(57)【要約】【課題】  振動体から被駆動体への押し付け力を安定的に付与することが可能な駆動装置を提供する。【解決手段】  振動アクチュエータ１Ａ（駆動装置）は、入力信号に応じて振動する振動体１０Ａと、振動体１０Ａの振動によって駆動される被駆動体３０と、振動体１０Ａを被駆動体３０に押し付ける押圧部材５０Ａとを備える。押圧部材５０Ａは、振動体１０Ａに複数の位置で接触した状態で振動体１０Ａを被駆動体３０に向けて押し付ける。また、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとは、振動体１０Ａの振動面に平行な平面内において、振動体１０Ａと被駆動体３０との当接点Ｐ１を通る直線Ｌ１であって当該当接点Ｐ１での押し付け力ＦＰ１が作用する方向に伸びる直線Ｌ１を挟む２つの位置Ｃ１，Ｃ２を含む複数の位置で接触する。【選択図】図１
2006271065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置であって、
入力信号に応じて振動する振動体と、
前記振動体の振動によって駆動される被駆動体と、
前記振動体を前記被駆動体に向けて押し付ける押圧部材と、
を備え、
前記押圧部材は、前記振動体に複数の位置で接触した状態で前記振動体を前記被駆動体に向けて押し付け、
前記振動体と前記押圧部材とは、前記振動体の振動面に平行な平面内において、前記振動体と前記被駆動体との当接点を通る直線であって当該当接点での押し付け力が作用する方向に伸びる直線を挟む２つの位置を含む前記複数の位置で接触していることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置において、
前記押圧部材は、前記振動体に対して離反可能に接触していることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置において、
前記押圧部材と前記振動体とは２つの接触部において接触しており、
前記２つの接触部のうちの一方においては、前記押圧部材と前記振動体との両者は当該両者の相対的な並進運動を拘束するとともに当該両者の相対的な回転運動を可能にするように接触し、前記２つの接触部のうちの他方においては、前記両者は前記相対的な回転運動を拘束するように接触することを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の駆動装置において、
前記２つの接触部のうちの前記一方においては、前記両者のうちの一方に設けられたＶ溝と前記両者のうちの他方に設けられた円弧状の凸部とが接触していることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の駆動装置において、
前記押圧部材は、前記振動体に対して、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤、およびエポキシ系接着剤のいずれかで接着されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の駆動装置において、
前記押圧部材と前記振動体とは面接触していることを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の駆動装置において、
前記押圧部材は、前記平面内において所定の回転中心軸を中心に回動可能であることを特徴とする駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の駆動装置において、
前記振動体は、前記押圧部材に取り付けられた弾性部材の弾性力によって、前記被駆動体に押し付けられており、
前記弾性力の前記押圧部材への作用点と前記所定の回転中心軸との距離は、前記当接点と前記所定の回転中心軸との距離よりも大きいことを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体の振動を利用する駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子などに交流電圧を印加することによって振動体を振動させ、当該振動体との接触および離反を繰り返すことによって被駆動体を摩擦力で駆動する駆動装置が存在する。このような駆動装置に関する技術としては、例えば特許文献１および特許文献２に記載の技術（以下、それぞれ、第１および第２の従来技術とも称する）が存在する。
【０００３】
図２１に示すように、特許文献１に記載の駆動装置（圧電アクチュエータ）９００Ａは、振動体（振動板）９１０Ａの中央の一部分を細長形状の支持部材９５０Ａで固定して支持した状態で、振動体９１０Ａをその一端側に設けられた突起部９１１Ａで被駆動体（ロータ）９３０Ａに押さえ付ける構造を有している。被駆動体９３０Ａは、振動体９１０Ａの振動動作によって回転駆動される。また、支持部材９５０Ａは、その弾性力によって振動板９１０Ａをロータ９３０Ａ側に付勢した状態で支持している。この支持部材９５０Ａは、振動体の振動を阻害しないように細長い形状とされ、振動体９１０Ａの節（例えば中央）付近に固定されている。
【０００４】
図２２に示すように、特許文献２に記載の駆動装置（振動モータ）９００Ｂは、加圧レバー９５０Ｂによる加圧力を振動体（振動子）９１０Ｂに対して１点ＡＰ１で付与し、駆動力取出部９１１Ｂを介して振動体９１０Ｂを被駆動体（摺動ローラ）９３０Ｂに押さえつけて、被駆動体９３０Ｂを回転駆動させる構造を有している。また、振動体９１０Ｂのがたつきを防ぐため、振動体９１０Ｂは、がた寄せバネ９４１Ｂによる付勢力が加えられた状態で振動体９１０Ｂの両側部を挟持され、摩擦摺動可能となるように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３３４８０号公報
【特許文献２】特開２０００−３２４８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第１の従来技術に係る駆動装置においては、細長い支持部材９５０Ａで振動体９１０Ａを固定支持するため、その駆動力を付与するときに、被駆動体９３０Ａからの反力によって支持部材９５０Ａに大きな曲げモーメントがかかり、この曲げモーメントによって支持部材９５０Ａが変形する。そのため、振動体９１０Ａが被駆動体９３０Ａから逃げてしまい、振動体９１０Ａから被駆動体９３０Ａへの押し付け力を安定的に付与することが難しい。
【０００７】
また、第２の従来技術に係る駆動装置においては、がた寄せバネ９４１Ｂによる付勢力を伴って振動体９１０Ｂがその両側部で挟持され、摩擦摺動可能となっている。そのため、振動体９１０Ｂから被駆動体９３０Ｂへの押し付け力を所望の値にするためには、摩擦力の大きさに応じて加圧力を定めることが必要になる。しかしながら、摩擦力の大きさは製造時の組み付け状態等によって異なるので、振動体から被駆動体への押し付け力を安定的に付与することが難しい。
【０００８】
以上のように、上記各従来技術においては、振動体から被駆動体への押し付け力を安定的に付与することが難しいという問題が存在する。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、振動体から被駆動体への押し付け力を安定的に付与することが可能な駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、請求項１の発明は、駆動装置であって、入力信号に応じて振動する振動体と、前記振動体の振動によって駆動される被駆動体と、前記振動体を前記被駆動体に向けて押し付ける押圧部材とを備え、前記押圧部材は、前記振動体に複数の位置で接触した状態で前記振動体を前記被駆動体に向けて押し付け、前記振動体と前記押圧部材とは、前記振動体の振動面に平行な平面内において、前記振動体と前記被駆動体との当接点を通る直線であって当該当接点での押し付け力が作用する方向に伸びる直線を挟む２つの位置を含む前記複数の位置で接触していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明に係る駆動装置において、前記押圧部材は、前記振動体に対して離反可能に接触していることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る駆動装置において、前記押圧部材と前記振動体とは２つの接触部において接触しており、前記２つの接触部のうちの一方においては、前記押圧部材と前記振動体との両者は当該両者の相対的な並進運動を拘束するとともに当該両者の相対的な回転運動を可能にするように接触し、前記２つの接触部のうちの他方においては、前記両者は前記相対的な回転運動を拘束するように接触することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の発明に係る駆動装置において、前記２つの接触部のうちの前記一方においては、前記両者のうちの一方に設けられたＶ溝と前記両者のうちの他方に設けられた円弧状の凸部とが接触していることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１の発明に係る駆動装置において、前記押圧部材は、前記振動体に対して、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤、およびエポキシ系接着剤のいずれかで接着されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記押圧部材と前記振動体とは面接触していることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記押圧部材は、前記平面内において所定の回転中心軸を中心に回動可能であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項７の発明に係る駆動装置において、前記振動体は、前記押圧部材に取り付けられた弾性部材の弾性力によって、前記被駆動体に押し付けられており、前記弾性力の前記押圧部材への作用点と前記所定の回転中心軸との距離は、前記当接点と前記所定の回転中心軸との距離よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１から請求項８に記載の発明によれば、振動体は押圧部材に複数の位置で接触した状態で押圧部材によって被駆動体に向けて押し付けられ被駆動体に当接しているので、振動体は被駆動体に対して安定的に押し付けられて保持されることが可能である。また特に、振動体と押圧部材とは、振動体の振動面に平行な平面内において、当接点を通り且つ押し付け力が作用する方向に伸びる直線を挟む２つの位置を含む複数の位置で接触しているので、振動体はより安定的に保持される。
【００１９】
特に請求項２に記載の発明によれば、押圧部材は、振動体に対して離反可能に接触しており、振動体に対して強固に固定されていないので、振動体の振動特性に対する影響を抑制することができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、振動体と押圧部材との相対的位置関係を安定させることが可能になる。
【００２１】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、押圧部材は、振動体に対して、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤のいずれかで接着されているので、振動体の剛性向上を抑制して、振動体１の共振周波数の変動を抑制することができる。
【００２２】
また、請求項８に記載の発明によれば、梃子の原理によって、より小さな弾性力で適切な押し付け力を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動アクチュエータ１Ａ（駆動装置）を示す図である。図２は、振動アクチュエータ１Ａに用いられる振動体１０Ａを示す図であり、図３は、振動体１０Ａに用いられる圧電素子１１（あるいは１２）を示す図である。
【００２５】
図１に示すように、振動アクチュエータ１Ａは、駆動源である振動体１０Ａと、振動体１０Ａにより駆動される被駆動体（ロータ）３０と、振動体１０Ａを被駆動体に押し付ける押圧部材５０Ａと、押圧部材５０Ａに取り付けられた弾性部材６０とを備えている。
【００２６】
図２にも示すように、振動体１０Ａは、２つの圧電素子１１，１２を用いたトラス型の振動発生体として構成される。この振動体１０Ａは、２つの圧電素子１１，１２と、チップ部材１３と、ベース部材１４とを備えている。振動体１０Ａは、後述するように、入力信号（詳細には高周波電圧（高周波信号））の印加に応じて振動する。
【００２７】
２本の圧電素子１１，１２は、直角に交差して配置され、圧電素子１１，１２の交差側端部はチップ部材１３に接合されている。これら圧電素子１１，１２の他端は、ベース部材１４に接合されている。チップ部材１３は、安定して高い摩擦係数を得ることができるとともに高い耐摩耗性を得ることができる材料（例えば超硬合金などの金属材料）で形成されることが好ましい。ベース部材１４は、製造しやすく高い強度を有する材料（例えばステンレスなどの金属材料）で形成されることが好ましい。また、圧電素子１１，１２と各部材１３，１４とは、接着剤を用いて接合されている。
【００２８】
図３に示すように、圧電素子１１は、積層型圧電素子であり、圧電特性を有する複数のセラミック薄板２１と電極２２，２３とを交互に積層した構造を有している。各セラミック薄板２１と隣接する各電極２２，２３とは、接着剤等により固定されている。電極２２および電極２３は複数のセラミック薄板２１の間に１つおきに交互に配置されている。電極２２は信号線２４を介して駆動電源２６に接続され、電極２３は信号線２５を介して駆動電源２６に接続されている。
【００２９】
この圧電素子１１は、印加電圧の変更に応じて積層方向に伸縮する変位素子である。具体的には、信号線２４と信号線２５との間に所定の符号の電圧を圧電素子１１に印加すると、各セラミック薄板２１の積層方向において印加電圧に応じた電界が発生し、全てのセラミック薄板２１は、同一の向きに変形する（具体的には伸びる）。逆に、信号線２４と信号線２５との間に逆符号の電圧を圧電素子１１に印加すると圧電素子１１は縮む。したがって、交流電圧を印加すれば、圧電素子１１は当該交流電圧の周期に応じて伸縮を繰り返すことになる。また、駆動交流電圧の周波数が、圧電素子１１の共振周波数と一致する場合には、さらに大きな振動が励起されることになる。
【００３０】
圧電素子１２も圧電素子１１と同様の構成を備えており、印加電圧の変更に応じて積層方向に伸縮する。
【００３１】
このように、交流電圧を印加することによって、圧電素子１１，１２を振動させることができる。そして、次述するように、印加電圧を制御することによれば、チップ部材１３を楕円軌道（円軌道を含む）または直線軌道を描くように移動させることができる。
【００３２】
図４は、振動体１０Ａによる駆動動作を示す図である。図４に示すように、振動体１０Ａの圧電素子１１，１２に対する駆動交流電圧における駆動周波数を同一にするとともに、その位相差を制御することによって、チップ部材１３の移動動作を制御することができる。
【００３３】
たとえば、２つの圧電素子１１，１２に対して、同一周波数且つ同一位相の高周波交流電圧を付与することによれば、圧電素子１１，１２は常に同一の向きに振動し、図４（ａ）に示すように、チップ部材１３が上下方向に駆動される。
【００３４】
また、２つの圧電素子１１，１２に対して、同一周波数且つ「逆位相」の高周波交流電圧を付与することによれば、圧電素子１１，１２は常に逆向きに振動し、図４（ｃ）に示すように、チップ部材１３が左右方向に駆動される。
【００３５】
そして、２つの圧電素子１１，１２に対して、９０度（deg）の位相差を有する同一周波数の高周波交流電圧を付与することによれば、図４（ｂ）に示すように、チップ部材１３は楕円軌道（理想的には真円）を描くように駆動される。また、両駆動電圧の位相差を様々な値に変更することによって、楕円軌道の形状を細長いものにすることが可能である。
【００３６】
振動体１０Ａは、このような楕円軌道を含む面（振動面とも称する）における振動動作を用いて、被駆動体３０を駆動する。
【００３７】
再び図１を参照する。図１に示すように、被駆動体３０は、台板（台部）７０から突出した回転軸７１に軸支されており、回転軸７１（詳細には中心軸ＡＲ１）を中心に回転する円盤状部材である。被駆動体３０は、その外周分の一部分（詳細には、当接点Ｐ１）において振動体１０Ａに接している。後述するように、被駆動体３０と振動体１０Ａとの接触動作において、チップ部材１３の楕円運動等が被駆動体３０の回転運動に変換され、被駆動体３０が回転駆動される。
【００３８】
また、押圧部材５０Ａは、Ｌ字形の形状（正確にはその左右が反転した形状）を有している。台板７０から突出した回転軸７２は、このＬ字型の押圧部材５０Ａの一端側（垂直部分の上端側）に設けられた孔を貫通しており、押圧部材５０Ａは回転軸７２によって軸支されている。押圧部材５０Ａは、この回転軸７２（詳細には回転中心軸ＡＲ２）を中心に回動動作を行うことが可能である。
【００３９】
さらに、Ｌ字型の押圧部材５０Ａの他端側（水平部分の先端部分）には切り欠き部５９が設けられている。また、台板７０からは突出部７３が突出している。切り欠き部５９と突出部７３との間には、弾性部材６０（ここでは、コイルバネ）が掛け渡されている。すなわち、切り欠き部５９および突出部７３はコイルバネの取付部として機能する。
【００４０】
また、Ｌ字形の押圧部材５０Ａの水平中央部付近には、２つの円弧状の凸部５１，５２が設けられており、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとはこれらの２つの凸部５１，５２における各接触点（接触位置）Ｃ１，Ｃ２で接触している。振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとが２つの接触点Ｃ１，Ｃ２で接触した状態において、弾性部材６０はその自然長よりも伸びた状態になっており、弾性部材６０は押圧部材５０Ａを中心軸ＡＲ２を中心に時計方向に回転させる向きの付勢力を付与している。この結果、弾性部材６０による付勢力は両接触点Ｃ１，Ｃ２を介して振動体１０Ａに伝達され、振動体１０Ａによる被駆動体３０への押し付け力（「押し当て力」とも称する）ＦＰ１に変換される。このように、押圧部材５０Ａは、弾性部材６０の弾性力によって、振動体１０Ａを被駆動体３０に向けて押し付ける。このような押し付け力を付与することによれば、振動体１０Ａによって被駆動体３０をより大きな力で駆動することができる。
【００４１】
図５は、被駆動体３０の駆動状態を示す概念図である。なお、図５においては、各構成部材をモデル化して示している。
【００４２】
チップ部材１３が楕円軌道ＰＢの上側に存在する場合には、振動体１０Ａのチップ部材１３が被駆動体３０に摩擦接触した状態で接触開始位置から接触終了位置まで移動することによって、回転方向ＤＸの駆動力が伝達される（図５（ａ））。そして、チップ部材１３が楕円軌道ＰＢの下側に存在する場合には、チップ部材１３が被駆動体３０から離れた状態で接触開始位置側へと向かい（図５（ｂ））、再び図５（ａ）と同様の状態（図５（ｃ））へと復帰する。以降同様の動作を繰り返し、チップ部材１３と被駆動体３０との間に生じる摩擦力によって被駆動体３０が回転方向ＤＸに駆動される。すなわち、被駆動体３０は、振動体１０Ａの振動動作に応じて振動体１０Ａとの接触および振動体１０Ａからの離反を繰り返しつつ、振動体１０Ａとの間に生じる摩擦力によって駆動される。
【００４３】
上述したように、駆動力を大きくするため、押圧部材５０Ａおよび弾性部材６０によって、振動体１０Ａは適度の押し付け力ＦＰ１で被駆動体３０に対して押し付けられている。なお、振動体１０Ａから押圧部材５０Ａへの押し付け力ＦＰ１は適度な大きさを有する力であり、且つ、振動体１０Ａの振動周期は弾性部材６０の弾性力による押圧部材５０Ａの伸縮動作が追従できない程に短い（すなわち非常に高い周波数である）ため、振動体１０Ａのチップ部材１３は、押圧部材５０Ａによる押し付け力ＦＰ１に抗して、被駆動体３０に対して接触と離反とを繰り返すことができる。したがって、上述のような駆動動作を行うことが可能である。
【００４４】
ここにおいて、図１に示すように、振動体１０Ａの振動面に平行な平面（たとえば図１の紙面）内において、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとは、直線Ｌ１（次述）を挟む２つの接触点Ｃ１，Ｃ２で接触している。直線Ｌ１は、振動体１０Ａと被駆動体３０との当接点Ｐ１を通り、且つ、当該当接点Ｐ１での押し付け力ＦＰ１が作用する方向に伸びる直線である。押し付け力ＦＰ１は、直線Ｌ２（次述）に対して垂直な直線Ｌ１に沿う方向に作用する。直線Ｌ２は、押圧部材５０Ａの中心軸ＡＲ２と当接点Ｐ１とを結ぶ直線である。
【００４５】
このような３つの点Ｃ１，Ｃ２，Ｐ１での接触保持によれば、振動体１０Ａは被駆動体３０に対して安定的に押し付けられ、振動体１０Ａは安定的に保持されることが可能である。
【００４６】
仮に、図１８に示すように、１つの固定接合部分ＦＣに局所的な曲げモーメントが加わる場合（第１の比較例）を想定する。この第１の比較例に係る振動アクチュエータ２００Ａにおいては、押圧部材２５０Ａの水平中央部付近に設けられた細長形状の凸部９１が振動体１０Ａに固定されている。図１９に示すように、このような第１の比較例においては、局所的な曲げモーメントが細長形状の凸部９１に生じるため、被駆動体３０からの駆動反力によって凸部９１が変形し、振動体１０Ａが（二点鎖線ＢＬで示す位置から実線ＳＬで示す位置へと）移動し、振動体１０Ａの被駆動体３０に対する「逃げ」が生じてしまう。そのため、被駆動体３０に対する駆動力が不安定になる。
【００４７】
これに対して、上記実施形態においては、押圧部材５０Ａは、振動体１０Ａに２つの位置で接触した状態で振動体１０Ａを被駆動体３０に向けて押し付けている。詳細には、押圧部材５０Ａの２点以上（この場合は２点）と当接点Ｐ１との３点以上（この場合は３点Ｃ１，Ｃ２，Ｐ１）で振動体１０Ａが接触支持されている（図１参照）。このような構成によれば、局所的に曲げモーメントが加わることによる部材の変形を防止できるので、上述の第１の比較例（あるいは上記第１の従来技術）のような「逃げ」が生じる可能性を低減することができる。すなわち、振動体１０Ａを被駆動体３０に対して安定的に押し付けて保持することが可能である。
【００４８】
また仮に、図２０に示すように、バネ２６０による加圧力を振動体に対して１点ＡＰ２で付与して、振動体１０Ａを被駆動体３０に押さえつける場合（第２の比較例）を想定する。この第２の比較例に係る振動アクチュエータ２００Ｂにおいては、図２０の左右方向のがたつきを抑えるため、振動体１０Ａは、がた寄せバネ２４１Ｂによる付勢力を加えた状態で、振動体１０Ａの両側部で挟まれて保持（挟持）されている。振動体１０Ａは、がた寄せバネ２４１Ｂによる挟持力に応じた大きさの摩擦力に抗して図２０の上下方向に摺動する。ここで、がた寄せバネ２４１Ｂによる挟持力は、製造時の組み付け状態等によって異なり、ばらつきが大きいという事情が存在する。また、振動体１０Ａとがた寄せバネ２４１Ｂとの接触部の摩擦係数、および振動体１０Ａと側壁部２５０Ｂとの接触部の摩擦係数は、それぞれ、各接触部における表面状態等で異なり、ばらつきが大きい。そのため、摩擦力（最大静止摩擦力および動摩擦力）もばらつきが大きくなる。このような「挟持力および摩擦係数に応じた摩擦力」という変動要因の存在によって、振動体１０Ａから被駆動体３０へと所望の押し付け力を安定的に付与することが困難になる。
【００４９】
これに対して、上記実施形態においては、押圧部材５０Ａは、振動体１０Ａに２つの位置で接触した状態で振動体１０Ａを被駆動体３０に向けて押し付けている。この結果、押圧部材５０Ａの２点以上（この場合は２点）と当接点Ｐ１との３点以上（この場合は３点Ｃ１，Ｃ２，Ｐ１）で振動体１０Ａが接触支持されている。そのため、上述の第２の比較例（あるいは上記第２の従来技術）のような挟持力を作用させて振動体１０Ａを挟持する必要がない。したがって、「挟持力および摩擦係数に応じた摩擦力」という変動要因を排除することができるので、振動体１０Ａから被駆動体３０への押し付け力を安定的に付与することができる。
【００５０】
また、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとの２つの接触点Ｃ１，Ｃ２が直線Ｌ１（押し付け力の作用方向に伸びる直線）を挟むことによれば、振動体１０Ａは押圧部材５０Ａによってさらに安定的に保持され得る。
【００５１】
図６は、接触点Ｃ１回りの回転モーメントを考察するための図である。図６を参照しながら、接触点Ｃ１回りの回転モーメントについて考察する。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、点Ｐ１に作用する押し付け力ＦＰ１の反力Ｆ１を中心向き成分Ｆ１ｒとその直交成分Ｆ１θとに分解すると、成分Ｆ１θのみが点Ｃ１回りの回転モーメントに寄与する。また、図６（ｂ）に示すように、点Ｃ１，Ｃ２が直線Ｌ１を挟むことなくいずれも直線Ｌ１の一方側に存在するときには、当該反力Ｆ１の成分Ｆ１θによって点Ｃ１を中心に反時計回りの回転モーメントが働く。このとき、点Ｃ２では振動体１０Ａおよび押圧部材５０Ａは接着されておらず離反可能であるため、この力Ｆ１θに起因する回転モーメントを打ち消すための抗力を点Ｃ２において発生することができない。この結果、振動体１０Ａは、点Ｃ１を中心に反時計回りに回転しまうことになり、不安定になる。
【００５３】
これに対して、上記実施形態においては、図６（ａ）に示すように、２つの接触点Ｃ１，Ｃ２は、直線Ｌ１を挟む位置に存在し、当該反力Ｆ１の成分Ｆ１θによって点Ｃ１を中心に時計回りの回転モーメントが働く。この場合には、この反力Ｆ１の成分Ｆ１θに起因する時計回りの回転モーメントを打ち消すような回転モーメントを、点Ｃ２における垂直抗力によって発生することが可能である。したがって、点Ｃ１を中心とする回転モーメントはつりあいの関係を有しており、安定的な保持が可能になる。
【００５４】
点Ｃ２回りの回転モーメントについても同様の議論が成立し、２つの接触点Ｃ１，Ｃ２が直線Ｌ１を挟む位置に存在することによれば、振動体１０Ａをより安定的に保持することが可能である。
【００５５】
さらに、上記実施形態においては、押圧部材５０Ａが、振動体１０Ａに２つの接触点Ｃ１，Ｃ２で接触した状態で振動体１０Ａを被駆動体３０に向けて押し付けている。そして、接触点Ｃ１，Ｃ２において比較的大きな垂直抗力が生じ、接触点Ｃ１，Ｃ２において発生可能な静止摩擦力（最大静止摩擦力）は比較的大きな値となり、接触点Ｃ１，Ｃ２における振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとの間の「滑り」が生じにくくなっている。なお、この「滑り」の発生をより確実に防止するためには、各接触点Ｃ１，Ｃ２における各接線がそれぞれ点Ｐ１における接線（あるいは直線Ｌ２）に対して平行に近くなるように構成することが好ましい。
【００５６】
また、上記実施形態においては、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとが離反可能に接触している。これによれば、振動体と押圧部材との両者が強固に固定されていないので、両者が強固に固定された場合に生じ得る振動特性への影響を抑制することができる。特に、振動アクチュエータ１Ａにおいては、振動体１０Ａの共振現象を用いてチップ部材１３の振幅を大きくすることが可能である。この場合には、振動体１０Ａの共振周波数を適切な値に設定することが求められるため、振動特性への影響を抑制することが特に重要になる。
【００５７】
仮に、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとを接着剤を用いて強固に固定する場合を想定すると、振動体１０Ａの剛性が向上してしまい、振動体１０Ａの共振周波数が変動してしまい、所望の値に設定することが困難になることがある。
【００５８】
これに対して、上記の実施形態によれば、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとは、接触点Ｃ１，Ｃ２において接着剤等で強固に固定されていない。換言すれば、押圧部材５０Ａは、振動体１０Ａに対して離反可能に接触した状態で振動体１０Ａを被駆動体３０に向けて押し付けている。したがって、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとが接着剤を用いて強固に固定されている場合に比べて、剛性向上等に起因する振動体１０Ａの振動特性に対する影響を抑制することができる。このような構成は、共振現象を用いて振動体１０Ａの振動を増大させる場合に特に有用である。
【００５９】
また、上記実施形態のように、押し付け力ＦＰ１の方向は、当接点Ｐ１における法線（接線Ｌ４（図１）に垂直な直線）Ｌ３の方向に近いことが好ましい。端的に言えば、押圧部材５０Ａの回転軸７２（回転中心軸ＡＲ２）を、接線Ｌ４に近い位置に配置することが好ましい。具体的には、図７に示すように、直線Ｌ１と直線Ｌ３との間の角度（直線Ｌ２と直線Ｌ４との間の角度とも表現される）αは、３０度（deg）以下（理想的には０度）であることがより好ましい。これによれば、角度αが比較的大きい場合に比べて押し付け力ＦＰ１の法線Ｌ３方向成分を大きくすることができるので、弾性部材６０の弾性力を効率的に押し付け力ＦＰ１の法線成分に変換することができる。
【００６０】
また、上記実施形態においては、図８に示すように、弾性部材６０による弾性力の押圧部材５０Ａへの作用点Ｂ１と回転中心軸ＡＲ２との距離Ｄ２は、当接点Ｐ１と回転中心軸ＡＲ２との距離Ｄ１よりも大きい。例えばここでは、Ｄ２／Ｄ１＝２．７に設定されている。
【００６１】
このような構成によれば、梃子の原理によって、より小さな弾性力で適切な押し付け力を発生させることができる。
【００６２】
＜２．第２実施形態＞
上記第１実施形態においては、当接点Ｐ１と２つの接触点Ｃ１，Ｃ２との３点で振動体１０Ａを保持する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、当接点Ｐ１に加えて、振動体と押圧部材との接触面によって、振動体を保持するようにしてもよい。第２実施形態に係る振動アクチュエータ１Ｂは、このような変形例に関する。
【００６３】
図９は第２実施形態に係る振動アクチュエータ１Ｂを示す図である。図９に示すように、振動アクチュエータ１Ｂは、振動体１０Ａに代えて振動体１０Ｂを備え、押圧部材５０Ａに代えて押圧部材５０Ｂを備える点以外は、第１実施形態と同様である。以下、説明の重複を回避するため、振動アクチュエータ１Ａとの相違点を中心に説明する。
【００６４】
図９に示すように、振動アクチュエータ１Ｂにおいては、振動体１０Ｂの下側の辺と押圧部材５０Ｂの水平部分の上側の辺とが接触領域ＣＲにおいて連続的に接している。振動体１０Ｂと押圧部材５０Ｂとは、振動体１０Ｂの振動面に平行な平面内（例えば図９の紙面）において、当接点Ｐ１を通り当該当接点Ｐ１での押し付け力ＦＰ１が作用する方向に伸びる直線Ｌ１を挟む２点以上の位置において接触していることになる。このように、直線Ｌ１を挟む連続的な接触領域ＣＲと当接点Ｐ１とで接触保持することによれば、被駆動体３０に対する押し付け力ＦＰ１を安定的に付与することができる。
【００６５】
なお、振動体と押圧部材との接触領域ＣＲの形状は、図９に示すような直線に限定されず、図１０に示すように曲線であってもよい。なお、図１０は、第２実施形態の変形例に係る振動アクチュエータ１Ｃを示す図である。図１０の変形例に係る振動アクチュエータ１Ｃは、振動体１０Ｂに代えて振動体１０Ｃを備え、押圧部材５０Ｂに代えて押圧部材５０Ｃを備える点以外は、第２実施形態と同様である。
【００６６】
このような振動アクチュエータ１Ｂ，１Ｃによっても、振動アクチュエータ１Ａと同様の効果を得ることが可能である。
【００６７】
＜３．第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態に係る振動アクチュエータ１Ｄを示す図である。後述するように、この振動アクチュエータ１Ｄによれば、振動体と押圧部材との間の「滑り」をより確実に防止すること、換言すれば、振動体と押圧部材との相対的位置ずれの発生をより確実に防止することが可能になる。
【００６８】
図１１に示すように、振動アクチュエータ１Ｄは、振動体１０Ａに代えて振動体１０Ｄを備え、押圧部材５０Ａに代えて押圧部材５０Ｄを備える点以外は、第１実施形態と同様である。以下、説明の重複を回避するため、振動アクチュエータ１Ａとの相違点を中心に説明する。
【００６９】
振動体１０Ｄは、ベース部材１４Ｄを有している。このベース部材１４Ｄは、上述のベース部材１４とは異なり、押圧部材５０Ｄ側に円弧状の凸部１５，１６を有している。また、押圧部材５０Ｄは、凸部５１の代わりにＶ溝部５３を有しており、凸部５２の代わりに平坦部５４を有している。そして、振動体１０Ｄの凸部１５が押圧部材５０ＤのＶ溝部５３のＶ溝の両表面ＶＳ１，ＶＳ２に接触しており、さらに振動体１０Ｄの凸部１６が押圧部材５０Ｄの平坦部５４に接触している。このように、押圧部材５０Ｄと振動体１０Ｄとは、２つの接触部（具体的には、Ｖ溝部５３と凸部１５とで構成される接触部、および平坦部５４と凸部１６とで構成される接触部）において接触している。
【００７０】
振動体１０Ｄと押圧部材５０Ｄとの相対運動は、振動体１０Ｄの振動面に平行な平面内において、並進２自由度と回転１自由度との合計３自由度を有している。これらの３自由度のうちの並進２自由度は、凸部１５がＶ溝部５３に接触することによって拘束（規制）される。また、凸部１６が平坦部５４に接触することによって、残りの回転１自由度が拘束される。この結果、振動体１０Ｄと押圧部材５０Ｄとの相対的な位置関係が幾何学的に決定される。
【００７１】
換言すれば、２つの接触部のうちの一方（具体的には、凸部１５とＶ溝部５３との接触部）においては、押圧部材５０Ｄと振動体１０Ｄとの両者は当該両者の相対的な並進運動を拘束するとともに当該両者の相対的な回転運動を可能にするように接触している。また、２つの接触部のうちの他方（具体的には、凸部１６と平坦部５４との接触部）においては、両者は相対的な回転運動を拘束するように接触している。
【００７２】
このような構成によれば、振動体１０Ｄと押圧部材５０Ｄとの間の摩擦力による影響を受けることなく、振動体１０Ｄと押圧部材５０Ｄとの相対的位置関係を安定させることが可能になる。そのため、外部からの振動および衝撃を受けた場合であっても、振動体１０Ｄの相対的な位置ずれが発生することを防止できる。また、組み立て調整時においても、振動体１０Ｄの位置調整が容易になる。
【００７３】
なお、この第３実施形態においては、Ｖ溝部を押圧部材５０Ｄに設ける場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、逆に振動体側にＶ溝部を設けるようにしてもよい。図１２はこのような変形例に係る振動アクチュエータ１Ｅを示す図である。
【００７４】
図１２の変形例に係る振動アクチュエータ１Ｅは、振動体１０Ｄに代えて振動体１０Ｅを備え、押圧部材５０Ｄに代えて押圧部材５０Ｅを備える点以外は、第２実施形態と同様である。
【００７５】
この変形例に係る振動アクチュエータ１Ｅにおいては、第３実施形態に係る振動アクチュエータ１Ｄとは異なり、Ｖ溝部１７がベース部材１４Ｅに設けられており、当該Ｖ溝部１７に接触する凸部５１が押圧部材５０Ｅに設けられている。また、ベース部材１４Ｅは凸部１６Ｅを有しており、押圧部材５０Ｅは平坦部５４Ｅを有している。なお、この変形例では、凸部１６に代えて凸部１６Ｅを設け、平坦部５４に代えて平坦部５４Ｅを設けているが、第３実施形態と同様の凸部１６および平坦部５４を設けるようにしてもよい。
【００７６】
このような振動アクチュエータ１Ｅによっても、振動アクチュエータ１Ｄと同様の効果を得ることが可能である。
【００７７】
＜４．第４実施形態＞
上記第３実施形態においては、Ｖ溝部を用いて振動体と押圧部材との相対的移動の発生を防止する場合を例示したが、この第４実施形態においては、接着剤を用いて振動体と押圧部材との相対的移動を防止する場合を例示する。
【００７８】
図１３は、第４実施形態に係る振動アクチュエータ１Ｆを示す図である。
【００７９】
図１３に示すように、振動アクチュエータ１Ｆは、振動アクチュエータ１Ａとほぼ同様の構成を有している。ただし、第１実施形態に係る振動アクチュエータ１Ａにおいては、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとが離反可能に接触しているのに対して、第４実施形態に係る振動アクチュエータ１Ｆにおいては、接着剤を用いて振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとの相対運動が拘束されている。
【００８０】
図１４は、ベース部材１４と凸部５１との接触点Ｃ１付近を示す拡大図である。ベース部材１４の下側平坦部と凸部５１とが接触する部分において、両者の空隙に接着剤が埋め込まれている。このような状態で、両者が接着されている。
【００８１】
同様に、押圧部材５０Ａの凸部５２とベース部材１４の下側平坦部とが接触する部分において、両者の空隙に接着剤が埋め込まれており、両者が接着されている。
【００８２】
このような構成によれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、振動体と押圧部材との相対的位置関係を安定させることもできる。
【００８３】
ただし、第１実施形態においては、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとが離反可能に接触しているのに対して、この第４実施形態においては、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとが接着剤によって接着されている。そのため、上述したように、振動体１０Ａが押圧部材５０Ａと一体化することによって剛性が向上し、それによって振動体１０Ａの共振周波数が変動してしまうことが考えられる。このような剛性向上に起因する共振周波数の変動は最小限にとどめることが好ましい。
【００８４】
このような剛性向上に起因する共振周波数の変動を抑制するため、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとを接着する接着剤として、その弾性係数が小さなものを用いることが好ましい。たとえば、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤のいずれかを用いることが好ましい。また、別の表現を用いれば、その縦弾性係数が５００ＭＰａ以下の接着剤を用いることが好ましい。このような接着剤を用いることによれば、振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとの間の振動は当該接着剤の部分を介しては伝わりにくくなるので、振動体１０Ａの剛性向上を抑制できる。したがって、剛性向上に起因する振動体１０Ａの共振周波数の変動を抑制することができる。
【００８５】
なお、この第４実施形態においては、２点Ｃ１，Ｃ２で振動体１０Ａと押圧部材５０Ａとを接着する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、第２実施形態のように振動体１０Ｂと押圧部材５０Ｂとが連続的に接触する場合において、その接触領域ＣＲの全てにわたって接着剤を挟み込んで接着するようにしてもよい。
【００８６】
図１５および図１６は、このような変形例に係る振動アクチュエータ１Ｇを示す図である。図１６は接触領域ＣＲ付近を示す拡大図である。
【００８７】
図１５に示すように、この振動アクチュエータ１Ｇは、振動アクチュエータ１Ｂ（図９）とほぼ同様の構成を有している。ただし、図１６に示すように、振動アクチュエータ１Ｇにおいては、振動体１０Ｂと押圧部材５０Ｂとが離反可能に接触しているのではなく、振動体１０Ｂと押圧部材５０Ｂとが接着剤を用いて接着され、両者の相対運動が拘束されている。このような振動アクチュエータ１Ｇによっても上記の振動アクチュエータ１Ｆと同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、この振動アクチュエータ１Ｇにおいては、接触領域ＣＲの全領域に接着剤を塗布することによって振動体１０Ｂと押圧部材５０Ｂとを接着する場合を例示したが、これに限定されず、接触領域ＣＲの一部分のみ（たとえば、図１の凸部５１，５２に対応する２カ所のみ）に接着剤を塗布して接着するようにしてもよい。
【００８９】
あるいは、振動アクチュエータ１Ｃ（図１０）において、振動体１０Ｃと押圧部材５０Ｃとをその曲線状の接触面で接着するようにしてもよい。
【００９０】
＜５．その他＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【００９１】
たとえば、上記各実施形態においては、被駆動体３０が回転体（ロータ）として形成され回転運動する場合を例示したが、これに限定されず、被駆動体が直線運動する場合にも本発明を適用することが可能である。具体的には、ガイドによって案内された矩形状の被駆動体を図１の左右方向に直線駆動するようにしてもよい。
【００９２】
また、上記第３実施形態においては、Ｖ溝部５３（図１１）と円弧状の凸部１５とが接触することによって、並進２自由度が拘束される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、図１７に示すように、Ｖ溝部（Ｖ字状の凹部）５３（図１１）の代わりに円弧状の凹部５３Ｈを設けるようにしてもよい。このようにして、振動体と押圧部材との両者の一方に凹部を他方に凸部を設け、且つ、当該凹部と当該凸部とを接触させることによって、当該両者の相対的な並進運動を拘束するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記各実施形態においては、各振動体が楕円振動する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、振動体による振動は、単振動であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】第１実施形態に係る振動アクチュエータ（駆動装置）を示す図である。
【図２】振動体を示す図である。
【図３】圧電素子を示す図である。
【図４】振動体による駆動動作を示す図である。
【図５】被駆動体の駆動状態を示す図である。
【図６】接触点Ｃ１回りの回転モーメントを考察するための図である。
【図７】直線Ｌ１と直線Ｌ３との間の角度αを示す図である。
【図８】回転中心軸ＡＲ２回りの回転モーメントを考察する図である。
【図９】第２実施形態に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図１０】変形例に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図１２】別の変形例に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図１３】第４実施形態に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図１４】図１３の部分拡大図である。
【図１５】さらに別の変形例に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図１６】図１５の部分拡大図である。
【図１７】さらなる変形例に係る振動アクチュエータを示す部分拡大図である。
【図１８】第１の比較例に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図１９】第１の比較例に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図２０】第２の比較例に係る振動アクチュエータを示す図である。
【図２１】第１の従来技術を示す図である。
【図２２】第２の従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１Ａ〜１Ｇ  振動アクチュエータ
１０Ａ〜１０Ｅ  振動体
１１，１２  圧電素子
１３  チップ部材
１４，１４Ｄ，１４Ｅ  ベース部材
３０  被駆動体（ロータ）
５０Ａ〜５０Ｅ  押圧部材
６０  弾性部材
７０  台板
ＡＲ２  回転中心軸
Ｃ１，Ｃ２  接触点
Ｐ１  当接点
【図１】
2006271065.tif 000003
【図２】
2006271065.tif 000004
【図３】
2006271065.tif 000005
【図４】
2006271065.tif 000006
【図５】
2006271065.tif 000007
【図６】
2006271065.tif 000008
【図７】
2006271065.tif 000009
【図８】
2006271065.tif 000010
【図９】
2006271065.tif 000011
【図１０】
2006271065.tif 000012
【図１１】
2006271065.tif 000013
【図１２】
2006271065.tif 000014
【図１３】
2006271065.tif 000015
【図１４】
2006271065.tif 000016
【図１５】
2006271065.tif 000017
【図１６】
2006271065.tif 000018
【図１７】
2006271065.tif 000019
【図１８】
2006271065.tif 000020
【図１９】
2006271065.tif 000021
【図２０】
2006271065.tif 000022
【図２１】
2006271065.tif 000023
【図２２】
2006271065.tif 000024