極４６，４７に印加する。【００５５】
制御装置は、前述の如く、アクチュエータ本体４、即ち、圧電素子ユニット４０に縦振動と屈曲振動とを調和的に発生させて、駆動子８，８を図７に示すような周回運動させることで、ステージ１１を移動させる。具体的には、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の縦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が外部電極４６，４７に印加される。このとき、交流電圧は、互いに位相が９０°ずれた状態で外部電極４６，４７に印加される。【００５６】
アクチュエータ本体４が、縦振動と屈曲振動との合成振動を行うと、駆動子８，８はアクチュエータ本体４の長手方向と短手方向とを含む平面内において略楕円運動を行う。こうすることで、駆動子８，８は、ステージ１１との当接及び離間を周期的に繰り返しながら、ステージ１１に対して摩擦力を介してアクチュエータ本体４の長手方向へ駆動力を付与しており、ステージ１１はガイド１２，１２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（ガイド１２，１２が延びる方向と一致する）が、駆動子８，８が駆動力を出力する方向である駆動方向に相当する。【００５７】
以下に、超音波アクチュエータ２によるステージ１１の駆動を、図１０を参照してさらに詳しく説明する。アクチュエータ本体４が長手方向（縦振動の振動方向）に伸張するとき、一方（例えば、図１０の左側）の駆動子８は、図１０（ｂ）に示すように、短手方向（屈曲振動の振動方向）においてステージ１１側の領域を変位するため、ステージ１１との間の摩擦力が増大し、この摩擦力によってステージ１１を該長手方向における該一方の駆動子８が変位する側（図１０の左側）へ移動させる。このとき、他方（図１０の右側）の駆動子８は、該長手方向において一方の駆動子８とは逆向きに変位するが、該短手方向において反ステージ１１側（ステージ１１から離れる側）の領域を変位するため、ステージ１１から離れて摩擦力が作用せず、ステージ１１の移動にはほとんど影響を与えない。【００５８】
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１０の右側）の駆動子８は、図１０（ｃ）に示すように、短手方向においてステージ１１側の領域を変位するため、ステージ１１との間の摩擦力が増大し、この摩擦力によってステージ１１を該長手方向における該他方の駆動子８が変位する側（図１０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８によるステージ１１の移動方向と同じである。このとき、一方（図１０の左側）の駆動子８は、該長手方向において他方の駆動子８とは逆向きに変位するが、該短手方向において反ステージ１１側の領域を変位するため、ステージ１１から離れて摩擦力が作用せず、ステージ１１の移動にはほとんど影響を与えない。【００５９】
尚、図１０においては、ステージ１１の移動に影響を与えない方の駆動子８はステージ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８は、ステージ１１を移動させない程度の摩擦力で該ステージ１１に接触している状態であってもよい。【００６０】
こうして、一方の駆動子８と他方の駆動子８とは、位相が１８０°ずれた状態で交互にステージ１１を所定の一方向へ移動させる。尚、前記交流電圧を位相を−９０°ずらした状態で外部電極４６，４７に印加することによって、駆動子８，８が出力する駆動力を逆向きにすることができ、ステージ１１を他方向へ移動させることができる。【００６１】
尚、ステージ１１の移動量、移動速度及び移動加速度は、外部電極４６，４７に給電する交流電圧の電圧値、周波数及び給電時間の少なくとも１つを調整する、又は外部電極４６，４７に給電する各交流電圧の位相のずれを変更する等によって調整することができる。【００６２】
このように、超音波アクチュエータ２は、駆動子８，８に縦振動の振動方向（長手方向）と屈曲振動の振動方向（短手方向）とを含む平面内で周回運動させて駆動子８，８とステージ１１との間の摩擦力の増大と緩和とを繰り返しながら、該ステージ１１を駆動している。【００６３】
こうして、駆動子８，８とステージ１１との間の摩擦力を介してステージ１１を駆動するアクチュエータ本体４には、ステージ１１へ駆動力を付与する際に、ステージ１１から駆動子８，８を介して反力が作用する。この反力は、アクチュエータ本体４に対して、ステージ１１を駆動させる方向とは反対方向に作用する。【００６４】
ここで、アクチュエータ本体４を弾性的に支持する構成においては、この反力によってアクチュエータ本体４がステージ１１を駆動させる方向とは反対方向に変位してしまい、アクチュエータ本体４からステージ１１へ駆動力を効率良く伝えることができない虞がある。例えば、アクチュエータ本体４を押圧ゴム６２のみでケース５に対して支持する構成の場合、駆動子８，８に作用する反力が、アクチュエータ本体４に対して押圧ゴム６２を中心とするモーメントとして作用し、アクチュエータ本体４を押圧ゴム６２を中心に回転変位、即ち、傾かせてしまう。その結果、駆動子８，８とステージ１１との接触状態が不安定になり、超音波アクチュエータ２が安定した動作を行えないという虞もある。【００６５】
そこで、本実施形態では、アクチュエータ本体４の、駆動子８，８が設けられている側の端部を板ばね６１によってケース５に対して支持している。【００６６】
こうすることで、アクチュエータ本体４を駆動子８，８の近傍で支持することができるため、アクチュエータ本体４をケース５に対して支持する板ばね６１との距離が短くなり、反力によるアクチュエータ本体４を回転させるモーメントが、アクチュエータ本体４を押圧ゴム６２だけでケース５に支持する構成と比較して、小さくなる。【００６７】
また、板ばね６１は、その法線方向へのばね定数に比べて、板ばね６１が拡がる方向（面内方向）へのばね定数の方がはるかに大きい。つまり、板ばね６１を、その法線方向がアクチュエータ本体４をステージ１１に押圧する押圧方向と平行に且つ、その板ばね６１が拡がる方向がステージ１１の駆動方向、即ち、反力の方向と平行となる状態で、アクチュエータ本体４とケース５とに接合することによって、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位は阻害することなく、アクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制することができる。ただし、アクチュエータ本体４における板ばね６１が接合される部分は、縦振動及び屈曲振動の節の部分であるため、板ばね６１がアクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制したとしても、アクチュエータ本体４の縦振動及び屈曲振動を阻害することはない。【００６８】
したがって、本実施形態１によれば、アクチュエータ本体４を駆動子８，８が設けられた側の端面、即ち、設置面４０ａにおいて板ばね６１によってケース５に弾性的に支持することによって、ステージ１１からの反力が作用する駆動子８，８とアクチュエータ本体４の支持部である板ばね６１との距離を短くして、反力によるアクチュエータ本体４を回転させるモーメントを小さくすることができる。その結果、アクチュエータ本体４の傾きを抑制して、駆動子８，８とステージ１１との当接状態を安定的に維持することができる。ひいては、超音波アクチュエータ２を安定的に動作させることができる。【００６９】
尚、駆動子８，８が予想される摩耗分だけ板ばね６１からステージ１１側へ突出するように、駆動子８，８を板ばね６１の厚さまで小さく、又は板ばね６１を駆動子８，８の大きさまで厚くすることが好ましい。こうすることで、駆動子８，８と板ばね６１との距離を短くして、反力によるモーメントを可及的に低減することができる。それに加えて、板ばね６１を厚くする構成では、反力によるモーメントに対する板ばね６１の剛性を向上させることができる。【００７０】
また、板ばね６１を、その法線方向が押圧ゴム６２の押圧方向と平行に且つ、その面が拡がる方向が駆動力を出力する駆動方向と平行となった状態で、アクチュエータ本体４とケース５とに接合することによって、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位を阻害することなく、アクチュエータ本体４の駆動方向、即ち、反力の方向への変位を規制することができる。このとき、アクチュエータ本体４における板ばね６１との接合部を縦振動及び屈曲振動の節の部分とすることによって、板ばね６１をアクチュエータ本体４の一側面に接合し且つ該板ばね６１でアクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制する構成であっても、アクチュエータ本体４の縦振動及び屈曲振動を阻害することを防止することができる。【００７１】
換言すれば、アクチュエータ本体４を、押圧方向へのばね定数よりも駆動方向へのばね定数の方が大きい支持部で支持することが好ましい。こうすることで、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位を阻害することなく、また、アクチュエータ本体４に作用する押圧力に与える影響を抑制し、さらには、アクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制することができる。尚、前述の如く、アクチュエータ本体４を駆動子８，８の近傍で支持しなくとも、アクチュエータ本体４を押圧方向へのばね定数よりも駆動方向へのばね定数の方が大きい支持部で支持することによって、かかる効果を奏することができる。アクチュエータ本体４に作用するモーメントを小さくする観点から、アクチュエータ本体４を駆動子８，８の近傍で支持する方が好ましいことは、言うまでもない。【００７２】
さらに、板ばね６１をその法線方向が押圧ゴム６２の押圧方向を向くように配設することによって、押圧方向へのばね定数が小さくなるように板ばね６１を配設することになるため、板ばね６１が押圧ゴム６２からアクチュエータ本体４へ付与される押圧力へ与える影響を小さくすることができる。その結果、アクチュエータ本体４をステージ１１へ押圧する押圧力は押圧ゴム６２によって支配的に決定することができ、アクチュエータ本体４に安定した押圧力を作用させることができる。【００７３】
さらにまた、板ばね６１の本体側接合部６１ｂよりもアクチュエータ本体４の長手方向外側の部分に、アクチュエータ本体４のその短手方向への板ばね６１への投影面積よりも大きな開口部６１ａ，６１ａを形成することによって、アクチュエータ本体４が振動変位する、特に、屈曲振動する際にアクチュエータ本体４が板ばね６１と干渉することを防止することができる。それと共に、超音波アクチュエータ２をステージ１１に対して設置する際に、２つの駆動子８，８間での大きさのばらつきや接着剤の厚さのばらつきによってアクチュエータ本体４がステージ１１に対して多少傾いて設置されたとしても、アクチュエータ本体４が板ばね６１と干渉することを防止することができる。【００７４】
《発明の実施形態２》
次に、本発明の実施形態２に係る超音波アクチュエータ２０２について説明する。実施形態２に係る超音波アクチュエータ２０２は、支持部の構成が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成には同様の符号を付して、説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。【００７５】
実施形態２に係る超音波アクチュエータ２０２は、図１１に示すように、板ばね２６１によってケース２０５に支持されている。【００７６】
実施形態２に係るケース２０５は、アクチュエータ本体４の厚み方向の一側が開口しておらず、厚み方向の一側にも壁部が設けられている点で実施形態１に係るケース５とは異なる。詳しくは、ケース２０５は、アクチュエータ本体４の主面と平行な第１主壁部２５１と第２主壁部２５５とが対向して設けられている。【００７７】
また、実施形態２に係る板ばね２６１は、実施形態１に係る板ばね６１と異なり、細長い板状に形成されている。この板ばね２６１は、アクチュエータ本体４がケース２０５内に収容された状態において、ケース２０５の第１主壁部２５１から第２主壁部２５５まで、駆動子８，８の間を通って、アクチュエータ本体４の厚み方向に延びて設けられている。このとき、板ばね２６１は、アクチュエータ本体４の設置面４０ａと略平行になっている。【００７８】
そして、板ばね２６１の両端部には、基礎側接合部２６１ｃ，２６１ｃが形成されており、これら基礎側接合部２６１ｃ、２６１ｃそれぞれがエポキシ系接着剤２６１ｅ，２６１ｅを介してケース２０５の第１及び第２主壁部２５１，２５５の（アクチュエータ本体４の）短手方向端面に接合されている。また、板ばね２６１の中間部には、本体側接合部２６１ａが形成されており、この本体側接合部２６１ａがエポキシ系接着剤２６１ｄを介してアクチュエータ本体４の設置面４０ａにおける駆動子８，８の間の部分に接合されている。【００７９】
したがって、本実施形態２によれば、アクチュエータ本体４を駆動子８，８が設けられた側の端面、即ち、設置面４０ａにおいて板ばね２６１によってケース５に弾性的に支持することによって、ステージ１１からの反力が作用する駆動子８，８とアクチュエータ本体４の支持部である板ばね２６１との距離を短くして、反力によるアクチュエータ本体４を回転させるモーメントを小さくすることができる。その結果、アクチュエータ本体４が傾くことを抑制して、駆動子８，８とステージ１１との当接状態を安定的に維持することができる。尚、実施形態１と比べても、駆動子８，８と板ばね２６１（特に、板ばね２６１の基礎側接合部２６１ｃ，２６１ｃ）との距離を短くすることができるため、モーメントを抑制する効果がより大きくなる。【００８０】
また、板ばね２６１を、その法線方向が押圧ゴム６２の押圧方向と平行に且つ、その面が拡がる方向が駆動力を出力する駆動方向と平行となる状態で、アクチュエータ本体４とケース２０５とに接合することによって、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位を阻害することなく、アクチュエータ本体４の駆動方向、即ち、反力の方向への変位を規制することができる。このとき、アクチュエータ本体４における板ばね２６１との接合部を縦振動及び屈曲振動の節の部分とすることによって、板ばね２６１をアクチュエータ本体４の一側面に接合し且つ該板ばね２６１でアクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制する構成であっても、アクチュエータ本体４の縦振動及び屈曲振動を阻害することを防止することができる。【００８１】
さらに、実施形態１に比べて、板ゴム２６１の構成を簡易にすることができる。【００８２】
その他、実施形態１と同様の作用・効果を奏することができる。【００８３】
《発明の実施形態３》
次に、本発明の実施形態３に係る超音波アクチュエータ３０２について説明する。実施形態３に係る超音波アクチュエータ３０２は、可動体及び固定体への取付構造が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成には同様の符号を付して、説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。【００８４】
詳しくは、実施形態３に係る駆動装置３０１は、図１２に示すように、固定体としてのコ字状に形成された固定枠１３と、固定枠１３内において互いに平行に設けられた一対のガイドレール１４，１４と、該ガイドレール１４，１４に対して摺動自在に設けられたステージ１５と、超音波アクチュエータ３０２とを備えている。【００８５】
超音波アクチュエータ３０２においては、アクチュエータ本体４が支持用板ばね３６１が接合されると共に、該支持用板ばね３６１の両端部が、コ字状に形成された固定枠（固定体を構成する）１３の端部にボルトを介して固定されている。すなわち、固定枠１３が固定体及び基礎部を構成する。【００８６】
このとき、支持用板ばね３６１の一端部においては、スペーサ１６を介して押圧用板ばね３６２がボルトにより共締めされる。この押圧用板ばね３６２は、一端部がボルトにより固定枠１３に固定される一方、他端部が自由端となっている。そして、押圧用板ばね３６２の他端部には、屈曲して形成された押圧部３６２ａが設けられている。押圧用板ばね３６２は、固定枠１３に固定されることによって、押圧部３６２ａでアクチュエータ本体４をステージ１５に対して押圧するように構成されている。この押圧用板ばね３６２が与圧手段を構成する。【００８７】
つまり、アクチュエータ本体４は、板ばね３６１によって固定枠１３に弾性的に支持されると共に、押圧用板ばね３６２によってステージ１５に対して押圧されている。このとき、支持用板ばね３６１は、その法線方向が押圧用板ばね３６２による押圧方向と平行になると共に、その面が拡がる方向が駆動方向と平行になるように配設されているため、支持用板ばね３６１は、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位を阻害することなく、駆動方向、即ち、ステージ１５からの反力の方向への変位を規制することができる。尚、支持用板ばね３６１は、前記実施形態と同様に、アクチュエータ本体４の振動の節に接合されることが好ましい。【００８８】
尚、アクチュエータ本体４への給電は、外部電極４７，４５，４６に接続されたワイヤ（図示省略）を介して行われる。【００８９】
したがって、本実施形態３によれば、実施形態１と同様に、アクチュエータ本体４を駆動子８，８の近傍で支持することができるため、ステージ１５からの反力による、アクチュエータ本体４を回転させるモーメントを抑制することができる。【００９０】
また、支持用板ばね３６１をアクチュエータ本体４の駆動方向と平行に配設することによって、アクチュエータ本体４の駆動方向、即ち、反力の方向への変位を規制することができる。それに加えて、支持用板ばね３６１をその法線方向が押圧用板ばね３６２による押圧方向と平行になるように配設することによって、アクチュエータ本体４の押圧方向への振動及び変位を阻害することを防止できる。【００９１】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態１〜３について、以下のような構成としてもよい。【００９２】
すなわち、前記実施形態１〜３では、板ばね６１，２６１，３６１を、アクチュエータ本体４の駆動子８，８が設けられた設置面に接合しているが、これに限られるものではない。例えば、板ばね６１，２６１，３６１を、アクチュエータ本体４の主面や短辺側面における、設置面４０ａ側の端部、即ち、アクチュエータ本体４の短手方向の駆動子８，８寄りの部分に接合する構成であってもよい。つまり、板ばね６１，２６１，３６１を設置面４０ａではなく、アクチュエータ本体４の主面や短辺側面における駆動子８，８側の端部に接合することによって、駆動子８，８と板ばね６１，２６１，３６１との距離を短くすることができ、反力によるアクチュエータ本体４を回転させるモーメントを抑制することができる。【００９３】
また、前記実施形態１〜３では、アクチュエータ本体４において、外部電極４７，４５，４６を１つの長辺側面に形成して、１つの押圧ゴム６２によって該外部電極４７，４５，４６に給電しているが、これに限られるものではない。例えば、図１３に示すように、外部電極４７，４５，４６をそれぞれアクチュエータ本体４における異なる側端面に設けると共に、押圧ゴム６２以外に２つの給電ゴム６３，６３を設けて、該押圧ゴム６２及び給電ゴム６３，６３を介して外部電極４７，４５，４６にそれぞれ給電するように構成してもよい。【００９４】
また、前記実施形態では、支持部を板ばねで構成しているが、これに限られるものではない。例えば、図１４に示すように、柱状部材で構成された支持部４６１を採用してもよい。かかる場合であっても、アクチュエータ本体４を駆動子４０８，４０８の近傍で支持部４６１によって支持することができ、反力が作用する駆動子４０８，４０８とアクチュエータ本体４を支持する支持部４６１との距離を短くして、アクチュエータ本体４に作用する反力によるモーメントを小さくすることができる。尚、駆動子４０８は、円柱状ではなく、球状に形成されている。【００９５】
また、柱状部材は、その曲げ方向のばね定数に比べて、軸方向のばね定数の方が非常に大きい。そこで、支持部４６１を構成する柱状部材のうち少なくとも一部の柱状部材をその軸が駆動方向、即ち、反力の方向と平行になるように配設することによって、アクチュエータ本体４を反力の方向について強固に支持することができる。具体的には、図１４に示すように、支持部４６１は、アクチュエータ本体４の厚み方向に延びる本体側接合部４６１ｂと、本体側接合部４６１ｂの両端部にそれぞれ接合され且つアクチュエータ本体４の長手方向に延びる一対の基礎側接合部４６１ｃ，４６１ｃとを有している。すなわち、基礎側接合部４６１ｃ，４６１ｃはその軸が駆動方向、即ち、反力の方向と平行となるように配設されている。そして、本体側接合部４６１ｂは、エポキシ系接着剤４６１ｄを介してアクチュエータ本体４の設置面４０ａにおける駆動子４０８，４０８の間の部分に接合されている。また、各基礎側接合部４６１ｃは、両端部がケース５の第１及び第２短辺壁部５２，５３の（アクチュエータ本体４の）短手方向端面にエポキシ系接着剤４６１ｅ，４６１ｅを介して接合されている。こうすることによって、アクチュエータ本体４がステージ１１から駆動子４０８，４０８を介して反力を受けても、基礎側接合部４６１ｃ，４６１ｃで該反力を受け止めることができ、アクチュエータ本体４の反力の方向への変位を抑制することができる。その一方で、本体側接合部４６１ｂをアクチュエータ本体４の節の部分に接合すると共に、本体側接合部４６１ｂ及び基礎側接合部４６１ｃ，４６１ｃの曲げの方向がアクチュエータ本体４の押圧方向と一致するため、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位が阻害されることはない。【００９６】
さらに、駆動子８の形状、個数、材質等は前記実施形態に制限されるものではなく、任意の形状、個数、材質等の駆動子を採用することができる。【００９７】
また、超音波アクチュエータ２を、アクチュエータ本体４に長手方向への縦振動の１次モードと屈曲振動の２次モードとを調和的に発生させるように構成したが、これに限られるものではない。これ以外の振動又はモードを発生させるものであってもよく、アクチュエータ本体４を振動させて駆動子８，８とステージ１１との間の摩擦力を介して駆動力を出力する振動型アクチュエータであれば任意の構成を採用することができる。【００９８】
また、超音波アクチュエータ２は、前記の構成に限られるものではない。例えば、前記押圧ゴム６２を介してアクチュエータ本体４に給電する構成ではなく、リード線をアクチュエータ本体４に接続して給電する構成でもよい。また、アクチュエータ本体４の振動のノード部（節の部分）を非弾性部材で支持する構成であってもよい。【００９９】
さらにまた、アクチュエータ本体４は圧電素子ユニット４０で構成されているが、金属などの基板に圧電素子を貼り付けた構成や、金属などで共振器を形成し、圧電素子を挟み込んだ構成であってもよい。この場合、圧電素子を含んで構成された共振器がアクチュエータ本体を構成する。【０１００】
さらに、前記実施形態では、超音波アクチュエータ２を基台に固定すると共に、駆動子８，８を移動可能なステージ１１に当接させて、該超音波アクチュエータ２を作動させることで該ステージ１１を駆動させているが、図１５に示すように、超音波アクチュエータ２をステージに固定する構成としてもよい。詳しくは、駆動装置５０１は、互いに平行な状態で基台に固定されたガイド１７，１７と、該ガイド１７，１７に摺動自在に取り付けられたステージ１８と、超音波アクチュエータ２とを備えている。該ガイド１７，１７のうちの一方のガイド１７には、該ガイド１７に固定された被当接部材１７ａが設けられている。一方、ステージ１８には、アクチュエータ取付部１８ａが設けられている。そして、超音波アクチュエータ２は、駆動子８，８が該ガイド１７の被当接部材１７ａに当接する状態で、該ステージ１８のアクチュエータ取付部１８ａにケース５が取り付けられている。この状態で、超音波アクチュエータ２を作動させると、駆動子８，８は被当接部材１７ａに対して駆動力を出力するが、該被当接部材１７ａは固定されているため、超音波アクチュエータ２自体が被当接部材１７ａに対して相対的にガイド１７，１７の長手方向に振動する。その結果、アクチュエータ取付部１８ａを介してケース５と連結されたステージ１８がガイド１７，１７の長手方向に駆動される。被当接部材１７ａが固定体を構成する。【０１０１】
また、前記実施形態では、超音波アクチュエータの駆動力が付与されて駆動されるステージ１１は平板状であるが、これに限られるものではなく、可動体の構成としては任意の構成を採用することができる。例えば、図１６に示すように、可動体は所定の軸Ｘ回りに回動可能な円板体１９であり、超音波アクチュエータの駆動子８，８が該円板体１９の側周面１９ａに当接するように構成された駆動装置６０１を採用してもよい。かかる構成の場合、超音波アクチュエータを駆動すると、駆動子８，８の概略楕円運動によって、該円板体１９が所定の軸Ｘ回りに回動させられる。この円板体１９が可動体を構成する。【０１０２】
また、図１７に示すように、可動体は所定の軸Ｘ回りに回動可能な円板体２０であり、超音波アクチュエータの駆動子８，８が該円板体２０の平面部２０ａに当接するように構成された駆動装置７０１を採用してもよい。かかる構成の場合、超音波アクチュエータを駆動すると、駆動子８，８の概略楕円運動によって、該円板体２０が駆動子８，８と当接部における接線方向に駆動され、結果として該円板体２０が所定の軸Ｘ回りに回動させられる。この円板体２０が可動体を構成する。【０１０３】
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】
【０１０４】
以上説明したように、本発明は、圧電素子を用いて構成され、振動方向が互いに異なる複数の振動を発生させるアクチュエータ本体を備え、可動体を駆動する振動型アクチュエータについて、特に、小型で精密に駆動する振動型アクチュエータについて有用である。
【図１】
2009050836.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月9日(2010.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を用いて構成され、振動を発生させるアクチュエータ本体を備え、可動体を駆動する振動型アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電素子を用いて構成されたアクチュエータ本体に電界を加えて、該アクチュエータ本体を振動させることで、該アクチュエータ本体に設けられた駆動子を動作させて駆動力を出力させ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は、超音波モータや微小ステップでの移動が求められる装置などで利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に係る振動型アクチュエータは、圧電素子を用いて構成されたアクチュエータ本体と、アクチュエータ本体に設けられ可動体に駆動力を出力する駆動子と、該駆動子と反対側からアクチュエータ本体を押圧するための与圧手段とを備えている。この振動型アクチュエータでは、アクチュエータ本体が与圧手段によって固定体及び可動体のうち駆動子が当接する方（以下、被当接体ともいう）へ押圧されており、駆動子と被当接体との摩擦力が或る程度確保された状態となっている。この状態で、アクチュエータ本体の圧電素子に交流電圧を印加することによって、アクチュエータ本体に振動を誘起させ、その振動により駆動子に楕円運動を行わせる。こうして、駆動子に楕円運動させることによって、駆動子と被当接体との間の摩擦力が増大と緩和とを繰り返し、増大したときの摩擦力により駆動子から可動体へ駆動力が出力され、可動体が所定の方向へ駆動される。
【０００４】
尚、与圧手段は、アクチュエータ本体を被当接体に押圧する機能だけでなく、アクチュエータ本体を支持する支持部としても機能している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３３５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、アクチュエータ本体から駆動子を介して可動体へ駆動力を出力する際には、被当接体から該駆動子を介してアクチュエータ本体に反力が作用する。この反力は、駆動力に比例して増大する。
【０００７】
ところが、特許文献１に係る振動型アクチュエータのようにアクチュエータ本体を弾性的に支持している構成においては、特にその反力も大きいときには、反力によりアクチュエータ本体自体が変位してしまう。
【０００８】
詳しくは、駆動子に作用する反力は、アクチュエータ本体を弾性的に支持する与圧手段を中心としたモーメントして作用し、これにより、アクチュエータ本外が該与圧手段回りに回転変位する。その結果、駆動子と被当接体との間の摩擦力が減少したり、駆動子が被当接体から離れたりして、駆動子と被当接体との接触状態が不安定となり、ひいては、振動型アクチュエータの動作が不安定となる。
【０００９】
その一方で、被当接体からの反力によるアクチュエータ本体の変位を防止すべく、アクチュエータ本体を非弾性的に支持してしまうと、アクチュエータ本体の振動を阻害してしまうことになる。その結果、アクチュエータ本体の振動変位を減少させることになり、ひいては駆動力を減少させてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、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、アクチュエータ本体の振動を阻害することなく且つ、駆動子が被当接体から反力を受けても該駆動子と被当接体との間の当接状態を安定的に維持するアクチュエータ本体の支持構造を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、アクチュエータ本体を駆動子の近傍で弾性的に支持するようにしたものである。
【００１２】
具体的には、本発明は、固定体に対して相対移動可能に設けられた可動体を駆動する振動型アクチュエータが対象である。そして、圧電素子を用いて構成され、振動を発生させるアクチュエータ本体と、前記アクチュエータ本体の一側面に設けられて該アクチュエータ本体の振動に従って動作することで駆動力を出力する駆動子と、前記アクチュエータ本体において前記駆動子と反対側に設けられ該アクチュエータ本体を前記固定体及び可動体のうち前記駆動子が当接する方へ押圧するための与圧手段と、前記アクチュエータ本体が実装される基礎部と、前記アクチュエータ本体を前記基礎部に対して弾性的に支持する支持部とを備え、前記支持部は、前記アクチュエータ本体における、前記駆動子が設けられている側の端部を支持しているものとする。
【００１３】
前記の構成の場合、アクチュエータ本体における駆動子が設けられている側の端部が支持部により支持されることになる。つまり、アクチュエータ本体は、駆動子の近傍が支持されることになり、該駆動子と支持部との距離が短くなるため、駆動子が固定体及び可動体のうち該駆動子が当接する方（被当接体）から反力を受けたとしても、アクチュエータ本体に作用する支持部回りのモーメントが小さくなり、アクチュエータ本体の支持部を中心とする回転変位を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アクチュエータ本体を駆動子が設けられている側の端部で支持部により弾性的に支持することによって、アクチュエータ本体をその振動を阻害することなく支持することができることに加えて、駆動子と支持部との距離が短くなるため、駆動子が被当接体から反力を受けたとしても、アクチュエータ本体の回転変位が抑制され、駆動子と被当接体との当接状態を安定的に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る超音波アクチュエータの斜視図である。
【図２】図２は、駆動装置の斜視図である。
【図３】図３は、圧電素子ユニットの分解斜視図である。
【図４】図４は、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５】図５は、アクチュエータ本体の長手方向への縦振動の１次モードによる変位を示す概念図である。
【図６】図６は、アクチュエータ本体の屈曲振動の２次モードによる変位を示す概念図である。
【図７】図７は、アクチュエータ本体の動作を示す概念図である。
【図８】図８は、押圧ゴムの概略構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、超音波アクチュエータの断面図である。
【図１０】図１０は、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、（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、（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１１】図１１は、実施形態２に係る超音波アクチュエータの斜視図である。
【図１２】図１２は、実施形態３に係る駆動装置の正面図である。
【図１３】図１３は、その他の実施形態に係る超音波アクチュエータの断面図である。
【図１４】図１４は、別のその他の実施形態に係る超音波アクチュエータの斜視図である。
【図１５】図１５は、その他の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図１６】図１６は、別のその他の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図１７】図１７は、さらに別のその他の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１に係る駆動装置１は、図２に示すように、ステージ１１と、超音波アクチュエータ２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。この駆動装置１は、非常に薄型で動作の安定した精密駆動機構を構成している。そのため、この駆動装置１は、カメラなどの自動焦点、ズーム拡大、手ぶれ補正等に用いられる。
【００１８】
ステージ１１は、互いに平行な状態で固定体としての基台（図示省略）上に固定されたガイド１２，１２に摺動可能に取り付けられている。つまり、ステージ１１は、ガイド１２，１２が延びる方向に沿って移動可能に構成されている。このステージ１１が可動体を構成する。これらガイド１２，１２の延びる方向がステージ１１の可動方向となる。このステージ１１は、平面視略方形の板状部材であって、アルミナで形成されている。尚、ステージ１１の材質は、アルミナに限られるものではなく、任意の材質を用いることができる。そして、前記超音波アクチュエータ２は、このステージ１１の裏面（ガイド１２，１２が設けられている側の面）に後述する駆動子８，８が接触するように配設されている。
【００１９】
前記超音波アクチュエータ２は、図１に示すように、振動を発生させるアクチュエータ本体４と、該アクチュエータ本体４の駆動力をステージ１１に伝達させる駆動子８，８と、該アクチュエータ本体４を収容するケース５と、アクチュエータ本体４をケース５に対して弾性的に支持する板ばね６１と、アクチュエータ本体４を前記ステージ１１に押圧するための押圧ゴム６２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。
【００２０】
前記アクチュエータ本体４は、圧電素子ユニット４０で構成されている。
【００２１】
前記圧電素子ユニット４０は、略長方形状の互いに対向する一対の主面と、この主面と直交して該主面の長手方向に延びる、互いに対向する一対の長辺側面と、これら主面及び長辺側面の両方と直交して該主面の短手方向に延びる、互いに対向する一対の短辺側面とを有する略直方体状をしている。
【００２２】
この圧電素子ユニット４０は、図３に示すように、５つの圧電体層（圧電素子）４１，４１，…と４つの内部電極層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とで構成される。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４４，４４のそれぞれは、各圧電体層４１の主面上に印刷されている。
【００２３】
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って、前記圧電素子ユニット４０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には、その長辺側面のうち一方の長辺側面の長手方向中央部に外部電極４７ａ，４５ａ，４６ａが互いに絶縁状態で並んで形成されている。
【００２４】
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の一方の長辺部には、その長手方向中央部から圧電体層４１の前記外部電極４５ａまで延びる引出電極４４ａが形成されている。
【００２５】
前記第１給電電極層４２は、図４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、これら第１電極４２ａ，４２ｂを連結して導通させる導通電極４２ｃとを有する。各第１電極４２ａ（４２ｂ）は略矩形状の電極であり、積層方向に見て共通電極層４４と重なっている。つまり、各第１電極４２ａ（４２ｂ）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のうちの、圧電体層４１の外部電極４６ａが形成された長辺側面寄りの第１電極４２ｂには、圧電体層４１の前記外部電極４６ａまで延びる引出電極４２ｄが設けられている。
【００２６】
前記第２給電電極層４３は、圧電体層４１の主面の対角線方向に位置する前記２対の領域のうち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、これら第２電極４３ａ，４３ｂを連結して導通させる導通電極４３ｃとを有する。前記他方の対の領域のうち積層方向に見て前記第１電極４２ａの前記短手方向且つ前記第１電極４２ｂの前記長手方向に隣接する領域に設けられる電極が第２電極４３ａであり、第１電極４２ａの該長手方向且つ第１電極４２ｂの該短手方向に隣接する領域に設けられる電極が第２電極４３ｂである。各第２電極４３ａ（４３ｂ）は略矩形状の電極であり、積層方向に見て共通電極層４４と重なっている。つまり、各第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２電極４３ａ，４３ｂのうちの、圧電体層４１の外部電極４７ａが形成された長辺側面寄りの第２電極４３ａには、圧電体層４１の前記外部電極４７ａまで延びる引出電極４３ｄが設けられている。
【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圧電素子ユニット４０においては、その一方の長辺側面の前記長手方向中央部に、各圧電体層４１の外部電極４７ａ，４５ａ，４６ａがそれぞれ積層方向に並んで一まとまりの外部電極４７，４５，４６が形成されている。この外部電極４７には、前記第２給電電極層４３の引出電極４３ｄが電気的に接続されている。外部電極４５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。外部電極４６には、前記第１給電電極層４２の引出電極４２ｄが電気的に接続されている。
【００２８】
そして、圧電素子ユニット４０の長辺側面のうち他方の長辺側面、即ち、前記外部電極４５ａが設けられていない側の長辺側面（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）４０ａには、２個の駆動子８，８が設けられている。
【００２９】
各駆動子８は、円柱状に形成されている。この駆動子８は、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。
【００３０】
また、駆動子８は、円柱の軸が設置面４０ａの短手方向（圧電素子ユニット４０の厚み方向）と平行になる状態で接着剤を介して設置面４０ａに取り付けられている。つまり、駆動子８は、設置面４０ａに対して線接触状に取り付けられている。
【００３１】
接着剤としては、圧電素子ユニット４０の材料及び駆動子８の材料よりも柔らかいことが望ましい。具体的には、合成樹脂、特にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。このような材料を用いることにより圧電素子ユニット４０の後述する振動をできるだけ阻害せずに駆動子８と設置面４０ａとの間の固定を実現することができる。
【００３２】
また、駆動子８，８が設けられた位置は、設置面４０ａにおいて、圧電素子ユニット４０の長手方向両端部から該設置面４０ａの全長の３０〜３５％距離だけ内側に入った位置であり、即ち、圧電素子ユニット４０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。
【００３３】
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４５をグランドに接続し、前記外部電極４６に所定周波数の交流電圧を、前記外部電極４７に該交流電圧と位相が９０°ずれた交流電圧を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、その長手方向への縦振動（いわゆる、伸縮振動）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。
【００３４】
縦振動の共振周波数及び屈曲振動の共振周波数はそれぞれ、アクチュエータ本体４、即ち、圧電素子ユニット４０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°ずらした状態で外部電極４６，４７のそれぞれに印加する。例えば、縦振動の１次モード（図５参照）の共振周波数と屈曲振動の２次モード（図６参照）の共振周波数とが一致するように圧電素子ユニット４０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、縦振動の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７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す形状の変化を順番に起こす。
【００３５】
その結果、アクチュエータ本体４に設けられた各駆動子８が該アクチュエータ本体４の主面と平行な平面、即ち、長手方向と短手方向とを含む平面（図７における紙面と平行な面）内で略楕円運動、即ち、周回運動を行う。
【００３６】
このように振動するアクチュエータ本体４は、複数の振動の腹を有する。ここで、振動の腹とは振動の変位が極大となる箇所である。本実施形態においては、振動の腹の部分は、アクチュエータ本体４の両短辺側面に位置する計２箇所の縦振動の腹と、アクチュエータ本体４の両長辺側面の両端部の４箇所、さらに両長辺側面における両端部から長手方向内側へ全長の３０〜４０％程度入った部分の４箇所の計８箇所の屈曲振動の腹とがある。すなわち、アクチュエータ本体４は、縦振動の腹と屈曲振動の腹とを合わせて１０箇所の振動の腹がある。
【００３７】
前記駆動子８，８が設けられている部分は、アクチュエータ本体４の長辺側面における両端部から長手方向内側へ全長の３０〜３５％程度入った位置の屈曲振動の腹に相当する。
【００３８】
また、アクチュエータ本体４は、複数の振動の節も有する。ここで、振動の節とは振動の変位が常に零になる箇所である。本実施形態においては、振動の節は、アクチュエータ本体４の両長辺側面における長手方向中央部の計２箇所の縦振動の節と、アクチュエータ本体４の両長辺側面における長手方向中央部および、素子の形状により変位するが、中央部から長手方向外側に全長の３５〜４０％程度離れた部分の計６箇所の屈曲振動の節とがある。そのうち、２箇所は縦振動の節と重複している。すなわち、縦振動と屈曲振動が調和的に発生した場合の共通の節は、アクチュエータ本体４の両長辺側面の長手方向中央部のみとなる。
【００３９】
前記ケース５は、樹脂製であって、前記アクチュエータ本体４に対応した略直方体状の概略箱形状をしている。このケース５が基礎部を構成する。
【００４０】
このケース５は、前記アクチュエータ本体４の主面と平行で且つ略長方形状の主壁部５１と、該主壁部５１の前記長手方向の一側（図１における左側）に位置する短辺部に設けられた第１短辺壁部５２と、該主壁部５１の該長手方向の他側（図１における右側）に位置する短辺部に設けられた第２短辺壁部５３と、該主壁部５１の前記短手方向の一側（図１における下側）に位置する長辺部に設けられた長辺壁部５４とを有している。つまり、ケース５は、主壁部５１に対向する側及び該主壁部５１の該短手方向の他側（図１における上側）に位置する長辺部（アクチュエータ本体４の駆動子８，８が設けられた長辺側面に対応する部分）には壁部が設けられておらず、圧電素子ユニット４０の積層方向（主壁部５１の法線方向）の一側及び該短手方向の他側に開口した形状となっている。
【００４１】
このように構成されたケース５内に前記アクチュエータ本体４が収容されている。アクチュエータ本体４は、一方の主面が主壁部５１と対向し且つ一方の長辺側面（前記外部電極４７，４５，４６が設けられている側の長辺側面）が長辺壁部５４と対向するようにしてケース５内に収容されている。このとき、駆動子８，８はケース５から前記短手方向の他側に突出している。
【００４２】
また、アクチュエータ本体４の一方の長辺側面とケース５の長辺壁部５４との間には押圧ゴム６２が介設されている。この押圧ゴム６２は、アクチュエータ本体４及び長辺壁部５４だけでなく、主壁部５１の内側表面とも当接している。
【００４３】
そして、主壁部５１の内側表面における、前記押圧ゴム６２が当接する部分には互いに絶縁された３つの電極（図示省略）が設けられているこれらの電極は、主壁部５１の外側表面に設けられた端子電極（図示省略）にそれぞれ導通している。
【００４４】
前記各押圧ゴム６２は、図８に示すように、略直方体状をしていて、絶縁層６２ａと導電層６２ｂとを交互に積層して形成されている。絶縁層６２ａは、シリコーンゴムで構成されていて、４層設けられている。一方、導電層６２ｂは、シリコーンゴムに金属粒子を混入した導電性ゴムで構成されていて、３層設けられている。このように構成された押圧ゴム６２は、積層方向がアクチュエータ本体４の長手方向を向くように配置されている。このとき、３つの導電層６２ｂ，６２ｂ，６２ｂはそれぞれ、アクチュエータ本体４と対向する部分がアクチュエータ本体４の外部電極４７ａ，４５ａ，４６ａと接触する一方、ケース５の主壁部５１と対向する部分がケース５の内面に形成された前記３つの電極と接触している。こうして、押圧ゴム６２は、前記端子電極に導通する３つの電極とアクチュエータ本体４の外部電極４７，４５，４６とをそれぞれ導通させている。つまり、ケース５の外側表面に設けられた前記端子電極に給電することによって、押圧ゴム６２を介してアクチュエータ本体４に給電することができる。
【００４５】
また、この押圧ゴム６２は、詳しくは後述するが、アクチュエータ本体４をその短手方向（即ち、短手方向が押圧方向に相当する）に押圧する。この押圧ゴム６２が与圧手段を構成する。
【００４６】
尚、押圧ゴム６２の代わりに、板バネ等の弾性部材を採用してもよい。
【００４７】
また、ケース５内に収容されたアクチュエータ本体４は、板ばね６１によってケース５に対して弾性的に支持されている。この板ばね６１が支持部を構成する。
【００４８】
板ばね６１は、方形状に形成された板状部材であって、アクチュエータ本体４の設置面４０ａと対向し且つ該設置面４０ａと略平行な姿勢で配設されている。板ばね６１は、駆動子８，８に対応する位置に開口部６１ａ，６１ａが形成されている。板ばね６１のこれら開口部６１ａ，６１ａに挟まれた部分には、板ばね６１をアクチュエータ本体４に接合するための本体側接合部６１ｂが形成されている。また、板ばね６１において開口部６１ａ，６１ａよりも長手方向外側の部分には、板ばね６１をケース５に接合するための基礎側接合部６１ｃ，６１ｃが形成されている。
【００４９】
本体側接合部６１ｂは、アクチュエータ本体４の設置面４０ａにおける、駆動子８，８の間の部分にエポキシ系接着剤６１ｄを介して接合される。また、基礎側接合部６１ｃ，６１ｃは、ケース５の第１及び第２短辺壁部５２，５３の（アクチュエータ本体４の）短手方向端面にエポキシ系接着剤６１ｅ，６１ｅを介して接合される。
【００５０】
ここで、各開口部６１ａは、駆動子８を板ばね６１に対して（アクチュエータ本体４の）短手方向へ投影したときの投影面積よりも大きく開口している。こうすることで、板ばね６１をアクチュエータ本体４及びケース５に接合したときに、駆動子８，８は、開口部６１ａ，６１ａを介して板ばね６１を貫通し、該板ばね６１と干渉することがない。
【００５１】
さらに、各開口部６１ａは、アクチュエータ本体４の、駆動子８よりも長手方向外側の部分の板ばね６１への投影面積よりも大きく開口している。つまり、アクチュエータ本体４が前述の如く縦振動及び屈曲振動を行う際に、駆動子８だけでなく、アクチュエータ本体４の、駆動子８よりも長手方向外側の部分が板ばね６１と干渉することが防止される。
【００５２】
このように構成された超音波アクチュエータ２は、図２，９に示すように、各駆動子８がステージ１１の裏面と当接するように配設されると共に、ケース５が基台（図示省略）に固定される。詳しくは、超音波アクチュエータ２は、アクチュエータ本体４の短手方向がステージ１１の裏面に直交すると共に、アクチュエータ本体４の長手方向がガイド１２，１２と平行になるように配置される。さらに換言すれば、超音波アクチュエータ２は、アクチュエータ本体４の屈曲振動の方向がステージ１１の裏面と直交すると共に、アクチュエータ本体４の縦振動の方向がガイド１２，１２と平行な方向を向くように配置される。
【００５３】
このとき、前記押圧ゴム６２を圧縮変形させた状態で超音波アクチュエータ２を配設しており、この押圧ゴム６２の弾性力によってアクチュエータ本体４がステージ１１に押圧されている。つまり、駆動子８，８がステージ１１に押し付けられた状態になっている。そのため、アクチュエータ本体４を振動していない状態においても、駆動子８，８とステージ１１との間に摩擦力が作用する状態となっており、ステージ１１の位置が保持される。超音波アクチュエータ２のステージ１１への押圧力は、押圧ゴム６２の弾性力によって決まる。
【００５４】
前記制御装置は、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外部電極４６，４７に印加する。
【００５５】
制御装置は、前述の如く、アクチュエータ本体４、即ち、圧電素子ユニット４０に縦振動と屈曲振動とを調和的に発生させて、駆動子８，８を図７に示すような周回運動させることで、ステージ１１を移動させる。具体的には、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の縦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が外部電極４６，４７に印加される。このとき、交流電圧は、互いに位相が９０°ずれた状態で外部電極４６，４７に印加される。
【００５６】
アクチュエータ本体４が、縦振動と屈曲振動との合成振動を行うと、駆動子８，８はアクチュエータ本体４の長手方向と短手方向とを含む平面内において略楕円運動を行う。こうすることで、駆動子８，８は、ステージ１１との当接及び離間を周期的に繰り返しながら、ステージ１１に対して摩擦力を介してアクチュエータ本体４の長手方向へ駆動力を付与しており、ステージ１１はガイド１２，１２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（ガイド１２，１２が延びる方向と一致する）が、駆動子８，８が駆動力を出力する方向である駆動方向に相当する。
【００５７】
以下に、超音波アクチュエータ２によるステージ１１の駆動を、図１０を参照してさらに詳しく説明する。アクチュエータ本体４が長手方向（縦振動の振動方向）に伸張するとき、一方（例えば、図１０の左側）の駆動子８は、図１０（ｂ）に示すように、短手方向（屈曲振動の振動方向）においてステージ１１側の領域を変位するため、ステージ１１との間の摩擦力が増大し、この摩擦力によってステージ１１を該長手方向における該一方の駆動子８が変位する側（図１０の左側）へ移動させる。このとき、他方（図１０の右側）の駆動子８は、該長手方向において一方の駆動子８とは逆向きに変位するが、該短手方向において反ステージ１１側（ステージ１１から離れる側）の領域を変位するため、ステージ１１から離れて摩擦力が作用せず、ステージ１１の移動にはほとんど影響を与えない。
【００５８】
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１０の右側）の駆動子８は、図１０（ｃ）に示すように、短手方向においてステージ１１側の領域を変位するため、ステージ１１との間の摩擦力が増大し、この摩擦力によってステージ１１を該長手方向における該他方の駆動子８が変位する側（図１０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８によるステージ１１の移動方向と同じである。このとき、一方（図１０の左側）の駆動子８は、該長手方向において他方の駆動子８とは逆向きに変位するが、該短手方向において反ステージ１１側の領域を変位するため、ステージ１１から離れて摩擦力が作用せず、ステージ１１の移動にはほとんど影響を与えない。
【００５９】
尚、図１０においては、ステージ１１の移動に影響を与えない方の駆動子８はステージ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８は、ステージ１１を移動させない程度の摩擦力で該ステージ１１に接触している状態であってもよい。
【００６０】
こうして、一方の駆動子８と他方の駆動子８とは、位相が１８０°ずれた状態で交互にステージ１１を所定の一方向へ移動させる。尚、前記交流電圧を位相を−９０°ずらした状態で外部電極４６，４７に印加することによって、駆動子８，８が出力する駆動力を逆向きにすることができ、ステージ１１を他方向へ移動させることができる。
【００６１】
尚、ステージ１１の移動量、移動速度及び移動加速度は、外部電極４６，４７に給電する交流電圧の電圧値、周波数及び給電時間の少なくとも１つを調整する、又は外部電極４６，４７に給電する各交流電圧の位相のずれを変更する等によって調整することができる。
【００６２】
このように、超音波アクチュエータ２は、駆動子８，８に縦振動の振動方向（長手方向）と屈曲振動の振動方向（短手方向）とを含む平面内で周回運動させて駆動子８，８とステージ１１との間の摩擦力の増大と緩和とを繰り返しながら、該ステージ１１を駆動している。
【００６３】
こうして、駆動子８，８とステージ１１との間の摩擦力を介してステージ１１を駆動するアクチュエータ本体４には、ステージ１１へ駆動力を付与する際に、ステージ１１から駆動子８，８を介して反力が作用する。この反力は、アクチュエータ本体４に対して、ステージ１１を駆動させる方向とは反対方向に作用する。
【００６４】
ここで、アクチュエータ本体４を弾性的に支持する構成においては、この反力によってアクチュエータ本体４がステージ１１を駆動させる方向とは反対方向に変位してしまい、アクチュエータ本体４からステージ１１へ駆動力を効率良く伝えることができない虞がある。例えば、アクチュエータ本体４を押圧ゴム６２のみでケース５に対して支持する構成の場合、駆動子８，８に作用する反力が、アクチュエータ本体４に対して押圧ゴム６２を中心とするモーメントとして作用し、アクチュエータ本体４を押圧ゴム６２を中心に回転変位、即ち、傾かせてしまう。その結果、駆動子８，８とステージ１１との接触状態が不安定になり、超音波アクチュエータ２が安定した動作を行えないという虞もある。
【００６５】
そこで、本実施形態では、アクチュエータ本体４の、駆動子８，８が設けられている側の端部を板ばね６１によってケース５に対して支持している。
【００６６】
こうすることで、アクチュエータ本体４を駆動子８，８の近傍で支持することができるため、アクチュエータ本体４をケース５に対して支持する板ばね６１との距離が短くなり、反力によるアクチュエータ本体４を回転させるモーメントが、アクチュエータ本体４を押圧ゴム６２だけでケース５に支持する構成と比較して、小さくなる。
【００６７】
また、板ばね６１は、その法線方向へのばね定数に比べて、板ばね６１が拡がる方向（面内方向）へのばね定数の方がはるかに大きい。つまり、板ばね６１を、その法線方向がアクチュエータ本体４をステージ１１に押圧する押圧方向と平行に且つ、その板ばね６１が拡がる方向がステージ１１の駆動方向、即ち、反力の方向と平行となる状態で、アクチュエータ本体４とケース５とに接合することによって、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位は阻害することなく、アクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制することができる。ただし、アクチュエータ本体４における板ばね６１が接合される部分は、縦振動及び屈曲振動の節の部分であるため、板ばね６１がアクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制したとしても、アクチュエータ本体４の縦振動及び屈曲振動を阻害することはない。
【００６８】
したがって、本実施形態１によれば、アクチュエータ本体４を駆動子８，８が設けられた側の端面、即ち、設置面４０ａにおいて板ばね６１によってケース５に弾性的に支持することによって、ステージ１１からの反力が作用する駆動子８，８とアクチュエータ本体４の支持部である板ばね６１との距離を短くして、反力によるアクチュエータ本体４を回転させるモーメントを小さくすることができる。その結果、アクチュエータ本体４の傾きを抑制して、駆動子８，８とステージ１１との当接状態を安定的に維持することができる。ひいては、超音波アクチュエータ２を安定的に動作させることができる。
【００６９】
尚、駆動子８，８が予想される摩耗分だけ板ばね６１からステージ１１側へ突出するように、駆動子８，８を板ばね６１の厚さまで小さく、又は板ばね６１を駆動子８，８の大きさまで厚くすることが好ましい。こうすることで、駆動子８，８と板ばね６１との距離を短くして、反力によるモーメントを可及的に低減することができる。それに加えて、板ばね６１を厚くする構成では、反力によるモーメントに対する板ばね６１の剛性を向上させることができる。
【００７０】
また、板ばね６１を、その法線方向が押圧ゴム６２の押圧方向と平行に且つ、その面が拡がる方向が駆動力を出力する駆動方向と平行となった状態で、アクチュエータ本体４とケース５とに接合することによって、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位を阻害することなく、アクチュエータ本体４の駆動方向、即ち、反力の方向への変位を規制することができる。このとき、アクチュエータ本体４における板ばね６１との接合部を縦振動及び屈曲振動の節の部分とすることによって、板ばね６１をアクチュエータ本体４の一側面に接合し且つ該板ばね６１でアクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制する構成であっても、アクチュエータ本体４の縦振動及び屈曲振動を阻害することを防止することができる。
【００７１】
換言すれば、アクチュエータ本体４を、押圧方向へのばね定数よりも駆動方向へのばね定数の方が大きい支持部で支持することが好ましい。こうすることで、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位を阻害することなく、また、アクチュエータ本体４に作用する押圧力に与える影響を抑制し、さらには、アクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制することができる。尚、前述の如く、アクチュエータ本体４を駆動子８，８の近傍で支持しなくとも、アクチュエータ本体４を押圧方向へのばね定数よりも駆動方向へのばね定数の方が大きい支持部で支持することによって、かかる効果を奏することができる。アクチュエータ本体４に作用するモーメントを小さくする観点から、アクチュエータ本体４を駆動子８，８の近傍で支持する方が好ましいことは、言うまでもない。
【００７２】
さらに、板ばね６１をその法線方向が押圧ゴム６２の押圧方向を向くように配設することによって、押圧方向へのばね定数が小さくなるように板ばね６１を配設することになるため、板ばね６１が押圧ゴム６２からアクチュエータ本体４へ付与される押圧力へ与える影響を小さくすることができる。その結果、アクチュエータ本体４をステージ１１へ押圧する押圧力は押圧ゴム６２によって支配的に決定することができ、アクチュエータ本体４に安定した押圧力を作用させることができる。
【００７３】
さらにまた、板ばね６１の本体側接合部６１ｂよりもアクチュエータ本体４の長手方向外側の部分に、アクチュエータ本体４のその短手方向への板ばね６１への投影面積よりも大きな開口部６１ａ，６１ａを形成することによって、アクチュエータ本体４が振動変位する、特に、屈曲振動する際にアクチュエータ本体４が板ばね６１と干渉することを防止することができる。それと共に、超音波アクチュエータ２をステージ１１に対して設置する際に、２つの駆動子８，８間での大きさのばらつきや接着剤の厚さのばらつきによってアクチュエータ本体４がステージ１１に対して多少傾いて設置されたとしても、アクチュエータ本体４が板ばね６１と干渉することを防止することができる。
【００７４】
《発明の実施形態２》
次に、本発明の実施形態２に係る超音波アクチュエータ２０２について説明する。実施形態２に係る超音波アクチュエータ２０２は、支持部の構成が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成には同様の符号を付して、説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００７５】
実施形態２に係る超音波アクチュエータ２０２は、図１１に示すように、板ばね２６１によってケース２０５に支持されている。
【００７６】
実施形態２に係るケース２０５は、アクチュエータ本体４の厚み方向の一側が開口しておらず、厚み方向の一側にも壁部が設けられている点で実施形態１に係るケース５とは異なる。詳しくは、ケース２０５は、アクチュエータ本体４の主面と平行な第１主壁部２５１と第２主壁部２５５とが対向して設けられている。
【００７７】
また、実施形態２に係る板ばね２６１は、実施形態１に係る板ばね６１と異なり、細長い板状に形成されている。この板ばね２６１は、アクチュエータ本体４がケース２０５内に収容された状態において、ケース２０５の第１主壁部２５１から第２主壁部２５５まで、駆動子８，８の間を通って、アクチュエータ本体４の厚み方向に延びて設けられている。このとき、板ばね２６１は、アクチュエータ本体４の設置面４０ａと略平行になっている。
【００７８】
そして、板ばね２６１の両端部には、基礎側接合部２６１ｃ，２６１ｃが形成されており、これら基礎側接合部２６１ｃ、２６１ｃそれぞれがエポキシ系接着剤２６１ｅ，２６１ｅを介してケース２０５の第１及び第２主壁部２５１，２５５の（アクチュエータ本体４の）短手方向端面に接合されている。また、板ばね２６１の中間部には、本体側接合部２６１ａが形成されており、この本体側接合部２６１ａがエポキシ系接着剤２６１ｄを介してアクチュエータ本体４の設置面４０ａにおける駆動子８，８の間の部分に接合されている。
【００７９】
したがって、本実施形態２によれば、アクチュエータ本体４を駆動子８，８が設けられた側の端面、即ち、設置面４０ａにおいて板ばね２６１によってケース５に弾性的に支持することによって、ステージ１１からの反力が作用する駆動子８，８とアクチュエータ本体４の支持部である板ばね２６１との距離を短くして、反力によるアクチュエータ本体４を回転させるモーメントを小さくすることができる。その結果、アクチュエータ本体４が傾くことを抑制して、駆動子８，８とステージ１１との当接状態を安定的に維持することができる。尚、実施形態１と比べても、駆動子８，８と板ばね２６１（特に、板ばね２６１の基礎側接合部２６１ｃ，２６１ｃ）との距離を短くすることができるため、モーメントを抑制する効果がより大きくなる。
【００８０】
また、板ばね２６１を、その法線方向が押圧ゴム６２の押圧方向と平行に且つ、その面が拡がる方向が駆動力を出力する駆動方向と平行となる状態で、アクチュエータ本体４とケース２０５とに接合することによって、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位を阻害することなく、アクチュエータ本体４の駆動方向、即ち、反力の方向への変位を規制することができる。このとき、アクチュエータ本体４における板ばね２６１との接合部を縦振動及び屈曲振動の節の部分とすることによって、板ばね２６１をアクチュエータ本体４の一側面に接合し且つ該板ばね２６１でアクチュエータ本体４の反力の方向への変位を規制する構成であっても、アクチュエータ本体４の縦振動及び屈曲振動を阻害することを防止することができる。
【００８１】
さらに、実施形態１に比べて、板ゴム２６１の構成を簡易にすることができる。
【００８２】
その他、実施形態１と同様の作用・効果を奏することができる。
【００８３】
《発明の実施形態３》
次に、本発明の実施形態３に係る超音波アクチュエータ３０２について説明する。実施形態３に係る超音波アクチュエータ３０２は、可動体及び固定体への取付構造が実施形態１と異なる。そこで、実施形態１と同様の構成には同様の符号を付して、説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００８４】
詳しくは、実施形態３に係る駆動装置３０１は、図１２に示すように、固定体としてのコ字状に形成された固定枠１３と、固定枠１３内において互いに平行に設けられた一対のガイドレール１４，１４と、該ガイドレール１４，１４に対して摺動自在に設けられたステージ１５と、超音波アクチュエータ３０２とを備えている。
【００８５】
超音波アクチュエータ３０２においては、アクチュエータ本体４が支持用板ばね３６１が接合されると共に、該支持用板ばね３６１の両端部が、コ字状に形成された固定枠（固定体を構成する）１３の端部にボルトを介して固定されている。すなわち、固定枠１３が固定体及び基礎部を構成する。
【００８６】
このとき、支持用板ばね３６１の一端部においては、スペーサ１６を介して押圧用板ばね３６２がボルトにより共締めされる。この押圧用板ばね３６２は、一端部がボルトにより固定枠１３に固定される一方、他端部が自由端となっている。そして、押圧用板ばね３６２の他端部には、屈曲して形成された押圧部３６２ａが設けられている。押圧用板ばね３６２は、固定枠１３に固定されることによって、押圧部３６２ａでアクチュエータ本体４をステージ１５に対して押圧するように構成されている。この押圧用板ばね３６２が与圧手段を構成する。
【００８７】
つまり、アクチュエータ本体４は、板ばね３６１によって固定枠１３に弾性的に支持されると共に、押圧用板ばね３６２によってステージ１５に対して押圧されている。このとき、支持用板ばね３６１は、その法線方向が押圧用板ばね３６２による押圧方向と平行になると共に、その面が拡がる方向が駆動方向と平行になるように配設されているため、支持用板ばね３６１は、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位を阻害することなく、駆動方向、即ち、ステージ１５からの反力の方向への変位を規制することができる。尚、支持用板ばね３６１は、前記実施形態と同様に、アクチュエータ本体４の振動の節に接合されることが好ましい。
【００８８】
尚、アクチュエータ本体４への給電は、外部電極４７，４５，４６に接続されたワイヤ（図示省略）を介して行われる。
【００８９】
したがって、本実施形態３によれば、実施形態１と同様に、アクチュエータ本体４を駆動子８，８の近傍で支持することができるため、ステージ１５からの反力による、アクチュエータ本体４を回転させるモーメントを抑制することができる。
【００９０】
また、支持用板ばね３６１をアクチュエータ本体４の駆動方向と平行に配設することによって、アクチュエータ本体４の駆動方向、即ち、反力の方向への変位を規制することができる。それに加えて、支持用板ばね３６１をその法線方向が押圧用板ばね３６２による押圧方向と平行になるように配設することによって、アクチュエータ本体４の押圧方向への振動及び変位を阻害することを防止できる。
【００９１】
《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態１〜３について、以下のような構成としてもよい。
【００９２】
すなわち、前記実施形態１〜３では、板ばね６１，２６１，３６１を、アクチュエータ本体４の駆動子８，８が設けられた設置面に接合しているが、これに限られるものではない。例えば、板ばね６１，２６１，３６１を、アクチュエータ本体４の主面や短辺側面における、設置面４０ａ側の端部、即ち、アクチュエータ本体４の短手方向の駆動子８，８寄りの部分に接合する構成であってもよい。つまり、板ばね６１，２６１，３６１を設置面４０ａではなく、アクチュエータ本体４の主面や短辺側面における駆動子８，８側の端部に接合することによって、駆動子８，８と板ばね６１，２６１，３６１との距離を短くすることができ、反力によるアクチュエータ本体４を回転させるモーメントを抑制することができる。
【００９３】
また、前記実施形態１〜３では、アクチュエータ本体４において、外部電極４７，４５，４６を１つの長辺側面に形成して、１つの押圧ゴム６２によって該外部電極４７，４５，４６に給電しているが、これに限られるものではない。例えば、図１３に示すように、外部電極４７，４５，４６をそれぞれアクチュエータ本体４における異なる側端面に設けると共に、押圧ゴム６２以外に２つの給電ゴム６３，６３を設けて、該押圧ゴム６２及び給電ゴム６３，６３を介して外部電極４７，４５，４６にそれぞれ給電するように構成してもよい。
【００９４】
また、前記実施形態では、支持部を板ばねで構成しているが、これに限られるものではない。例えば、図１４に示すように、柱状部材で構成された支持部４６１を採用してもよい。かかる場合であっても、アクチュエータ本体４を駆動子４０８，４０８の近傍で支持部４６１によって支持することができ、反力が作用する駆動子４０８，４０８とアクチュエータ本体４を支持する支持部４６１との距離を短くして、アクチュエータ本体４に作用する反力によるモーメントを小さくすることができる。尚、駆動子４０８は、円柱状ではなく、球状に形成されている。
【００９５】
また、柱状部材は、その曲げ方向のばね定数に比べて、軸方向のばね定数の方が非常に大きい。そこで、支持部４６１を構成する柱状部材のうち少なくとも一部の柱状部材をその軸が駆動方向、即ち、反力の方向と平行になるように配設することによって、アクチュエータ本体４を反力の方向について強固に支持することができる。具体的には、図１４に示すように、支持部４６１は、アクチュエータ本体４の厚み方向に延びる本体側接合部４６１ｂと、本体側接合部４６１ｂの両端部にそれぞれ接合され且つアクチュエータ本体４の長手方向に延びる一対の基礎側接合部４６１ｃ，４６１ｃとを有している。すなわち、基礎側接合部４６１ｃ，４６１ｃはその軸が駆動方向、即ち、反力の方向と平行となるように配設されている。そして、本体側接合部４６１ｂは、エポキシ系接着剤４６１ｄを介してアクチュエータ本体４の設置面４０ａにおける駆動子４０８，４０８の間の部分に接合されている。また、各基礎側接合部４６１ｃは、両端部がケース５の第１及び第２短辺壁部５２，５３の（アクチュエータ本体４の）短手方向端面にエポキシ系接着剤４６１ｅ，４６１ｅを介して接合されている。こうすることによって、アクチュエータ本体４がステージ１１から駆動子４０８，４０８を介して反力を受けても、基礎側接合部４６１ｃ，４６１ｃで該反力を受け止めることができ、アクチュエータ本体４の反力の方向への変位を抑制することができる。その一方で、本体側接合部４６１ｂをアクチュエータ本体４の節の部分に接合すると共に、本体側接合部４６１ｂ及び基礎側接合部４６１ｃ，４６１ｃの曲げの方向がアクチュエータ本体４の押圧方向と一致するため、アクチュエータ本体４の押圧方向への変位が阻害されることはない。
【００９６】
さらに、駆動子８の形状、個数、材質等は前記実施形態に制限されるものではなく、任意の形状、個数、材質等の駆動子を採用することができる。
【００９７】
また、超音波アクチュエータ２を、アクチュエータ本体４に長手方向への縦振動の１次モードと屈曲振動の２次モードとを調和的に発生させるように構成したが、これに限られるものではない。これ以外の振動又はモードを発生させるものであってもよく、アクチュエータ本体４を振動させて駆動子８，８とステージ１１との間の摩擦力を介して駆動力を出力する振動型アクチュエータであれば任意の構成を採用することができる。
【００９８】
また、超音波アクチュエータ２は、前記の構成に限られるものではない。例えば、前記押圧ゴム６２を介してアクチュエータ本体４に給電する構成ではなく、リード線をアクチュエータ本体４に接続して給電する構成でもよい。また、アクチュエータ本体４の振動のノード部（節の部分）を非弾性部材で支持する構成であってもよい。
【００９９】
さらにまた、アクチュエータ本体４は圧電素子ユニット４０で構成されているが、金属などの基板に圧電素子を貼り付けた構成や、金属などで共振器を形成し、圧電素子を挟み込んだ構成であってもよい。この場合、圧電素子を含んで構成された共振器がアクチュエータ本体を構成する。
【０１００】
さらに、前記実施形態では、超音波アクチュエータ２を基台に固定すると共に、駆動子８，８を移動可能なステージ１１に当接させて、該超音波アクチュエータ２を作動させることで該ステージ１１を駆動させているが、図１５に示すように、超音波アクチュエータ２をステージに固定する構成としてもよい。詳しくは、駆動装置５０１は、互いに平行な状態で基台に固定されたガイド１７，１７と、該ガイド１７，１７に摺動自在に取り付けられたステージ１８と、超音波アクチュエータ２とを備えている。該ガイド１７，１７のうちの一方のガイド１７には、該ガイド１７に固定された被当接部材１７ａが設けられている。一方、ステージ１８には、アクチュエータ取付部１８ａが設けられている。そして、超音波アクチュエータ２は、駆動子８，８が該ガイド１７の被当接部材１７ａに当接する状態で、該ステージ１８のアクチュエータ取付部１８ａにケース５が取り付けられている。この状態で、超音波アクチュエータ２を作動させると、駆動子８，８は被当接部材１７ａに対して駆動力を出力するが、該被当接部材１７ａは固定されているため、超音波アクチュエータ２自体が被当接部材１７ａに対して相対的にガイド１７，１７の長手方向に振動する。その結果、アクチュエータ取付部１８ａを介してケース５と連結されたステージ１８がガイド１７，１７の長手方向に駆動される。被当接部材１７ａが固定体を構成する。
【０１０１】
また、前記実施形態では、超音波アクチュエータの駆動力が付与されて駆動されるステージ１１は平板状であるが、これに限られるものではなく、可動体の構成としては任意の構成を採用することができる。例えば、図１６に示すように、可動体は所定の軸Ｘ回りに回動可能な円板体１９であり、超音波アクチュエータの駆動子８，８が該円板体１９の側周面１９ａに当接するように構成された駆動装置６０１を採用してもよい。かかる構成の場合、超音波アクチュエータを駆動すると、駆動子８，８の概略楕円運動によって、該円板体１９が所定の軸Ｘ回りに回動させられる。この円板体１９が可動体を構成する。
【０１０２】
また、図１７に示すように、可動体は所定の軸Ｘ回りに回動可能な円板体２０であり、超音波アクチュエータの駆動子８，８が該円板体２０の平面部２０ａに当接するように構成された駆動装置７０１を採用してもよい。かかる構成の場合、超音波アクチュエータを駆動すると、駆動子８，８の概略楕円運動によって、該円板体２０が駆動子８，８と当接部における接線方向に駆動され、結果として該円板体２０が所定の軸Ｘ回りに回動させられる。この円板体２０が可動体を構成する。
【０１０３】
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】
【０１０４】
以上説明したように、本発明は、圧電素子を用いて構成され、振動方向が互いに異なる複数の振動を発生させるアクチュエータ本体を備え、可動体を駆動する振動型アクチュエータについて、特に、小型で精密に駆動する振動型アクチュエータについて有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
１，３０１，５０１，６０１，７０１  駆動装置
１１，１５          ステージ（可動体）
１３          固定枠（基礎部、固定体）
１７ａ        被当接部材（固定体）
１９，２０    円板体（可動体）
２，２０２，３０２，４０２        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
５，２０５    ケース（基礎部）
６１，２６１，３６１                板ばね（支持部）
４６１        支持部
６２          押圧ゴム（与圧手段）
３６２        押圧用板ばね（与圧手段）
８            駆動子
【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】
固定体に対して相対移動可能に設けられた可動体を駆動する振動型アクチュエータであって、
圧電素子を用いて構成され、振動を発生させるアクチュエータ本体と、
前記アクチュエータ本体の一側面に設けられて該アクチュエータ本体の振動に従って動作することで駆動力を出力する駆動子と、
前記アクチュエータ本体において前記駆動子と反対側に設けられ該アクチュエータ本体を前記固定体及び可動体のうち前記駆動子が当接する方へ押圧するための与圧手段と、
前記アクチュエータ本体が実装される基礎部と、
前記アクチュエータ本体を前記基礎部に対して弾性的に支持する支持部とを備え、
前記支持部は、前記アクチュエータ本体における、前記駆動子が設けられている側の端部を支持している振動型アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記アクチュエータ本体の前記一側面に接合されている振動型アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２に記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記アクチュエータ本体の振動の節に接合されている振動型アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つに記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記駆動子が駆動力を出力する駆動方向へのばね定数が前記与圧手段による押圧方向へのばね定数よりも大きい振動型アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、板ばね部材であって、前記アクチュエータ本体の前記一側面と平行に設けられている振動型アクチュエータ。
【請求項６】
請求項５に記載の振動型アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記アクチュエータ本体の前記一側面に接合される本体側接合部と前記基礎部に接合される基礎側接合部とを有していると共に、前記駆動子に対応する部分には該駆動子との干渉を避けるための開口部が形成されている振動型アクチュエータ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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