(57)【要約】    【課題】  振動効率の改善及び印加電圧の低電圧化を図る。    【解決手段】  振動型アクチュエータが、圧電体１の１対の面に面方向に互いに隣接してそれぞれ設けられ、圧電体１の１対の面間に電界を形成するための第１および第２の電極対と、第１の電極対を構成する第１および第２の電極２−ｂ，２−ａと、第２の電極対を構成し、第１および第２の電極とそれぞれ同一面に位置する第３および第４の電極２−ｄ，２−ｃと、第１の電極２−ｂから第２の電極２−ａへ向かう方向の極性を主成分とする第１の分極５−ａと、第２の電極２−ａから第４の電極２−ｃへ向かう方向の極性を主成分とする第２の分極５−ｂと、第４の電極２−ｃから第３の電極２−ｄへ向かう方向の極性を主成分とする第３の分極５−ｃとから構成される。【選択図】      図１
2006320106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体に電圧を印加することで発生する変形を利用して、直接または間接的に被移動体を移動させる振動型アクチュエータであって、
前記圧電体に設けられた少なくとも１対の面と、
前記圧電体の前記１対の面に面方向に互いに隣接してそれぞれ設けられ、前記圧電体の前記１対の面間に電界を形成するための少なくとも第１および第２の電極対と、
前記第１の電極対を構成する第１および第２の電極と、
前記第２の電極対を構成し、前記第１および第２の電極とそれぞれ同一面に位置する第３および第４の電極と、
前記第１の電極から前記第２の電極へ向かう方向の極性を主成分とする第１の分極と、
前記第２の電極から前記第４の電極へ向かう方向の極性を主成分とする第２の分極と、
前記第４の電極から前記第３の電極へ向かう方向の極性を主成分とする第３の分極と
を有することを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１の電極と前記第３の電極とは電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項３】
前記第２の電極と前記第４の電極とは逆相の交流電圧が印加されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項４】
圧電体に電圧を印加することで発生する変形を利用して、直接または間接的に被移動体を移動させる振動型アクチュエータであって、
前記圧電体に設けられた第１及び第２の面からなる少なくとも１対の面と、
前記圧電体の前記１対の面に面方向に並んでそれぞれ設けられ、前記圧電体の前記１対の面間に電界を形成するための複数の電極対と、
前記圧電体にそれぞれ設けられ、前記第１の面から前記第２の面へ向けた方向の極性を主成分とする分極をそれぞれ有するとともに、前記第１および第２の面に電極をそれぞれ備えた複数の第１の圧電区画部と、
前記圧電体にそれぞれ設けられ、前記第２の面から前記第１の面へ向けた方向の極性を主成分とする分極をそれぞれ有するとともに、前記第１および第２の面に電極をそれぞれ備え、前記第１の圧電区画部の各々にそれぞれ隣接する複数の第２の圧電区画部と、
前記圧電体の前記第２の面の近傍にそれぞれ設けられ、前記第１の圧電区画部の各々から前記第２の圧電区画部の対応する部分へそれぞれ向かう方向の極性を主成分とする分極をそれぞれ有する複数の第３の圧電区画部と
を有することを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項５】
前記圧電体の前記第１の面に設けられた各電極は電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項６】
前記圧電体は環状であって、前記第１の圧電区画部の各々と前記第２の圧電区画部の各々とが、前記環状の圧電体に沿って交互に配列されるとともに、前記第１の圧電区画部の各々と前記第２の圧電区画部の対応する部分との各間に、前記第３の圧電区画部の各々がそれぞれ配列されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１の圧電区画部と前記第２の圧電区画部とには、前記圧電体の厚さ方向に関して互いに逆方向の電界が生成されることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の振動型アクチュエータ。
【請求項８】
前記第１および第２の圧電区画部にそれぞれ備えられた前記圧電体の前記第２の面上の各電極には、前記環状の圧電体に沿って交互に配列された順序で、交流電圧が９０度以上の位相ずれをもって順に印加されることを特徴とする請求項６に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項９】
前記第１および第２の圧電区画部にそれぞれ備えられた前記圧電体の前記第２の面上の各電極には、前記環状の圧電体に沿って交互に配列された順序で、交流電圧が（３６０ｎ／（２ｎ＋１））度ずつの位相ずれをもって順に印加されることを特徴とする請求項６に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１０】
前記圧電体は、複数が積層された構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１１】
１対の面に面方向に互いに隣接してそれぞれ設けられた第１および第２の電極対と、前記第１の電極対を構成する第１および第２の電極と、前記第２の電極対を構成し、前記第１および第２の電極とそれぞれ同一面に位置する第３および第４の電極とを備えた圧電体で構成される振動型アクチュエータの製造方法であって、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記第４の電極、前記第３の電極の順に電圧が低くなる各直流電圧を前記第１乃至第４の電極に対して印加して、少なくとも前記圧電体における前記第１の電極対間、前記第２の電極対間、および前記第２の電極と前記第４の電極との間に分極を施す
ことを特徴とする振動型アクチュエータ製造方法。
【請求項１２】
１対の面に面方向に互いに隣接してそれぞれ設けられた第１および第２の電極対と、前記第１の電極対を構成する第１および第２の電極と、前記第２の電極対を構成し、前記第１および第２の電極とそれぞれ同一面に位置する第３および第４の電極とを備えた圧電体で構成される振動型アクチュエータの製造方法であって、
前記第１および第２の電極間、前記第２および第４の電極間、並びに前記第４および第３の電極間に個別に複数回に亘って直流電圧を印加して、少なくとも前記圧電体における前記第１の電極対間、前記第２の電極対間、および前記第２の電極と前記第４の電極との間に分極を施す
ことを特徴とする振動型アクチュエータ製造方法。
【請求項１３】
まず、前記第２および第３の電極を接地するとともに、前記第１および第４の電極に所定の直流電圧を印加し、
次に、前記第３および第４の電極を接地するとともに、前記第１および第２の電極に前記所定の直流電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１２記載の振動型アクチュエータ製造方法。
【請求項１４】
前記分極をそれぞれ施された第１および第２の圧電体において、前記第１の圧電体の前記第１及び第３の電極が位置する側と、前記第２の圧電体の前記第２および第４の電極が位置する側とを、前記第１の圧電体の前記第１及び第３の電極が、前記第２の圧電体の前記第２および第４の電極にそれぞれ電気的に接続するように接合することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の振動型アクチュエータ製造方法。
【請求項１５】
前記分極をそれぞれ施された第１および第２の圧電体において、前記第１の圧電体の前記第１及び第３の電極が位置する側と、前記第２の圧電体の前記第２および第４の電極が位置する側とを、前記第１の圧電体の前記第１及び第３の電極、並びに前記第２の圧電体の前記第２および第４の電極がすべて電気的に接続するように接合することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の振動型アクチュエータ製造方法。
【請求項１６】
前記接合された第１および第２の圧電体でそれぞれ構成される２つの積層圧電体を、面対称に接合することを特徴とする請求項１４または請求項１５記載の振動型アクチュエータ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータ製造方法に関し、特に、圧電体に電圧を印加することで発生する変形を利用して、直接または間接的に被移動体を移動させる振動型アクチュエータ、および該振動型アクチュエータを製造するための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、振動型アクチュエータ（圧電アクチュエータ）は、弾性体上に励起した数ミクロン程度の振幅をもつ振動を利用して、特定の方向の力を選択的に取り出すことで、この弾性体に摩擦接触する移動体を移動させるように構成されている。
【０００３】
振動型アクチュエータにはいくつかの駆動方式が提案されているが、振動の形態によって定在波型と進行波型とに大きく分類される。定在波型は、形状の自由度が高く、小型化しやすい利点があり、進行波型は、常に弾性体と移動体とが接しているので、高トルクを比較的得やすい利点がある。
【０００４】
進行波型の振動型アクチュエータでは、円環または円盤型の弾性体を用いるのが一般的であり、弾性体の円周に沿って進行する曲げ振動により振動波の波頭の質点が楕円軌跡を描いて運動することを利用して移動体を駆動するようにしている。この楕円軌跡の上側の運動に移動体が接することで、移動体が一方向に運動するようになっている。
【０００５】
このような円環タイプの振動型アクチュエータの加振源として、単板の圧電体に複数の交流電圧給電用の電極を設けたものが用いられており、この圧電体に弾性体が接着されている。
【０００６】
また、小型の振動型アクチュエータには、積層した圧電体を用いて駆動電圧の低電圧化を図ったものもある。
【０００７】
またなお、板状の圧電体の表面に設けられた複数の電極において、隣接する電極間に分極を施し、この分極された電極間に交流電圧を印加して振動させる振動型アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、１枚の円環状の圧電体の厚さ方向に交互に分極方向の異なる圧電体を用いた振動型アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６１−３０９７３号公報
【特許文献２】特公平０５−０１４５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の単板の圧電体を用いた振動型アクチュエータでは、高出力を得るために、高振幅の交流電圧を圧電体に印加しなくてはならない。
【０００９】
また、上記従来の積層した圧電体を用いた振動型アクチュエータでは、低電圧駆動を行うことが可能であるが、圧電体での損失が増え、そのため、振動型アクチュエータの低電圧化ができる代わりに振動効率が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、振動効率の改善及び印加電圧の低電圧化を図った振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータ製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、圧電体に電圧を印加することで発生する変形を利用して、直接または間接的に被移動体を移動させる振動型アクチュエータであって、前記圧電体に設けられた少なくとも１対の面と、前記圧電体の前記１対の面に面方向に互いに隣接してそれぞれ設けられ、前記圧電体の前記１対の面間に電界を形成するための少なくとも第１および第２の電極対と、前記第１の電極対を構成する第１および第２の電極と、前記第２の電極対を構成し、前記第１および第２の電極とそれぞれ同一面に位置する第３および第４の電極と、前記第１の電極から前記第２の電極へ向かう方向の極性を主成分とする第１の分極と、前記第２の電極から前記第４の電極へ向かう方向の極性を主成分とする第２の分極と、前記第４の電極から前記第３の電極へ向かう方向の極性を主成分とする第３の分極とを有することを特徴とする振動型アクチュエータが提供される。
【００１２】
また、請求項４記載の発明によれば、圧電体に電圧を印加することで発生する変形を利用して、直接または間接的に被移動体を移動させる振動型アクチュエータであって、前記圧電体に設けられた第１及び第２の面からなる少なくとも１対の面と、前記圧電体の前記１対の面に面方向に並んでそれぞれ設けられ、前記圧電体の前記１対の面間に電界を形成するための複数の電極対と、前記圧電体にそれぞれ設けられ、前記第１の面から前記第２の面へ向けた方向の極性を主成分とする分極をそれぞれ有するとともに、前記第１および第２の面に電極をそれぞれ備えた複数の第１の圧電区画部と、前記圧電体にそれぞれ設けられ、前記第２の面から前記第１の面へ向けた方向の極性を主成分とする分極をそれぞれ有するとともに、前記第１および第２の面に電極をそれぞれ備え、前記第１の圧電区画部の各々にそれぞれ隣接する複数の第２の圧電区画部と、前記圧電体の前記第２の面の近傍にそれぞれ設けられ、前記第１の圧電区画部の各々から前記第２の圧電区画部の対応する部分へそれぞれ向かう方向の極性を主成分とする分極をそれぞれ有する複数の第３の圧電区画部とを有することを特徴とする振動型アクチュエータが提供される。
【００１３】
また、請求項１１記載の発明によれば、１対の面に面方向に互いに隣接してそれぞれ設けられた第１および第２の電極対と、前記第１の電極対を構成する第１および第２の電極と、前記第２の電極対を構成し、前記第１および第２の電極とそれぞれ同一面に位置する第３および第４の電極とを備えた圧電体で構成される振動型アクチュエータの製造方法であって、前記第１の電極、前記第２の電極、前記第４の電極、前記第３の電極の順に電圧が低くなる各直流電圧を前記第１乃至第４の電極に対して印加して、少なくとも前記圧電体における前記第１の電極対間、前記第２の電極対間、および前記第２の電極と前記第４の電極との間に分極を施すことを特徴とする振動型アクチュエータ製造方法が提供される。
【００１４】
また、請求項１２記載の発明によれば、１対の面に面方向に互いに隣接してそれぞれ設けられた第１および第２の電極対と、前記第１の電極対を構成する第１および第２の電極と、前記第２の電極対を構成し、前記第１および第２の電極とそれぞれ同一面に位置する第３および第４の電極とを備えた圧電体で構成される振動型アクチュエータの製造方法であって、前記第１および第２の電極間、前記第２および第４の電極間、並びに前記第４および第３の電極間に個別に複数回に亘って直流電圧を印加して、少なくとも前記圧電体における前記第１の電極対間、前記第２の電極対間、および前記第２の電極と前記第４の電極との間に分極を施すことを特徴とする振動型アクチュエータ製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１の電極対における第１の分極と、第２の電極対における第３の分極との他に、第２および第４の電極間の第２の分極も圧電体を変形させるのに利用できるため、従来に比べ、振動効率の改善及び印加電圧の低電圧化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動型アクチュエータの構成を示す側面図である。
【００１８】
図１において、１は板状の圧電体、２−ａ、２−ｂ、２−ｃ、２−ｄは、圧電体１に設けられた電極である。電極２−ａと電極２−ｂとが、また電極２−ｃと電極２−ｄとが、圧電体１を挟んでそれぞれ対向する。
【００１９】
３は、電極２−ｂおよび電極２−ｄを介して圧電体１に接着される金属製の弾性体、３−ａは、弾性体３と一体に、弾性体３の面方向（図１における左右方向）の中心からずれた位置に設けられた突起である。４は、不図示の加圧機構によって突起３−ａと加圧接触する摩擦部材である。
【００２０】
図中に示す矢印群５−ａ、５−ｂ、５−ｃ、５−ｄは、圧電体１の各部における分極方向を示している。以下では、これらの矢印群を分極５−ａ、５−ｂ、５−ｃ、５−ｄと呼ぶことにする。
【００２１】
図１に示す振動型アクチュエータの動作原理について、図２を参照して以下に説明する。
【００２２】
図２は、弾性体３の振動の様子を示す図である。時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の順で時間が経過している。
【００２３】
電極２−ａ、２−ｂ、２−ｃ、２−ｄに対して、後述するように交流電圧が印加されることにより、図２に示すように、弾性体３が面外の１次の曲げモードで振動される。これに伴い、曲げ振動の腹の位置Ｐ１からずれた位置に設けられた突起３−ａが、図２の平面上で振動する。振動した突起３−ａは、不図示のベースに固定された摩擦部材４に対して時刻Ｔ３において接触する。これにより、推力が発生し、摩擦部材４と弾性体３とが相対的に移動することになる。
【００２４】
図３は、図１に示す振動型アクチュエータを駆動するための駆動回路を示す図である。
【００２５】
図１、図３を参照しながら、図２に示す１次の曲げ振動が発生する様子を説明する。
【００２６】
電極２−ａ、電極２−ｂからなる第１の電極対に挟まれる圧電体１の第１の部分と、電極２−ｃ、電極２−ｄからなる第２の電極対に挟まれる圧電体１の第２の部分とには、それぞれ逆方向の分極５−ａ、５−ｃが施される。また、電極２−ａと電極２−ｃとの間及び電極２−ｂと電極２−ｄとの間における板状の圧電体１の表面に沿った２つの領域には同一方向の分極５−ｂ、５−ｄが施される。
【００２７】
６は交流電圧発生部であり、圧電体１と弾性体３とからなる振動体の共振周波数近傍の周波数をもつ交流電圧を発生し、電極２−ａと電極２−ｃとに対して逆相の交流電圧を印加する。なお、電極２−ｂ及び電極２−ｄは金属製の弾性体３に接触しているため、両電極は常に同電位となる。
【００２８】
圧電体１の上記第１および第２の部分にそれぞれ施された分極５−ａ、５−ｃは分極方向が逆方向であり、また、電極２−ａと電極２−ｃとの間に逆相の交流電圧が印加されて電極２−ａの電位と電極２−ｃの電位とは互いに逆相となるので、圧電体１には上記第１および第２の部分で厚さ方向に対して同一方向の変形が発生する。また、電極２−ａと電極２−ｃとの間に逆相の交流電圧が印加されるので、電極２−ａと電極２−ｃとの間にも分極５−ｂによる変形が生ずる。
【００２９】
なお、電極２−ｂと電極２−ｄとの間にも分極５−ｄがあるが、電極２−ｂと電極２−ｄとは常に同電位となるため、分極５−ｄによる変形はない。
【００３０】
またなお、弾性体３は、交流電圧発生部６によって電極２−ａと電極２−ｃとに対して印加される交流電圧の振幅の中間の電位となるので、交流電圧発生部６が、振幅の中間電位をグランド電位とする交流電圧を出力するようにして、弾性体３をグランド電位に接続するようにしてもよい。
【００３１】
次に、それぞれの分極によって圧電体１に発生するひずみを説明する。
【００３２】
ここで、図１に示した分極５−ａ、５−ｂ、５−ｃ、５−ｄにおいて、各分極の矢印方向と同じ方向の電界がかけられた場合に、各分極の矢印の方向に圧電体１の伸びが発生し、逆に、各分極の矢印方向と反対方向の電界がかけられた場合に、各分極の矢印の方向に圧電体１の縮みが発生すると仮定する。
【００３３】
まず、交流電圧発生部６によって電極２−ａに正の電圧、電極２−ｃに負の電圧が印加されたとすると、電極２−ａ、電極２−ｂからなる第１の電極対に挟まれる圧電体１の第１の部分と、電極２−ｃ、電極２−ｄからなる第２の電極対に挟まれる圧電体１の第２の部分とには、分極５−ａ及び分極５−ｃとそれぞれ逆方向の電界が発生するので、上記第１の部分及び第２の部分が、圧電体１の厚さ方向に縮む変形を行う。また、電極２−ａと電極２−ｃとの間には分極５−ｂと同方向の電界が発生するので、圧電体１が面方向に伸びる変形を行う。上記第１の部分及び第２の部分の厚さ方向に縮む変形は、圧電体１のポアソン比に応じて圧電体１の厚さ方向と直交する面方向に延びる変形となる。
【００３４】
次に、交流電圧発生部６によって電極２−ａに負の電圧、電極２−ｃに正の電圧が印加されると、圧電体１の上記第１の部分及び第２の部分には、分極５−ａ及び分極５−ｃとそれぞれ同一方向の電界が発生するので、上記第１の部分及び第２の部分が、圧電体１の厚さ方向に延びる変形をする。また、電極２−ａと電極２−ｃとの間には分極５−ｂと逆方向の電界が発生するので、圧電体１が面方向に縮む変形をする。上記第１の部分及び第２の部分の厚さ方向に延びる変形は、圧電体１のポアソン比に応じて圧電体１の厚さ方向と直交する面方向に縮む変形となる。
【００３５】
これにより、図２に示すような弾性体３の１次の曲げ振動が発生する。
【００３６】
このように、弾性体３の１次の曲げ振動は、圧電体１の面方向の伸縮変形によって発生する。ところで、圧電体１の厚さ方向に電圧を印加することにより圧電体１に発生した、電界の方向（圧電体１の厚さ方向）と同一方向の歪みに比べて、圧電体１のポアソン比に応じて電界の方向と直交する方向（圧電体１の面方向）に発生する歪みは、その大きさが３分の１程度である。そのため、圧電体１の厚さ方向の歪みに基づいて、圧電体１の面方向に大きな歪みを発生させるためには、比較的大きな電圧を圧電体１に印加しなければならない。
【００３７】
ところが第１の実施の形態例では、圧電体１の面方向の電極２−ａと電極２−ｃとの間にも分極５−ｂを施すとともに、電極２−ａと電極２−ｃとに逆相の交流電圧を印加し、しかもこの電極２−ａと電極２−ｃとに印加される電圧は、圧電体１の上記第１および第２の部分にそれぞれ印加される電圧の２倍の電圧となっている。これにより、電極２−ａと電極２−ｃとの間の大きな変形が、上記第１および第２の部分に発生する変形に加わり、比較的低電圧で大きな振幅の振動を弾性体３に発生させることができるようになる。
【００３８】
このように圧電体１において、弾性体３側の電極２−ｂから電極２−ａに向けた分極５−ａ、電極２−ａから電極２−ｃに向けた分極５−ｂ、電極２−ｃから弾性体３側の電極２−ｄに向けた分極５−ｃを施すことで、印加電圧が比較的低電圧でありながら振動効率が高い振動型アクチュエータを実現できる。
【００３９】
〔第２の実施の形態〕
図１に示す第１の実施の形態における振動型アクチュエータでは、圧電体１に電極対を２対設けているが、第２の実施の形態における振動型アクチュエータでは、電極対を３対設けるようにしている。
【００４０】
図４は、圧電体に電極対を３対設けた第２の実施の形態における振動型アクチュエータの構成を示す側面図である。
【００４１】
図４に示す構成は図１に示す第１の実施の形態における構成と基本的には同じであるので、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４２】
電極２−ａ、電極２−ｂ、電極２−ｃ、電極２−ｄは図１と同じ構成であり、これらの電極間の圧電体１には分極５−ａ、分極５−ｂ、分極５−ｃ、分極５−ｄが同様に施されている。
【００４３】
電極２−ｅ、電極２−ｆは第３の電極対であり、この第３の電極対間の圧電体１には分極５−ｆが施されており、電極２−ｅと電極２−ｃとの間には分極５−ｅが、電極２−ｆと電極２−ｄとの間には分極５−ｇが施されている。また全体の分極状態は、第２の電極対である電極２−ｃ、電極２−ｄを中心に対称になっている。
【００４４】
図５は、図４に示す第２の実施の形態における振動型アクチュエータを駆動するための駆動回路を示す図である。図５に示す構成は図３に示す第１の実施の形態における構成と基本的には同じであるので、同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
第２の実施の形態における振動型アクチュエータでは第２の電極対を中心に対称な配置となっているので、交流電圧発生手段６の出力電圧を対称に各電極に与えるように構成する。すなわち、電極２−ａと電極２−ｅとに交流電圧発生手段６の出力端子の一方を接続する。
【００４６】
これによって、第２の電極対と第３の電極対とによる動作は、第１の実施の形態で説明した第１の電極対と第２の電極対とによる動作と同様であり、弾性体３側の電極２−ｆから電極２−ｅに向けた分極５−ｆ、電極２−ｅから電極２−ｃに向けた分極５−ｅ、電極２−ｃから弾性体３側の電極２−ｄに向けた分極５−ｃを施すことで、第２の実施の形態では、第１の電極対と第２の電極対とによることは勿論、第２の電極対と第３の電極対とによっても、印加電圧が比較的低電圧でありながら振動効率が高い振動型アクチュエータを実現できる。
【００４７】
図６は、第２の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体１に対して分極を施す方法を示す図である。
【００４８】
（Ａ）は第１の分極方法を、（Ｂ−１）、（Ｂ−２）は第２の分極方法を、（Ｃ−１）、（Ｃ−２）、（Ｃ−３）は第３の分極方法を示す。
【００４９】
第１の分極方法（Ａ）では１回の給電で分極する。
【００５０】
Ｖｐは単位分極電圧であり、Ｖｇは０Ｖ（グランド電位）を表している。電極２−ｂ及び電極２−ｆには単位分極電圧Ｖｐの３倍の電圧３Ｖｐが、電極２−ａ及び電極２−ｅには単位分極電圧Ｖｐの２倍の電圧３Ｖｐが、電極２−ｃには単位分極電圧Ｖｐが、電極２−ｄにはグランド電位Ｖｇが給電される。これにより、圧電体１に発生した電界に沿って分極５−ａ〜分極５−ｇが形成される。
【００５１】
この１回の給電で分極する方法では、電極２−ｂ及び電極２−ｆと電極２−ｄとの各電極間に単位分極電圧Ｖｐの３倍の電圧３Ｖｐが印加され、他の電極間で印加される単位分極電圧Ｖｐに比べ高電圧となる。このため、分極時に電極２−ｂ及び電極２−ｆと電極２−ｄとの各電極間の絶縁耐圧を高くする必要がある。そのため電極２−ｂ及び電極２−ｆと電極２−ｄとの各電極間の電極間隔を広げるか、または分極する際に油中で分極を行うか等の放電対策が必要となる。
【００５２】
第２の分極方法（Ｂ−１）、（Ｂ−２）では、（Ｂ−１）、（Ｂ−２）の順で２回の給電で分極する。
【００５３】
第１の分極方法（Ａ）では電極間の最大電圧が単位分極電圧Ｖｐの３倍の電圧となるのに対し、第２の分極方法では電極間の最大電圧が単位分極電圧Ｖｐである。
【００５４】
最初の給電ステップ（Ｂ−１）では、電極２−ａ、電極２−ｄ、電極２−ｅにグランド電位Ｖｇを給電し、電極２−ｂ、電極２−ｃ、電極２−ｆに単位分極電圧Ｖｐを給電する。すると分極５−ｂ、分極５−ｅが最終分極方向と逆方向に分極されるが、他の分極５−ａ，５−ｃ，５−ｄ，５−ｆ，５−ｇは最終分極方向と同じになる。
【００５５】
次の給電ステップ（Ｂ−２）では、電極２−ａ、電極２−ｂ、電極２−ｅ、電極２−ｆに単位分極電圧Ｖｐを給電し、電極２−ｃ、電極２−ｄにグランド電位Ｖｇを給電する。これにより、分極５−ｂ及び分極５−ｅの方向を反転させて最終分極方向にすることができる。
【００５６】
第３の分極方法（Ｃ−１）、（Ｃ−２）、（Ｃ−３）では、３回の給電で分極する。
【００５７】
第３の分極方法も第２の分極方法と同様に、電極間に印加される最大電圧は単位分極電圧Ｖｐである。第２の分極方法では一部の分極を反転させたのに対して、第３の分極方法では分極を反転させる必要が無い。第３の分極方法では、３回の給電に決められた順番はないが、（Ｃ−１）、（Ｃ−２）、（Ｃ−３）の順番で行うものとして以下に説明する。
【００５８】
最初の給電ステップ（Ｃ−１）では、電極２−ｂ、電極２−ｆに単位分極電圧Ｖｐを給電し、残りの電極にグランド電位Ｖｇを給電する。すると同電位の電極間は分極されず、分極５−ａ、分極５−ｄ、分極５−ｆ、分極５−ｇのみが施される。
【００５９】
次の給電ステップ（Ｃ−２）では、電極２−ａ、電極２−ｅのみグランド電位Ｖｇから単位分極電圧Ｖｐに変更し、その他の電極は給電ステップ（Ｃ−１）のままとする。すると同電位の電極間は給電ステップ（Ｃ−１）と同様に分極されず、既に分極されている部分は分極に変化が生じない。そして電極間に単位分極電圧Ｖｐが印加された電極２−ａと電極２−ｃとの間および電極２−ｃと分極５−ｅとの間に、電極５−ｂ、電極５−ｅが施される。
【００６０】
最終の給電ステップ（Ｃ−３）では、電極２−ｃのみをグランド電位Ｖｇから単位分極電圧Ｖｐに変更し、その他の電極は給電ステップ（Ｃ−２）のままとする。すると同電位の電極間は給電ステップ（Ｃ−２）と同様に分極されず、既に分極されている部分は分極に変化が生じない。そして電極間に単位分極電圧Ｖｐが印加された電極２−ｃと電極２−ｄとの間に分極５−ｃが施され、最終分極状態となる。
【００６１】
ここで従来の分極方法で分極した場合の圧電体の分極状態について説明しておく。
【００６２】
なお。従来の圧電体に設ける電極は、通常は圧電体の片面を全面電極として、他方の面に分割した電極を設けるようにしている。
【００６３】
図７は、片面のみ分割電極とした従来の圧電体の分極状態を示す側面図である。
【００６４】
１０は圧電体であり、１１−ａ、１１−ｂ、１１−ｃ、１１−ｄは、圧電体１０に設けられた電極であり、１２−ａ、１２−ｂ、１２−ｃ、１２−ｄ、１２−ｅの矢印は、圧電体１０の分極の方向を示している。
【００６５】
ここで図７の分極状態と図６（Ｂ−１）の分極状態とを比較すると、図７の分極状態では、電極１１−ｄが分割されていないため、電極１１−ｄ側での分極が無いが、その他の電極間の分極状態は、図６（Ｂ−１）の分極状態と一致している。
【００６６】
図７の分極状態では、電極１１−ａおよび電極１１−ｃと、電極１１−ｂとの各電極間に逆相の交流電圧を印加すると、分極１２−ａ、１２−ｅによる圧電体１０の面方向の変形と、分極１２−ｂ、１２−ｄによる圧電体１０の面方向の変形とが、伸縮反対となり、振動効率が低下してしまうという問題があった。
【００６７】
〔第３の実施の形態〕
第１および第２の実施の形態では、圧電体１に電極対を１次元的に配置しているが、第３の実施の形態では、電極対を２次元的に配置するようにしている。
【００６８】
図８は、圧電体に２次元的に電極対を４対設けた第３の実施の形態における振動型アクチュエータの構成を示す平面図である。
【００６９】
図８に示す表面の奥行き方向（圧電体の厚さ方向）の裏面には、表面と対向して不図示の電極が同様に設けられている。
【００７０】
７は圧電体であり、８−ａ、８−ｂ、８−ｃ、８−ｄは、圧電体７に設けられた給電用の電極であり、９−ａ、９−ｂ、９−ｃ、９−ｄは、電極８−ａ、電極８−ｂ、電極８−ｃ、電極８−ｄの相互間に施された各分極の方向を示す矢印であり、以下では、分極９−ａ、９−ｂ、９−ｃ、９−ｄと呼ぶ。
【００７１】
また各電極８−ａ、８−ｂ、８−ｃ、８−ｄと、圧電体７の裏面側に設けられた対応する不図示の各電極との各間には、分極が施される。各電極８−ａ、８−ｂ、８−ｃ、８−ｄ上に示された符号は、＋が圧電体７の表面から裏面に向かう分極を示しており、−はその逆方向の分極を示している。圧電体７の裏面側の各電極は全て互いに接続されており、同電位になっている。また裏面には更に不図示の弾性体が接着されている。
【００７２】
圧電体７には、図１、図４に示す分極と同様に、裏面の弾性体側から表面の電極へ向かい、次に隣接する２つの電極へ向かい、次に表面から弾性体側へ向かうように連続した分極が施されており、これによって、第１および第２の実施の形態と同様に、低電圧で弾性体を振動させることが可能となる。
【００７３】
なお、第１乃至第３の実施の形態において、圧電体の厚さと、圧電体の面方向の電極間隔との間には最適な大きさの関係があって、圧電体の厚さをｔ、電極間隔をｄとすると、概ね０．５ｔ＜ｄ＜２ｔの条件を満たす場合が最適な関係である。
【００７４】
〔第４の実施の形態〕
図９は、第４の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体の電極配置を示す平面図である。この振動型アクチュエータは進行波型の振動型アクチュエータである。
【００７５】
１３は円環状の圧電体であり、裏面が不図示の円環状の弾性体に接着されている。１４−ａ、１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄ、１４−ｅ、１４−ｆは、圧電体１３の周方向に沿って連続的に同じパターンで繰り返し設けられた給電用の電極である。図９では一部の符号のみを示したが、時計回りに沿って電極１４−ｆの隣から再び電極１４−ａ、電極１４−ｂ、・・・と言うように同じパターンの給電用の電極が繰り返し形成されている。圧電体１３の裏面にも対向する電極がそれぞれ設けられている。また圧電体１３の円周上に片面３０個の電極が設けられている。１５−ａ、１５−ｂ、１５−ｃは、各電極に接続される給電用の配線部である。
【００７６】
圧電体１３の各表面電極と、対応する各裏面電極との間にはそれぞれ分極が施されており、図９の各電極上に示す符号は圧電体１３の厚さ方向の分極状態を示しており、＋は紙面の表面から裏面方向への分極を示しており、−は裏面から表面方向への分極を示している。また、圧電体１３の各表面電極の相互間には、電極上に−と示した電極から＋と示した電極へ向かう分極が施されている。同様に、各裏面電極の相互間にも分極が施されている。
【００７７】
図１０は、第４の実施の形態における圧電体１３の各電極に印加される交流電圧波形及び各部の歪み波形を示すタイミングチャートである。
【００７８】
図１０の（１）、（２）、（３）は、配線部１５−ａ、１５−ｂ、１５−ｃにそれぞれ印加される交流電圧の波形を示し、１２０度ずつ位相のずれた３相の交流電圧波形となっている。
【００７９】
図１０の（４）、（６）、（８）、（１０）、（１２）、（１４）の実線は、電極１４−ａ、１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄ、１４−ｅ、１４−ｆにそれぞれ印加される交流電圧の波形を示し、点線は、圧電体１３の厚さ方向の分極によってそれぞれ発生する圧電体１３の歪み波形を示す。駆動電圧は１２０度ずつ位相のずれた３相交流電圧であるが、歪み波形は、６０度ずつ位相のずれた６相の交流波形となる。
【００８０】
図１０の（５）、（７）、（９）、（１１）、（１３）、（１５）の実線は、圧電体１３の周方向に隣接する電極間、すなわち、隣接する電極１４−ａ，１４−ｂ間、電極１４−ｂ，１４−ｃ間、電極１４−ｃ，１４−ｄ間、電極１４−ｄ，１４−ｅ間、電極１４−ｅ，１４−ｆ間、電極１４−ｆ，１４−ａ間（電極１４−ｆの隣の電極１４−ａ）にそれぞれ印加される電圧の波形を示しており、点線は、圧電体１３の周方向に隣接する電極間に発生する分極方向に応じた圧電体１３の歪み波形を示す。ただし、ここで示した歪み波形の大きさは、印加電圧や分極の状態と関係なく同じ振幅であると仮定する。この圧電体１３の周方向に隣接する電極間の周方向の分極による歪みの波形の位相を、各電極の厚み方向の分極による歪み波形（４）、（６）、（８）、（１０）、（１２）、（１４）と比較すると、各電極間の歪み波形が、それを挟む２つの電極対の歪み波形の位相の中間となることが分かる。このことから、歪みは圧電体１３の周上に６度ずつずれた位置に３０度ずつ時間的位相がずれて発生する。つまり、３相の駆動電圧で１２相駆動が可能となる。
【００８１】
〔第５の実施の形態〕
図１１は、第５の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体の電極配置を示す平面図である。第５の実施の形態における圧電体の電極配置は、基本的に第４の実施の形態における圧電体の電極配置と同じであるので、同一部分には同一符号を付す。
【００８２】
第５の実施の形態では、５相の駆動電圧で振動型アクチュエータの圧電体を駆動するようにする。
【００８３】
図１１において、１３は円環状の圧電体であり、裏面が不図示の円環状の弾性体に接着されている。１４−ａ、１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄ、１４−ｅ、１４−ｆ、１４−ｇ、１４−ｈ、１４−ｉ、１４−ｊは、圧電体１３の周方向に沿って連続的に繰り返し設けられた給電用の電極である。図１１では一部の符号のみを示したが、時計回りに沿って電極１４−ｊの隣から再び電極１４−ａ、電極１４−ｂ、・・・と言うように同じパターンの給電用の電極が繰り返し形成されている。圧電体１３の裏面にも対向する電極がそれぞれ設けられている。また圧電体１３の円周上に片面３０個の電極が設けられている。１５−ａ、１５−ｂ、１５−ｃ、１５−ｄ、１５−ｅは、各電極に接続される給電用の配線部である。
【００８４】
圧電体１３の各表面電極と、対応する各裏面電極との間にはそれぞれ分極が施されており、図１１の各電極上に示す符号は圧電体１３の厚さ方向の分極状態を示しており、＋は紙面の表面から裏面方向への分極を示しており、−は裏面から表面方向への分極を示している。また、圧電体１３の各表面電極の相互間には、電極上に−と示した電極から＋と示した電極へ向かう分極が施されている。同様に、各裏面電極の相互間にも分極が施されている。
【００８５】
図１２は、第５の実施の形態における圧電体１３の各電極に印加される交流電圧波形及び各部の歪み波形を示すタイミングチャートである。
【００８６】
図１２の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）は、配線部１５−ａ、１５−ｂ、１５−ｃ、１５−ｄ、１５−ｅにそれぞれ印加される交流電圧波形を示し、１４４度ずつ位相のずれた５相の交流電圧波形となっている。
【００８７】
図１２の（６）、（８）、（１０）、（１２）、（１４）、（１６）、（１８）、（２０）、（２２）、（２４）の実線は、電極１４−ａ、１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄ、１４−ｅ、１４−ｆ、１４−ｇ、１４−ｈ、１４−ｉ、１４−ｊにそれぞれ印加される交流電圧の波形を示し、点線は、圧電体１３の厚さ方向の分極に応じて発生する圧電体１３の歪み波形を示す。駆動電圧は１４４度ずつ位相のずれた５相交流電圧であるが、歪み波形は、３６度ずつ位相のずれた１０相の交流波形となる。
【００８８】
図１２の（７）、（９）、（１１）、（１３）、（１５）、（１７）、（１９）、（２１）、（２３）、（２５）の実線は、圧電体１３の周方向に隣接する電極間、すなわち、隣接する電極１４−ａ，１４−ｂ間、電極１４−ｂ，１４−ｃ間、電極１４−ｃ，１４−ｄ間、電極１４−ｄ，１４−ｅ間、電極１４−ｅ，１４−ｆ間、電極１４−ｆ，１４−ｇ間、電極１４−ｇ，１４−ｈ間、電極１４−ｈ，１４−ｉ間、電極１４−ｉ，１４−ｊ間、電極１４−ｊ，１４−ａ間（電極１４−ｊの隣の電極１４−ａ）にそれぞれ印加される電圧の波形を示しており、点線は、圧電体１３の周方向に隣接する電極間に発生する分極方向に応じた圧電体１３の歪み波形を示す。
【００８９】
ただし、ここで示した歪み波形の大きさは、印加電圧や分極の状態と関係なく同じ振幅であると仮定する。この圧電体１３の周方向に隣接する電極間の周方向の分極による歪みの波形の位相を、各電極の厚み方向の分極による歪み波形（６）、（８）、（１０）、（１２）、（１４）、（１６）、（１８）、（２０）、（２２）、（２４）と比較すると、各電極間の歪み波形が、それを挟む２つの電極対の歪み波形の位相の中間となることが分かる。このことから、歪みは圧電体１３の周上に６度ずつずれた位置に１８度ずつ時間的位相がずれて発生する。つまり、５相の駆動電圧で２０相駆動が可能となる。
【００９０】
従来の分極方法では、圧電体の厚み方向の分極しか利用していない上、駆動電圧と同じ相数の歪みしか発生させることができない。本実施の形態では、歪みの相数が印加電圧の相数の４倍となるため、従来の分極方法と比較して、不図示の円環状の弾性体に滑らかな進行性の振動波を形成できると共に、多相化により圧電体１３の力係数を等価的に高めることができ、従来と比較して低電圧で駆動することが可能となる。また圧電体の厚み方向の分極だけでなく、従来使用していなかった面方向の電極間の分極を利用することで更に力係数を高くすることが可能となる。
【００９１】
なお、本実施の形態のように奇数相の駆動電圧であれば、同様の効果を得ることができる。その場合ｎを１以上の整数として駆動電圧の相数を（２ｎ＋１）とした場合、位相が３６０ｎ／（２ｎ＋１）度ずつずれた駆動電圧を、環状の圧電体に沿って印加する構成となる。
【００９２】
図１３は、第５の実施の形態における振動型アクチュエータの斜視図である。
【００９３】
１６は、圧電体１３が接着される弾性体であり、１７は、弾性体１６に不図示の加圧機構によって加圧接触されたロータである。ロータ１７は、圧電体１３に交流電圧を印加することで弾性体１６上に進行性の振動波が発生し、弾性体１６に摩擦接触するロータ１７は、弾性体１６からの摩擦力によって回転する。
【００９４】
なお、図９に示す第４の実施の形態における振動型アクチュエータも、図１３と同じ構成となっている。
【００９５】
〔第６の実施の形態〕
図１４は、第６の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体の電極配置を示す平面図である。第６の実施の形態における圧電体の電極配置は、基本的に図９に示す第４の実施の形態における圧電体の電極配置と同じであるので、同一部分には同一符号を付す。
【００９６】
第４および第５の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体に供給される駆動電圧の相数は奇数であったが、第６の実施の形態では偶数の例を示す。
【００９７】
図１４において、１３は円環状の圧電体であり、裏面が不図示の円環状の弾性体に接着されている。１４−ａ、１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄは、圧電体１３の周方向に沿って連続的に繰り返し設けられた給電用の電極である。図１４では一部の符号のみを示したが、時計回りに沿って電極１４−ｄの隣から再び電極１４−ａ、電極１４−ｂ、・・・と言うように同じパターンの給電用の電極が繰り返し形成されている。圧電体１３の裏面にも対向する電極がそれぞれ設けられている。また圧電体１３の円周上に片面２８個の電極が設けられている。１５−ａ、１５−ｂ、１５−ｃ、１５−ｄは、各電極に接続される給電用の配線部である。
【００９８】
圧電体１３の各表面電極と、対応する各裏面電極との間にはそれぞれ分極が施されており、図１４の各電極上に示す符号は圧電体１３の厚さ方向の分極状態を示しており、＋は紙面の表面から裏面方向への分極を示しており、−は裏面から表面方向への分極を示している。また、圧電体１３の各表面電極の相互間には、電極上に−と示した電極から＋と示した電極へ向かう分極が施されている。同様に、各裏面電極の相互間にも分極が施されている。
【００９９】
図１５は、第６の実施の形態における圧電体１３の各電極に印加される交流電圧波形及び各部の歪み波形を示すタイミングチャートである。
【０１００】
図１５の（１）、（２）、（３）、（４）は、配線部１５−ａ、１５−ｂ、１５−ｃ、１５−ｄにそれぞれ印加される交流電圧波形を示し、９０度ずつ位相のずれた４相の交流電圧波形となっている。
【０１０１】
図１５の（５）、（７）、（９）、（１１）の実線は、電極１４−ａ、１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄにそれぞれ印加される交流電圧の波形を示し、点線は、圧電体１３の厚さ方向の分極に応じて発生する圧電体１３の歪み波形を示す。駆動電圧は９０度ずつ位相のずれた４相交流電圧であるが、歪み波形も、９０度ずつ位相のずれた４相の交流波形となる。
【０１０２】
図１２の（６）、（８）、（１０）、（１２）の実線は、圧電体１３の周方向に隣接する電極間、すなわち、隣接する電極１４−ａ，１４−ｂ間、電極１４−ｂ，１４−ｃ間、電極１４−ｃ，１４−ｄ間、電極１４−ｄ，１４−ａ間（電極１４−ｄの隣の電極１４−ａ）にそれぞれ印加される電圧の波形を示しており、点線は、圧電体１３の周方向に隣接する電極間に発生する分極方向に応じた圧電体１３の歪み波形を示す。
【０１０３】
ただし、ここで示した歪み波形の大きさは、印加電圧や分極の状態と関係なく同じ振幅であると仮定する。この圧電体１３の周方向に隣接する電極間の周方向の分極による歪みの波形の位相を、各電極の厚み方向の分極による歪み波形（５）、（７）、（９）、（１１）と比較すると、各電極間の歪み波形が、それを挟む２つの電極対の歪み波形の位相の中間となることが分かる。このことから、歪みは圧電体１３の周上に６．４３度ずつずれた位置に４５度ずつ時間的位相がずれて発生する。つまり、４相の駆動電圧で８相駆動が可能となる。
【０１０４】
このように、駆動電圧の相数が奇数である第４および第５の実施の形態では、駆動電圧の相数の４倍の相数の歪を発生できるのに対して、駆動電圧の相数が偶数である第６の実施の形態では、駆動電圧の相数の２倍の相数の歪しか発生させることができない。しかし、駆動電圧の相数と同数の相数の歪しか発生させることができない従来の振動型アクチュエータと比較して２倍の相数で歪を発生させることができる。
【０１０５】
〔第７の実施の形態〕
図１６は、第７の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体の電極配置を示す平面図である。第７の実施の形態における圧電体の電極配置は、基本的に図９に示す第４の実施の形態における圧電体の電極配置と同じであるので、同一部分には同一符号を付す。
【０１０６】
進行波型の振動型アクチュエータである上記第１乃至第６の実施の形態では、圧電体の複数の表面電極と、対応する各裏面電極との間にはそれぞれ分極が施されているとともに、各分極方向は圧電体の周方向に沿って交互に反転しており、且つ圧電体の周方向に並んだ隣接する電極間には面方向の分極が施されている。しかし、定在性の振動波を用いて駆動する定在波型の振動型アクチュエータの場合、定在波の節にあたる部分では歪みを発生させる必要が無い。第７の実施の形態における振動型アクチュエータは、定在波型の振動型アクチュエータである。
【０１０７】
図１６において、１３は円環状の圧電体であり、裏面が不図示の円環状の弾性体に接着されている。１４−ａ、１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄは、圧電体１３の周方向に沿って連続的に繰り返し設けられた給電用の電極であり、図１６では一部の符号のみを示したが、時計回りに沿って電極１４−ｄの隣から再び電極１４−ａ、電極１４−ｂ、・・・と言うように同じパターンの給電用の電極が繰り返し形成されている。圧電体１３の裏面にも対向する電極がそれぞれ設けられている。また圧電体１３の円周上に片面２８個の電極が設けられている。１５−ａ、１５−ｂは、各電極に接続される給電用の配線部である。配線部１５−ａと配線部１５−ｂとには逆相の交流電圧が印加される。
【０１０８】
圧電体１３の各表面電極と、対応する各裏面電極との間にはそれぞれ分極が施されており、図１６の各電極上に示す符号は圧電体１３の厚さ方向の分極状態を示しており、＋は紙面の表面から裏面方向への分極を示しており、−は裏面から表面方向への分極を示している。また、圧電体１３の各表面電極の相互間には、電極上に−と示した電極から＋と示した電極へ向かう分極が施されている。  ただし、第７の実施の形態では、圧電体１３の各表面電極と、対応する各裏面電極との間に施される厚さ方向の各分極の方向は、周方向に沿って＋、−交互に反転されるのではなく、＋、−、−、＋を基本として、この反転パターンが周上に繰り返される。
【０１０９】
また、第７の実施の形態では、圧電体１３の周方向で隣接する電極間のうち、厚さ方向の分極方向が異なる電極間に、面方向の分極が施されており、一方、厚さ方向の分極方向が同一の電極間には、面方向の分極が施されない。この圧電体１３の周方向で隣接する電極間であって面方向の分極が施されていない電極間が、振動の節にあたり、電極１４−ｂと電極１４−ｃとの間と電極１４−ｄと電極１４−ａ（電極１４−ｄの隣の電極１４−ａ）との間がこれにあたる。圧電体１３の周方向で隣接する電極間であって面方向の分極が施されている電極間は、振動の腹にあたり、電極１４−ａと電極１４−ｂとの間と電極１４−ｃと電極１４−ｄとの間がこれにあたる。
【０１１０】
電極１４−ａと電極１４−ｃとの間と、電極１４−ｂと電極１４−ｄとの間とでは分極の方向が逆なので、互いに逆方向の歪みが発生し、隣接する４つの電極１４−ａ，１４−ｂ，１４−ｃ，１４−ｄを１波長とする定在波が形成される。
【０１１１】
〔第８の実施の形態〕
上記第１乃至第７の実施の形態では、単板の圧電体を用いた振動型アクチュエータを説明をしたが、複数の圧電体を積層するようにしてもよい。第８の実施の形態における振動型アクチュエータは、複数の圧電体が積層されたものである。
【０１１２】
図１７は、複数の圧電体を積層した第８の実施の形態における振動型アクチュエータの構成を示す側面図である。
【０１１３】
図１７の（１）は、複数の圧電体を積層することで対向することになる電極どうしを面方向の同じ位置に重ねた例、（２）は、対向することになる電極どうしを面方向にずらして、対向することになる電極全てが電気的に接続するように構成した例である。（３）、（４）は、（１）、（２）にそれぞれ示す圧電体の積層数を更に増やした例である。
【０１１４】
いずれも、単板の圧電体を分極した後に重ねて接着したものである。接着面の電極同士は電気的に接続されるものとする。
【０１１５】
１８、１９は圧電体、２０−ａ〜２０−ｇは電極である。
【０１１６】
図１７の（１）の例では、電極２０−ａと電極２０−ｄとに、電極２０−ｂと電極２０−ｅとに、電極２０−ｃと電極２０−ｆとに、逆相交流電圧をそれぞれ印加する。これにより、給電されている各電極対に挟まれた各内部電極はそれぞれ中間電位となる。従って、各内部電極は全てほぼ同じ電位となる。上記第１乃至第７の実施の形態では、圧電体の裏面側の各電極を金属製の弾性体に接触させて同電位としているが、第８の実施の形態では、給電されている電極対に挟まれた内部電極を電気的に浮かしたままでも、各内部電極がほぼ同電位となり、それらを接続した場合と同じ状態になる。
【０１１７】
（２）の例では、圧電体１８と圧電体１９との相互位置を面方向にずらすことで、対向する電極どうしが全て接続される。これにより、内部電極全てを同電位とすることができる。
【０１１８】
この例では、圧電体１８と圧電体１９との電極位置が異なるために圧電体１８と圧電体１９との歪み波形の時間的位相がずれることになるが、双方の歪みの総和が少なくならない程度の位置ずれであれば、積層による特性の向上を見込むことができる。
【０１１９】
（３）は、（１）の構成をもつ２つを上下に線対称に構成したものであり、（４）は、（２）の構成をもつ２つを上下に線対称に構成したものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振動型アクチュエータの構成を示す側面図である。
【図２】弾性体の振動の様子を示す図である。
【図３】図１に示す振動型アクチュエータを駆動するための駆動回路を示す図である。
【図４】圧電体に電極対を３対設けた第２の実施の形態における振動型アクチュエータの構成を示す側面図である。
【図５】図４に示す第２の実施の形態における振動型アクチュエータを駆動するための駆動回路を示す図である。
【図６】第２の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体に対して分極を施す方法を示す図である。
【図７】片面のみ分割電極とした従来の圧電体の分極状態を示す側面図である。
【図８】圧電体に２次元的に電極対を４対設けた第３の実施の形態における振動型アクチュエータの構成を示す平面図である。
【図９】第４の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体の電極配置を示す平面図である。
【図１０】第４の実施の形態における圧電体の各電極に印加される交流電圧波形及び各部の歪み波形を示すタイミングチャートである。
【図１１】第５の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体の電極配置を示す平面図である。
【図１２】第５の実施の形態における圧電体の各電極に印加される交流電圧波形及び各部の歪み波形を示すタイミングチャートである。
【図１３】第５の実施の形態における振動型アクチュエータの斜視図である。
【図１４】第６の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体の電極配置を示す平面図である。
【図１５】第６の実施の形態における圧電体１３の各電極に印加される交流電圧波形及び各部の歪み波形を示すタイミングチャートである。
【図１６】第７の実施の形態における振動型アクチュエータの圧電体の電極配置を示す平面図である。
【図１７】複数の圧電体を積層した第８の実施の形態における振動型アクチュエータの構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１、７、１０、１３  圧電体
２、８、１１、１４  電極
３、１６  弾性体
４  摩擦部材
５、９、１２  分極
６  交流電圧発生部
１５  配線部
１７  ロータ
【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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