(57)【要約】本発明に係る電気機械モータは、駆動部材を有するステータを備えており、駆動部材は、２つの直列に接続された屈曲部と、移動される本体上で作動するための中央駆動パッドとから成る。駆動部材は、本体と平行に延びている。駆動パッド及び／又は本体は弾性を有している。駆動パッドは、本体よりも剛性が低いことが好ましい。駆動パッドの弾性により、駆動部材に加えられる進行波エネルギの一部を吸収することができる。ステータのバックボーンは、駆動部材が本体から離れて移動することを規制するが、同時に、駆動部材が本体に向けて並進し更にはバックボーンと短い時間だけ機械的に接触したままの状態となることを許容するように設けられている。モータの様々な部分の自動センタリングを可能にするために、凸状の面を有する支持手段を形成することが好ましい。
2005530475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部材（１）およびバックボーン部（９）を有するステータと、
前記駆動部材（１）によって主移動方向に移動される本体（７）と、
前記駆動部材（１）と前記本体（７）との間に垂直力（Ｎ）を加えるように配置された弾性手段（８）とを備え、
前記駆動部材（１）は、
前記主移動方向に沿って一般的に長尺で且つ前記主移動方向で互いに直列に接続された第１の屈曲部（２）および第２の屈曲部（３）を備え、
前記第１の屈曲部（２）および第２の屈曲部（３）はそれぞれ、前記主移動方向に沿って互いに接続され且つ前記本体（７）の駆動面に対して略平行な第１および第２の部分（１５から１８；４１，４３，４４）を有し、
前記第１の部分は、前記主移動方向で寸法を変えることができる能動的な電気機械部材（１５から１８，４３，４４）であり、
前記本体（７）上で作動し且つ前記駆動部材（１）の中心に近い部位に配置された駆動パッド（４）を備え、
前記駆動パッド（４）および前記本体（７）の少なくとも一方が弾性を有する、
電気機械モータ（１０）。
【請求項２】
前記駆動パッド（４）は、前記本体（７）の剛性よりも低い剛性を有していることを特徴とする請求項１に記載の電気機械モータ。
【請求項３】
前記駆動パッド（４）は、前記駆動部材（１）に加えられる進行波のエネルギの無視できない部分を吸収できる弾性を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気機械モータ。
【請求項４】
前記駆動パッド（４）は、進行波が通過する際の圧縮時間を前記進行波のサイクル時間の半分未満に制限する弾性を有していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項５】
前記駆動パッド（４）は、前記主移動方向に対して、前記駆動部材（１）の中心に位置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項６】
前記屈曲部（２，３）のうちの対応する１つの外端の近傍で前記駆動部材（１）と前記バックボーン（９）との間に配置され、前記バックボーン（９）に対する前記駆動部材（１）の実質的な並進動作を規制する取り付け手段（５，６，１２，１３）を更に備えていることを特徴とする請求項５に記載の電気機械モータ。
【請求項７】
前記駆動部材（１）は、前記駆動パッド（４）を中心に略対称であることを特徴とする請求項６に記載の電気機械モータ。
【請求項８】
前記取り付け手段は、対向面に当接してこれを支持する凸面を持つ突出部（３４；３６；３７；３８）を有する支持手段（５，６）を備えていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電気機械モータ。
【請求項９】
前記突出部（３６；３８）が前記駆動部材（１）に設けられ、前記対向面が前記バックボーン（９）または前記弾性手段（８）の一方に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の電気機械モータ。
【請求項１０】
前記突出部（３６；３８）が半球形状を成していることを特徴とする請求項９に記載の電気機械モータ。
【請求項１１】
前記突出部（３７）が前記バックボーン（９）または前記弾性手段（８）の一方に設けられ、前記対向面が前記駆動部材（１）に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の電気機械モータ。
【請求項１２】
前記取り付け手段は、前記主移動方向における前記駆動部材（１）の並進動作を規制するための手段（１２，１３）を備えていることを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項１３】
前記主移動方向における前記駆動部材（１）の並進動作を規制するための前記手段（１２，１３）は、前記第１および第２の部分（１５から１８）同士が接続される部位で、あるいは、前記第１および第２の部分（１５から１８）同士の前記接続部位よりも前記本体に近い部位で、前記駆動部材（１）に対して取り付けられることを特徴とする請求項１２に記載の電気機械モータ。
【請求項１４】
前記主移動方向における前記駆動部材（１）の並進動作を規制するための前記手段（１２，１３）は、前記駆動部材（１）上の半田パッドで前記駆動部材（１）に対して取り付けられることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の電気機械モータ。
【請求項１５】
前記第２の部分は、前記主移動方向で寸法を変えることができる能動的な電気機械部材（１５から１８，４３，４４）であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項１６】
前記第２の部分が非電気機械的能動部分（４１）であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項１７】
前記第２の部分が金属シート（４１）であることを特徴とする請求項１６に記載の電気機械モータ。
【請求項１８】
前記第１および第２の屈曲部（２，３）同士は、前記駆動パッド（４）が取り付けられる受動部分（３９）を介して接続されていることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項１９】
前記本体（７）は、前記電気機械モータ（１０）の動作周波数範囲で無視できる曲げ振動を有していることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項２０】
前記本体（７）は、前記駆動パッド（４）と対向する面上に、多くても前記主移動方向と垂直な前記駆動パッド（４）の移動と同じ度合いの大きさの表面粗さを有していることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項２１】
前記本体（７）は、円筒形状を有する前記駆動パッド（４）と対向する表面（５１）を有していることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項２２】
前記弾性手段（８）は、前記モータの公差の許容範囲内で１０％未満変化するバネ力を有していることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項２３】
前記弾性手段（８）は、略Ｃ字形状または略Ｕ字形状を成しており、前記Ｃ字形状またはＵ字形状の両側にある接点部（５４，５５）でのみ、前記本体（７）および前記バックボーン（９）または駆動部材（１）と接触することを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項２４】
前記接点部（５４，５５）は、凸面を有する突出部を備えていることを特徴とする請求項２３に記載の電気機械モータ。
【請求項２５】
前記本体（７）、バックボーン（９）、または、駆動部材（１）は、前記突出部を受けるための窪みまたは穴を備えていることを特徴とする請求項２４に記載の電気機械モータ。
【請求項２６】
前記接点部（５４，５５）は、凸面を有する前記本体（７）及び／又は前記バックボーン（９）の突出部に当接してこれを支持していることを特徴とする請求項２３に記載の電気機械モータ。
【請求項２７】
前記接点部（５４，５５）は、前記突出部を受けるための窪みまたは穴を備えていることを特徴とする請求項２６に記載の電気機械モータ。
【請求項２８】
前記弾性手段（８）が前記本体（７）に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項２７のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項２９】
前記駆動部材（１）に進行波を生じさせるための手段を更に備え、前記進行波は、前記駆動部材（１）の共振周波数に近い周波数を有していることを特徴とする請求項１から請求項２８のいずれか１項に記載の電気機械モータ。
【請求項３０】
前記駆動部材（１）の前記共振周波数は、屈曲モードの共振周波数であることを特徴とする請求項２９に記載の電気機械モータ。
【請求項３１】
前記屈曲モードが奇数個の節を有していることを特徴とする請求項３０に記載の電気機械モータ。
【請求項３２】
駆動部材（１）およびバックボーン部（９）を有するステータと、
前記駆動部材（１）によって主移動方向に移動される本体（７）と、
前記駆動部材（１）と前記本体（７）との間に垂直力（Ｎ）を加えるように配置された弾性手段（８）とを備え、
前記駆動部材（１）は、
前記主移動方向に沿って一般的に長尺で且つ前記主移動方向で互いに直列に接続された第１の屈曲部（２）および第２の屈曲部（３）を備え、
前記第１の屈曲部（２）および第２の屈曲部（３）はそれぞれ、前記主移動方向に沿って互いに接続され且つ前記本体（７）の駆動面に対して略平行な第１および第２の部分（１５から１８；４１，４３，４４）を有し、
前記第１の部分は、前記主移動方向で寸法を変えることができる能動的な電気機械部材（１５から１８）であり、
前記本体（７）上で作動し且つ前記駆動部材（１）の中心に近い部位に配置された駆動パッド（４）を備え、
これにより、前記バックボーン（９）および前記弾性手段（８）のうちの一方は、前記本体（７）から離れる前記駆動部材（１）の並進動作であって前記主移動方向に対して垂直な並進動作を規制するが、前記主移動方向に対して垂直で且つ前記本体（７）へと向かう前記駆動部材（１）の並進動作を許容するように配置されている、
電気機械モータ（１０）。
【請求項３３】
前記バックボーン（９）および前記弾性手段（８）のうちの前記一方と前記駆動部材（１）との間の接点手段（５，６）は、対向面に当接してこれを支持する凸面を持つ突出部（３４；３６；３７；３８）を備えていることを特徴とする請求項３２に記載の電気機械モータ。
【請求項３４】
前記突出部（３６，３８）が前記駆動部材（１）に設けられ、前記対向面が前記バックボーン（９）および前記弾性手段（８）のうちの前記一方に設けられていることを特徴とする請求項３３に記載の電気機械モータ。
【請求項３５】
前記突出部（３６；３８）が半球状を成していることを特徴とする請求項３４に記載の電気機械モータ。
【請求項３６】
前記突出部（３７）が前記バックボーン（９）および前記弾性手段（８）のうちの一方に設けられ、前記対向面が前記駆動部材（１）に設けられていることを特徴とする請求項３３に記載の電気機械モータ。
【請求項３７】
駆動部材（１）およびバックボーン部（９）を有するステータと、
前記駆動部材（１）によって主移動方向に移動される本体（７）と、
前記駆動部材（１）と前記本体（７）との間に垂直力（Ｎ）を加えるように配置された弾性手段（８）と、を備え、
前記駆動部材（１）は、
前記主移動方向に沿って一般的に長尺で且つ前記主移動方向で互いに直列に接続された第１の屈曲部（２）および第２の屈曲部（３）を備え、
前記第１の屈曲部（２）および第２の屈曲部（３）はそれぞれ、前記主移動方向に沿って互いに接続され且つ前記本体（７）の駆動面に対して略平行な第１および第２の部分（１５から１８；４１，４３，４４）を有し、
前記第１の部分は、前記主移動方向で寸法を変えることができる能動的な電気機械部材（４３，４４）であり、
前記第２の部分が受動部材（４１）であり、
前記本体（７）上で作動し且つ前記駆動部材（１）の中心に近い部位に配置された駆動パッド（４）を備えている、
電気機械モータ（１０）。
【請求項３８】
前記第１および第２の屈曲部の前記第２の部分が金属シート（４１）を備えていることを特徴とする請求項３７に記載の電気機械モータ。
【請求項３９】
前記第１および第２の屈曲部の前記第２の部分がフレキシブルプリント回路基板（４２）を更に備えていることを特徴とする請求項３８に記載の電気機械モータ。
【請求項４０】
前記金属シート（４１）も前記駆動パッド（４）を形成していることを特徴とする請求項３８または請求項３９に記載の電気機械モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、小型モータに関し、特に、電気機械材料から成る作動部材を有するモータに関する。
【０００２】
背景技術
従来の多くの小型モータは、電気機械的な駆動部材の超音波動作を基本としている。超音波モータの多くの構造、例えば米国特許第５，４５３，６５３号は、それらが動作する面に対して基本的に垂直に延びる駆動部材に基づいている。そのような方向における寸法は、小型モータを設計する場合において、非常に重要となることが多く、したがって、そのような設計は、多くの場合、適用できない。米国特許第５，１３６，２００号において、動作面に対して垂直な方向での主な延在は制限されているが、駆動部における拡張／収縮と曲げ振動との複合的な動作を使用すると、全体の構造が非常に複雑になる。米国特許第５，２３３，２５８号には、駆動部によって接続された２つの能動部材を有するアクチュエータを備えたシートフィーダが開示されている。能動部材は、長手方向に伸張可能であり、駆動部の屈曲・移動動作を間接的に引き起こす。欧州特許第０９７８８８７号において、共振される能動部材は、本体に対して２つの駆動部を動かす。適切な共振周波数を選択することにより、互いに位相を異にして駆動部を振動させることができる。
【０００３】
従来の小型モータに伴う一般的な問題は、これらの小型モータが、低速で且つ小さいな力をもって動作し、あるいは、共振周波数を中心とする非常に狭い周波数範囲で動作するという点である。また、殆どの従来のモータは、比較的高い電圧および電流を必要とする。
【０００４】
発明の開示
本発明の目的は、対象物を取り囲むモータ体積が小さいモータを提供することである。本発明の他の目的は、高速で、駆動力が大きく、実質的な周波数範囲にわたって動作することができるモータを提供することである。更なる目的は、電力消費量を改善することであり、また、モータを駆動するための電圧を低減することである。本発明の更に他の目的は、モータの可動部分の摩耗を軽減することである。また、自動センタリング特性を有するモータ構造を提供することも目的である。
【０００５】
前記目的は、添付の特許請求の範囲に係る電気機械モータによって達成される。すなわち、本発明に係る電気機械モータは、駆動部材を有するステータを備えており、駆動部材は、２つの直列に接続された屈曲部と、移動される本体上で作動するための中央駆動パッドとから成る。駆動部材は、本体の面と平行に延びている。駆動パッド及び／又は本体は弾性を有している。駆動パッドは、本体よりも剛性が低いことが好ましい。駆動パッドの弾性により、駆動部材に加えられる進行波エネルギの無視できない部分を吸収することができる。駆動パッドの弾性は、通過する進行波のサイクル時間の半分未満に圧縮時間を制限することが好ましい。駆動部材は、駆動パッドを中心に対称であることが好ましい。ステータのバックボーンは、主移動方向と垂直に駆動部材が本体から離れて移動することを規制する。しかしながら、同時に、バックボーンは、駆動部材が本体に向けて並進し更にはバックボーンと短い時間だけ機械的に接触したままの状態となることを許容する。モータの様々な部分の自動センタリングを可能にするために、凸状の面を有する支持手段を形成することが好ましい。
【０００６】
本発明に係るモータによれば、駆動部材は、従来のモータよりも自由に屈曲することができ、これにより、更に効率が高い動作モードを実現することができる。さらに、本体に平行な主要な幾何配置により空間要求が最小限になる。
【０００７】
詳細な説明
殆どのアクチュエータ材料は、電気機械材料として特徴付けることができるが、本開示内容において、我々は、電流または電圧が加えられる際にその形状を変化させる材料を意図している。電気機械材料の典型的な例は、圧電材料、電歪材料、反強誘電材料であり、これらの材料は、単結晶、多結晶、あるいは、非結晶（アモルファス）であっても良い。
【０００８】
図１には、本発明に係るモータ１０の一実施形態の主要な構成要素が示されている。寸法は、常に真の関係を示しているとは限らないが、明確な態様で重要な機能および関係を示すように選択される。駆動部材１は、基本的に、移動される駆動レール７と平行に配置されている。駆動部材１は、中間位置に駆動パッド４を有する２つの屈曲部２，３から成る。すなわち、屈曲部２，３は、レール７の表面に沿ってレール７の意図される主移動方向に直列に配置されている。屈曲部２，３は、主移動方向に対して垂直に屈曲可能な長尺部である。この実施形態において、屈曲部は、バイモルフ圧電部材によって形成されている。各バイモルフ部材は、互いに平行で且つ個別に励磁可能な２つの能動部１５から１８を備えており、これにより、能動部１５から１８に異なる電圧を供給することで、屈曲動作が行なわれる。
【０００９】
駆動部材は、駆動パッド４を用いて、力Ｎすなわち垂直抗力により、駆動レール７に対して直交する方向に押圧される。この垂直抗力は、スプリング手段８によって加えられる。また、この実施形態において、スプリング手段８は、レール７の並進移動のためのベアリングとしての機能を果たすロール１１を備えている。また、特定の実施形態に応じて、スプリングは、バックボーン部９に対して機械的に接続されていても良く、あるいは、そうでなくても良い。この実施形態において、駆動パッド４は、レール表面と垂直な方向で特定の弾性作用を示すチューブによって形成されている。
【００１０】
本モータに関与する様々な方向を定めるため、局所座標系１４が規定される。この局部座標系は、本開示内容の全体にわたって様々な方向を説明するために使用される。前記主移動方向は、ｘによって示されている。レール７の表面の平面は、この方向と平行である。レール７の表面の垂線、すなわち、レール７の表面と垂直な方向は、マイナスｚ方向に向けられている。これにより、駆動部材は、ほぼｘ方向に延在し、一方、屈曲部２，３の屈曲動作は、ｚ方向に方向付けられる。ｙ方向は、ｘ方向およびｚ方向に対して垂直な方向として規定される。
【００１１】
駆動部材１は、ステータまたはバックボーン部９に対して保持されて部分的に固定されている。動作規制手段１２，１３は、駆動部材１が主移動方向すなわちｘ方向に並進状態で移動することを防止する。また、この実施形態において、これらの取り付け手段１２，１３も、駆動部材１をｙ方向で略並進固定状態に保持するようになっている。動作規制手段１２，１３は、ｘ、ｙ方向に延びる可撓性材料によって形成されたタブから成り、これにより、ｘ方向およびｙ方向で高い並進剛性を与える一方で、ｚ方向で低い剛性を与えるとともに、ｘ軸を中心とする回転動作を与える。
【００１２】
また、駆動部材１は、２つの機械的支持体５，６によってその動作が制限されている。機械的支持体５，６は、対応する屈曲部の端部に近接して、すなわち、２つの屈曲部同士の間の接続部から十分に離間して位置されている。本実施形態において、機械的支持体５，６は、駆動部材１がレール７から離れて大きく並進移動することを防止するようになっているとともに、２つの半球部によって形成されている。この実施形態において、これらの半球部は、駆動部材１に対して取り付けられるとともに、スプリング手段８を用いて駆動部材１とレール７とが互いに対して押圧される際に、スプリング手段８と機械的に接触するようになる。機械的支持体５，６および動作規制手段１２，１３は、駆動部材の許容される動作モードおよび動作範囲を制御する一般的な取り付け手段の全部品である。
【００１３】
部材の全体の体積は、出力に関連している。レール７に沿って駆動部材が延在することにより、進行波（ｔｒａｖｅｌｉｎｇ  ｗａｖｅ）に基づいてモータを設計することが容易になる。駆動部材の厚さおよび幅が小さいと、過度に高くない適切な駆動周波数を選択することができる。ミリメートルサイズの更にコンパクトな部材は、一般に、ＭＨｚ範囲の共振を有する。これは、多くの用途において許容されないかもしれない。駆動レールに沿って延びるこの種の部材により、非常にコンパクトなモータを設計することが容易になる。
【００１４】
モータの動作は、進行波超音波モータと定常波超音波モータとの組み合わせとして規定することができる。これが図２ａ，２ｂに概略的に示されている。図の理解を容易にするため、駆動部材１の主要部分のみが図示されている。モータは、一般に、駆動部材１の一方の屈曲部３に対して与えられる電気パルスによって駆動される。この屈曲により、図２ａの左側の第１の端部２１から右側へと移動（進行）する矢印１９で示される波が生じる。損失がなければ、駆動パッドが自由になり、駆動部材１の共振周波数でモータが動作されるとともに、干渉による強め合いを形成する駆動部材１の他端２０で波が反射される。図２ｂには、二次共振周波数での動きが示されている。これにより、駆動部材１が共振態様で振動し始める。この場合、節の位置は、部材の厚さ方向における支持体５，６の上側と、部材の厚さ方向における駆動パッド４の下側とに存在する。駆動部材１は、一般に、取り付け手段１２，１３により、接線方向で駆動部材の中立線に近接して機械的に支持されている。機械的支持体５，６は、ｚ方向で部材を支持しており、更に正確には、中立位置に近いレールから離れる駆動部材の動きを規制している。その結果、駆動パッド４は、矢印２２で示される接線方向すなわちｘ方向で振動する。
【００１５】
垂直方向すなわちｚ方向での任意の移動無くして、この接線移動を、駆動レールの動きを形成するために使用することはできない。垂直移動を達成するための最も簡単な方法は、モータを僅かにＯＦＦ共振周波数で動作させることである。共振周波数に近いが共振周波数そのものではない進行波を重ね合わせることにより、駆動パッド４の接触点／領域は、ｚ方向にも移動するとともに、ある程度まで楕円軌道に沿って移動する。例えば一方の屈曲部だけが所定の時間に駆動される時に非対称な電気的駆動を用いるとともに、幾らかの大きさの屈曲エネルギが反射前に失われることを考慮すると、垂直移動が更に促進される。接線移動と垂直移動との組み合わせにより、駆動パッド４の接触点が楕円軌道に沿って移動する。そのような楕円軌道が図３に図示されている。この楕円軌道２５の長軸の角度方向は、振動エネルギがどの程度失われ或いは移動されるかによって、また、周波数によって決まる。一般に、長軸は、共振周波数未満の周波数においては、時計周りに回転され、逆の場合も同様である。図３の破線２６は、共振に近い周波数における軌道を示している。駆動パッドは、バネ定数と等価な移動質量との適切なマッチングを用いて垂直移動を更に増幅させるスプリングとしての機能を果たす。駆動部材には、２つの重要な垂直移動、すなわち、ｚ方向の並進とｙ軸周りの回転とがある。後者は、通常、機械的支持体がバックボーン構造に接続されていない場合に好ましい。屈曲部３を用いて駆動すると、機械的支持体６が断続的に解放する。また、機械的支持体５，６のバネ定数を調整してこの垂直振動を向上させることもできる。
【００１６】
駆動部材の能動部に適当な電圧信号を供給することによって動作が行なわれる。図１において、そのような信号は、電圧供給部５０によって供給されるとともに、例えば取り付け手段１３を介して駆動部材へと送られる。そのような動作に適した電圧供給部５０は、当業者に良く知られており、また、市販されている。
【００１７】
モータの様々な構成部材を注意深く設計することにより、動作を更に向上させることができる。本発明の異なる態様は、様々な細部に焦点を合わせている。第１に、駆動パッドの弾性的な特性が考慮される。用語“駆動パッド”は、本発明の開示内容においては、レールと屈曲部との間の接続部として機能するようになっている任意のタイプの機械的部分を示すために使用されている。この用語の範囲内には、任意の形状および材料が含まれるように意図される。駆動パッドは、本発明においては、それが所定の用途に最適な性能を与えるように形成されなければならない。したがって、駆動パッドは、一般的には、各ケースに応じて個別に適合されなければならない。しかしながら、ここでは、これらの適合をどのように行うべきかという一般的な考え方を以下に述べる。
【００１８】
まず最初に、極めて硬質で且つ駆動レール７に対して極めて高い摩擦力で接触する例えば図１の駆動パッド４について考える。駆動レール７は、ここでは、限りなく硬いものであると考える。屈曲部３が作動されると、屈曲波が左側から右側へと移動し始める。駆動パッドがかなり強固に固定された状態では、進行波エネルギの大部分、一般的には、エネルギのほぼ全てが、駆動パッド４によって反射され、安定した動作を得ることは一般的には難しい。硬質の駆動パッド及び／又は本体は、通常、不安定な動きを与え、例えば強い力や高速といった必要な特性を得ることが難しい。また、動作を達成できる場合には、駆動パッドと駆動レールとの間の短い接触時間中に接触面で増大する大きな力に起因して、駆動面での摩耗が大きくなる。主移動方向に対して垂直な上昇距離が小さくなる。これは、共振周波数の近くで特に重要である。なぜなら、中央の節が、弾力が無い駆動パッドと共に殆ど動かないためである。したがって、駆動パッドは、弾性を有していなければならない。
【００１９】
一方、駆動パッド４を非常に軟質に形成する場合には、進行波は、駆動レール７への著しいエネルギ移動を全く伴うことなく、駆動パッド４を通過する。このことは、進行波とレール７との間で最適なエネルギ移動が行なわれるように駆動パッド４を注意深く設計しなければならないことを示している。垂直方向すなわちｚ方向において、駆動パッド４は、一般に、進行波が通過する駆動サイクル時間の一部である期間中に圧縮されなければならない。サイクル時間のほぼ半分の圧縮が、多くの場合、楕円形の接触点軌道を有する定常波超音波モータにとって理想的な値であると考えられてきた。しかしながら、本発明に係るモータに関して行なった実験では、通常、更に短い接触時間で、所定の良好な結果が得られている。これは、おそらく、楕円軌道が傾けられる提案されたＯＦＦ共振動作の結果である。
【００２０】
したがって、駆動パッドは、弾性を有していなければならない。好ましくは、駆動パッドは、移動体の剛性よりも低い剛性を有していなければならない。また、駆動パッドの弾性は、進行波通過エネルギの無視できない部分の吸収作用を許容しなければならない。駆動パッドは、一般的には、駆動部材の質量と比べて無視できる十分に小さな質量をもって形成される。また、殆どの実施形態において、共振周波数は、モータの動作周波数をかなり上回っている。
【００２１】
駆動パッド４は、金属、セラミック、または、高分子のチューブによって都合良く形成されており、したがって、垂直方向および接線方向におけるバネ定数は、大体において、幾何学的な寸法および材料特性によって与えられる。しかしながら、他のパラメータも重要となる場合がある。図４ａに示されるようなチューブ３１を駆動部材１に固定する接着剤接合部３０の厚さ、または、図４ｂに示されるようなチューブ３１の上の別個の摩擦パッド３２の厚さは、例えば、少なくとも接線方向でバネ定数を変化させる。なお、実際には、複数のパラメータを正しく組み合わせることにより、ストロークを倍増させることができる。多くの場合、周波数および摩擦係数の選択は、理想的な状態を得るために重要な役割を果たす。
【００２２】
また、駆動パッド４は、接線方向と垂直方向（ｘ方向とｚ方向）とで異なるバネ定数を有するように形成することができる。１つの例が図４ｃに示されている。ここでは、略矩形の断面を有する駆動パッド４が示されている。上端部３３は、僅かに湾曲されており、また、構造全体は、ｚ方向で高いバネ定数を有している。すなわち、駆動パッド４は、ｚ方向の力に対してかなりの剛性を有している。しかしながら、ｘ方向のバネ定数はかなり低く、そのため、この方向で駆動パッド４は十分に軟らかい状態を成している。
【００２３】
駆動パッド４が駆動レール７から完全に切り離されていない時にも動作を達成できることを指摘しておかなければならない。しかしながら、駆動レール７に対する有効な瞬間圧力は、パッド４がレール７から離れている待避している場合には、更に低い。これにより、駆動レール７の結果的な動作を形成するためのいわゆる“スティックスリップ”型の駆動機構が生じる。
【００２４】
実際には、駆動レール７は、無視できない剛性を有することができる。このことは、好ましくは駆動部材において進行波の所望の動的応答を与えるように駆動パッド４の剛性および駆動レール７の剛性の両方が共に考慮され且つ設計されなければならないことを意味している。容易に理解できるように、この場合、弾性レール７を使用することができる。これにより、通常、レールの質量を無視することが殆どできず且つレール全体が望ましくない態様で振動し始めるため、特定の厄介な問題が生じる。したがって、硬質のレールと弾性の駆動パッドとを組み合わせて使用することが好ましい。
【００２５】
前述したように、駆動パッドおよび駆動レールのバネ特性は、駆動パッド接触点の垂直移動を増大させるが、良好な軌跡を得るためには、機械的支持体についても考慮しなければならない。したがって、好ましくは、機械的支持体も、駆動部材に対する適切な動的応答を与えるように形成しなければならない。駆動パッドの場合と同様な方法で、性能を向上させるように、機械的支持体に関与するバネ定数を使用することができる。ここで、機械的支持体とステータの関連する部分とを組み合わせたバネ定数を考慮しなければならない。本発明に係るモータの実施形態では、モータの動作性能を向上させるため、駆動部材とステータバックボーンとの間の接続部において、フレキシブルプリント回路基板およびスプリングを使用することができる。通常、フレキシブルプリント回路基板は、ｘ方向で高速応答を与えることができるように十分に硬質でなければならないが、共振を引き起こすほどあまり硬質であってはならない。また、スプリングは、通常、動作周波数区間で大きな振動を引き起こさないように形成されている。しかしながら、接線方向（ｘ方向）で駆動パッドの動作の半共振倍増（倍率）を与えるように、スプリングおよび対応する質量部分（塊）のバネ定数を変化させることができる。
【００２６】
機械的支持体の正確な位置は、非共振動作においては、さして重大なことではない。一般に、高速動作が望ましい場合には、第２の屈曲モードにおける節の位置が使用される。しかしながら、他の共振モード、特に偶数順位の屈曲モードを使用することができる。偶数順位の屈曲モードを使用する場合、すなわち、奇数の節を有するモードを使用する場合には、対称構造の駆動部材が好ましい。そのような場合、いずれの端部で進行波が生じるかとは無関係に、駆動部材の動きは対照である。この時、駆動パッドが対称線に位置され、機械的支持体が対称線から等距離に位置される。しかしながら、プラスｘ方向およびマイナスｘ方向における動作要件がそれぞれ異なっている用途においては、非対称構造の駆動部材が有利となる場合がある。
【００２７】
機械的支持体は、様々な方法で形成することができる。図５に示される非常に簡単なケースでは、機械的支持体は、駆動部材１とフレキシブルプリント回路基板３５との間にある半田接合部３４である。この場合、フレキシブルプリント回路基板３５は、ステータ９に固定されている。このような配置構成では、接合部３４は、２つの機能、すなわち、取り付け手段としての機能と機械的支持手段としての機能とを兼ね備える。第１に、ステータ９との接続と、フレキシブルプリント回路基板の面内における限られた弾性とにより、ｘ方向およびｙ方向における並進動作が基本的に防止される。第２に、ステータ９は、駆動部材がマイナスｚ方向に極端に移動することを防止する。一方、フレキシブルプリント回路基板は、ｙ方向に向けられた軸を中心に小さな角度で半田接合部３４を傾かせることができる柔軟性を与える。
【００２８】
また、機械的支持体は、駆動部材、スプリング、または、ステータの一部、駆動部材、スプリング、または、ステータに取り付けられる部品としての他の特徴をもって形成することができる。本発明においては、凸状の湾曲を有する１つの第１の面と１つの平坦な第２の面との間、または、２つの曲面同士の間で１つの接点を使用することが好ましい。第１の面は、例えば半球形状を有していても良く、一方、第２の面は、基本的に平坦であり、平坦面や凹状面を有する窪みまたは穴を有していても良い。第１の面は駆動部材に存在していても良く、また、第２の面はステータ／スプリングに存在していても良い。あるいは、その逆であっても構わない。図６ａにおいて、駆動部材１には突出部３６が設けられている。この場合、突出部の先端の周囲の領域は、凸状を成している。突出部３６は、スプリング８に当接している（なお、他の実施形態において、このようにせずに、駆動部材がステータと直接に接触した状態になっている）。図６ｂにおいては、状態が逆になっている。ここでは、スプリング８が半球体３７を備えており、この半球体３７は、駆動部材１の表面と接触状態に保たれている。
【００２９】
本発明に係るモータの試験を行うと、スチールまたは駆動部材自体に取り付けられた機械的支持体と同様の材料から成る半球体を使用した場合に、良好な結果が得られる。例えば、ボールベアリングのボールを使用することができる。そのような構成が、主移動方向すなわちｘ方向に沿う方向で、図７に概略的に示されている。半球体５は、多くの利点を有している。１つの重要な特性は、これらの半球体により、駆動部材１が、駆動パッド４を駆動レール７に対して位置合わせできるという点である。レール７と駆動パッド４との間の接点領域に沿う圧力分布が均一で、かつ、完全に位置合わせされると、円筒状の駆動パッド４は、平坦な駆動レールの表面に対してｙ方向で直線的に接触する。これは、適切な動作のためには重要である。なぜなら、非常に大きな回転モーメントＭを与える非常に大きな角度位置合わせエラーが、モータ性能をかなり低減するからである。断面が小さいため、ｘ軸周りの慣性モーメントは小さく、この軸を中心とする回転加速度は大きい。したがって、駆動パッドが適切に解放しない場合がある。非常に大きな回転モーメントＭが存在する場合には、有効バネ定数も変化する場合がある。半球体３８に伴う他の重要な機能は、そのような望ましくない回転モーメントＭに対して駆動部材を安定させることである。これは、スプリング８やステータ９等の部品の塊との機械的な接触により、慣性モーメントが実質的に増大するからである。また、この安定化は、他のモータ部品を用いて達成することもできる。
【００３０】
半球体３８に伴う第３の機能は、それが駆動部材１自体の動きを向上させることができるという点である。ステータバックボーンが駆動部材と機械的に接続されずにバネ力を用いて駆動部材に押圧されている場合、ステータバックボーンは、任意の大きな曲げ規制力およびモーメントを受けない。
【００３１】
また、キャリアに対して固定された駆動部材は、支持体に対して押圧されているだけの部材ほど大きく曲がることができない。したがって、従来の部材は、本発明と同じ性能を得るために、高い電圧および高い電力を要していた。また、固定された駆動部材の駆動パッドを大きくｚ方向に移動させることは、移動される本体に向かう方向で幾分自由に移動できる駆動部材においてそれを行う場合よりもかなり難しい。したがって、駆動部材は、本体に向かう任意の動きを規制する固定された機械的接続部が存在しないという意味では、フリーである。しかしながら、本体から離れる動きは規制される。なぜなら、この場合、実施形態によっては、駆動部材がステータバックボーンまたはスプリングに当て付くからである。“フリーな”駆動部材は、典型的な動作において、一方側におけるバックボーンとの機械的な接触を残している。これは、動作全体にとって好ましいことである。これにより、駆動部材は、大きな自由度を有し、したがって、新たな動作モードが可能になる。
【００３２】
駆動部材１の主要部分は、多くの様々な方法で形成することができる。１つの好ましい実施形態において、駆動部材１は、図１に示されるように２つの屈曲部２，３を有するモノリシック圧電ビームから成る。屈曲部２，３同士の間には受動部３９が存在しており、この受動部３９上に駆動パッドが取り付けられている。この特定の実施形態における屈曲部２，３は、電場（図示せず）によって作動可能な圧電材料により形成された２つの能動部１５から１８より成る。一般に、駆動電圧を減らすために、多層構造が使用される。屈曲は、バイモルフ構造によって引き起こされる。垂直方向（ｚ方向）の電場を用いると、圧電材料１５から１８は、駆動部材１の長手方向すなわち接線方向（ｘ方向）に収縮し或いは伸張する。一方の能動部、例えば１７または１８だけが作動される場合には、屈曲部３の屈曲が生じる。
【００３３】
一方の圧電部位と他の材料とのサンドイッチ構造によって、同様の動きを達成することができる。そのような１つの構造が図８ａに示されている。金属シート４１には、突出部４０が形成されている。この突出部４０は、駆動部材１の駆動パッド４としての機能を果たす。金属シート４１には、一般的には接着剤により、フレキシブルプリント回路基板４２が取り付けられている。フレキシブルプリント回路基板４２の他方側には、電気機械的に作動する能動部材４３，４４が取り付けられている。この実施形態において、これらの活性部材４３，４４は、金属シート４１と平行な電極を有する圧電シートである。圧電シート４３，４４を作動させると、ユニモルフ動作に起因して、金属４１と圧電シート４３，４４とのサンドイッチが屈曲する。したがって、このようにすれば、中間受動部を有する２つの屈曲部を容易に構成することができる。各屈曲部は、２つの部分、すなわち、電気機械的に作動する能動部材４３，４４と、受動的な金属シート部分４１とを備えている。２つの電気機械的な部材４３，４４は、２つの別個の部品である必要はなく、一体部品として形成されていても良い。
【００３４】
駆動部材１の平面図を示す図８ｂに示されるように、この場合の機械的支持体は、大きな金属シート４１のエッチング穴４５によって形成される屈曲ヒンジ４６であっても良い。そのようなヒンジ４６は、任意の並進動作を効果的に防止するが、ｙ方向の軸を中心とする僅かな回転動作を許容する。したがって、ヒンジ４６は、取り付け手段と機械的支持手段とを兼ねる。ここでは、電気機械的な部材４３，４４は、金属シート４１の下側に取り付けられている。
【００３５】
電気機械的な部材は、用途に応じて、金属シートの一方側または両側に取り付けることができる。図９は、外部スプリングと共に使用できるようになっている駆動部材の実施形態を示している。ここで、機械的支持体としての機能を果たす球状突出部４７が金属シート４１と一体を成していることが都合良いことが分かった。この場合、電気機械的な部材４３，４４は、駆動パッド４と同じ側に配置される。
【００３６】
多くの場合、金属シート４１自体であっても、垂直なｚ方向で必要な力を形成するスプリング手段として使用することができる。これに伴う１つの特定の利点は、駆動部材１が振動すると同時に振動して駆動パッド４の接点のｘ方向の動きを促進させるように、金属シート４１を形成できるという点である。図８ａおよび図８ｂの駆動部材に基づいてモータに同じ動きが望ましい場合には、適切な振動作用を有するようにスプリングを形成することができる。
【００３７】
性能を最適化するためには、駆動部材の取り付け点の位置が重要となる。これが図１０に示されている。接線方向すなわちｘ方向での並進を防止する機械的な取り付け部材は、できる限りレールに近接して位置されなければならない。多くの場合、空間が限られているため、駆動部材１の中立線に近い位置、あるいは、駆動部材１における駆動パッド４と同じ側が、好ましい解決策である。これは、駆動部材１の接線方向の振動を誇張して示す図において簡単に見ることができる。駆動部材１が図１０にしたがって曲がると、駆動パッド４の接点が右に曲がる。これは、駆動部材が中心の中立線周りで幾分曲がるためである。屈曲していない状態における取り付け点と駆動パッドとの間の距離がＴ０である場合、屈曲状態における駆動パッド４の取り付け点に対する接点の位置
【数１】
2005530475.tif 000003
【００３８】
は、以下の通りである。
【数２】
2005530475.tif 000004
【００３９】
ここで、Ｄ１は、中立線から駆動パッドの接点までの距離であり、Ｄ２は、中立線の上側の距離である。また、取り付け手段１２，１３は、それ自体の取り付け点を有している。
【数３】
2005530475.tif 000005
【００４０】
および
【数４】
2005530475.tif 000006
【００４１】
は、駆動パッドおよび取り付け点のそれぞれにおける屈曲角度である。この実施形態においては、図１の実施形態と異なり、取り付け手段１２，１３は、駆動部材の上部に固定されている。また、ここで、駆動パッドの接点の接線方向の動きは、Ｄ２の距離が長くなるにつれて大きくなるのが分かる。また、Ｄ２の距離が“マイナス”の値である場合、すなわち、中立線の下側に取り付け点があると、接線方向の動きが減少する。したがって、結果的に、中立線に対して駆動パッドと同じ側に取り付け点があると、モータの各ステップの接線方向の移動が促進されることになる。したがって、これは、高速が望ましい場合に特に重要である。
【００４２】
例えば図８ａに示されるようなサンドイッチタイプの駆動部材においては、用途の要求に基づいて接線方向の取り付けを選択することができる。フレキシブルプリント回路基板４２に沿った取り付けの場合、接線方向の取り付けは、基本的に、構造中に不必要なモーメントを形成しない中立線に沿う。
【００４３】
本開示内容において、“レール”および“本体”は、移動されるモータ部品を示すために使用されている。これらの用語は、駆動部材が動作できる面を有する全てのタイプの対象物を含むように広い意味で解釈されなければならない。また、移動されるレールまたは本体は、モータ動作の性能を向上させるように多くの様々な方法で形成することができる。剛性および曲げ振動は、最初に考慮すべき２つのパラメータである。選択された駆動パッドと組み合わせた剛性は、進行波のサイクル時間と一致しなければならない。曲げ振動は、周波数動作範囲において無視できることが好ましい。次に、摩擦係数および摩耗特性を選択しなければならない。これらのパラメータは、通常、特定の用途に関連付けられる。寿命を長くするためには、通常、摩耗が低いことが必要であり、また、通常、摩擦係数も下げられる。摩擦係数を下げると、接線力も小さくなり、多くの場合、高い力と低摩耗との間で妥協点が見出される。平坦性と粗さも重要であるが、円筒状または同様の駆動パッドを用いる場合、平坦性は重要ではない。しかしながら、粗さは、垂直方向（ｚ方向）における駆動パッドの移動よりも低い程度または同じ程度でなければならない。前述したように、駆動パッドとレールとの間のクリアランスを完全に無くして動作を達成することも可能であるが、この場合、粗さも小さくなければならない。
【００４４】
位置合わせエラーが最小限に抑えられようにレールの形状を形成することができる。駆動部材が更に強固に取り付けられる場合、例えばスプリングまたはフレキシブルプリント回路基板上に駆動部材が接着される場合には、図１１に示されるように、レール７の円筒状に形成された面５１が位置合わせエラーを補償する。平坦なレール上で球状に形成された駆動パッドを用いると、多かれ少なかれ、同じ効果を達成することができる。
【００４５】
垂直方向（ｚ方向）で力Ｎを形成するスプリング手段は、様々な方法によって形成することができる。前述したように、スプリング手段は、サンドイッチ構造で一体化することができ、あるいは、国際公開第００／４４２０８号に説明されているような単なるフレキシブルプリント回路基板自体であっても良い。しかしながら、多くの用途においては、別個のスプリングが有利であり、また、スプリング手段の様々な特性を用いてモータの動きを最適化することができる。
【００４６】
考慮すべき第１の特性は、垂直力、すなわち、ｚ方向の力である。最適な垂直力は、駆動パッドとレールとの間の摩擦、駆動パッドおよびレールの剛性、レールの粗さ、駆動部材に印加される電圧、使用される電気機械的な材料のタイプ、駆動部材の実際の構造、所望の接線力等のパラメータによって決まる。一般に、垂直力は、実験的に最適化されなければならない。垂直力は、駆動部材の数および駆動パッドとレールとの間の摩擦係数によって、接線力を決定する。
【００４７】
考慮すべき次のパラメータは、スプリングのバネ定数である。通常、バネ定数は、モータ構造における許容誤差に直接関係しており、許容される組み合わされた許容範囲内でバネ力が約１０％よりも大きく変化しないように選択されなければならない。
【００４８】
また、１つの非常に重要なパラメータは、図１２に示されるように、ｙ軸を中心とする回転剛性である。スプリング手段８は、上側フランジ５２と、組み立てられた状態で上側フランジと平行になる下側フランジ５３とを有して略Ｕ字状に形成されている。用途に応じて、様々な形状が必要である。例えば管状構造においては、スプリングがＣ形状を成していても良い。座標系の方向に注目されたい。スプリング手段の自由度があまりにも大きいと、多くの駆動パルスを送信する際に、モータの応答が非常に悪くなる。この時、モータ駆動部材は、ｙ軸を中心に回転することができる。駆動部材がｘ軸に沿って十分な接線力を形成できるためには、更に多くの数のパルスが結果的に必要となる。剛性は、通常、駆動部材のステップ長さおよび特定の動きを形成するためのステップ数として与えられる所望の応答にしたがって調整される。
【００４９】
モータの構造に応じて、駆動部材と接触する領域の平行度が多かれ少なかれ重要になる。前述したように、ｘ軸周りのモーメントが最小に抑えられなければならない。さもなければ、モータの機能が大きく制限される可能性がある。平行なフランジ５２，５３を用いると、このモーメントが減少される。しかしながら、スプリングの自動センタリングにより、無視できるモーメントを得ることができる。スプリングがモータの残りの部分と何ら接触することなく半球体または同様の構成要素を押圧している場合には、モーメントを非常に小さくすることができる。これにより、スプリングは、モータ装置内において浮動状態となる。一般に、これは、以下に詳細に述べるように、２以上の駆動部材を有する装置に関して行なわれるが、駆動部材がたった１つであっても、同様の状況を達成することができる。この場合、スプリングは、一方のフランジ５３が位置５４においてモータの残りと接触し、一方、スプリングフランジ５２は、位置５５においてモータと接触する。位置５４は、駆動パッドとレールとの間の接触面と平行な面に対して半球体の位置と対称な関係を成して、モータに取り付けられなければならない。駆動部材がスライドして離間しないように、接点位置は、窪み、穴、あるいは、基本的にｚ方向のみの力Ｎを結果として生じさせる他の幾何学的特徴から成る。
【００５０】
スプリング材料は、好ましくは、モータの寿命期間中においてクリープや塑性変形が少ない材料でなければならない。多くの場合、ノイズを低減して、望ましくない振動を減らすとともに、半球体とスプリングとの間の摩擦を増大させるために、スプリングの内側に吸収膜を有していることが望ましい。この膜は、スプリング上に堆積される薄いプラスチック膜であっても良く、あるいは、スプリングは、互いに一体の２つの異なる材料、例えば金属とプラスチック、あるいは、繊維補強されたプラスチックから成っていても良い。
【００５１】
幾つかの用途においては、駆動部材をレールに対して押圧する外部スプリングを有していると都合が悪い。適切な性能を有していなければならないスプリングのための場所を見つけることが困難な場合がある。これらの場合には、図１３に示されるように、駆動レール７自体がスプリング作用を果たすことができる。ここには、２つの駆動部材１がレール７の両側に対称に配置されたモータが示されている。最も簡単なケースにおいては、中間弾性材料６２を用いてレール７が２つの部分６０，６１に分割される。硬質な構造体６３が利用可能なスペースを制限しており、また、装置全体が構造体６３内に嵌め込まれる場合には、弾性材料６２が圧縮されるようになり、それにより、バネ力が生じる。
【００５２】
また、スプリング作用は、リーフスプリング、ベンディングジョイント等の様々な幾何学的解決法によって達成することができる。
【００５３】
例えば図１３に示されるように、モータは、１または複数の駆動部材を用いて形成することができる。互いに対向して配置される２つの駆動部材を使用すると、一般に、安定した動作を得ることができる。ここで、２つの駆動部材１は、レール７の両側にあるその駆動パッド４によって作動している。レール７は、通常、駆動パッド４の作用によって所定位置にある程度まで維持されるが、レール７は、モータの他の構成要素または付加部品（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）から更なる支持を必要とする。チューブ形状の駆動パッド４は、ｘ軸を中心とする回転を防止する。一般に、ｙ軸周りの回転とｚ軸に沿う並進とを防止する円筒状の支持面６４が必要とされる。これらの円筒状の面６４は、レール、例えば駆動用の２つの平坦面６５を有するロッド形状のレール７の２つの側に対称に配置することができる。あるいは、図１５に示されるように、そのような円筒状の面は、側方装着された付加部品の一部であっても良い。この場合、管状の構成要素６６が管状の支持構造体６７内で動作している。
【００５４】
図１６ａには、本発明に係る駆動部材１の主要部品として良好に機能するモノリシック部材７０が示されている。なお、図は、先の図面と比較して、向きが変えられて、上下が逆になっている。モノリシック部材７０は、低電圧において大きな歪みを与える柔軟な圧電材料から成る。モノリシック部材７０は、４つの能動部７１から７４を備えている。各能動部７１から７４は、多層であり、２つの対を成して配置されている。これらの対は、中央受動部７５によって互いに接続された２つの屈曲部２，３を形成している。屈曲部は、１つの電極Ａ，Ｂと他の２つの定電圧電極すなわちグランドＧおよび電圧Ｕとによってそれぞれ電気的に制御される。図１６ｂには、接続原理が示されている。通常、硬質の圧電材料を用いて同様の構造を形成することができるが、電極および分極が変更される。そして、図１６ａの両方の定電圧電極パッドＵ，Ｇをグランドに接続することができる。
【００５５】
駆動部材１を簡単にしてフレキシブルプリント回路基板等のキャリア上に配置して半田付けするためには、図１６ａにおいて上側に向けられた駆動部材１の平坦面上に電圧用の接点パッドＡ，Ｂ，Ｇ，Ｕを配置しなければならない。また、能動部７１から７４の体積を最小限に抑えて、エネルギを節約することができる。１つの屈曲部内の能動部７１から７４間の体積部位、例えば図１６ａの７１と７２との間の体積部位は、屈曲動作に対して十分に寄与せず、したがって、非作動状態に保つことができる。また、能動部を駆動部材１の中央部ａまで長く延在させる必要はなく、能動部を位置ｂで終わらせることができる。これは、この中央受動部７５が有用な屈曲動作に十分に寄与しないからである。また、同じ理由により、対応する受動端部を残して、駆動部材１の各端部から離れた距離にある位置ｃで能動部７１から７４を終わらせることもできる。
【００５６】
モータは、一般に、電極Ａを用いて一方向に駆動されるとともに、電極Ｂを用いて他方向に駆動される。これらの電極は、通常、モータ相と呼ばれている。相Ａを用いて駆動している場合、相Ｂは、浮いていても良く、あるいは、所定の電圧に接続されていても良い。また、２相駆動も可能であるが、多くの場合、１相動作を使用するのが最も便利である。幾つかの異なる駆動機構を得ることができるため、レールまたは本体の移動方向は、モータ構造の実際の選択によって決まる。通常、最良の性能は、電極Ａを用いた駆動により図１６ａの左側に移動するようにモータが調整される際に得られる。その結果、この機構は、進行波機構に類似する。
【００５７】
波形はあまり重要ではなく、正弦波の代わりに方形波を用いると、性能が向上する。駆動周波数を亜音波周波数から超音波周波数まで変えることができる。当業者であれば、適切な電圧信号を供給するため、従来における標準的な電源を容易に使用することができる。位置決めのために、１または複数のパルスを断続的に使用すると都合が良い。多くの場合、非常に僅かな電圧でモータを駆動したいという要望があり、これは、モータの電極と直列の誘導部品を使用することにより達成することができる。モータ相に近くなるように、あるいは、モータ相と共振するようにインダクタンスを選択することができ、また、相にわたる電圧振幅は、直列に接続されたインダクタンスとモータ相とに加えられる電圧振幅よりも十分に大きくなる。
【００５８】
当業者であれば分かるように、添付の請求項に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な変形および変更を行うことができる。
【００５９】
参考文献
米国特許第５，４５３，６５３号
米国特許第５，１３６，２００号
米国特許第５，２３３，２５８号
欧州特許第０  ９７８  ８８７号
国際公開第００／４４２０８号
【図面の簡単な説明】
【００６０】
添付図面と共に以下の説明を参照することにより、本発明の更なる目的および利点とともに、本発明を最も良く理解することができる。
【図１】図１は、本発明に係るモータの一実施形態の図である。
【図２】図２ａ及び図２ｂは、本発明に係る駆動部材の動作態様を描いた概略図である。
【図３】図３は、本発明に係る駆動パッドの接点の典型的な楕円軌道の図である。
【図４】図４ａ〜図４ｃは、本発明に係る駆動パッドの異なる実施形態の図である。
【図５】図５は、本発明に係る駆動部材における取り付け配置の図である。
【図６】図６ａ及び図６ｂは、本発明に係る駆動部材の機械的支持構造の異なる実施形態の図である。
【図７】図７は、駆動部材を支持するために凸状の支持構造を使用する利点を示す概略図である。
【図８】図８ａ及び図８ｂは、本発明に係るユニモルフ駆動部材の実施形態の図である。
【図９】図９は、本発明に係るユニモルフ駆動部材の他の実施形態である。
【図１０】図１０は、駆動パッドの接線動作と取り付け点との間の関係を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るモータで使用できるレールの図である。
【図１２】図１２は、本発明に係る浮動スプリングユニットの実施形態を示している。
【図１３】図１３は、内部スプリング手段を有するレールを示している。
【図１４】図１４は、２つの駆動部材を有するモータの一実施形態を示している。
【図１５】図１５は、２つの駆動部材を有するモータの他の実施形態を示している。
【図１６】図１６ａ及び図１６ｂは、本発明に係るモータに有用な駆動部材の一実施形態を示している。
【図１】
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【図３】
2005530475.tif 000009
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【図５】
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【図７】
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2005530475.tif 000014
【図９】
2005530475.tif 000015
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005530475.tif 000019
【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
2005530475.tif 000023
2005530475.tif 000024
2005530475.tif 000025