(57)【要約】【課題】移動体ユニットを移動する駆動力を変更できる駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置１は、移動体ユニット３と、移動体ユニット３を支持する支持ユニット６と、電気信号を機械的な振動に変換する振動子７とを備え、振動子７の振動により移動体ユニット３が支持ユニット６に対して相対的に移動する。移動体ユニット３を移動する駆動力が変更されるように、振動子７への電気信号の振幅及びデューティ比の少なくとも一方が変更される。【選択図】図２
2019162030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体ユニットと、前記移動体ユニットを支持する支持ユニットと、電気信号を機械的な振動に変換する振動子とを備え、前記振動子の振動により前記移動体ユニットが前記支持ユニットに対して相対的に移動する駆動装置であって、
前記移動体ユニットを移動する駆動力が変更されるように、前記振動子への電気信号の振幅及びデューティ比の少なくとも一方が変更されることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記移動体ユニットを構成する出力軸の一端に前記振動子が固定されており、前記支持ユニットが、前記移動体ユニットを前記出力軸で支持するガイド部材と、前記ガイド部材と連結して前記移動体ユニットの前記出力軸を拘束する拘束部材と、前記拘束部材を前記出力軸に向けて押圧する弾性部材とを備えており、
前記支持ユニットを覆う筐体の内周面と前記拘束部材とに前記弾性部材を接触させていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギーを駆動力に変換する駆動装置に関するものであって、特に、圧電素子といった振動子の駆動により機械的動作を実行する駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気エネルギーを機械的仕事に変換する装置として、圧電素子を利用した駆動装置がある。本出願人は、ガイド部材と拘束部材とで支持された駆動軸の一端に圧電素子を取り付け、当該圧電素子を伸縮させることで駆動軸を軸方向に移動させる駆動装置を提案している(特許文献１参照)。また、圧電素子を利用した駆動装置において、鋸波の単一パルス又は連続パルスを圧電素子に電圧印加し、移動体の固着状態（スティック）と摺動状態（スリップ）を変化させて、移動させている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2015-128360号公報
【特許文献２】特開2006-254595号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、移動体ユニットを移動する駆動力を変更することができる駆動装置を提供することを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、移動体ユニットと、前記移動体ユニットを支持する支持ユニットと、電気信号を機械的な振動に変換する振動子とを備え、前記振動子の振動により前記移動体ユニットが前記支持ユニットに対して相対的に移動する駆動装置であって、前記移動体ユニットを移動する駆動力が変更されるように、前記振動子への電気信号の振幅及びデューティ比の少なくとも一方が変更されるものである。
【０００６】
上記駆動装置において、前記移動体ユニットを構成する出力軸の一端に前記振動子が固定されており、前記支持ユニットが、前記移動体ユニットを前記出力軸で支持するガイド部材と、前記ガイド部材と連結して前記移動体ユニットの前記出力軸を拘束する拘束部材と、前記拘束部材を前記出力軸に向けて押圧する弾性部材とを備えており、前記支持ユニットを覆う筐体の内周面と前記拘束部材とに前記弾性部材を接触させているものとしてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の駆動装置は、移動体ユニットを移動する駆動力を変更できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】３軸操作用駆動装置の構成例を示す概略斜視図である。
【図２】伸縮駆動装置の第１基本構成を示す概略図である。
【図３】制御部の出力を示すタイミングチャートであり、（Ａ）〜（Ｄ）は電気信号の第１電気信号及び第２電気信号の波形図である。
【図４】伸縮駆動装置の第２基本構成を示す概略図である。
【図５】制御部の出力を示すタイミングチャートであり、（Ａ）〜（Ｃ）は電気信号の第１電気信号及び第２電気信号の波形図である。
【図６】第１実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図である。
【図７】同実施形態を示す、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図８】同実施形態を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ位置断面図である。
【図９】同実施形態を示す、（Ａ）は図６（Ｂ）のＢ−Ｂ位置断面図、（Ｂ）は図６（Ａ）のＣ−Ｃ位置断面図である。
【図１０】第１実施形態の一変形例を示す縦断面図である。
【図１１】第１実施形態の他の変形例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図である。
【図１２】同変形例を示す、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図１３】同変形例を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は図１１（Ａ）のＡ１−Ａ１位置断面図である。
【図１４】同変形例を示す、（Ａ）は図１１（Ｂ）のＢ１−Ｂ１位置断面図、（Ｂ）は図１１（Ａ）のＣ１−Ｃ１位置断面図である。
【図１５】第１実施形態のさらに他の変形例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図である。
【図１６】同変形例を示す、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図１７】同変形例を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は図１５（Ａ）のＡ２−Ａ２位置断面図、（Ｃ）は図１５（Ａ）のＤ２−Ｄ２位置断面図である。
【図１８】同変形例を示す、（Ａ）は図１５（Ｂ）のＢ２−Ｂ２位置断面図、（Ｂ）は図１５（Ａ）のＣ２−Ｃ２位置断面図である。
【図１９】第２実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図である。
【図２０】同実施形態を示す、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図２１】同実施形態を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は図１９（Ａ）のＤ−Ｄ位置断面図である。
【図２２】同実施形態を示す、（Ａ）は図１９（Ｂ）のＥ−Ｅ位置断面図、（Ｂ）は図１９（Ａ）のＦ−Ｆ位置断面図である。
【図２３】第３実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図である。
【図２４】同実施形態を示す、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図２５】同実施形態を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は図２３（Ａ）のＧ−Ｇ位置断面図である。
【図２６】同実施形態を示す、（Ａ）は図２３（Ｂ）のＨ−Ｈ位置断面図、（Ｂ）は図２３（Ａ）のＩ−Ｉ位置断面図である。
【図２７】第４実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図である。
【図２８】同実施形態を示す、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図２９】同実施形態を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は図２７（Ａ）のＪ−Ｊ位置断面図である。
【図３０】同実施形態を示す、（Ａ）は図２７（Ｂ）のＫ−Ｋ位置断面図、（Ｂ）は図２７（Ａ）のＬ−Ｌ位置断面図である。
【図３１】第１例の出力部材を構成する駆動装置の外観を示すもので、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）が正面図である。
【図３２】同駆動装置の内部構成を示すもので、（Ａ）が左側面図であり、（Ｂ）が右側面図である。
【図３３】同駆動装置の内部構成を示す斜視図である。
【図３４】同駆動装置の動作状態を示すもので、（Ａ）がＡ−Ａ断面図であり、（Ｂ）が平面図である。
【図３５】同駆動装置の振動ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図３６】同駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３７】第２例の出力部材を構成する駆動装置の外観を示すもので、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）が正面図である。
【図３８】同駆動装置の内部構成を示すもので、（Ａ）が左側面図であり、（Ｂ）が右側面図である。
【図３９】同駆動装置の内部構成を示す斜視図である。
【図４０】同駆動装置の動作状態を示すもので、（Ａ）がＡ−Ａ断面図であり、（Ｂ）が平面図であり、（Ｃ）がＢ−Ｂ断面図である。
【図４１】同駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【図４２】第３例の出力部材を構成する駆動装置の内部構成を示すもので、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がＡ−Ａ断面図である。
【図４３】同駆動装置の内部構成を示す左側面図である。
【図４４】第４例の出力部材を構成する駆動装置の内部構成を示すもので、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がＡ−Ａ断面図である。
【図４５】同駆動装置の内部構成を示す左側面図である。
【図４６】本発明の第４実施形態となる駆動装置の内部構成を示す左側面図である。
【図４７】出力部材をグリッパに適用した例を示す平面図であり、（Ａ）がグリッパを開いた状態を示し、（Ｂ）がグリッパを当接させた状態を示し、（Ｃ）がグリッパを限界まで閉じた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜３軸操作用駆動装置＞
以下に、本発明の駆動装置を３軸操作用駆動装置に適用した例を示し、図面に基づいて説明する。なお、図１は、以下に説明する３軸操作用駆動装置の構成を示す概略斜視図である。本発明の駆動装置は、３軸操作用駆動装置以外にも、１軸操作用駆動装置や２軸操作用駆動装置であっても構わないし、回転動作を行う駆動装置と組み合わせたものとしても構わない。
【００１０】
図１に示す３軸操作用駆動装置は、台座５０上に一端が固定されて立設された上下方向（Ｚ軸方向）用の伸縮駆動装置１Ａと、伸縮駆動装置１Ａの出力側となる他端に固定された左右方向（Ｙ軸方向）用の伸縮駆動装置１Ｂと、伸縮駆動装置１Ｂの出力側に固定された前後方向（Ｘ軸方向）用の伸縮駆動装置１Ｃと、伸縮駆動装置１Ｃの出力側に固定された出力部材２とを備える。伸縮駆動装置１Ａ〜１Ｃはそれぞれ同一の構成を有しており、移動体ユニット３の出力軸４を筐体５に対して軸方向にスライドさせて伸縮する。
【００１１】
伸縮駆動装置１Ａは、出力軸４の軸方向が上下となる台座５０に筐体５の下端が固定されて、台座５０より立設しており、筐体５の上端側より移動体ユニット３を上下に抜挿することで、伸縮駆動装置１Ｂ，１Ｃを介して接続された出力部材２を上下方向に移動させる。伸縮駆動装置１Ｂは、伸縮駆動装置１Ａにおける移動体ユニット３上端の出力側に筐体５の出力側（右側）が固定され、台座５０に対して左右方向に水平に配置されており、筐体５の右端より移動体ユニット３を左右に抜挿することで、伸縮駆動装置１Ｃを介して接続された出力部材２を左右方向に移動させる。伸縮駆動装置１Ｃは、伸縮駆動装置１Ｂにおける移動体ユニット３上端の出力側に筐体５の出力側（前側）が固定され、台座５０に対して前後方向に水平に配置されており、筐体５の前端より移動体ユニット３を前後に抜挿することで、移動体ユニット３前端に接続された出力部材２を前後方向に移動させる。
【００１２】
＜伸縮駆動装置の第１基本構成＞
次いで、本発明の駆動装置となる伸縮駆動装置１Ａ〜１Ｃの第１基本構成について、図２を参照して以下に説明する。以下では、伸縮駆動装置１Ａ〜１Ｃを単に伸縮駆動装置１とする。図２は、本基本構成における伸縮駆動装置の構成を示す概略図である。
【００１３】
本基本構成における伸縮駆動装置１は、図２に示すように、移動体ユニット３と、移動体ユニット３を支持する支持ユニット６と、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子（振動子）７とを備える。圧電素子７の振動により移動体ユニット３が支持ユニット６に対して相対的に移動する。制御部８は、移動体ユニット３が支持ユニット６に対して停止したスティック状態から移動体ユニット３と支持ユニット６との摩擦による停止状態を不安定にする第１電気信号と、移動体ユニット３を支持ユニット６に対して移動させる第２電気信号とを発生して、圧電素子７に与える。
【００１４】
移動体ユニット３を構成する出力軸４の一端に圧電素子７が固定されており、第１電気信号が圧電素子７に与えられた後に、第２電気信号が圧電素子７に与えられる。これにより、移動体ユニット３が支持ユニット６との摩擦による停止が不安定になる状態を経て、スリップ状態に移行し、移動体ユニット３が支持ユニット６に対して移動する。圧電素子７に二種類の第１及び第２電気信号を組み合わせて供給する構成としているため、第１及び第２電気信号それぞれを調整して組み合わせることで、圧電素子７による振動波形を調整できる。すなわち、移動体ユニット３の移動量に応じて第１及び第２電気信号それぞれを調整して組み合わせることができるため、移動体ユニット３の目標位置の高分解能化を図ると同時に、移動体ユニット３を高速に目標位置まで移動できる。従って、伸縮駆動装置は、安定した精密な動作を高速で実現できるため、あらゆる分野で必要とされる微細精密操作に適用可能となる。
【００１５】
軸状の構成を有する移動体ユニット３は、出力軸４の一端に圧電素子７が固定される一方で、出力軸４の他端に出力部材２が固定されている。そして、移動体ユニット３は、筒状に構成された筐体５内に圧電素子７側から挿入されるとともに、筐体５内で出力軸４が軸方向（スライド方向）にのみ自由度を有するように支持ユニット６で支持される。出力軸４の他端に固定された出力部材２は、筐体５の外部に配置されており、筐体５の延長方向（軸方向）外側で、移動体ユニット３のスライド動作に従い、出力軸４の軸方向に沿って移動する。
【００１６】
伸縮駆動装置１に電気信号を与える制御部８は、移動体ユニット３と支持ユニット６との摩擦による停止状態を不安定にする第１電気信号を出力する第１電気信号発生部８１と、移動体ユニット３を支持ユニット６に対して移動させる第２電気信号を出力する第２電気信号発生部８２と、第１及び第２電気信号発生部８１，８２それぞれからの電気信号を加算する加算部８３とを備える。制御部８では、第１電気信号発生部８１からの第１電気信号が、加算部８３において、第２電気信号発生部８２からの第２電気信号に重畳されて、移動体ユニット３の圧電素子７に出力される。すなわち、第１電気信号発生部８１から出力される第１電気信号が、加算部８３を介して移動体ユニット３の圧電素子７に入力されるとともに、第２電気信号発生部８２から出力される第２電気信号が、加算部８３を介して移動体ユニット３の圧電素子７に入力される。
【００１７】
本基本構成における伸縮駆動装置１は、図３（Ａ）に示すように、移動体ユニット３の圧電素子７に対して、第１電気信号発生部８１からパルス幅Ｔｐ１で且つ振幅−Ｖ１（Ｖ１＞０）となる電圧信号（電流信号でもよい）によるパルス波の第１電気信号Ｐ１が出力される。第１電気信号Ｐ１を構成する単一パルスは、加算部８３を介して圧電素子７に入力されると、パルス幅Ｔｐ１が短いため圧電素子７への印加時間が短くなることから、圧電素子７が瞬間的に伸縮することで、移動体ユニット３に微弱な振動が与えられる。移動体ユニット３は、第１電気信号Ｐ１の単一パルスに基づく圧電素子７からの振動が与えられることで、支持ユニット６との摩擦力が静摩擦力から動摩擦力へ変化する。すなわち、第１電気信号（単一パルス）Ｐ１が圧電素子７に与えられることにより、支持ユニット６に対する摩擦による移動体ユニット３の停止状態が不安定となる。
【００１８】
第１電気信号Ｐ１が出力された後、時間Ｔ１となるパルス停止期間（間欠期間）が経過すると、第２電気信号発生部８２からパルス幅Ｔｐ２（Ｔｐ２＞Ｔｐ１）で且つ振幅Ｖ２（Ｖ２≧Ｖ１）となる電圧信号（電流信号でもよい）によるパルス波の第２電気信号Ｐ２が出力される。このとき、移動体ユニット３と支持ユニット６との摩擦力が静摩擦力から動摩擦力へ低下しているため、第２電気信号Ｐ２を構成する単一パルスの振幅Ｖ２が、第１電気信号Ｐ１の入力を行わない場合に比べて低い値であっても、移動体ユニット３がスリップ状態を維持して移動する。即ち、第１電気信号Ｐ１により移動体ユニット３の停止状態が不安定となることで、第２電気信号Ｐ２の振幅を低い値としても移動体ユニット３が移動できるため、第２電気信号Ｐ２の振幅を限界値とした際の移動体ユニット３の移動量が５０ｎｍ以下となる。
【００１９】
第１電気信号Ｐ１及び第２電気信号Ｐ２は、周期Ｔ２毎に圧電素子７に出力されている。すなわち、第１電気信号Ｐ１が出力されてから第２電気信号Ｐ２が出力されるまでの時間が、圧電素子７による加振時間であり、第２電気信号Ｐ２が出力された後に第１電気信号Ｐ１が出力されるまでの時間が、支持ユニット６の振動が減衰して移動体ユニット３が安定した停止状態となる静定時間である。第１及び第２電気信号Ｐ１，Ｐ２を周期Ｔ２毎に複数回出力することで、移動体ユニット３を高い分解能で目標位置まで移動させる。なお、図３（Ａ）の例では、第１電気信号Ｐ１を負の単一パルスとする一方、第２電気信号を正の単一パルスとしたが、第１及び第２電気信号Ｐ１，Ｐ２の正負を反転させることで、移動体ユニット３を図３（Ａ）の例と逆方向に移動できる。
【００２０】
第１電気信号Ｐ１が圧電素子７に与えて移動体ユニット３に刺激を与えることで、移動体ユニット３と支持ユニット６の接触部分（摩擦部分）における移動体ユニット３の保持状態（摩擦保持状態）が不安定になる。第１及び第２電気信号Ｐ１，Ｐ２の間となるパルス停止期間Ｔ１は、支持ユニット６による移動体ユニット３の不安定な摩擦停止状態が解消されるまでの時間に設定される。また、第１電気信号Ｐ１の振幅Ｖ１は、移動体ユニット３の摩擦保持状態が不安定となる程度の高さでよい。このように、第１電気信号Ｐ１により移動体ユニット３の摩擦保持状態が不安定となることで、エネルギー量が小さい第２電気信号Ｐ２を圧電素子７に与えることで、移動体ユニット３が移動を開始する。
【００２１】
上述したように、第２電気信号Ｐ２の振幅を低くすることで、移動体ユニット３の移動量を短くできるため、伸縮駆動装置１の高分解能化を実現できる。一方、移動体ユニット３の移動距離が長くなる場合は、第２電気信号Ｐ２の振幅を高くすることで、移動体ユニット３を目標位置まで高速で移動できる。そして、移動体ユニット３が目標位置に近づくに従って、第２電気信号Ｐ２の振幅を低い値となるように変化させることで、伸縮駆動装置１の高分解能化と高速化を両立できる。
【００２２】
また、各周期の静定時間を短くすることによっても、移動体ユニット３が完全に停止する前に次ステップの第１及び第２電気信号Ｐ１，Ｐ２を圧電素子７に与えることで、移動体ユニット３を目標位置まで高速で移動できる。このとき、移動体ユニット３が目標位置に近づくに従って、各周期の静定時間を長くなるように変化させることで、伸縮駆動装置１の高分解能化と高速化を両立できる。更に、各周期の静定時間を短くして次ステップまでに移動体ユニット３を停止させない場合、次ステップにおける第１電気信号Ｐ１の振幅を低くすることで、消費電力量を低減できる。
【００２３】
なお、本基本構成において、図３（Ａ）の例にように、第１及び第２電気信号Ｐ１，Ｐ２について、振幅が互いに正負逆側となる逆極性のパルス波としたが、図３（Ｂ）の例のように、振幅が正負同一側となる同一極性のパルス波によるものとしても構わない。また、図３（Ａ）の例では、第１及び第２電気信号Ｐ１，Ｐ２を矩形波で構成するものとしたが、図３（Ｃ）の例のように、擬似的な鋸波（台形状の波形）で構成するものとしても構
わない。
【００２４】
更に、図３（Ａ）の例では、パルス停止時間Ｔ１（例えば、７μ秒）が第１電気信号Ｐ１のパルス幅Ｔｐ１（例えば、３μ秒）より長い時間とするとともに、第２電気信号Ｐ２のパルス幅Ｔｐ２（例えば、１０μ秒）を第１電気信号Ｐ１のパルス幅Ｔｐ１の４倍以下の時間としたが、図３（Ｄ）の例のように、パルス停止時間Ｔ１（例えば、１μ秒）が第１電気信号Ｐ１のパルス幅Ｔｐ１（例えば、３μ秒）より短い時間とするとともに、第２電気信号Ｐ２のパルス幅Ｔｐ２（例えば、５０μ秒）を第１電気信号Ｐ１のパルス幅Ｔｐ１の１０倍以上の時間としても構わない。
【００２５】
図３（Ｄ）の例では、第１及び第２電気信号Ｐ１，Ｐ２は、互いに逆極性となるパルス波であり、第２電気信号Ｐ２の立ち上がりが第１電気信号Ｐ１と組み合わさることで、移動体ユニット３の摩擦保持状態が不安定となる。その後、第２電気信号Ｐ２がたち下がることで、移動体ユニット３が移動する。このとき、第１及び第２電気信号Ｐ２のパルス幅Ｔｐ２は、支持ユニット６による移動体ユニット３の不安定な摩擦保持状態が解消されるまでの時間に設定される。なお、図３（Ｄ）の例においても、第１及び第２電気信号Ｐ１，Ｐ２を、図３（Ｃ）の例と同様の擬似的な鋸波としても構わない。
【００２６】
＜伸縮駆動装置の第２基本構成＞
次いで、本発明の駆動装置となる伸縮駆動装置１Ａ〜１Ｃの第２基本構成について、図４を参照して以下に説明する。本基本構成においても、上述の第１基本構成と同様、伸縮駆動装置１Ａ〜１Ｃを単に伸縮駆動装置１とする。図４は、本基本構成における伸縮駆動装置の構成を示す概略図である。また、本基本構成において、上述の第１基本構成と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２７】
本基本構成における伸縮駆動装置１は、図４に示すように、上述の第１基本構成と同様、出力軸４の一端に圧電素子７が固定されて成る移動体ユニット３を圧電素子７側から筐体５内に挿入されるとともに、移動体ユニット３の出力軸４が筐体５内の支持ユニット６により支持されている。そして、伸縮駆動装置１は、支持ユニット６にも補助圧電素子９が固定されており、移動体ユニット３の圧電素子７及び支持ユニット６の補助圧電素子９それぞれに対して、制御部８より電気信号が出力される。すなわち、伸縮駆動装置１は、移動体ユニット３を構成する出力軸４の一端に固定された圧電素子（第１振動子）７と、支持ユニット６に設けられた補助圧電素子（第２振動子）９とを有している。そして、制御部８が、第２電気信号を圧電素子７に与えられる一方で、第１電気信号を補助圧電素子９に与えることで、移動体ユニット３が筐体５及び支持ユニット６に対して相対的に移動する。
【００２８】
伸縮駆動装置１に電気信号を与える制御部８は、第１電気信号を出力する第１電気信号発生部８１と、第２電気信号を出力する第２電気信号発生部８２とを備えており、第１電気信号発生部８１が支持ユニット６の補助圧電素子９と電気的に接続される一方、第２電気信号発生部８２が移動体ユニット３の圧電素子７と電気的に接続される。このとき、伸縮駆動装置１は、補助圧電素子９に第１電気信号を与えると共に圧電素子７に第２電気信号を与えることで、移動体ユニット３がスティック状態からスリップ状態へ移行しようとする（移動体ユニット３と支持ユニット６との摩擦保持状態が不安定となる）。その後、圧電素子７に第２電気信号が与えられることで、移動体ユニット３が支持ユニット６に対して移動する。
【００２９】
本基本構成における伸縮駆動装置１は、図５（Ａ）に示すように、単一の擬似的な鋸波による第２電気信号Ｐ２を圧電素子７に与えながら、周波数の高い複数のパルス波による第１電気信号Ｐ１を補助圧電素子９に与えている。第２電気信号Ｐ２は、周波数Ｆ１（例えば、３０ＫＨｚ）となる台形状の波形信号で構成されており、電圧値（電流値）を正側のＶ３まで瞬時に立ち上げて時間Ｔ３だけ維持させた後、時間Ｔ４（Ｔ４＞Ｔ３）をかけて負側の−Ｖ４まで低下させると、次ステップまで電圧値（電流値）を−Ｖ４で維持させる。この第２電気信号Ｐ２による単一の鋸波が第２電気信号発生部８２より出力されるとき、第１電気信号発生部８１からは、パルス発生回数がＮ回となる複数パルスによる第１電気信号Ｐ１が出力される。
【００３０】
周波数Ｆ２（Ｆ２＞Ｆ１）となる第１電気信号Ｐ１は、Ｎパルス分（図５（Ａ）の例では、６パルス）で構成され、第２電気信号Ｐ２による鋸波の発生タイミングにあわせて補助圧電素子９に与えられる。すなわち、Ｎパルスによる第１電気信号Ｐ１は、第２電気信号Ｐ２と同一周期で補助圧電素子９に与えられる。また、第１電気信号Ｐ１を構成するパルスの振幅（電圧値又は電流値）は、第２電気信号Ｐ２の値Ｖ１と比べて低い値Ｖ２としてもよい。第２電気信号Ｐ２が最大となるときに第１電気信号Ｐ１が出力されることで、移動体ユニット３と支持ユニット６との摩擦力による停止状態を不安定な状態にさせる振動の効果と、移動体ユニット３を支持ユニット６に対して移動させる振動の効果が重畳する。これにより、移動体ユニット３をスティック状態からスリップ状態に移行させられ、移動体ユニット３の移動が容易に開始される。
【００３１】
上述のように、補助圧電素子９に第１電気信号Ｐ１を与えて支持ユニット６が振動することで、移動体ユニット３と支持ユニット６の接触部分（摩擦部分）における移動体ユニット３の保持状態（摩擦保持状態）が不安定となる。そのため、第２電気信号Ｐ２が圧電素子７に与えられると、圧電素子７の振動に併せて即座に移動体ユニット３が移動を開始するため、移動体ユニット３の移動速度を高速化できるとともに、圧電素子７や補助圧電素子９に印加する電力量を低減できる。
【００３２】
なお、図５（Ａ）の例では、第１電気信号Ｐ１を第２電気信号Ｐ２の立ち上がりタイミングと同時に出力するものとしたが、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）の例に示すように、第２電気信号Ｐ２の立ち上がり前後に第１電気信号Ｐ１を出力するものとしても構わない。すなわち、出力軸４と支持ユニット６との係合部分に作用する圧電素子７による振動と補助圧電素子９による振動のタイミングは一致させるか、多少の前後差を設けて最適化してもよい。図５（Ｂ）の例のように、第１電気信号Ｐ１により補助圧電素子９の振動を開始した後に、第２電気信号Ｐ２で圧電素子７を振動させることにより、移動体ユニット３の動作における応答性が高まり、移動体ユニット３の移動速度がより高速化する。
【００３３】
また、出力軸４が長く、支持ユニット６と圧電素子７との距離が長い場合に、図５（Ｃ）の例のように、第２電気信号Ｐ２により圧電素子７の振動を開始した後に、第１電気信号Ｐ１で補助圧電素子９を振動させるものとしてもよい。すなわち、圧電素子７による振動が、出力軸４と支持ユニット６との係合部分まで伝達するのに時間を有する場合に、第１電気信号Ｐ１を第２電気信号Ｐ２より遅れて出力する。これにより、出力軸４と支持ユニット６との係合部分に作用する圧電素子７による振動と補助圧電素子９による振動のタイミングを一致させることができる。そのため、移動体ユニット３を容易にスリップ状態に移行させることができ、移動体ユニット３の移動が容易に開始される。
【００３４】
また、第１電気信号Ｐ１を構成するパルスのデューティ比や振幅値又はパルス発生回数を調節して、第１電気信号Ｐ１より補助圧電素子９に与えるエネルギー量を調整できる。そのため、目標位置までが遠い場合は、第２電気信号Ｐ２の電圧値（電流値）を高くして移動体ユニット３の移動速度を速めるだけでなく、第１電気信号Ｐ１によるエネルギー量を大きくして、移動体ユニット３の応答性を高めることで、伸縮駆動装置１の高速化を図れる。また、第１電気信号Ｐ１によるエネルギー量を大きくすることで、第２電気信号Ｐ２の電圧値（電流値）を低くしても移動体ユニット３が移動可能（スリップ状態）となるため、移動体ユニット３を微小単位で移動させることができ、伸縮駆動装置１の高分解能化をはかれる。
【００３５】
次いで、上述の各基本構成を有する伸縮駆動装置１の詳細な構成について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「前後」「上下」など）を用いる場合は、図中の矢印に示すように、図６（Ａ）で紙面に直交する方向を平面視とし、この方向を基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３６】
＜第１実施形態＞
上述の第１又は第２基本構成による伸縮駆動装置の第１実施形態について、その詳細な構成を以下に説明する。図６は、本実施形態の伸縮駆動装置の構成を示す平面図及び右側面図であり、図７は、本実施形態の伸縮駆動装置の構成を示す底面図及び左側面図である。図８は、本実施形態の伸縮駆動装置の構成を示す正面図、背面図、及び断面図であり、図９は、本実施形態の伸縮駆動装置の構成を示す断面図である。なお、上述したように、以下の説明において、移動体ユニット３の軸方向（移動体ユニット３の移動方向）を前後方向とする。
【００３７】
図６〜図９に示すように、本実施形態の伸縮駆動装置１は、圧電素子７を一端に固定させた出力軸４による移動体ユニット３と、移動体ユニット３の圧電素子７側が挿入される筐体５と、筐体５内で移動体ユニット３の出力軸４を支持する支持ユニット６とを備え、移動体ユニット３の出力軸４の他端に出力部材２が固定されている。支持ユニット６は、移動体ユニット３を出力軸４で支持するガイド部材１１と、ガイド部材１１と連結して移動体ユニット３の出力軸４を拘束する拘束部材１２と、拘束部材１２を出力軸４に向けて押圧する弾性部材１３ａ，１３ｂとを備えている。弾性部材１３ａ，１３ｂは、支持ユニット６を覆う筐体５の内周面と拘束部材１２とに接触している。筐体５は、Ｃ字（コの字）断面のカバー５１と、カバー５１の前面を覆うとともに中心に出力軸４を挿通させる穴を有する前蓋５２と、カバー５１の後面を覆う後蓋５３とを有する。
【００３８】
ガイド部材１１は、上部を出力軸４をガイドするガイド部１４とする一方、下部を伸縮駆動装置１を外部機器に固定するためのインターフェース部１５としている。ガイド部材１１のガイド部１４は、出力軸４の軸方向の一部と接触するように構成される。そして、ガイド部１４下方に設けられたインターフェース部１５は、外部機器と連結するための雌ネジ穴１６を有する。また、ガイド部１４は、インターフェース部１５上で上方に突起するようにして設けられており、断面をＬ字状として、直方体形状となる出力軸４の出力軸下面４ｃと左右一側面（本実施形態では出力軸右側面４ｄ）に接触している。すなわち、ガイド部材１１は、前端側の右側部分を上方に突起させた階段状の断面を構成することで、インターフェース部１５上側にガイド部１４を構成する。本実施形態の例では、ガイド部１４の段差底面１４ｃが出力軸下面４ｃに当接し、段差側壁面１４ｄが出力軸右側面４ｄに当接している。
【００３９】
ガイド部材１１は、インターフェース部１５の後端より後方に延設される底板部１７を有しており、インターフェース部１５と底板部１７とが、筐体５の底部としてカバー５１の底を覆う。底板部１７は、ガイド部１４とインターフェース部１５との境界位置となる高さに構成されている。すなわち、インターフェース部１５は、ガイド部材１１の前端側において、底板部１７よりも下方に突設されている。
【００４０】
ガイド部材１１において、インターフェース部１５及び底板部１７それぞれは、その下側の左右側部を広げた階段状に構成することで、逆Ｔ字状の断面を有している。このインターフェース部１５及び底板部１７の下側の段差部分にカバー５１の左右下端が当接して、ガイド部材１１とカバー５１とが連結した筐体５が構成される。このとき、ガイド部１４の左右一側面（右側面）とインターフェース部１５の左右両側面とがカバー５１の内周面に当接している。図７（Ｃ）に示すように、カバー５１は接着剤１８によってガイド部材１１に固着されている。また、ガイド部材１１のガイド部上面１４ａが出力軸上面４ａよりも下方に位置しており、ガイド部左側面１４ｂが出力軸左側面４ｂよりも右方に位置している。
【００４１】
また、ガイド部材１１は、インターフェース部１５の前後長さがガイド部１４よりも後方に長くなるように構成されている。インターフェース部１５の底部には、前後に雌ネジ穴１６が穿設されている。例えば、インターフェース部１５の底部には、外部機器の一例として、他の伸縮駆動装置１の出力部材２が雌ネジ穴１６に捩じ込まれるボルト２６にて連結される。また、底板部１７は、出力軸４の軸方向を長手方向とする長孔１９を有しており、圧電素子７と電気的に接続されたリード線（図示省略）が、底板部１７の長孔１９より外側に導出されている。これにより、移動体ユニット３と共に圧電素子７が前後に移動したとき、移動体ユニット３のスライド移動にあわせて、リード線（図示省略）が底板部１７の長孔１９内で前後に移動できるため、リード線の切断を防止できる。
【００４２】
拘束部材１２は、正面視で逆Ｌ字状に構成されており、直方体形状となる出力軸上面４ａと左右他側面（本実施形態では出力軸左側面４ｂ）に接触している。即ち、拘束部材１２は、出力軸上面４ａと接触する上側板部下面１２ａを有する上側板部２１と、出力軸左側面４ｂと接触する左側板部右側面１２ｂを有する左側板部２２とを有している。上側板部２１及び左側板部２２はそれぞれ、前後に延びる板状に構成されており、拘束部材１２において、上側板部２１の左縁と左側板部２２の上縁とが連結している。そして、ガイド部材１１のガイド部１４と拘束部材１２とが、出力軸４の周面を囲むようにして、カバー５１内に設置されたとき、拘束部材１２とカバー５１との間に僅かな隙間Ｓａ，Ｓｂを有した状態となる。
【００４３】
拘束部材１２は、上側板部２１の上下幅が、ガイド部材１１のガイド部上面１４ａとカバー５１の天井板部５１ａの下面との間の寸法よりも狭く、左側板部２２の左右幅が、ガイド部材１１のガイド部左側面１４ｂとカバー５１の左側板部５１ｂの右側面部との間の寸法よりも狭い。そして、拘束部材１２は、弾性部材１３ａ，１３ｂを嵌めあわせる凹部２３，２４が、上側板部２１の上面と左側板部２２の左面に穿設される。凹部２３は、前
後左右が囲まれると共に前後に長く延びた溝形状となっており、上から見て出力軸４に重なる位置に設けられる。凹部２４は、上下左右が囲まれると共に前後に長く延びた溝形状となっており、横から見て出力軸４に重なる位置に設けられる。
【００４４】
拘束部材１２は、上側板部下面１２ａについて、出力軸上面４ａとの接触面を下側に凸設するとともに、左側板部右側面１２ｂについて、出力軸左側面４ｂとの接触面を右側に凸設している。すなわち、拘束部材１２は、上側板部下面１２ａに対して、その左縁側が上方となる段差２１ａを設けるとともに、左側板部右側面１２ｂに対して、その下縁側が左側となる段差２２ａを設けている。これにより、拘束部材１２は、出力軸４に接触するものの、ガイド部材１１のガイド部１４と接触しないように固定される。また、固定された拘束部材１２について、上側板部２１の右端面がカバー５１の右側板部５１ｃの左面から離間した位置となるとともに、左側板部２２の下端面がガイド部材１１のインターフェース部上面１５ａから離間した位置となる。
【００４５】
このように、拘束部材１２は、ガイド部材１１及びカバー５１と接触しないフローティング状態となる位置に固定されている。従って、カバー５１と接触する弾性部材１３ａ，１３ｂの弾性力により、拘束部材１２による出力軸４への押圧力が決定されるため、弾性部材１３ａ，１３ｂの弾性力を調整することで、支持ユニット６と摩擦係合している出力軸４に発生する摩擦力を調整できる。
【００４６】
また、拘束部材１２は、カバー５１の天井板部５１ａ及び左側板部５１ｂとの間に僅かな隙間Ｓａ，Ｓｂを有するようにして配置されている。隙間Ｓａ，Ｓｂをできる限り狭めることにより、出力軸４に取り付けられた出力部材２などに外力が加わって、出力軸４に曲げモーメントやねじりモーメントが発生した場合であっても、拘束部材１２がカバー５１に接触することで、出力軸４の軸方向に直交する方向への変位量を制限できる。出力軸４の変位量が制限されることにより、出力軸４の移動精度のバラツキを抑制できるだけでなく、出力軸４の変位により圧電素子７が筐体５に接触することを防止し、伸縮駆動装置１を保護できる。なお、上側板部２１と天井板部５１ａとの間の隙間Ｓａと、左側板部２２と左側板部５１ｂとの間の隙間Ｓｂは、互いに寸法が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４７】
弾性部材１３ａ，１３ｂは、本実施形態の例では、山型（くの字）の板バネで構成されており、前後両端が拘束部材１２に当接する一方、中央部分の凸部がカバー５１の内周面に当接する。また、弾性部材１３ａ，１３ｂは、凹部２３，２４内に配置されており、弾性部材１３ａ，１３ｂの前後両端が、凹部２３，２４内に配置されることで、弾性部材１３ａ，１３ｂの中央部分が盛り上がった形状となり、この中央部分の凸部がカバー５１内周面に接触する。弾性部材１３ａ，１３ｂがカバー５１に接触することで、拘束部材１２の上側板部２１及び左側板部２２それぞれを出力軸上面４ａ及び出力軸左側面４ｂに向かって押圧するようにして、弾性部材１３ａ，１３ｂの弾性力が働くこととなり、ガイド部材１１のガイド部１４と拘束部材１２とで出力軸４が挟持される。
【００４８】
支持ユニット６は、ガイド部材１１のガイド部１４上に載置される出力軸４に対して、出力軸４を中心にガイド部１４に対して点対称となるように弾性部材１３ａ，１３ｂを嵌めあわせた拘束部材１２を配置し、上方からカバー５１で被覆することで、出力軸４と摩擦係合している。すなわち、弾性部材１３ａ，１３ｂが拘束部材１２とカバー５１とで挟持されることで、弾性部材１３ａ，１３ｂの弾性力により、拘束部材１２と出力軸４との２か所の接触部で出力軸４を押さえつけて、出力軸４と支持ユニット６との間に摩擦力を発生させている。弾性部材１３ａ，１３ｂの弾性力を適宜設定することで、出力軸４と支持ユニット６との間に所望の摩擦力を得ることができる。
【００４９】
出力軸４は、四隅を面取りした略長方形状の断面を有することで、出力軸４の外周面をガイド部材１１のガイド部１４及び拘束部材１２それぞれに対して密着させることができる。また、出力軸４の断面が圧電素子７の断面よりも小さくなるように構成されており、出力軸４と圧電素子７との接続部分の段差により、出力軸４の前方への移動範囲を規制できる。なお、本実施形態の例では、出力軸４の左右幅が、圧電素子７の左右幅よりも狭くなるように構成されている。
【００５０】
また、本実施形態の例では、出力軸４の後端面に圧電素子７の前端面が接着剤２５によって固着されている。出力軸４の後端面と圧電素子７の前端面との間からはみ出した接着剤２５は、出力軸４の側面と圧電素子７の前端面との間にフィレットを形成している。この接着剤フィレットにより、出力軸４と圧電素子７との接着強度が向上されている。
【００５１】
なお、本実施形態において、第１基本構成を適用した場合について説明したが、第２基本構成を適用したものとしても構わない。第２基本構成を適用した場合、図１０に示すように、補助圧電素子９を支持ユニット６に設ける構成となる。図１０に示す実施形態では、ガイド部材１１のガイド部１４の前端面と後端面に取り付けられた２つの補助圧電素子９と、拘束部材１２の上側板部２１の前端面と後端面に取り付けられた２つの補助圧電素子９が設けられており、合計４つの補助圧電素子９が設けられている。これらの補助圧電素子９は、支持ユニット６を出力軸４の軸方向に振動させる。
【００５２】
補助圧電素子９が支持ユニット６の前側に固定されている場合、筐体５の前端側より補助圧電素子９と電気的に接続されるリード線（図示省略）を外部に導出できるため、当該リード線の長さを短尺化できる。一方、補助圧電素子９が支持ユニット６の後側に固定されている場合、筐体５の底部の長孔１９より補助圧電素子９の上記リード線を外部に導出できるため、移動体ユニット３の圧電素子７と電気的に接続されるリード線（図示省略）と纏めた構成とできる。また、ガイド部材１１に補助圧電素子９が固定される場合、筐体５の底部の長孔１９に近い位置に補助圧電素子９が位置するため、補助圧電素子９の上記リード線の長さを短尺化できる。一方、拘束部材１２に補助圧電素子９が固定される場合、拘束部材１２がガイド部材１１に比べて変形しやすいことから、移動体ユニット３と支持ユニット６との摩擦保持状態が不安定になり、移動体ユニット３の移動速度を高速化できる。
【００５３】
なお、補助圧電素子９は、ガイド部材１１のガイド部１４の前後いずれかに固定されているものとしても構わないし、拘束部材１２の前後いずれかに固定されているものとしても構わないし、ガイド部１４と拘束部材１２のいずれか一方のみに固定されているものとしても構わない。また、ガイド部材１１又は拘束部材１２に対して補助圧電素子９が取り付けられる位置は、ガイド部材１１又は拘束部材１２の部位のうち前端面や後端面に限定されず、いずれの部位でもよく、例えば、ガイド部材１１又は拘束部材１２の上面や側面であっても構わない。
【００５４】
また、補助圧電素子９は、支持ユニット６を出力軸４の軸方向と交差する方向に振動させる構成であっても構わない。例えば、ガイド部材１１のインターフェース部１５に、ガイド部１４の下方に位置してインターフェース部１５の下面に開口する補助圧電素子配置用穴を設け、当該配置用穴の内部に補助圧電素子を配置して、支持ユニット６を出力軸４の軸方向と直交する方向に振動させる構成であっても構わない。なお、本発明の伸縮駆動装置の第２基本構成において、支持ユニットに設けられる補助圧電素子（第２振動子）の配置位置や支持ユニットを振動させる方向は、特に限定されない。
【００５５】
また、図６〜図９に示した実施形態において、カバー５１はガイド部材１１にビスやボルト等の固着具によって固定されていてもよい。例えば、図１１〜図１４に示すように、ガイド部材１１のインターフェース部１５の左右両側部に前後一対の雌ネジ穴２７がそれぞれ設けられる一方、カバー５１の左側板部５１ｂ及び右側板部５１ｃの前部下寄り部位に前後一対のビス挿通穴５１ｄがそれぞれ設けられる。そして、各雌ネジ穴２７に、固定具としてのビス２８がビス挿通穴５１ｄを介して捩じ込まれることで、カバー５１がガイド部材１１に強固に固定される。これにより、接着剤を用いなくてもカバー５１をガイド部材１１に確実に位置固定できるので、弾性部材１３ａ，１３ｂの弾性力による支持ユニット６とカバー５１との位置ズレを防止でき、カバー５１の位置ズレに起因する出力軸４と支持ユニット６との間の摩擦力の変動を防止できる。
【００５６】
また、図６〜図９に示した実施形態において、筐体５の底部を構成する底板部１７は、ガイド部材１１とは別部品で構成されていてもよい。例えば、図１１〜図１４に示すように、筐体５の底板部材１７Ａは、前後方向に長い板状部材で構成される。底板部材１７Ａの下面前寄り部位がガイド部材１１のインターフェース部１５の後部上面に接着剤２９によって固着されることで、底板部材１７Ａがガイド部材１１に対して後向きに突出して連結される。これにより、ガイド部材１１を小型化でき、ガイド部材１１の製造コストを低減できる。なお、底板部材１７Ａは、ビス等の固定具によってガイド部材１１に固定されてもよい。
【００５７】
なお、底板部１７がガイド部材１１とは別部品で形成されている構成は、カバー５１を接着剤１８によってガイド部材１１に固定する構成（図６〜図９参照）にも適用可能である。また、カバー５１をビス２８等の固定具でガイド部材１１に固定する構成は、底板部１７がガイド部材１１に一体形成されている構成（図６〜図９参照）にも適用可能である。
【００５８】
また、図６〜図９に示した実施形態において、出力軸４の軸方向でのガイド部材１１と拘束部材１２との相対移動を規制する規制凸部及び規制凹部を設けてもよい。例えば、図１５〜図１８に示すように、ガイド部材１１のガイド部上面１４ａに上向きに突出する前後一対の突起部３１，３１を設けて突起部３１，３１の間に規制凹部３２を形成する一方、拘束部材１２の上側板部２１の右側面に右向きに突出する規制凸部３３を設ける。また、ガイド部材１１のインターフェース部上面１５ａに上向きに突出する前後一対の突起部３４，３４を設けて突起部３４，３４の間に規制凹部３５を形成する一方、拘束部材１２の左側板部２２の下面に下向きに突出する規制凸部３６を設ける。ガイド部材１１の規制凹部３２，３５に拘束部材１２の規制凸部３３，３６を嵌め込むことで、出力軸４の軸方向でのガイド部材１１と拘束部材１２との相対移動が規制される。これにより、出力軸４の軸方向での移動（前後移動）に伴って、ガイド部材１１に対して拘束部材１２が出力軸４の軸方向で位置ズレするのを防止できる。
【００５９】
なお、拘束部材１２に規制凹部を設け、その規制凹部に嵌り込む規制凸部をガイド部材１１に設けてもよい。また、ガイド部材１１及び拘束部材１２に少なくとも１組の規制凸部及び規制凹部を設けるようにすれば、出力軸４の軸方向でのガイド部材１１と拘束部材１２との相対移動を規制できる。また、拘束部材１２に規制凹部又は規制凸部を設ける一方、カバー５１に規制凸部又は規制凹部を設け、規制凹部に規制凸部を嵌め込むことで、拘束部材１２がカバー５１及びガイド部材１１に対して出力軸４の軸方向で位置ズレするのを防止してもよい。また、ガイド部材１１又はカバー５１に、拘束部材１２を出力軸４の軸方向で挟んで設けられる前後一対の規制凸部を設け、これらの規制凸部を拘束部材１２の前端面及び後端面に当接させることで、出力軸４の軸方向でのガイド部材１１と拘束部材１２との相対移動を規制するようにしてもよい。
【００６０】
筐体５の底部を構成する底板部１７は、ガイド部材１１とは別部品で構成されていてもよい。例えば、図１１〜図１４に示すように、筐体５の底板部材１７Ａは、前後方向に長い板状部材で構成される。底板部材１７Ａの下面前寄り部位がガイド部材１１のインターフェース部１５の後部上面に接着剤２９によって固着されることで、底板部材１７Ａがガイド部材１１に対して後向きに突出して連結される。これにより、ガイド部材１１を小型化でき、ガイド部材１１の製造コストを低減できる。なお、底板部材１７Ａは、ビス等の固定具によってガイド部材１１に固定されてもよい。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、伸縮駆動装置の第２実施形態について、図１９〜図２２を参照しながら、その詳細な構成を以下に説明する。なお、本実施形態において、上述の第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６２】
第２実施形態の伸縮駆動装置１では、筐体５は、筐体５の内外を変位するとともに弾性部材１３ａ又は１３ｂに当接する調整部材３７ａ，３７ｂを有している。本実施形態では、調整部材３７ａ，３７ｂは、止めネジからなる固定具にて構成されている。筐体５のカバー５１の天井板部５１ａは、弾性部材１３ａが配置される凹部２３の中央部と平面視で重なる位置に、雌ネジ穴３８ａを備えている。また、左側板部５１ｂは、弾性部材１３ｂが配置される凹部２４の中央部と側面視で重なる位置に、雌ネジ穴３８ｂを備えている。
【００６３】
雌ネジ穴３８ａ，３８ｂには、調整部材３７ａ，３７ｂが捩じ込まれている。調整部材３７ａ，３７ｂの先端部は、筐体５内部に突出しており、弾性部材１３ａ，１３ｂの中央部分の凸部に当接している。筐体５内部への調整部材３７ａ，３７ｂの突出寸法を調節す
ることで、弾性部材１３ａ，１３ｂによる拘束部材１２への押圧力が調整され、移動体ユニット３の出力軸４と支持ユニット６との間の摩擦力が調整される。
【００６４】
本実施形態は、調整部材３７ａ，３７ｂを変位させることで移動体ユニット３と支持ユニット６との間の摩擦力を調整できるので、伸縮駆動装置１を組み立てた後に、移動体ユニット３の移動速度や移動精度（分解能）を調節できる。
【００６５】
なお、第２実施形態の伸縮駆動装置１に対して、図１０に示した補助圧電素子９を設ける構成や、図１１〜図１４に示したカバー５１をビス２８にてガイド部材１１に固定する構成や、底板部材１７Ａをガイド部材１１とは別部品で設ける構成や、図１５〜図１８に示したガイド部材１１と拘束部材１２との相対移動を規制する構成を組み合わせてもよい。
【００６６】
＜第３実施形態＞
次に、伸縮駆動装置の第３実施形態について、図２３〜図２６を参照しながら、その詳細な構成を以下に説明する。なお、本実施形態において、上述の第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６７】
第３実施形態の伸縮駆動装置１では、筐体５は、四角筒状のカバー５４と、カバー５４の一端側（前端側）を塞ぐ前蓋５２と、カバー５４の他端側（後端側）を塞ぐ後蓋５３とを備えている。カバー５４は、ロの字型であり、カバー５４内部の前寄り箇所に、出力軸４を支持する支持ユニット６が収容されている。支持ユニット６は、ガイド部材１１と、拘束部材１２と、弾性部材１３ａ，１３ｂを備えている。本実施形態では、支持ユニット６のガイド部材１１は、上記第２実施形態と比較して、インターフェース部１５及び底板部１７（図１８〜図２１参照。）を備えておらず、正面視略Ｌ字状のガイド部１４で構成されている。本実施形態は、筐体５を筒状のカバー５４で構成することで、筐体５の構造を簡単化できるとともに組立工数を低減でき、ひいては製造コストの低減を実現できる。
【００６８】
カバー天井板部５４ａの前寄り部位に、調整部材３７ａが捩じ込まれる雌ネジ穴３８ａが設けられている。また、カバー左側板部５４ｂの前寄り部位に、調整部材３７ｂが捩じ込まれる雌ネジ穴３８ｂを備えている。ガイド部１４は、調整部材３７ａによって押圧力が調節される弾性部材１３ａの弾性力により、拘束部材１２及び出力軸４を介して、カバー５４のカバー底板部５４ｄに下向きに押し付けられる。また、ガイド部１４は、調整部材３７ｂによって押圧力が調節される弾性部材１３ｂの弾性力により、拘束部材１２及び出力軸４を介して、カバー右側板部５４ｃに右向きに押し付けられる。ガイド部１４の右下角部（ガイド部底面１４ｅとガイド部右側面１４ｇが交差する角部）に面取り部１４ｈが形成されている。面取り部１４ｈの存在によって、ガイド部右側面１４ｇとカバー右側板部５４ｃとの密着具合、及びガイド部底面１４ｅとカバー底板部５４ｄとの密着具合が向上されている。
【００６９】
カバー５４のカバー底板部５４ｄの前寄り部位に、前後に並ぶ前側雌ネジ穴５５と後側雌ネジ穴５６が形成されている。カバー５４のカバー底板部５４ｄの下面（外側面）に、カバー５４の下方から雌ネジ穴５５，５６に捩じ込まれる前側ボルト５７及び後側ボルト５８によって、インターフェース部材５９が取り付けられている。インターフェース部材５９は、前後一対の雌ネジ穴１６を有する略直方体形状であり、上記第２実施形態のインターフェース部１５と同様の機能を有する。なお、カバー底板部５４ｄに、圧電素子７と電気的に接続されたリード線（図示省略）が挿通される長孔１９が設けられている。
【００７０】
前側ボルト５７及び後側ボルト５８の先端部は、カバー底板部５４ｄの上面から上向きにカバー５４の内部に突出している。ガイド部１４のガイド部底面１４ｅには、左右横長の移動規制溝１４ｆが形成されている。移動規制溝１４ｆの前後方向幅寸法は、前側ボルト５７の軸の外径とほぼ同じ大きさに設定され、移動規制溝１４ｆに前側ボルト５７の先端部が嵌り込むことで、ガイド部１４の前後移動が規制される。すなわち、前側ボルト５７は、カバー５４にインターフェース部材５９を固定する作用に加えて、ガイド部１４の前後移動を規制する作用を有する。
【００７１】
また、移動規制溝１４ｆの左右方向の長さ寸法は、前側ボルト５７の軸の外径よりも大きく設定され、移動規制溝１４ｆの溝深さは、カバー５４内での前側ボルト５７の突出寸法よりも大きく設定されている。これにより、移動規制溝１４ｆに前側ボルト５７の先端部が嵌り込んだ状態でも、弾性部材１３ａ，１３ｂの弾性力により、ガイド部右側面１４ｇとカバー右側板部５４ｃが密着するとともに、ガイド部底面１４ｅとカバー底板部５４ｄが密着するように構成されている。
【００７２】
なお、第３実施形態の伸縮駆動装置１に対して、図６〜図９に示した第１実施形態のように弾性部材１３ａ，１３ｂを筐体５の内周面に接触させる構成や、図１０に示した補助圧電素子９を設ける構成や、図１５〜図１８に示したガイド部材１１と拘束部材１２との相対移動を規制する構成を組み合わせてもよい。
【００７３】
＜第４実施形態＞
次に、伸縮駆動装置の第４実施形態について、図２７〜図３０を参照しながら、その詳細な構成を以下に説明する。なお、本実施形態において、上述の第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７４】
第４実施形態の伸縮駆動装置１には、支持ユニット６に対する出力軸４の位置を検出する位置検出装置６１が設けられている。本実施形態では、位置検出装置６１は、光学式のリニアエンコーダ（リニアスケールとも呼ばれる。）で構成され、支持ユニット６のガイド部材１１に取り付けられた検出ヘッド６２と、所定ピッチで形成された凹凸パターン（目盛り）を有するコード板６３とを備えている。コード板６３は、出力軸４の軸方向に沿って配置されるコード板ホルダ６４に取り付けられている。コード板ホルダ６４の一端側（前端側）は、出力部材２の右後ろ上角部が切り欠かれて形成されたホルダ連結凹部２ａに接着剤等によって固着されている。コード板６３の一部分は検出ヘッド６２に対峙しており、コード板６３の前後方向での移動量を検出ヘッド６２が読み取ることで、出力軸４及び出力部材２の位置が高精度に検出される。
【００７５】
検出ヘッド６２は、ガイド部材１１の右側面１１ａに設けられたヘッド収容凹部１１ｂに、検出センサ部６２ａがコード板６３に対峙するようにして、接着剤等によって固着されている。検出ヘッド６２の基板部６２ｂに電気的に接続されるリード線６５は、ヘッド収容凹部１１ｂの下部を介して、下方に向けて伸縮駆動装置１の外部に取り出される。また、カバー５１の右側板部５１ｃには、側面視で検出ヘッド６２と重なる位置に設けられたカバー切欠き部５１ｅが設けられている。これにより、ガイド部材１１にカバー５１を取り付けた状態で、検出ヘッド６２をヘッド収容凹部１１ｂに取付可能に構成されている。
【００７６】
また、カバー５１の右側板部５１ｃには、コード板ホルダ６４を摺動可能に収容する前後方向に延びるホルダ収容凹部６６ａを有するホルダカバー６６が接着剤６７等によって固着されている。ホルダ収容凹部６６ａの前端は、ホルダカバー６６の前端面に開口している。ホルダカバー６６は、側面視で前端側部位６６ｂが後端側部位６６ｃよりも上下幅寸法が大きい略Ｌ字形であり、ホルダカバー６６の前端側部位６６ｂは、カバー５１のカバー切欠き部５１ｅを覆っており、側面視で検出ヘッド６２に重なって配置されている。すなわち、ホルダカバー６６は、コード板ホルダ６４を前後方向に摺動可能に保持する機能に加えて、検出ヘッド６２を保護する機能も備えている。
【００７７】
本実施形態では、出力軸４が支持ユニット６に対して相対的に前後移動すると、その前後移動量と同じ量だけ位置検出装置６１のコード板６３が検出ヘッド６２に対して相対的に前後移動する。したがって、検出ヘッド６２に対するコード板６３の移動量を位置検出装置６１が高精度に検出することで、支持ユニット６に対する出力軸４及び出力部材２の位置を高精度に検出できる。
【００７８】
なお、本実施形態において、検出ヘッド６２のガイド部材１１への取付けや、コード板６３のコード板ホルダ６４の取付け、出力部材２へのコード板ホルダ６４の取付け、ホルダカバー６６のカバー５１への取付け等の固定方法は、ビス等の固定具によって実現されてもよい。
【００７９】
また、第４実施形態の伸縮駆動装置１に対して、図６〜図９に示した第１実施形態のように弾性部材１３ａ，１３ｂを筐体５の内周面に接触させる構成や、図１０に示した補助圧電素子９を設ける構成や、図１１〜図１４に示したカバー５１をビス２８にてガイド部材１１に固定する構成や、底板部材１７Ａをガイド部材１１とは別部品で設ける構成や、図１５〜図１８に示したガイド部材１１と拘束部材１２との相対移動を規制する構成や、図２３〜を図２６に示した第３実施形態のように筐体５を筒状のカバー５４で形成する構成を組み合わせてもよい。
【００８０】
次いで、上述の伸縮駆動装置１に取り付けられる出力部材２を構成する駆動装置、或いは出力部材２に取り付けられる駆動装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「前後」「上下」など）を用いる場合は、図中の矢印に示すように、図１（Ａ）で紙面に直交する方向を平面視とし、この方向を基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００８１】
＜出力部材の第１例＞
以下に、伸縮駆動装置に取り付けられる出力部材の第１例について、図面を参照して説明する。図３１は、本例の出力部材を構成する駆動装置の構成を示す平面図及び正面図であり、図３２は、本例の駆動装置の構成を示す左右側面図である。図３３は、本例の駆動装置の構成を示す斜視図であり、図３４は、本例の駆動装置の動作を示す図である。図３５及び図３６は、本例の駆動装置の組立工程を説明するための分解斜視図である。なお、上述したように、以下の説明において、振動ユニット１０１の軸方向（移動体ユニット１０２の移動方向）を左右方向とするとともに、移動体ユニット１０２の出力アーム（移動体）１２１の延設された方向を前後方向として、前後、左右、上下の各方向を設定する。
【００８２】
図３１〜図３６に示すように、本例の駆動装置は、駆動軸１１２の一端に圧電素子１１１を固定した軸状の振動ユニット１０１と、振動ユニット１０１に摩擦係合して振動ユニット１０１の軸方向に移動する移動体ユニット１０２とを備える。そして、筐体１０３の底面１３１から立設された一対の支持片１３２Ａ，１３２Ｂ上端に、移動体ユニット１０２が係合された振動ユニット１０１両端の下面が固着されることで、振動ユニット１０１が筐体１０３に支持されている。
【００８３】
すなわち、駆動装置は、圧電素子１１１の一端に駆動軸１１２の一端を固定した振動ユニット１０１を、圧電素子１１１と駆動軸１１２の互いに固定された端部とは反対側のニか所の端部で固定枠１３２に固定している。筐体１０３は、底面１３１の外周縁より立設させた固定枠１３２を有しており、この固定枠１３２の左右側壁部分が左右一対の支持片１３２Ａ，１３２Ｂに相当する。そして、右側の支持片１３２Ｂに圧電素子１１１の他端が固定される一方、左側の支持片１３２Ａに駆動軸１１２の他端が固定される。このとき、固定枠１３２に対して振動ユニット１０１を一つの方向（上方向）から押し付けて接着剤１３３で接着するなどの方法で、振動ユニット１０１が固定枠１３２へ固定される。また、振動ユニット１０１の駆動軸１１２には、移動体ユニット１０２が摩擦係合されており、駆動軸１１２の軸方向に沿って移動体ユニット１０２が移動する。
【００８４】
圧電素子１１１と駆動軸１１２は、筐体１０３の固定枠１３２へ固定する前に前工程として圧電素子１１１の一端に駆動軸１１２の一端を固定し振動ユニット１０１として組み立てられている。振動ユニット１０１を構成する圧電素子１１１と駆動軸１１２は、接着剤により接着されるものとしてもよい。このとき、圧電素子１１１と駆動軸１１２とを接着する接着剤として、熱伝導接着剤を使用することで、圧電素子１１１の熱を駆動軸１１２に伝達させて圧電素子１１１の温度上昇を低減できる。そして、圧電素子１１１への電気信号の振幅やデューティ比を高めるなどして、投入電力を増加させることで、移動体ユニット１０２の移動速度を高速にしたり、駆動装置の駆動力を上げることができる。
【００８５】
移動体ユニット１０２は、駆動軸１１２に接触させた状態となる出力アーム１２１の基端部（係合部）１２３に、弾性を有するアーム固定部材１２２を装着することで、駆動軸１１２と摩擦係合している。出力アーム１２１の基端部１２３は、側面視で二股に分岐させたＬ字形状を有しており、一方が後方に延びた上側固定部１２３Ａとなり、他方が下方に延びた前側固定部１２３Ｂとなる。アーム固定部材１２２は、例えば、側面視Ｌ字形状に屈曲された板状の摩擦バネなどの弾性体で構成され、アーム固定部材１２２の一端（後方上縁側）が、基端部１２３の上側固定部１２３Ａと連結される一方、アーム固定部材１２２の多端（下方前縁側）が、基端部１２３の前側固定部１２３Ｂと連結される。
【００８６】
出力アーム１２１は、基端部１２３より前方に延設させたアーム部１２４を有しており、アーム部１２４は、基端部１２３の上側固定部１２３Ａの左右一方の辺縁であって前側固定部１２３Ｂの前面から前方に向けて延設されている。出力アーム１２１の基端部１２３は、上側固定部１２３Ａの後方縁に上側に突起させた上側係止部１２３Ｘを有する一方、前側固定部１２３Ｂの下方縁に前側に突起させた前側係止部１２３Ｙを有する。すなわち、出力アーム１２１の基端部１２３は、後方縁に側面視鈎状となる上側係止部１２３Ｘを有する上側固定部１２３Ａと、下方縁に側面視鈎状となる前側係止部１２３Ｙを有する前側固定部１２３Ｂとを分岐させて構成されている。
【００８７】
アーム固定部材１２２は、後側下方端から上方に向かって延びる後方板部１２２Ａと、後方板部１２２Ａの下方縁から前方に向かって延びる下方板部１２２Ｂとを有しており、後方板部１２２Ａの上縁にＬ字状に屈曲させた上側係止部１２２Ｘが設けられる一方、下方板部１２２Ｂの前縁にＬ字状に屈曲させた前側係止部１２２Ｙが設けられる。アーム固定部材１２２は、後方板部１２２Ａの上下中途部を前方に突設させるとともに、下方板部１２２Ｂの前後中途部を上方に突設させており、後方板部１２２Ａと下方板部１２２Ｂとの連結部分が側面視でＵ字状に形成されている。また、上側係止部１２２Ｘが、後方板部１２２Ａ上縁から前方に延びた後に下方へ屈曲させて構成されており、前側係止部１２２Ｙが、下方板部１２２Ｂ前縁から上方に延びた後に後方へ屈曲させて構成されている。
【００８８】
出力アーム１２１は、基端部１２３を駆動軸１１２の外周面の一部に当接させるようにして、振動ユニット１０１に取り付けられる。このとき、出力アーム１２１の基端部１２３において、上側固定部１２３Ａ下面が駆動軸１１２上面に接触するとともに、基端部１２３の前側固定部１２３Ｂ後面が駆動軸１１２前面に接触する。すなわち、出力アーム１２１は、基端部１２３が駆動軸１１２の左右方向一部における上面及び前面を覆うようにして、振動ユニット１０１に取り付けられる。また、上側固定部１２３Ａ後縁が駆動軸１１２後縁よりも後方に突出するとともに、前側固定部１２３Ｂ下縁が駆動軸１１２下縁よりも下方に突出している。
【００８９】
アーム固定部材１２２が、基端部１２３で覆われた駆動軸１１２における露出した外周面を覆うようにして、出力アーム１２１が取り付けられた振動ユニット１０１に取り付けられる。このとき、アーム固定部材１２２は、後方板部１２２Ａの突設部分前面を駆動軸１１２後面に当接させるとともに、下方板部１２２Ｂの突設部分上面を駆動軸１１２下面に当接させる。すなわち、アーム固定部材１２２は、駆動軸１１２の出力アーム１２１の基端部１２３で覆われた箇所の後面及び下面を覆うようにして、振動ユニット１０１に取り付けられる。また、アーム固定部材１２２は、後方板部１２２Ａ上縁をアーム固定部材１２２の基端部１２３上面より上方へ突出させることで、上側係止部１２２Ｘを基端部１２３の上側係止部１２３Ｘに係止させる一方、下方板部１２２Ｂ前縁をアーム固定部材１２２の基端部１２３前面より前方へ突出させることで、前側係止部１２２Ｙを基端部１２３の前側係止部１２３Ｙに係止させる。
【００９０】
出力アーム１２１は、基端部１２３両端における上側係止部１２３Ｘ及び前側係止部１２３Ｙに、アーム固定部材１２２両端の上側係止部１２２Ｘ及び前側係止部１２２Ｙが引っ掛けられて、駆動軸１１２との２か所の接触部で駆動軸１１２を押さえつけて、駆動軸１１２との聞で摩擦力を発生する。すなわち、出力アーム１２１は、アーム固定部材１２２により駆動軸１１２の方向に引き付けられ、駆動軸１１２と接触している二つの面（上面及び前面）において駆動軸１１２との間で摩擦力を発生させる。このようにして、出力アーム１２１とアーム固定部材１２２を組み合わせた移動体ユニット１０２が振動ユニット１０１に対して摩擦係合した状態となる。
【００９１】
移動体となる出力アーム１２１の基端部１２３が、振動ユニット１０１の軸方向から視て振動ユニット１０１の外周の一部を覆う形状、すなわち、振動ユニット１０１の軸方向に対して垂直な面上で振動ユニット１０１の外周の一部を覆う形状を有している。そして、基端部１２３を振動ユニット１０１の外周に沿わせるとともに基端部１２３の両端を弾性体であるアーム固定部材１２２で連結させて、出力アーム１２１を振動ユニット１０１に係合させている。すなわち、出力アーム１２１の基端部１２３を、駆動軸１１２の前側上方より覆い被せるようにして、駆動軸１１２の前面及び上面に当接させて設置する。その後、アーム固定部材１２２を広げて、駆動軸１１２の後側下方より基端部１２３の両端を挟み込むようにして、上側係止部１２３Ｘ及び前側係止部１２３Ｙそれぞれを上側係止部１２２Ｘ及び前側係止部１２２Ｙを係止させて、駆動軸１１２に対して、出力アーム１２１の基端部１２３を摩擦係合させる。
【００９２】
このように、移動体ユニット１０２は、出力アーム１２１の基端部１２３と弾性体となるアーム固定部材１２２とで駆動軸１１２を挟むようにして振動ユニット１０１に設置されるため、振動ユニット１０１に対する移動体ユニット１０２の組み込みが容易に行えるとともに、移動体ユニット１０２を適度な力で振動ユニット１０１に摩擦係合できる。このとき、アーム固定部材１２２の弾性力を変更することで、振動ユニット１０１に対する移動体ユニット１０２の摩擦力を変更できるものとしてもよいし、アーム固定部材１２２の駆動軸１１２への接触面積を変更することで、振動ユニット１０１に対する移動体ユニット１０２の摩擦力を変更できるものとしてもよい。
【００９３】
また、移動体ユニット１０２は、出力アーム１２１のアーム部１２４を前方に延設させた構成を有しているが、駆動軸１１２を四角柱状とするとともに、出力アーム１２１の基端部１２３及びアーム固定部材１２２をＬ字状に構成することで、アーム部１２４による回転モーメントにより移動体ユニット１０２が振動ユニット１０１に対して回転することを規制できる。すなわち、出力アーム１２１の基端部１２３及びアーム固定部材１２２それぞれが駆動軸１１２の外周面を押圧しながら当接することにより、駆動軸１１２に対する出力アーム１２１の回転を防止できる。このとき、出力アーム１２１の基端部１２３及びアーム固定部材１２２は、前側固定部１２３Ｂと後方板部１２２Ａとで駆動軸１１２の前後を狭持するとともに、上側固定部１２３Ａと下方板部１２２Ｂとで駆動軸１１２の上下を狭持することで、駆動軸１１２に摩擦係合している。
【００９４】
上述のようにして、移動体ユニット１０２を駆動軸１１２に挿入させるようにして摩擦係合した振動ユニット１０１は、筐体１０３の固定枠１３２に対して一つの方向（上方向）から押し付けられて固定枠１３２上に載置される。このとき、移動体ユニット１０２が組み付けられた振動ユニット１０１は、接着剤１３３による接着などで固定枠１３２上に固定される。すなわち、固定枠１３２の左右側壁となる支持片１３２Ａ，１３２Ｂ上に、絶縁材料による接着剤１３３を塗布した後、移動体ユニット１０２が係合された振動ユニット１０１を筐体１０３の上方から下降させて、振動ユニット１０１両端を支持片１３２Ａ，１３２Ｂ上に載置させる。このとき、振動ユニット１０１を上から押しつけることで、接着剤１３３により振動ユニット１０１を筐体１０３の固定枠１３２上に固着させる。これにより、筐体１０３の固定枠１３２に対して振動ユニット１０１が極めて安定的に固定されると同時に、組み立て時に振動ユニット１０１を筐体１０３に対して一つの方向（上方向）から設置させるだけでよいので、手動組み立て及び自動組み立てのいずれにおいても組立容易性を向上できる。また、接着剤１３３は、エポキシ、ウレタン、ゴム、シリコン、シアノアクリレート、ポリイミド系などの接着剤が使用可能であり、駆動装置の仕様や用途に応じて適宜選択できる。更に、接着剤１３３は、組立工程にあわせて、常温硬化型、熱硬化型、光硬化型などの各種より適宜選択されるものである。
【００９５】
すなわち、移動体ユニット１０２を組み付けられた振動ユニット１０１は、固定枠１３２の二辺の外周に沿って設けられた凸部となる支持片１３２Ａ，１３２Ｂそれぞれに、駆動軸１１２と圧電素子１１１を乗せるようにして固定される。この固定枠１３２に対する振動ユニット１０１の固定は、固定枠１３２における支持片１３２Ａ，１３２Ｂに接着剤１３３を必要量塗布しておき、振動ユニット１０１を位置決め治具により位置決めして、固定枠１３２に押し付けて駆動軸１１２と圧電素子１１１を固定枠１３２に接着固定する。このように固定枠１３２に振動ユニット１０１を接着する際、固定枠１３２に対する振動ユニット１０１の位置や姿勢を固定した状態で把持すればよく、固定枠１３２に振動ユニット１０１を押しつけることに限定されるものではない。そして、接着剤１３３で振動ユニット１０１を筐体１０３に組み付けることで、移動体ユニット１０２の運動軌跡、位置、及び姿勢に対して最適となる位置に振動ユニット１０１の取り付け位置を調整できる。なお、固定枠１３２に対する振動ユニット１０１の固定方法は、上述した接着による固定方法以外に、超音波溶着などによる固定方法を用いてもよい。
【００９６】
筐体１０３は、底面１３１の外周縁より立設させた外周壁となる固定枠１３２を有しており、固定枠１３２のうちの左右側壁が、支持片１３２Ａ、１３２Ｂとして振動ユニット１０１の左右両端を支持する。すなわち、圧電素子１１１の一端が支持片１３２Ｂ上に接着剤１３３により固着される一方で、駆動軸１１２の一端が支持片１３２Ｂ上に接着剤１３３により固着される。接着剤１３３の弾性係数は、筐体１０３を構成する材料（例えば、金属又は繊維強化樹脂など）の弾性係数よりも低い。従って、接着剤１３３が弾性を有する緩衝材として機能するため、圧電素子１１１の一端が支持片１３２Ａに対して、接着剤１３３の弾性による範囲内で変位可能であるとともに、駆動軸１１２の一端が支持片１３２Ａに対して変位可能となる。そのため、振動ユニット１０１は、上下方向、左右方向、前後方向の３軸方向だけでなく、当該３軸に対する３回転方向についても、筐体１０３に対して変位できる自由度（６自由度）を有する。従って、筐体１０３に外力が加わっても接着剤１３３で吸収されることとなり、振動ユニット１０１に対して外力への影響を抑制できるため、固定枠１３２に対して極めて安定的に固定された振動ユニット１０１上で、動く移動体ユニット１０２に、固定枠１３２に対して安定した精密な動作をさせることができる。
【００９７】
筐体１０３は、固定枠１３２のうちの前側壁１３２Ｃ及び後側壁１３２Ｄの高さを、左右側壁となる支持片１３２Ａ，１３２Ｂよりも高くなるように構成している。このとき、前側壁１３２Ｃ及び後側壁１３２Ｄの上端が、振動ユニット１０１に係合された移動体ユニット１０２の上端（アーム固定部材１２２の上端）よりも高くなる。これにより、天井面１４１の左右側縁から下方に左右側壁１４２，１４３を垂設させたＵ字状（コ字状）のカバー１０４で、筐体１０３が覆われたとき、カバー１０４の天井面１４１下面と移動体ユニット１０２上端との間に間隙を設けて干渉を防ぐことができ、移動体ユニット１０２が振動ユニット１０１に対して左右にスライド可能となる。
【００９８】
筐体１０３上方からカバー１０４を被せたとき、カバー１０４は、天井面１４１の前縁側下面が筐体１０３の前側壁１３２Ｃ上端に当接するとともに、天井面１４１の後縁側下面が筐体１０３の後側壁１３２Ｄ上端に当接する。このとき、振動ユニット１０１が固定された筐体１０３をカバー１０４で上方から覆うことで、筐体１０３の底面１３１とカバー１０４の天井面１４１とで上下が被覆された空間１３４の前後左右が、筐体１０３の前後側壁１３２Ｃ，１３２Ｄ及びカバー１０４の左右側壁１４２，１４３で囲まれる。そして、筐体１０３及びカバー１０４で囲まれた空間１３４内には、筐体１０３の支持片１３２Ａ，１３２Ｂに固定支持された振動ユニット１０１が、移動体ユニット１０２が駆動軸１１２に摩擦係合された状態で左右に延びるように配置されている。振動ユニット１０１の左右幅は、筐体１０３の左右幅より短く構成されており、振動ユニット１０１（圧電素子１１１）の右端側面が支持片１３２Ｂの外側面（右側面）よりも内側（左側）に位置するとともに、振動ユニット１０１（駆動軸１１２）の左端側面が支持片１３２Ａの外側面（左側面）よりも内側（右側）に位置している。これにより、振動ユニット１０１による左右方向の振動や、上下方向又は前後方向を回転軸とする振動により、振動ユニット１０１が筐体１０３やカバー１０４に干渉することを防止し、振動ユニット１０１又は筐体１０３及びカバー１０４の破損を防止できる。
【００９９】
筐体１０３は、前側壁１３２Ｃの一部を切り欠いたアーム用開口部１３２Ｅを有しており、出力アーム１２１のアーム部１２４を外部に突出させている。アーム用開口部１３２Ｅは、その左右幅が移動体ユニット１０２の左右移動幅より大きくなるように、前側壁１３２Ｃの上縁左側を切り欠いて構成されており、アーム用開口部１３２Ｅ上方及び左側方がカバー１０４の天井面１４１及び左側壁１４２により覆われている。また、筐体１０３は、後側壁１３２Ｄの一部を切り欠いたリード線用開口部（導入部）１３２Ｆを有しており、移動体ユニット１０２の圧電素子１１１に接続されたリード線１０５がリード線用開口部１３２Ｆより外部に引き出される。リード線用開口部１３２Ｆは、後側壁１３２Ｄの上縁右側を切り欠いて構成されるとともに、振動ユニット１０１右端側となる圧電素子１１１に対向する位置に設けられ、リード線用開口部１３２Ｆ上方がカバー１０４の天井面１４１に覆われている。
【０１００】
振動ユニット１０１において、振動ユニット１０１の軸方向に対して垂直となる断面が、圧電素子１１１の方が駆動軸１１２よりも大きい。本例では、圧電素子１１１の上下高さが、駆動軸１１２の上下高さよりも高く、圧電素子１１１上面が駆動軸１１２上面よりも高い位置となっている。このとき、圧電素子１１１下面と駆動軸１１２下面とは、同一高さとなっている。これにより、駆動軸１１２に摩擦係合している移動体ユニット１０２が右側に移動する際、出力アーム１２１の基端部１２３右側面が、圧電素子１１１の左側面と当接することで、移動体ユニット１０２の右側変位が制限される。一方、左側の支持片１３２Ａ上面に駆動軸１１２下面が接着剤１３３を介して固着されている。これにより、駆動軸１１２に摩擦係合している移動体ユニット１０２が左側に移動する際、出力アーム１２１の基端部１２３左側面が、筐体１０３の固定枠１３２（支持片１３２Ａの右側面）と当接することで、移動体ユニット１０２の左側変位が制限される。
【０１０１】
なお、振動ユニット１０１において、圧電素子１１１と駆動軸１１２の上下高さを同一とし、前後幅を異なるものとしてもかまわない。すなわち、圧電素子１１１の前後幅を駆動軸１１２の前後幅よりも広くすることで、出力アーム１２１の基端部１２３右側面が、圧電素子１１１の左側面と当接することで、移動体ユニット１０２の右側変位が制限される。すなわち、圧電素子１１１の外周面（前後面及び上下面）の少なくとも一面が、駆動軸１１２の外周面に対して突出するように構成して、圧電素子１１１の突出部分の左側面に出力アーム１２１の基端部１２３右側面を当接させることで、移動体ユニット１０２の右側変位を制限できる。なお、圧電素子１１１下面を駆動軸１１２下面よりも下側に突出させた場合、駆動軸１１２を固定する支持片１３２Ａの高さを、圧電素子１１１を固定する支持片１３２Ｂの高さより低くすることで、振動ユニット１０１を筐体１０３の底面１３１に対して平行（水平）に設置できる。
【０１０２】
筐体１０３には、圧電素子１１１と電気的に接続するリード線１０５を外部から導入するリード線用開口部（導入部）１３２Ｆを備えており、移動体ユニット１０２の移動方向に沿って、リード線用開口部１３２Ｆが圧電素子１１１と駆動軸１１２との境界よりも圧電素子１１１側に設けられている。圧電素子１１１は、例えば、振動ユニット１０１の軸方向（左右方向）に圧電材料が積層された積層型の圧電素子で構成されるとともに、その前後面に一対の電極を有している。そして、２本のリード線１０５それぞれが、圧電素子１１１における前後一対の電極それぞれに半田又は導電接着剤などにより接続されており、圧電素子１１１を駆動するための電圧波形が、２本のリード線１０５を介して外部の駆動回路から印加される。そして、固定枠１３２の後側壁１３２Ｄには、浅い切欠き部で構成されるリード線用開口部１３２Ｆが設けられており、このリード線用開口部１３２Ｆより、圧電素子１１１に接続された２本のリード線１０５が外部に引き出される。
【０１０３】
筐体１０３の固定枠１３２において、後側壁１３２Ｄにおけるリード線用開口部１３２Ｆが、圧電素子１１１の後面に対向する位置に設けられている。従って、圧電素子１１１の前後面に設けられた電極とリード線用開口部１３２Ｆとの距離が短くなるため、圧電素子１１１に接続される２本のリード線１０５を短くできる。また、リード線用開口部１３２Ｆを圧電素子１１１上面より上方で開口させた構成とすることで、圧電素子１１１に接続されたリード線１０５の屈曲箇所を少なくでき、リード線１０５の破損を防止できる。また、リード線用開口部１３２Ｆの左縁を、振動ユニット１０１における圧電素子１１１と駆動軸１１２との境界位置とすることで、移動体ユニット１０２の移動幅よりも外側（右側）にリード線１０５を配線できるため、移動体ユニット１０２とリード線１０５との接触を防止して、リード線１０５の破損や移動体ユニット１０２の移動に対する干渉を防止できる。
【０１０４】
圧電素子１１１は、変動する電圧波形が印加されることで、振動ユニット１０１の軸方向に伸縮して、駆動軸１１２の軸方向（長手方向）の振動を誘起させる。この振動ユニット１０１における振動を、時間軸で非対称な周期となる振動とすることで、移動体ユニット１０２を駆動軸１１２の軸方向に沿って移動させることができる。このとき、圧電素子１１１には、のこぎり波、非対称三角波、非対称正弦波などといった、時間軸方向に非対称な周期の振動を有する電圧波形による電気信号が与えられる。なお、非対称三角波及び非対称正弦波による電圧波形は、時間軸方向に対称性を持つ三角波や正弦波を時間軸方向に歪ませることで非対称性を与えることで生成される。なお、圧電素子１１１は、積層型の圧電素子に限定されるものではなく、バルク型の圧電素子としてもかまわない。また、振動ユニット１０１において、圧電素子１１１の代わりに、磁歪素子などの振動子を駆動軸１１２に連結させる構成とし、当該振動子により駆動軸１１２への振動を励起させるものとしてもよい。
【０１０５】
＜出力部材の第２例＞
以下に、伸縮駆動装置に取り付けられる出力部材の第２例について、図面を参照して説明する。本例の出力部材を構成する駆動装置において、第１例の駆動装置と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。図３７は、本例の駆動装置の構成を示す平面図及び正面図であり、図３８は、本例の駆動装置の構成を示す左右側面図である。図３９は、本例の駆動装置の構成を示す斜視図であり、図４０は、本例の駆動装置の構成を示す断面図及び平面図である。図４１は、本例の駆動装置の組立工程を説明するための分解斜視図である。
【０１０６】
図３７〜図４１に示すように、本例の駆動装置は、第１例の駆動装置と異なり、筐体１０３に設けられた左右一対の支持片１３２Ａ，１３２Ｂそれぞれの上端に、振動ユニット１０１の端部の少なくとも一部が配置される切り欠きによる振動ユニット設置部１３５，１３６が設けられている。すなわち、筐体１０３は、矩形の外形を有する固定枠１３２を底面１３１外周に立設させている。固定枠１３２は、振動ユニット１０１の駆動軸１１２と圧電素子１１１を固定するための土手状の凸部となる左右一対の支持片１３２Ａ，１３２Ｂと、カバー１０４の左右側壁１４２，１４３と組み合わされて筐体１０３の外周壁を構成する前後側壁１３２Ｃ，１３２Ｄとを備えている。そして、固定枠１３２における左右一対の支持片１３２Ａ，１３２Ｂはそれぞれ、その上面の一部が切り欠かれることで、駆動軸１１２の他端が嵌合又は遊嵌される振動ユニット設置部（駆動軸設置部）１３５と、圧電素子１１１の他端が嵌合又は遊嵌される振動ユニット設置部（圧電素子設置部）１３６とが凹設されている。
【０１０７】
本例の駆動装置は、固定枠１３２における支持片１３２Ａ，１３２Ｂに振動ユニット１０１の両端を嵌め込む凹部となる振動ユニット設置部１３５，１３６が設けられている。そして、この振動ユニット設置部１３５，１３６に振動ユニット１０１を筐体１０３の上から嵌め込むようにして設置するため、筐体１０３に対する振動ユニット１０１の位置決めが容易となる。振動ユニット設置部１３５，１３６はそれぞれ、振動ユニット１０１の両端の前後幅より広く構成された凹部で構成されている。これにより、振動ユニット１０１による前後方向の振動や、上下方向又は左右方向を回転軸とする振動により、振動ユニット１０１が筐体１０３に干渉することを防止し、振動ユニット１０１又は筐体１０３の破損を防止できる。また、振動ユニット設置部１３５，１３６を構成する凹部の深さは、駆動軸１１２及び圧電素子１１１それぞれの少なくとも一部が嵌る深さであればよい。
【０１０８】
本例では、振動ユニット１０１において、圧電素子１１１と駆動軸１１２の前後幅を同一幅で構成しているため、振動ユニット設置部１３５，１３６を構成する凹部の前後幅を同一幅とする。なお、振動ユニット１０１が、圧電素子１１１の前後幅を駆動軸１１２の前後幅より広くなるように構成される場合、振動ユニット設置部１３６の前後幅を振動ユニット設置部１３５よりも広くなるように構成する。また、本例では、振動ユニット１０１において、圧電素子１１１と駆動軸１１２の下面を面一に構成しているため、振動ユニット設置部１３５，１３６を構成する凹部の深さを同一深さとする。なお、振動ユニット１０１が、圧電素子１１１の下面を駆動軸１１２の下面より下方に位置するように構成される場合、振動ユニット設置部１３６の深さを振動ユニット設置部１３５よりも深くなるように構成することで、振動ユニット１０１を筐体１０３の底面１３１に対して平行に設置できる。
【０１０９】
本例の駆動装置を組み立てる際、第１例の駆動装置と同様、まず、移動体ユニット１０２が、出力アーム１２１の基端部１２３と弾性体となるアーム固定部材１２２とで駆動軸１１２を挟むようにして、振動ユニット１０１に組み込まれる。そして、移動体ユニット１０２が駆動軸１１２に摩擦係合された振動ユニット１０１が、筐体１０３上方より固定枠１３２に対して押しつけられることで、筐体１０３に組み込まれる。このとき、本例では、支持片１３２Ａ、１３２Ｂの振動ユニット設置部１３５，１３６に接着剤１３３を塗布した後、振動ユニット１０１の左右両端が振動ユニット設置部１３５，１３６に嵌るように、振動ユニット１０１を筐体１０３上方より支持片１３２Ａ、１３２Ｂ上に載置して押圧することで、振動ユニット１０１を支持片１３２Ａ、１３２Ｂに固定させる。このように、本例では、支持片１３２Ａ，１３２Ｂ上に設けた振動ユニット設置部１３５，１３６を目印として、振動ユニット１０１を筐体１０３に組み込むことができるため、組み付け時の振動ユニット１０１の姿勢を一定なものとでき、組立容易性を向上できる。また、接着剤１３３を塗布する箇所が振動ユニット設置部１３５，１３６に制限できるため、接着剤１３３の塗布位置を一定に決めることができるとともに、接着剤１３３を無駄に塗布することがなくなる。
【０１１０】
振動ユニット１０１が筐体１０３に固定されると、圧電素子１１１の前後面に対して半田付けされた２本のリード線１０５を後側壁１３２Ｄにも受けたリード線用開口部１３２Ｆより筐体１０３外側に引き出す。このとき、リード線用開口部１３２Ｆにおいて、リード線１０５を絶縁材料による接着剤などで固定するものとしても構わない。そして、カバー１０４を筐体１０３上方より下降させて、振動ユニット１０１が左右方向に延設された筐体１０３をカバー１０４で被覆し、駆動装置を組み上げる。このとき、振動ユニット１０１に摩擦係合された移動体ユニット１０２のアーム部１２４が前後方向に延びて、筐体１０３の前側壁１３２Ｃに設けられたアーム用開口部１３２Ｅより前方に突出する。
【０１１１】
＜出力部材の第３例＞
以下に、伸縮駆動装置に取り付けられる出力部材の第３例について、図面を参照して説明する。本例の出力部材を構成する駆動装置において、第１例の駆動装置と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。図４２は、本例の駆動装置の構成を示す平面図及び断面図であり、図４３は、本例の駆動装置の構成を示す左側面図である。
【０１１２】
図４２及び図４３に示すように、本例の駆動装置は、第１例の駆動装置と異なり、圧電素子１１１の電極とワイヤボンディングなどにより２本の金属ワイヤ１０６で電気的に接続される２つの端子用電極１３７を筐体１０３に設けて、２本のリード線１０５を筐体１０３外部で接続する構成を有している。圧電素子１１１の前後面の電極部分には、金属片による素子用電極１１３が導電性接着剤又は半田などで固着されている。前後一対の素子用電極１１３はそれぞれ、圧電素子１１１の前後面下端から外側に突出するようにＬ字状に屈曲した形状を有しており、上下に延びる接着固定部１１３Ａが圧電素子１１１の電極部に固定される一方、前後に延びる突出部分となるワイヤ固定部１１３Ｂの上面に金属ワイヤ１０６の一端（前端）が固着されている。素子用電極１１３は、そのワイヤ固定部１１３Ｂ下面が圧電素子１１１下面と面一になるように、圧電素子１１１の前後面の下側に固定されている。
【０１１３】
筐体１０３は、圧電素子１１１の右端を支持する支持片１３２Ｂにより、振動ユニット１０１における一対の素子用電極１１３を支持できるように構成されている。前後一対の素子用電極１１３はそれぞれ、圧電素子１１１を挟んだ前後位置であって左右方向で異なる位置に設置されている。本例では、一対の素子用電極１１３の左右間隔は、ワイヤボンディングによる２本の金属ワイヤ１０６の設置可能な左右幅で決定されるものであってもよい。そして、筐体１０３の支持片１３２Ｂは、その左右幅が左側の素子用電極１１３の左縁から右側の素子用電極１１３の右縁より広くなるように構成されている。キャピラリを用いて金属ワイヤ１０６をワイヤボンディングする際に、素子用電極１１３をキャピラリにて押圧しても、筐体１０３の支持片１３２Ｂにより素子用電極１１３を支持できる。
【０１１４】
端子用電極１３７は、筐体１０３の後側壁１３２Ｄにおけるリード線用開口部１３２Ｆの上面から後面に沿うようなＬ字上を有しており、絶縁性接着剤などにより後側壁１３２Ｄに対して左右一対に固着されている。端子用電極１３７は、リード線用開口部１３２Ｆ上面に固定されたワイヤ固定部１３７Ａの上面に、金属ワイヤ１０６の他端（後端）がワイヤボンディングにより固着されるとともに、３２Ｄ後面に固定されたリード線固定部１３７Ｂの後面に、５の一端が半田付けなどにより固着される。一対となる端子用電極１３７は、左右に隣接して配置されるとともに、左側の端子用電極１３７右端と、右側の端子用電極１３７左端とが離間するようにして配置されている。
【０１１５】
また、一対の端子用電極１３７それぞれの左右位置は、振動ユニット１０１における一対の素子用電極１１３の左右位置と同等の位置となっており、２本の金属ワイヤ１０６が平面視で平行になるように配線される。これにより、振動ユニット１０１が振動したとしても、２本の金属ワイヤ１０６同士が接触することがなく、振動ユニット１０１の電気的又は機械的な故障や破損を防止できる。また、筐体１０３及びカバー１０４に囲まれた空間１３４内にリード線１０５を引き込む必要がないため、外部の動作によりリード線１０５が変形した場合であっても、金属ワイヤ１０６の断線を防止できる。なお、本例では、一対の素子用電極１１３が左右方向で重ならないような位置に設置されているものとしているが、素子用電極１１３それぞれの一部が左右方向に対して重なるような位置に配置されるものとし、支持片１３２Ｂの左右幅を狭くして、圧電素子１１１の支持面積を小さくするものとしても構わない。
【０１１６】
本例の駆動装置は、支持片１３２Ｂ上面に塗布した接着剤１３３により、圧電素子１１１と共に前後一対の素子用電極１１３を固着させる。このとき、固化した接着剤１３３が弾性を有するものとすることで、圧電素子１１１と支持片１３２Ｂとの間だけでなく、素子用電極１１３と支持片１３２Ｂとの間においても、接着剤１３３が緩衝材として機能する。なお、本例では、支持片１３２Ｂにおける圧電素子１１１との当接箇所総てに接着剤１３３を塗布するものとしたが、圧電素子１１１との当接箇所のうち圧電素子１１１の右端側に接着剤１３３を塗布するようにしても構わない。これにより、圧電素子１１１と支持片１３２Ｂとの当接箇所総てを接着する場合と比べて、圧電素子１１１と支持片１３２Ｂとの接着面積が狭くなるため、振動ユニット１０１の筐体１０３に対する自由度が大きくなるため、振動ユニット１０１の動作を安定して実行させることができる。
【０１１７】
筐体１０３において、後側壁１３２Ｄの右上側を切り欠くことでリード線用開口部１３２Ｆが設けられており、リード線用開口部１３２Ｆ上面の高さ位置が圧電素子１１１上面よりも高い位置となる。これにより、圧電素子１１１前面に固定された素子用電極１１３に一端が固着された金属ワイヤ１０６を端子用電極１３７まで配線する際、当該金属ワイヤ１０６による圧電素子１１１への接触を防ぎながら、金属ワイヤ１０６に圧電素子１１１を跨がせることができる。なお、配線された金属ワイヤ１０６の最上部は、筐体１０３の後側壁１３２Ｄの最上面よりも低い位置など、カバー１０４の天井面１４１よりも低くなるように配線することで、金属ワイヤ１０６がカバー１０４と接触することなく配線することで、振動ユニット１０１の振動による金属ワイヤ１０６の断線などを防止できる。
【０１１８】
なお、本例において、前後一対の素子用電極１１３の左右位置を異なるものとしたが、前後一対の素子用電極１１３の左右位置を同一位置としても構わない。これにより、筐体１０３において、支持片１３２Ｂの左右幅を、駆動軸１１２を支持する支持片１３２Ａの左右幅と同等に構成できる。このとき、前側の素子用電極１１３と接続される金属ワイヤ１０６は、後側の素子用電極１１３と右側の端子用電極１３７との間で配線される金属ワイヤ１０６に接触しないように、平面視で斜行させて配線されることで、左側の端子用電極１３７に接続される。また、本例において、支持片１３２Ｂの左右幅を前後方向に沿って同一幅となるように構成するものを例に挙げたが、一対の素子用電極１１３の左右位置が異なる場合において、右側に位置する素子用電極１１３を支持される箇所のみ、支持片１３２Ｂの左右幅を広く構成するものとしても構わない。
【０１１９】
更に、本例において、第１例と同様、筐体１０３の支持片１３２Ａ，１３２Ｂの上面を平坦に構成するものとしたが、第２例と同様に、支持片１３２Ａ，１３２Ｂの上面を切り欠いて振動ユニット設置部１３５，１３６を凹設した構成としても構わない。このとき、素子用電極１１３が振動ユニット設置部１３６前後となる支持片１３２Ｂ上面に設置されるものとしても構わないし、前後の素子用電極１１３を含めて振動ユニット設置部１３６に圧電素子１１１をはめ込むようにするものとしても構わない。なお、前後の素子用電極１１３も振動ユニット設置部１３６上面に設置される構成とした場合、振動ユニット設置部１３６の前後幅について、圧電素子１１１の前後に金属ワイヤ１０６を素子用電極１１３にボンディングするためのキャピラリを挿入できる幅とすることが好ましい。
【０１２０】
＜出力部材の第４例＞
以下に、伸縮駆動装置に取り付けられる出力部材の第４例について、図面を参照して説明する。本例の出力部材を構成する駆動装置において、第２及び第３例の駆動装置と同一の部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。図４４は、本例の駆動装置の構成を示す平面図及び断面図であり、図４５は、本例の駆動装置の構成を示す左側面図である。
【０１２１】
図４４及び図４５に示すように、本例の駆動装置は、第３例の駆動装置と異なり、前後一対の素子用電極１１３それぞれを圧電素子１１１の前後面それぞれと上面とに固定させた構成としている。すなわち、前後一対の素子用電極１１３は、電極となる圧電素子１１１前後面それぞれに導電性接着剤又は半田により固定される接着固定部１１３Ａの上縁で屈曲させたワイヤ固定部１１３Ｂを、前後方向で互いに近づく方向に延設させている。すなわち、前側の素子用電極１１３は、上下に延びた接着固定部１１３Ａ上縁から後方に向かって延びるワイヤ固定部１１３Ｂを、圧電素子１１１上面に固定しており、後側の素子用電極１１３は、接着固定部１１３Ａ上縁から前方に向かって延びるワイヤ固定部１１３Ｂを、圧電素子１１１上面に固定している。
【０１２２】
本例の駆動装置は、第２例と同様、筐体１０３の支持片１３２Ａ，１３２Ｂそれぞれに、振動ユニット１０１の両端を嵌入させる凹部となる振動ユニット設置部１３５，１３６が設けられている。また、筐体１０３は、第３例と同様、後側壁１３２Ｄの右上側を切り欠くことでリード線用開口部１３２Ｆが設けられており、リード線用開口部１３２Ｆには、左右一対の端子用電極１３７が並設されている。そして、リード線用開口部１３２Ｆ上面を、第３例と同様、圧電素子１１１上面よりも高い位置とすることで、リード線用開口部１３２Ｆの開口面積が小さくなるため、筐体１０３及びカバー１０４による空間１３４内への塵埃の進入などを防止できる。なお、リード線用開口部１３２Ｆ上面を、圧電素子１１１上面の高さ位置と同等又は低くするものとしてもよい。これにより、ワイヤボンディングされた金属ワイヤ１０６の最上部位置が低くなるため、カバー１０４の高さを低くしたとしても、金属ワイヤ１０６と天井面１４１との接触を防止できるため、駆動装置を小型化できる。
【０１２３】
本例の駆動装置は、圧電素子１１１上面に素子用電極１１３のワイヤ固定部１１３Ｂを載置した構成となるため、リード線用開口部１３２Ｆ上の端子用電極１３７のワイヤ固定部１３７Ａと素子用電極１１３のワイヤ固定部１１３Ｂとの距離が短くなり、金属ワイヤ１０６を短尺に構成できる。また、素子用電極１１３のワイヤ固定部１１３Ｂの高さ位置と、端子用電極１３７のワイヤ固定部１３７Ａの高さ位置とを近づけた構成となり、金属ワイヤ１０６を圧電素子１１１上面よりも上方で配線できる。そのため、ボンディングするためのキャピラリを挿入しやすくなり、配線作業が容易になるだけでなく、圧電素子１１１への金属ワイヤ１０６の接触を確実に防止できる。更に、キャピラリにより金属ワイヤ１０６の一端を素子用電極１１３に固着させる際、圧電素子１１１を上方から押圧することとなるため、圧電素子１１１を接着剤１３３により確実に筐体１０３の支持片１３２Ｂに固定できる。
【０１２４】
なお、本例において、第２例と同様、支持片１３２Ａ，１３２Ｂの上面を切り欠いて振動ユニット設置部１３５，１３６を凹設した構成したが、第１例と同様、筐体１０３の支持片１３２Ａ，１３２Ｂの上面を平坦に構成するものとしても構わない。また、図４６に示すように、筐体１０３の支持片１３２Ａ，１３２Ｂ上面の高さを圧電素子１１１上面の高さと同一高さとするとともに、深さを圧電素子１１１の高さと同等とする凹部による振動ユニット設置部１３５，１３６を支持片１３２Ａ，１３２Ｂに設けるものとしても構わない。このとき、圧電素子１１１の前後面に固定された素子用電極１１３は、その上部におけるワイヤ固定部１１３Ｂを圧電素子１１１の前後外側に向かって延設させた構成を有し、振動ユニット設置部１３６の前後外側となる支持片１３２Ｂ上面にワイヤ固定部１１３Ｂが支持される。また、振動ユニット設置部１３５，１３６の前後幅は、圧電素子１１１の前後面に固定される素子用電極１１３の接着固定部１１３Ａの厚みを含んだ幅よりも広くすることが好ましい。なお、振動ユニット設置部１３５については、駆動軸１１２の前後幅よりも広い前後幅であればよく、振動ユニット設置部１３６の前後幅よりも狭いものとしても構わない。
【０１２５】
なお、上述の第１〜第４例による出力部材２（駆動装置）においても、伸縮駆動装置１と同様、第１電気信号及び第２電気信号が与えられることにより、移動体ユニット１０２が振動ユニット１０１に対してスティック状態からスリップ状態に移行するものとしても構わない。このとき、上述の第１基本構成のように、振動ユニット１０１の圧電素子１１１に第１電気信号及び第２電気信号が供給される構成とし、第１電気信号を圧電素子１１１に与えることで、振動ユニット１０１と移動体ユニット１０２との摩擦による停止状態を不安定にする。その後、第２電気信号を圧電素子１１１に与えることで、移動体ユニット１０２を振動ユニット１０１に対して移動させる。
【０１２６】
また、上述の第２基本構成のように、第２電気信号が与えられる圧電素子１１１（第１振動子）だけでなく、移動体ユニット１０２に、第１電気信号が与えられる補助圧電素子（第２振動子）を固定するものとしても構わない。このとき、上述の第２基本構成のように、振動ユニット１０１の圧電素子１１１に第２電気信号が供給されると同時に、第１電気信号を移動体ユニット１０２の補助圧電素子に与えることで、移動体ユニット１０２を振動ユニット１０１に対して移動させる。
【０１２７】
＜グリッパへの適用例＞
上述の各出力部材をグリッパに適用した例について、図４７を参照して以下に説明する。なお、本例では、第１例における駆動装置による出力部材をグリッパに適用した構成を例に挙げて説明するが、第２〜第４例における駆動装置による出力部材についても適用可能である。また、図４７は、グリッパの動作を示す図であり、移動体ユニット１０２の状態を明らかにするため、カバー１０４をはずした状態での平面図を示している。
【０１２８】
図４７に示すように、本例に示すグリッパは、移動体ユニット１０２における出力アーム１２１のアーム部１２４先端を内側（左側）に屈曲させるとともに、アーム部１２４先端部と対称となる先端部を有する固定アーム１２５を筐体１０３における固定枠１３２の後側壁１３２Ｄに突設させている。グリッパは、振動ユニット１０１の振動により移動体ユニット１０２を左右に移動させることで、アーム部１２４先端と固定アーム１２５先端とを接離させる。図４７（Ａ）は、移動体ユニット１０２を最も左側に位置させて、アーム部１２４と固定アーム１２５とを開いた状態とし、この開いた状態から移動体ユニット１０２を右側に移動させることで、アーム部１２４先端を固定アーム１２５先端に近づけて、アーム部１２４と固定アーム１２５とを閉じていく。図４７（Ｂ）に示すように、アーム部１２４先端と固定アーム１２５先端とが接触した状態となったとき、出力アーム１２１の基端部１２３は、振動ユニット１０１の圧電素子１１１の左端（圧電素子１１１と駆動軸１１２の境界）まで到達しておらず、移動体ユニット１０２は更に右側に移動可能な状態にある。
【０１２９】
出力アーム１２１は、アーム部１２４の左右方向の厚みを薄くして、アーム部１２４を撓ませることが可能に構成されており、図４７（Ｃ）のように、アーム部１２４と固定アーム１２５とを接触させた状態のまま、更に移動体ユニット１０２を右側に移動できる。このように、アーム部１２４を可撓する構造とすることで、アーム部１２４の撓みによる弾性力がアーム部１２４と固定アーム１２５との把持力の強度を上げる。また、アーム部１２４を撓ませてアーム部１２４と固定アーム１２５とを閉じた状態とすることで、アーム部１２４と固定アーム１２５とを開く際に、アーム部１２４の撓みによる弾性力が作用し、アーム部１２４が固定アーム１２５から離れる方向に移動体ユニット１０２が円滑に移動する。更に、グリッパとして組み立てた際に、固定アーム１２５先端と出力アーム１２１の先端との位置あわせが容易になる。このとき、出力アーム１２１の基端部１２３がアーム部１２４の撓みに応じて傾くようにしてもよい。なお、本例において、出力アーム１２１におけるアーム部１２４の左右幅を薄くすることで、アーム部１２４を撓ませる構造としたが、出力アーム１２１における基端部１２３を高剛性材料で構成する一方、アーム部１２４を可撓性材料で構成することで、アーム部１２４を撓ませることができるものとしても構わない。
【符号の説明】
【０１３０】
１  伸縮駆動装置
１Ａ  伸縮駆動装置
１Ｂ  伸縮駆動装置
１Ｃ  伸縮駆動装置
２  出力部材
３  移動体ユニット
４  出力軸
５  筐体
６  支持ユニット
７  圧電素子
８  制御部
９  補助圧電素子
１１  ガイド部材
１２  拘束部材
１４  ガイド部
１５  インターフェース部
１７  底板部
１９  長孔
２１  上側板部
２２  左側板部
２３  凹部
２４  凹部
３１  突起部
３２  規制凹部
３３  規制凸部
３４  突起部
３５  規制凹部
３６  規制凸部
５０  台座
５１  カバー
５２  前蓋
５３  後蓋
５４  カバー
５９  インターフェース部材
６１  位置検出装置
８１  第１電気信号発生部
８２  第２電気信号発生部
８３  加算部
１０１  振動ユニット
１０２  移動体ユニット
１０３  筐体
１０４  カバー
１０５  リード線
１０６  金属ワイヤ
１１１  圧電素子
１１２  駆動軸
１１３  素子用電極
１２１  移動体
１２１  出力アーム
１２２  アーム固定部材
１２３  基端部
１２４  アーム部
１２５  固定アーム
１３１  底面
１３２  固定枠
１３３  接着剤
１３４  空間
１３５  振動ユニット設置部
１３６  振動ユニット設置部
１３７  端子用電極
【図１】
2019162030.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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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