(57)【要約】回転／移動変換アクチュエータは、移動体と、移動体が直線的に移動可能に設置されたアクチュエータ本体とで構成されたアクチュエータユニットを有している。アクチュエータ本体は、一対の板状のベースと、ロータと、ロータを回転させる振動体と、ロータの回転運動を移動体の直線運動に変換するカム機構とを有している。ロータは、軸に固着され、軸には、ロータ（カムロータ）が固着されている。ロータの外周面が、カム機構のカム面を構成している。移動体の先端部には、ローラが設置されており、ローラは、ロータの外周面（カム面）に当接している。
2003077410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられたロータと、
交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなり、前記接触部が前記ロータに当接するように前記腕部にて支持され、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
前記振動と同一面内または前記振動と略平行な面内における所定方向に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の往復運動に変換する変換機構とを有することを特徴とする回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２】
前記振動体、前記ロータおよび前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の往復運動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されている請求の範囲第１項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項３】
回転可能に設けられたロータと、
交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなり、前記接触部が前記ロータに当接するように前記腕部にて支持され、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
直線的に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の直線運動に変換する変換機構とを有することを特徴とする回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項４】
前記変換機構は、カム面を有するカムを備えたカム機構である請求の範囲第３項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項５】
前記振動体、前記ロータ、前記カム機構のカム面および前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されている請求の範囲第４項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項６】
前記カム機構のカムは、前記ロータと連動して回転するよう構成されている請求の範囲第４項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項７】
前記カムは、前記ロータに設けられている請求の範囲第６項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項８】
前記ロータの前記振動体と当接する部分の半径は、前記カムの回転中心から該カムのカム面までの距離の最大値より大きい請求の範囲第６項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項９】
前記ロータは、前記振動体が内側から当接する内周面を有する請求の範囲第６項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１０】
前記カム機構のカム面は、前記内周面より外周側に設けられている請求の範囲第９項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１１】
前記カム機構のカムは、カム溝である請求の範囲第４項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１２】
前記移動体は、前記カム機構のカム面に当接する当接部を有しており、前記当接部が前記カム面に当接するように前記移動体を付勢する付勢手段を有する請求の範囲第４項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１３】
前記ロータの前記振動体と当接する部分と、前記カム機構のカム面とが、略同一平面上に位置している請求の範囲第４項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１４】
前記カムは、前記移動体に設けられている請求の範囲第４項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１５】
前記変換機構は、クランク機構である請求の範囲第３項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１６】
前記クランク機構は、クランクロッドを有し、前記振動体、前記ロータ、前記クランク機構のクランクロッドおよび前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されている請求の範囲第１５項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１７】
前記クランク機構は、クランクロッドを有し、該クランクロッドの両端部が、それぞれ、クランクピンにより、前記ロータおよび前記移動体に連結されている請求の範囲第１５項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１８】
前記ロータの前記振動体と当接する部分の半径は、前記ロータの回転中心から該ロータ側の前記クランクピンまでの距離より大きい請求の範囲第１７項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１９】
前記ロータの一方向の回転により、前記移動体が往復運動するよう構成されている請求の範囲第３項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２０】
前記移動体の移動を規制する移動規制手段を有する請求の範囲第１項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２１】
前記振動体は、前記ロータの半径方向から該ロータに当接している請求の範囲第１項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２２】
前記振動体は、前記ロータの周面に当接している請求の範囲第１項に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、回転／移動変換アクチュエータに関するものである。
背景技術
移動体を直線運動させるリニアアクチュエータとして、例えば、モータ（回転型のアクチュエータ）と、モータの回転駆動力を減速して伝達する減速器と、回転運動を直線運動に変換するラックおよびピニオンとを備えた装置が知られている。
しかしながら、前記従来のリニアアクチュエータでは、減速器を必要とするとともに、モータが大きいために、小型・軽量化、特に薄型化し難いという問題がある。
また、構造が複雑であり、雑音も大きい。
また、モータの電磁ノイズが他の機器に影響を及ぼすおそれがあるという問題もある。
また、特開２００１−１６１０８４号公報には、超音波モータの駆動により回転するロータの回転運動を移動体の直線運動に変換するカム機構を有する直動機構が開示されている。
しかしながら、前記特開２００１−１６１０８４号公報に記載されている直動機構では、使用する超音波モータの構成から、その直動機構における駆動力（駆動トルク）、駆動速度および駆動効率が、未だ不十分である。
また、ロータの軸方向に押圧力を加えることによりロータと振動体との間に摩擦力を与えて駆動力を得ているので、その軸方向の力が変化すると、駆動特性が大きく変化するという欠点もある。すなわち、特開２００１−１６１０８４号公報の図１および図２に示すように、ロータ４の側方から移動体１４をカム（外周面）１３に当接する方式では、その移動体１４からカム１３に加わる側圧によって、ロータ４の軸方向の押圧力が大きく影響を受け、これにより、駆動特性が大きく変化してしまう。また、特開２００１−１６１０８４号公報の図４に示すように、ロータ４の軸方向から移動体１４をカム（側面）１３に当接する方式では、直接的に、ロータ４の軸方向の押圧力が影響を受け、これにより、駆動特性が大きく変化してしまう。
発明の開示
本発明の目的は、簡単な構造で、小型化、特に薄型化に有利であり、移動体を正確かつ確実に、所定方向に移動（往復運動）させることができる回転／移動変換アクチュエータを提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の回転／移動変換アクチュエータは、回転可能に設けられたロータと、
交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなり、前記接触部が前記ロータに当接するように前記腕部にて支持され、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
前記振動と同一面内または前記振動と略平行な面内における所定方向に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の往復運動に変換する変換機構とを有することを特徴とする。
これにより、移動体を正確かつ確実に、所定方向に移動（往復運動）させることができる。
また、振動体でロータを回転させ、ロータの回転運動を移動体の往復運動に変換してその移動体を駆動することにより、回転／移動変換アクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。
また、減速機能を持たせることができるので、振動体で直接移動体を駆動する場合に比べ、移動体を大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記振動体、前記ロータおよび前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の往復運動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータは、回転可能に設けられたロータと、
交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなり、前記接触部が前記ロータに当接するように前記腕部にて支持され、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
直線的に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の直線運動に変換する変換機構とを有することを特徴とする。
これにより、移動体を正確かつ確実に、直線的に移動（往復運動）させることができる。
また、振動体でロータを回転させ、ロータの回転運動を移動体の直線運動に変換してその移動体を移動（駆動）することにより、回転／移動変換アクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。
また、減速機能を持たせることができるので、振動体で直接移動体を駆動する場合に比べ、移動体を大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記変換機構は、カム面を有するカムを備えたカム機構であるのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記振動体、前記ロータ、前記カム機構のカム面および前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カム機構のカムは、前記ロータと連動して回転するよう構成されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カムは、前記ロータに設けられているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータの前記振動体と当接する部分の半径は、前記カムの回転中心から該カムのカム面までの距離の最大値より大きいのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータは、前記振動体が内側から当接する内周面を有するのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カム機構のカム面は、前記内周面より外周側に設けられているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カム機構のカムは、カム溝であるのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記移動体は、前記カム機構のカム面に当接する当接部を有しており、前記当接部が前記カム面に当接するように前記移動体を付勢する付勢手段を有するのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータの前記振動体と当接する部分と、前記カム機構のカム面とが、略同一平面上に位置しているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カムは、前記移動体に設けられているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記変換機構は、クランク機構であるのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記クランク機構は、クランクロッドを有し、前記振動体、前記ロータ、前記クランク機構のクランクロッドおよび前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記クランク機構は、クランクロッドを有し、該クランクロッドの両端部が、それぞれ、クランクピンにより、前記ロータおよび前記移動体に連結されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータの前記振動体と当接する部分の半径は、前記ロータの回転中心から該ロータ側の前記クランクピンまでの距離より大きいのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータの一方向の回転により、前記移動体が往復運動するよう構成されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記移動体の移動を規制する移動規制手段を有するのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記振動体は、前記ロータの半径方向から該ロータに当接しているのが好ましい。
これにより、回転／移動変換アクチュエータの薄型化に、より有利であり、また、より大きな駆動力（駆動トルク）を得ることができ、移動体をより確実に移動（往復運動）させることができる。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記振動体は、前記ロータの周面に当接（半径方向に押圧）しているのが好ましい。
これにより、移動体からロータへの押し付け力や、移動体に加わる負荷が変動しても、振動体のロータへの押圧力には影響がなく、このため、駆動特性が安定し、良好に（安定的に）駆動することができる。
また、これにより、回転／移動変換アクチュエータの薄型化に、より有利であり、また、より大きな駆動力（駆動トルク）を得ることができ、移動体をより確実に移動（往復運動）させることができる。
さらに、ロータの径を変えることにより、高トルク化（高駆動力化）、高速化の選択を容易に行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の回転／移動変換アクチュエータを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１実施形態を示す平面図、図２は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータのＡ−Ａ線での断面図（断面展開図）、図３は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体の斜視図、図４および図５は、それぞれ、図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図、図６は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータの回路構成を示すブロック図である。
なお、図１では、ベース４２は、一部のみ図示され、図２では、ベース４１および４２は、それぞれ、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
これらの図に示す回転／移動変換アクチュエータ１は、移動体２を直線的に移動（往復運動）させるアクチュエータであり、移動体２と、その移動体２が直線的に移動可能に設置されたアクチュエータ本体３とで構成された板状のアクチュエータユニット１０を有している。
図１、図２および図６に示すように、アクチュエータ本体３は、互いに平行になるように対向配置された一対の板状のベース（基板）４１、４２と、ロータ５１と、ロータ５１を回転させる振動体６と、ロータ５１の回転運動を移動体２の直線運動に変換するカム機構（変換機構）１１と、振動体６の後述する各電極への通電パターンを選択しつつ、その電極へ通電する通電回路２０とを有している。ベース４１は、図２中の右側端に配置され、ベース４２は、図２中の左側端に配置され、振動体６、ロータ５１、カム機構１１および移動体２は、それぞれ、前記ベース４１とベース４２との間に設けられている。
ロータ５１は、円板状をなし、その中心に位置する軸５３に固着されている。この軸５３は、ロータ５１（ロータ５１の側面）がベース４１および４２と平行になるように、ベース４１および４２に正逆両方向に回転可能に設置されている。
なお、ロータ５１の形状は、前記円板状に限定されないことは言うまでもない。
また、軸５３には、カム機構１１のカムが設けられたロータ（カムロータ）５２が固着されており、このロータ５２と前記ロータ５１とが一体的に回転（連動して回転）するようになっている。
このロータ５２の外周面５２１が、カム機構１１のカム面を構成している。従って、以下の説明では、外周面５２１を「カム面５２１」とも言うことがある。
なお、ロータ５２は、例えば、ロータ５１（ロータ５１の側面）に固着されていてもよく、また、ロータ５１とロータ５２とが一体的に（一部材で）形成、すなわち、カム（カム面）が、ロータ５１に設けられていてもよい。
振動体６は、板状をなしており、ベース４１に、ベース４１と平行な姿勢で、かつ、ロータ５１の上側に位置するように設置されている。
この振動体６は、振動体６の短辺６０１が左右方向、すなわち、振動体６の長辺６０２が上下方向となる姿勢で、かつ、その凸部（接触部）６６の先端部がロータ５１の外周面（当接部）５１１に上側から当接（圧接）するように設置されている。換言すれば、振動体６の凸部６６の先端部は、ロータ５１の半径方向からその外周面５１１に当接している。この振動体６の振動により、凸部６６からロータ５１へ駆動力（回転力）が与えられ、ロータ５１とともにロータ５２が回転する。なお、振動体６については後に詳述する。
移動体２は、剛体、すなわち、適度な剛性を有するものが好ましい。
この移動体２は、本実施形態では、棒状をなしており、ベース４２に、ベース４２と平行な姿勢で、移動体２の長手方向（軸方向）へ直線的に移動可能に設置されている。
移動体２の先端部２１には、ローラ（当接部）２２が、ロータ５１および５２と平行な姿勢で、正逆両方向に回転可能に設置されている。このローラ２２は、ロータ５２の外周面（カム面）５２１に当接している。
また、移動体２の途中には、フランジ２３が形成されている。このフランジ２３は、ベース４２の移動体２の支持部４２１と支持部４２２との間に位置している。
前記一方（基端側）の支持部４２１とフランジ２３との間には、付勢手段として、コイルバネ（弾性部材）１７が、収縮した状態で設置されており、移動体２は、このコイルバネ１７の復元力（弾性力）により、先端２１側（ロータ５２に接近する方向）に向って付勢されている。これにより、ローラ（当接部）２２がカム面５２１に当接した状態を維持（保持）することができる。
なお、移動体２の形状は、前記棒状に限定されず、この他、例えば、板状等であってもよい。
前記ロータ５２およびローラ２２でカム機構１１の主要部が構成され、ロータ５２が所定方向（一方向）に回転すると、カム面５２１に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
ここで、前記ロータ５１の振動体２と当接する部分（外周面５１１）の半径ｒ１は、ロータ５２の回転中心（カムの回転中心）からカム面５２１までの距離ｒ２の最大値ｒ２ｍａｘより大きい。
これにより、減速機能を持たせることができ、振動体６の駆動力を増大させることができる。すなわち、別途変速機構（減速機構）を設けることなく、振動体６の駆動力を増大させることができ、これにより、移動体２を比較的大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
前述したように、前記振動体６、ロータ５１、ロータ５２（カム面５２１）および移動体２は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられている。そして、振動体６の振動および移動体２の移動（往復運動）は、それぞれ、対応する平面内でなされる。すなわち、振動体６は、それの属する平面内で振動し、移動体２は、それの属する平面内で移動（往復運動）する。
また、振動体６とロータ５１とは、略同一平面上に位置し、ロータ５２とローラ２２とは、略同一平面上に位置している。
これにより、回転／移動変換アクチュエータ１全体の薄型化に特に有利である。
前記振動体６が振動すると、ロータ５１は、振動体６から駆動力（回転力）を繰り返し受けて回転し、前記カム機構１１により、移動体２は、その長手方向に移動、すなわち往復運動する。
この振動体６は、通常のモータ等と比べ、小型（薄型）である。
本発明では、この振動体６を用いて移動体２を移動させることにより、回転／移動変換アクチュエータ１全体の小型化、特に薄型化（図２中、左右方向の小型化）を図ることができる。
この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６の電極を複数に分割し、それらに対して選択的に電圧を印加して、圧電素子を部分的に駆動することにより、面内の縦・屈曲の振動を任意に選択し得るようになっている。すなわち、振動体６の各電極への通電パターン（通電状態）の選択により振動体６の振動パターン（振動状態）を変更して、振動体６の凸部６６の振動（振動変位）の方向を変え、これにより、ロータ５１を図１中の反時計回りと時計回り（正方向と逆方向）のいずれの方向にも回転させることができる（ロータ５１の回転方向の切り替えができる）ように構成されている。以下、具体例に基づいて説明する。
図３および図４に示すように、振動体６は、ほぼ、長方形の板状をなしている。振動体６は、図３中の上側から４つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄと、板状の圧電素子（第１の圧電素子）６２と、補強板（振動板）６３と、板状の圧電素子（第２の圧電素子）６４と、板状の４つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄ（図３中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）とをこの順に積層して構成されている。なお、図３および図４では、厚さ方向を誇張して示している。
圧電素子６２、６４は、それぞれ、長方形状をなし、交流電圧を印加することにより、その長手方向（長辺の方向）に伸長・収縮する。圧電素子６２、６４の構成材料としては、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
これらの圧電素子６２、６４は、補強板６３の両面にそれぞれ固着されている。
この振動体６においては、前記圧電素子６２を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、前記圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが配置されている。
一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
前記補強板６３は、振動体６全体を補強する機能を有しており、振動体６が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板６３の構成材料としては、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。
この補強板６３は、圧電素子６２、６４よりも厚さが薄い（小さい）ものであることが好ましい。これにより、振動体６を高い効率で振動させることができる。
補強板６３は、圧電素子６２、６４に対する共通の電極としての機能をも有している。すなわち、圧電素子６２には、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄのうちの所定の電極と補強板６３とによって交流電圧が印加され、圧電素子６４には、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄのうちの所定の電極と補強板６３とによって交流電圧が印加される。
圧電素子６２、６４は、そのほぼ全体に交流電圧が印加されると長手方向に繰り返し伸縮し、これに伴なって、補強板６３も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、圧電素子６２、６４のほぼ全体に交流電圧を印加すると、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に微小な振幅で振動（縦振動）し、凸部６６が縦振動（往復運動）する。
補強板６３の図３中の右端部には、凸部（接触部）６６が一体的に形成されている。
この凸部６６は、図１中、下側の短辺６０１側であって、補強板６３の幅方向（図１中左右方向）中央に設けられている。
また、補強板６３の図３中の上端部には、弾性（可撓性）を有する腕部６８が一体的に形成されている。
この腕部６８は、図１中、右側の長辺６０２側であって、補強板６３の長手方向（図１中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向に突出するように設けられている。腕部６８の先端部には、固定部６８０が一体的に形成されており、この固定部６８０には、ボルト１３が挿入される孔６８１が形成されている。
この振動体６は、固定部６８０において、ベース４１に固定されている。すなわち、振動体６は、ベース４１に設けられたネジ孔４１０に固定部６８０の孔６８１が重ね合わされ、ボルト１３が孔６８１を挿通してネジ孔４１０に螺合・締結され、腕部６８によって支持されている。これにより、振動体６は自由に振動することができ、比較的大きい振幅で振動する。
また、振動体６は、腕部６８の弾性力（復元力）により、下方向に付勢され、この付勢力により、振動体６の凸部６６は、ロータ５１の外周面（当接部）５１１へ圧接される（押し付けられる）。
凸部６６がロータ５１に当接した状態で、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧が印加されると、図４に示すように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体６の凸部６６は、矢印ｂで示す斜めの方向に変位、すなわち振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位、すなわち楕円振動（楕円運動）する。ロータ５１は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受ける。
すなわち、凸部６６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（ロータ５１の径方向の変位）によって、凸部６６と外周面５１１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（ロータ５１の円周方向の変位）によって、ロータ５１に図４中の反時計回りの回転力が与えられる。
振動体６が振動すると、このような力がロータ５１に繰り返し作用し、ロータ５１は、図４中の反時計回りに回転する。
この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
前記と逆に、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧が印加されると、図５に示すように、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体６の凸部６６は、矢印ｂで示す斜めの方向に変位、すなわち振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位、すなわち楕円振動（楕円運動）する。ロータ５１は、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受ける。
すなわち、凸部６６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（ロータ５１の径方向の変位）によって、凸部６６と外周面５１１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（ロータ５１の円周方向の変位）によって、ロータ５１に図５中の時計回りの回転力が与えられる。
振動体６が振動すると、このような力がロータ５１に繰り返し作用し、ロータ５１は、図５中の時計回りに回転する。
この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
なお、図４および図５では、それぞれ、振動体６の変形を誇張して示すとともに、腕部６８は図示されていない。
ここで、前記振動体６の形状・大きさ、凸部６６の位置などを適宜選択し、屈曲振動（図４および図５中、横方向の振動）の共振周波数を縦振動の周波数と同程度にすることにより、振動体６の縦振動と屈曲振動とが同時におこり、凸部６６は、図４および図５中の矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位（楕円振動）させることができる。また、従来知られているように縦振動と屈曲振動を別々に位相をずらして駆動することにより、楕円振動の長径と短径の比（長径／短径）を変えることができる。
圧電素子６２、６４に印加する交流電圧の周波数は、特に限定されないが、振動体６の振動（縦振動）の共振周波数とほぼ同程度であるのが好ましい。これにより、振動体６の振幅が大きくなり、高い効率で移動体２を駆動することができる。
前記振動体６は、通常のモータのように磁力で駆動する場合と異なり、前記のような摩擦力（押圧力）によってロータ５１を駆動することから、駆動力が高い。このため、変速機構（減速機構）を介さなくても移動体２を十分な力で駆動することができる。
また、別途減速機構を設ける必要がなく（減速機構でのエネルギーロスがなく）、また、振動体６の面内振動をロータ５１の回転に直接変換するので、この変換に伴なうエネルギーロスが少なく、移動体２を高い効率で駆動することができる。
また、ロータ５１を振動体６で直接駆動（回転）し、特に、別途減速機構を設ける必要がないので、軽量化、小型化（薄型化）に特に有利である。また、構造を極めて簡素化することができ、容易に製造することができ、製造コストを低減することができる。
次に、通電回路２０について説明する。
図６に示すように、通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および回転量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、ロータ５１の回転方向を切り替える。
このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
次に、図６に基づいて、回転／移動変換アクチュエータ１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、ロータ５１の回転方向および回転量（ロータ５１の回転回数や回転角度）の指示があると、それに基づいて、スイッチ９および駆動回路８の回転量制御回路８３が作動する。
ロータ５１を図６中の反時計回り（正方向）に回転させる旨の指示の場合には、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、回転量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の凸部６６が、図４の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、ロータ５１は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、図１中の反時計回り（正方向）に回転する。
そして、前記ロータ５１とともにロータ５２が図１中の反時計回り（正方向）に回転し、カム面５２１に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この際、通電されていない（駆動していない）各電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、移動体２を効率良く移動させることができる。
また、回転量制御回路８３は、指示されたロータ５１の回転量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、回転量制御回路８３は、ロータ５１の回転量が、指示されたロータ５１の回転量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、ロータ５１を回転させる。
前記と逆に、ロータ５１を図６中の時計回り（逆方向）に回転させる旨の指示の場合には、図６に示すように、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記移動体２を図６中の反時計回り（正方向）に回転させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
この第１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１によれば、回転／移動変換アクチュエータ１の小型化（薄型化）を図ることができる利点の他に、移動体２を移動させるのに通常のモータを用いないことから、通常のモータのような電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺の機器に影響を及ぼすことがないという利点もある。
また、移動体２を円滑かつ確実に移動させることができるとともに、ソレノイドを用いる場合に比べ、移動体２を精度良く（正確に）移動させることができ、また、任意の移動量を得ることができる。
また、移動体２を駆動していないとき（停止状態）、すなわち、いずれの電極にも通電していないときには、凸部６６がロータ５１に圧接し、凸部６６とロータ５１との摩擦力により、移動体２を停止状態に維持することができる。すなわち、移動体２が移動するのを阻止し、移動体２を所定の位置に保持することができる。
また、ロータ５１を正・逆両方向に回転させることができるので、可逆的な動きをさせることができる。
また、単一の振動体６で移動体２を、往復運動、すなわち、両方向に移動させることができるので、移動方向毎に専用の振動体を設ける場合に比べ、部品点数を少なくすることができ、製造が容易であり、また、回転／移動変換アクチュエータ１全体の小型・軽量化に有利である。
なお、本発明では、振動体６には、移動体２へ当接する部分、すなわち、凸部６６が、２箇所以上に設けられていてもよい。
また、本発明では、ロータ５１が一方向にのみ回転するように構成されていてもよく、この場合も単一の振動体６で移動体２を、往復運動、すなわち、両方向に移動させることができる。
また、本実施形態（第１実施形態）のみならず、後述する図８に示す第２実施形態、図９に示す第３実施形態、図１１に示す第４実施形態、図１５に示す第６実施形態および図１６に示す第７実施形態も、すべて、ロータ５１の一方向の回転のみでも移動体２を往復運動させることができる。このため、電気的な駆動方向を切り換える必要がないので、駆動方法（駆動制御）が簡単になり、効率良く駆動することができる。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態における振動体の斜視図、図８は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
以下、第２実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、ロータ５１を停止状態に維持、すなわち、移動体２を停止状態に維持する第１のモードと、ロータ５１の回転を可能（ロータ５１をフリー状態）、すなわち、移動体２の移動を可能（移動体２をフリー状態）にする第２のモードと、ロータ５１を正方向に回転させる第３のモードと、ロータ５１を逆方向に回転させる第４のモードとを有しており、各電極への通電パターンの選択により振動体６の振動パターンを変更して、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されている。以下、具体的に説明する。
図７に示すように、振動体６は、圧電素子６２の図７中上側に、板状の５つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅが設置され、圧電素子６４の図７中下側に、板状の５つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅ（図７中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）が設置されている。
すなわち、圧電素子６２を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。
そして、圧電素子６２の中央部に長方形状をなす電極６１ｅが設置され、同様に、圧電素子６４の中央部に長方形状をなす電極６５ｅが設置されている。各電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、その長手方向（長辺の方向）と振動体６の長手方向（長辺の方向）とが略一致するように配置されている。これら電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、検出電極であり、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）、すなわち、振動体６の振動の長手方向の成分（縦振動成分）により誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。また、前記電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、第２のモードで用いられる。
なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅが配置されている。
一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続されている。また、同様に、中央部の電極６１ｅと、この裏側に位置する電極６５ｅとは、電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
図８に示すように、第２実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１の通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および回転量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９と、スイッチ１６とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、ロータ５１の回転方向を切り替える。
このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
スイッチ１６は、連動する２つのスイッチ部１６１および１６２を有している。
スイッチ部１６１の端子１６３は、スイッチ９の端子９４および９５に接続されており、端子１６４は、振動体６の電極６１ｅに接続されている。
そして、スイッチ部１６１の端子１６７は、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
また、スイッチ部１６２の端子１６６は、スイッチ９の端子９８および振動体６の電極６１ａに接続されており、端子１６８は、スイッチ９の端子９７および振動体６の電極６１ｄに接続されている。
なお、駆動回路８については、前述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
次に、各モードについて説明する。
第１のモードでは、振動体６に対し、励振しない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも通電しない。この場合は、振動体６の凸部６６がロータ５１に圧接し、凸部６６とロータ５１との摩擦力により、ロータ５１を停止状態に維持し、これにより、移動体２を停止状態に維持することができる。すなわち、移動体２が移動するのを阻止し、移動体２を所定の位置に保持することができる。
また、第２のモードでは、ロータ５１の外周面５１１における凸部６６の当接位置での接線に対して略垂直な方向の振動を励振する。すなわち、振動体６の両対角線上の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に繰り返し伸縮、すなわち、長手方向に微小な振幅で振動（縦振動）する。換言すれば、振動体６の凸部６６は、長手方向（長辺の方向）に振動（往復運動）する。
ロータ５１は、振動体６が収縮するときに、凸部６６から離間してその凸部６６との間の摩擦力が無くなるか、または、前記摩擦力が減少し、フリー状態となり、図８中の反時計回りおよび時計回りのいずれの方向にも自由に回転することができこれにより、移動体２は、自由に移動することができる。一方、振動体６が伸張するときは、ロータ５１は、凸部６６から押圧力を受けるが、その方向は、前記接線に対して略垂直な方向であるので、ロータ５１は、図８中の反時計回りおよび時計回りのいずれの方向にも回転せず、移動体２は、移動しない。
従って、振動体６の振動により、ロータ５１、すなわち、移動体２は、フリー状態となり、両方向に自由に移動することができる。
また、第３のモードでは、少なくともロータ５１の回転方向正方向の振動変位成分（図４に示す周方向成分Ｓ２）を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、ロータ５１は、図８中の反時計回り（正方向）に回転する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
また、第４のモードでは、少なくともロータ５１の回転方向逆方向の振動変位成分（図５に示す周方向成分Ｓ２）を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、ロータ５１は、図８中の時計回り（逆方向）に回転する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
次に、図８に基づいて、回転／移動変換アクチュエータ１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、ロータ５１（移動体２）の停止／フリーの指示や、ロータ５１の回転方向および回転量（ロータ５１の回転回数や回転角度）の指示があると、それに基づいて、スイッチ９、１６および駆動回路８の回転量制御回路８３が作動する。すなわち、前記第１のモード、第２のモード、第３のモードおよび第４のモードのいずれかに設定される。
ロータ５１を図８中の反時計回り（正方向）に回転させる旨の指示（第３のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、回転量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の凸部６６が、図４の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、ロータ５１は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、図１中の反時計回り（正方向）に回転する。
そして、前記ロータ５１とともにロータ５２が図１中の反時計回り（正方向）に回転し、カム面５２１に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この際、通電されていない（駆動していない）各電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、移動体２を効率良く移動させることができる。
また、回転量制御回路８３は、指示されたロータ５１の回転量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、回転量制御回路８３は、ロータ５１の回転量が、指示されたロータ５１の回転量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、ロータ５１を回転させる。
前記と逆に、ロータ５１を図８中の時計回り（逆方向）に回転させる旨の指示（第４のモード）の場合には、図８に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記ロータ５１を図８中の反時計回りに回転させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
また、ロータ５１を停止状態に維持する指示、すなわち、移動体２を停止状態に維持する指示（第１のモード）の場合には、図８に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。
そして、回転量制御回路８３は、発振回路８１および増幅回路８２を作動させない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しない。
ロータ５１には、振動体６の凸部６６が圧接（当接）し、凸部６６とロータ５１との摩擦力により、ロータ５１が停止状態に維持され、これにより、移動体２が停止状態に維持される。すなわち、移動体２が移動するのが阻止され、移動体２は、所定の位置に保持される。
なお、第１のモードの場合には、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しなければ、スイッチ９および１６は、それぞれ、どのように切り替わっていてもよい。
また、ロータ５１をフリー状態にする指示、すなわち、移動体２をフリー状態にする指示（第２のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６４と端子１６７とが接続し、端子１６６と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ｅおよび６５ｅと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の凸部６６が、長手方向に振動（往復運動）し、ロータ５１、すなわち、移動体２は、フリー状態となり、両方向に自由に移動することができる。
この際、各電極６１ｅおよび６５ｅからは、それぞれ、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）が検出される。その検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の縦振動の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数の交流電圧を出力する。これにより、ロータ５１をより円滑に回転、すなわち、移動体２をより円滑に移動させることができる。
なお、第２のモードの場合には、スイッチ９は、どのように切り替わっていてもよい。
この第２実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、ロータ５１（移動体２）の停止状態を維持する状態、すなわち高摩擦状態と、ロータ５１の回転（移動体２の移動）を可能（ロータ５１や移動体２をフリー状態）にする状態、すなわち低摩擦状態と、ロータ５１を正方向へ回転させる状態と、ロータ５１を逆方向へ回転させる状態との４状態のうちから、任意の状態を選択することができるので、汎用性が広い。
なお、前述の振動体６においては、駆動するための電極を４分割して駆動する場合について説明したが、それは、縦振動と屈曲振動を選択的に励振するための一例を示したのであり、本発明では、前述の振動体６の構造や駆動の方法に限定されるものではない。
また、本発明では、前記第３のモードまたは第４のモードが省略され、ロータ５１が一方向にのみ回転するように構成されていてもよく、この場合も単一の振動体６で移動体２を、往復運動、すなわち、両方向に移動させることができる。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第３実施形態について説明する。
図９は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第３実施形態を示す平面図、図１０は、図９に示す回転／移動変換アクチュエータのＢ−Ｂ線での断面図である。なお、図９では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示され、図１０では、ベース４１および４２は、それぞれ、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図９中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第３実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第３実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、ロータ５１に、カム機構１１のカムとして、カム溝５４が形成されている。
このカム溝５４は、ロータ５１の図１０中左側の側面に形成され、カム溝５４内の両側面がカム面を構成している。従って、カム溝５４、すなわち、カム面と、ロータ５１の振動体６の凸部６６と当接する部分（ロータ５１の外周面５１１）とは、略同一平面上に位置する。これにより、回転／移動変換アクチュエータ１をより薄くすることができる。また、ロータ５１の軸ブレを防止することができる。
また、カム溝５４は、所定のパターンで環状に形成されている。
なお、カム溝５４は、本実施形態では、有底溝であるが、これに限らず、例えば、ロータ５１を貫通し、スリット状になっていてもよい。
移動体２の先端部２１に設けられたローラ２２は、前記カム溝５４内に位置し、カム溝５４内の両側面（カム面）に当接するか、または、がたつかない程度に若干離間している。なお、このローラ２２の直径は、カム溝５４の幅より若干小さい。
振動体６が振動してロータ５１が所定方向に回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、カム溝５４と、ロータ５１の外周面５１１とが、同一平面上に位置しているので、第１実施形態よりさらに薄くすることができる。
また、カムがカム溝５４で構成されているので、前述した第１実施形態のようなコイルバネ（付勢手段）１７を設ける必要がなく、これにより、部品点数を少なくすることができ、構造を簡素化することができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第４実施形態について説明する。
図１１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第４実施形態を示す平面図、図１２は、図１１に示す回転／移動変換アクチュエータのＣ−Ｃ線での断面図である。なお、図１１では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示され、図１２では、ベース４１および４２は、それぞれ、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第４実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第４実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、ロータ５１の外周面５１１がカム機構１１のカム面を構成している。
また、ロータ５１には、平面視で（図１１において）、略円形の凹部５１０が形成されている。この凹部５１０の中心は、ロータ５１の回転中心と一致している。
振動体６は、ロータ５１の凹部５１０内に位置し、固定部６８０において、ボルト１３によりベース４２に固定され、その凸部６６は、内側からロータ５１の内周面５１２に当接している。
すなわち、カム機構１１のカム面（外周面５１１）は、ロータ５１の振動体６の凸部６６と当接する部分（内周面５１２）より外周側に位置する。
また、カム機構１１のカム面（外周面５１１）と、ロータ５１の振動体６の凸部６６と当接する部分（内周面５１２）とは、同一平面上に位置する。これにより、回転／移動変換アクチュエータ１をより薄くすることができる。また、ロータ５１の軸ブレを防止することができる。
振動体６が振動してロータ５１が所定方向に回転すると、カム面（外周面５１１）に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、カム面（外周面５１１）と、内周面５１２とが、同一平面上に位置しているので、第１実施形態よりさらに薄くすることができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
また、本発明では、カム機構１１のカムをカム溝にしてもよい。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第５実施形態について説明する。
図１３は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第５実施形態を示す平面図、図１４は、図１３に示す回転／移動変換アクチュエータのＤ−Ｄ線での断面図である。なお、図１３では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示され、図１４では、ベース４１および４２は、それぞれ、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１３中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第５実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第５実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、カム機構１１のカム溝５４の一端側と他端側が、連通していない。すなわち、カム溝５４の一方の端部５４１は、ロータ５１の外周側に位置し、他方の端部５４２は、ロータ５１の内周側に位置している。
振動体６が振動してロータ５１が図１３中の反時計回りに回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、上側に移動する。そして、ローラ２２がカム溝５４の端部５４２まで移動すると、そのローラ２２は、端部５４２で係止され、これにより、ロータ５１の図１３中の反時計回りの回転が阻止され、移動体２の上側への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を上側へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
同様に、振動体６が振動してロータ５１が図１３中の時計回りに回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、下側に移動する。そして、ローラ２２がカム溝５４の端部５４１まで移動すると、そのローラ２２は、端部５４１で係止され、これにより、ロータ５１の図１３中の時計回りの回転が阻止され、移動体２の下側への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を下側へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
このように、移動体２をその長手方向に往復運動させることができるとともに、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
従って、前記カム溝５４およびローラ２２により、移動体２の移動を規制する移動規制手段が構成される。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第３実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第６実施形態について説明する。
図１５は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第６実施形態を示す平面図である。なお、図１５では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１５中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第６実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
同図に示すように、第５実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、移動体２の先端部２１に、カム機構１１のカムとして、カム溝２４が形成されている。このカム溝２４は、左右方向に略直線状に形成されている。
なお、カム溝２４は、本実施形態では、スリット状になっているが、これに限らず、例えば、有底溝であってもよい。
また、ロータ５１の側面には、ピン（当接部）５１３が突設されている。このピン５１３は、ロータ５１の回転中心から所定距離離間した位置に配置されている。そして、ピン５１３の先端部は、前記カム溝２４内に挿入され（位置し）、カム溝２４内の両側面（カム面）に当接するか、または、がたつかない程度に若干離間している。
前記ピン５１３およびカム溝２４でカム機構１１の主要部が構成され、振動体６が振動してロータ５１が所定方向に回転すると、カム溝２４に沿ってピン５１３が摺動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第３実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
また、前述した第５実施形態のように、移動体２の移動を規制する移動規制手段を設けてもよい。この場合、例えば、カム溝２４のパターン（例えば、長さ、位置、形状等）を所定パターンに変更することで、移動体２の移動を規制することができ、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第７実施形態について説明する。
図１６は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第７実施形態を示す平面図である。なお、図１６では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１６中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第７実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第６実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
同図に示すように、第７実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、ロータ５１の回転運動を移動体２の直線運動に変換するクランク機構（変換機構）１２を有している。
クランク機構１２は、クランクロッド１２１を有している。クランクロッド１２１の一方の端部１２２は、ロータ５１の側面に突設されたクランクピン５１４により、そのロータ５１に回動可能に連結され、他方の端部１２３は、移動体２の先端部２１に突設されたクランクピン２５により、その移動体２の先端部２１に回動可能に連結されている。
前記クランクピン５１４は、ロータ５１の回転中心から所定距離離間した位置に配置されている。
ここで、前記ロータ５１の振動体２と当接する部分（外周面５１１）の半径ｒ１は、ロータ５１の回転中心からクランクピン５１４までの距離ｒ３より大きい。
これにより、減速機能を持たせることができ、振動体６の駆動力を増大させることができる。すなわち、別途変速機構（減速機構）を設けることなく、振動体６の駆動力を増大させることができ、これにより、移動体２を比較的大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
また、前記振動体６、ロータ５１、クランクロッド１２１および移動体２は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられており、振動体６の振動および移動体２の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされる。
また、振動体６と、ロータ５１と、移動体２とは、略同一平面上に位置している。
これにより、回転／移動変換アクチュエータ１全体の薄型化に特に有利である。
振動体６が振動してロータ５１が所定方向に回転すると、クランクロッド１２１により、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第６実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６と、ロータ５１と、移動体２とが、同一平面上に位置しているので、第６実施形態よりさらに薄くすることができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
また、本発明では、移動体２の移動を規制する移動規制手段を設けてもよい。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第８実施形態について説明する。
図１７は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第８実施形態を示す平面図、図１８は、図１７に示す回転／移動変換アクチュエータの他の状態を示す平面図、図１９は、図１７に示す回転／移動変換アクチュエータのＥ−Ｅ線での断面図である。なお、図１７〜図１９では、それぞれ、ベース４１や４２は、図示されていなかったり、また、一部のみを図示することがある。また、以下の説明では、図１７および図１８中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第８実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第８実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、複数の板状のアクチュエータユニット１０を有している。
この場合、一対の板状のベース４１、４２は、各アクチュエータユニット１０で共用されている。
各アクチュエータユニット１０は、各移動体２の移動方向（配列方向）が略一致し、かつ、振動体６（アクチュエータユニット１０）の厚さ方向に重なるように配置されている。また、各移動体２は、図１９中横方向に１列に並んでいる。
このように各アクチュエータユニット１０を重ねることにより、各移動体２を集中（集積）させることができる。
各振動体６は、固定部６８０の孔６８１において、共通の軸１４１で支持され、その軸１４１に固定されている。
各振動体６の間、ベース４１と振動体６との間、およびベース４２と振動体６との間であって、固定部６８０に対応する位置には、それぞれ、スペーサ１４４が設置されている。
前記軸１４１の図１１中右側の端部には、ナット１４３と螺合するネジ１４２が形成されており、軸１４１は、そのネジ１４２にナット１４３が螺合することで、ベース４１および４２に固定されている。
また、各ロータ５１は、共通の軸１５１で、正逆両方向に回転可能に支持されている。
各ロータ５１の間、ベース４１とロータ５１との間、およびベース４２とロータ５１との間には、それぞれ、スペーサ１５４が設置されている。
前記軸１５１の図１１中右側の端部には、ナット１５３と螺合するネジ１５２が形成されており、軸１５１は、そのネジ１５２にナット１５３が螺合することで、ベース４１および４２に固定されている。
図１７に示すように、ロータ５１の外周面５１１のうちの一部は、カム面５１５を構成している。カム面５１５には、２つの凹部５１６および５１７が形成されている。
また、移動体２の先端部（当接部）２１は、ロータ５１のカム面５１５に当接している。
振動体６が振動してロータ５１が図１７中の反時計回りに回転すると、カム面５１５に沿って移動体２の先端部２１が摺動し、これにより、移動体２は、下側に移動する。そして、図１８に示すように、先端部２１がカム面５１５の凹部５１６まで移動すると、その先端部２１は、凹部５１６で係止され、これにより、ロータ５１の図１８中の反時計回りの回転が阻止され、移動体２の下側への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を下側へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
同様に、振動体６が振動してロータ５１が図１７中の時計回りに回転すると、カム面５１５に沿って移動体２の先端部２１が摺動し、これにより、移動体２は、上側に移動する。そして、先端部２１がカム面５１５の凹部５１７まで移動すると、その先端部２１は、凹部５１７で係止され、これにより、ロータ５１の図１７中の時計回りの回転が阻止され、移動体２の上側への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を上側へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
このように、各アクチュエータユニット１０において、それぞれ、移動体２をその長手方向に往復運動させることができるとともに、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
従って、前記凹部５１６、５１７および移動体２の先端部２１により、移動体２の移動を規制する移動規制手段が構成される。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６と、ロータ５１と、カム面５１５と、移動体２とが、略同一平面上に位置している。これにより、回転／移動変換アクチュエータ１全体の薄型化に特に有利である。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、各アクチュエータユニット１０が振動体６の厚さ方向に重なっているので、回転／移動変換アクチュエータ１をより小型化することができる。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、各アクチュエータユニット１０が板状（平面状）をなしているので、それらを容易に重ねる（積層する）ことができ、組み立てを容易に行うことができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
また、本実施形態では、ロータ５１の回転運動を移動体２の直線運動に変換する機構として、カム機構１１が設けられているが、本発明では、ロータ５１の回転運動を移動体２の直線運動に変換するクランク機構を設けてもよい。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第９実施形態について説明する。
図２０は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第９実施形態を示す平面図である。なお、図２０では、ベース４１、４２は、図示されていない。また、以下の説明では、図２０中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第９実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図２０に示す第９実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、移動体２を略円弧状に往復運動させるアクチュエータである。
図２０に示すように、移動体２は、平面視で、略円弧状をなしている。この移動体２は、回転可能に設けられた２対の案内ローラ（ローラ）３１、３２および３３、３４により支持され、略円弧状に移動（往復運動）可能に設置されている。すなわち、移動体２は、案内ローラ３１と案内ローラ３２とで移動可能に挟まれ、かつ、これら案内ローラ３１および３２から所定距離離間した位置に設置された案内ローラ３３と案内ローラ３４とで移動可能に挟まれている。移動体２は、これら案内ローラ３１、３２、３３および３４で案内され、略円弧状に移動（往復運動）することができる。
振動体６が振動してロータ５１が図２０中の反時計回りに回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、円弧に沿って矢印Ａ１方向に移動する。そして、ローラ２２がカム溝５４の端部５４１まで移動すると、そのローラ２２は、端部５４１で係止され、これにより、ロータ５１の図２０中の反時計回りの回転が阻止され、移動体２の矢印Ａ１方向への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を矢印Ａ１方向へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
次に、振動体６が振動してロータ５１が図２０中の時計回りに回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、円弧に沿って矢印Ａ２方向に移動する。そして、ローラ２２がカム溝５４の端部５４２まで移動すると、そのローラ２２は、端部５４２で係止され、これにより、ロータ５１の図２０中の時計回りの回転が阻止され、移動体２の矢印Ａ２方向への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を矢印Ａ２方向へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
このように、移動体２をその円弧に沿って（円弧状に）往復運動させることができるとともに、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
従って、前記カム溝５４およびローラ２２により、移動体２の移動を規制する移動規制手段が構成される。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第５実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１は、例えば、平面視で円弧状をなす扉を、その円弧に沿って、往復運動させる機構に適用することができる。なお、この回転／移動変換アクチュエータ１の用途が、これに限定されないことは、言うまでもない。
また、本実施形態では、移動体２を略円弧状に移動（往復運動）させているが、本発明では、これに限らず、例えば、移動体２の形状や案内ローラの配置等の諸条件を変更することにより、移動体２を円弧状や直線状（直線的）とは異なる方向に移動（往復運動）させることができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１０実施形態について説明する。
図２１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１０実施形態における振動体を示す平面図である。なお、以下の説明では、図２１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を［右」、左側を「左」と言う。
以下、第１０実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図２１に示すように、第９実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、その振動体６の補強板６３に、弾性（可撓性）を有する１対（２つ）の腕部６８が一体的に形成されている。
１対の腕部６８は、補強板６３の長手方向（図２１中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向であって、かつ、補強板６３（振動体６）を介して互いに反対方向に突出するように（図２１中左右対称に）設けられている。
この第１０実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６に１対の腕部６８が設けられているので、支持に対する剛性が高まり、駆動の反作用等の外力に対しても安定した支持ができる。さらに、左右対称になるので、図２１中時計回り（右方向）の駆動特性と図２１反時計回り（左方向）の駆動特性への影響を均一化でき、正逆方向の特性が等しいものを実現することができる。
また、この第１０実施形態に、前述した第２〜第９実施形態を適用することができる。
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１１実施形態について説明する。
図２２は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１１実施形態における振動体を示す斜視図である。なお、以下の説明では、第２２図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第１１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１〜第１０実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第１１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、第２実施形態にて記載した第１〜第４のモードに加えて、さらに、縦振動および屈曲振動が複合される第５のモードおよび第６のモードを備える点に特徴を有する。これらのモードは、第１〜第４のモードと同様に、各電極６１ａ〜６１ｆ、６５ａ〜６５ｆへの通電パターンの変更により任意に選択され得る。
この回転／移動変換アクチュエータ１の振動体６は、第２実施形態の検出電極６１ｅ、６５ｅに代えて、圧電素子６２の第２２図中上側に電極６１ｆを備え、また、第２２図中下側に電極６５ｆを備える。これらの電極６１ｆ、６５ｆは、長方形の板状形状を有すると共に振動体６の長手方向の長さと略同一寸法を有し、振動体６の長手方向に沿って、その中央部に配置される。また、電極６１ｆおよび電極６５ｆは、振動体６の表裏にて電気的に接続され、他の電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄと同様に通電回路２０側に電気的に接続される（図示省略）。
図２３は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
この回転／移動変換アクチュエータ１において、第５のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが通電され、これらの電極と補強板６３との間に交流電圧が印加される。すると、これらの電極に対応する振動体６の部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６全体が屈曲振動する。この屈曲振動により、振動体６の凸部６６が、第２３図中の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）し、または、矢印ｃで示すように楕円振動（楕円運動）する。これにより、ロータ５１が、凸部６６から繰り返し摩擦力（押圧力）を受けて、図２３中の反時計回り（正方向）に回転する。
また、この第５のモードでは、さらに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。すると、印加された交流電圧により、対応する振動体６の部分が繰り返し伸縮し、振動体６全体が長手方向に微少振幅にて縦振動する。振動体６の凸部６６は、この縦振動によりロータ５１に対する押圧力を増加され、第３のモードよりも強い力にてロータ５１を回転させる。これにより、回転／移動変換アクチュエータ１の駆動力を高められる利点がある。
なお、この第５モードにおいて、通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。これらの電極は、回転／移動変換アクチュエータ１の駆動時にて、通電された電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆ、６５ａ、６５ｃおよび６５ｆと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出して、発振回路８１に入力する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、誘起電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、ロータ５１を効率良く回転させ得る利点がある。なお、これらの通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄの作用は、第１実施形態と同様である。
図２４は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
この回転／移動変換アクチュエータ１において、第６のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄ、並びに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。そして、振動体６が第５のモードとは対称に振動し、ロータ５１を図２４中時計回り（逆方向）に回転させる。これにより、逆方向の回転についても、高い駆動力を得られる利点がある。なお、通電されない他の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。これらの作用効果は、第５のモードにおける電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄの作用効果と同様である。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１において、腕部６８は、振動体６の側方であって駆動時における縦振動および屈曲振動の両方の振動の節となる部分を支持する。この位置は、振動解析その他公知の手法により当業者自明の範囲内にて適宜決定してよい。例えば、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄが、振動体６の長手方向および幅方向に対称に設けられている場合には、この振動体６の略中央付近が振動の節となる。腕部６８をかかる位置に設ければ、腕部６８から外部への振動漏れを抑制できるので、ロータ５１を効率的に回転させることができ、これにより、移動体２を効率的に移動（駆動）できる利点がある。
また、前述したように、この回転／移動変換アクチュエータ１において、補強板６３と、凸部６６と、腕部６８とは、単一の部材により一体的に形成されている。これにより、これらの結合関係を強固にできるので、振動体６の振動を効果的にロータ５１に伝達できると共に、振動体６をより確実に支持できる利点がある。
ここで、ロータ５１を１方向のみに回転する場合には、振動体６は、例えば、以下に述べるような構成であってもよい。
例えば、ロータ５１を図２３中の反時計回り（正方向）にのみ回転する場合には、電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆに代えて、これらを結合した（一体化した）単一の図示しない電極を、電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆが配置された位置と同じ位置に設ける。また、電極６５ａ、６５ｃ、６５ｆに代えて、これらを結合した（一体化した）単一の図示しない電極を、電極６５ａ、６５ｃ、６５ｆが配置された位置と同じ位置に設ける。
また、例えば、ロータ５１を図２４中の時計回り（逆方向）にのみ回転する場合には、電極６１ｂ、６１ｄ、６１ｆに代えて、これらを結合した（一体化した）単一の図示しない電極を、電極６１ｄ、６１ｄ、６１ｆが配置された位置と同じ位置に設ける。また、電極６５ｂ、６５ｄ、６５ｆに代えて、これらを結合した（一体化した）単一の図示しない電極を、電極６５ｂ、６５ｄ、６５ｆが配置された位置と同じ位置に設ける。
また、振動体６の凸部６６の位置は、振動体６の短辺の中央部には限定されない。この場合、例えば、凸部６６が、振動体６の短辺の中央からずれた位置、すなわち、振動体６の長手方向の中心線上から外れた位置に設けられてもよい。かかる構成では、（１）凸部６６の設置位置の偏りにより振動体６の重量にアンバランス、（２）ロータ５１からの反力が振動体６の中心線から外れて作用することによるアンバランス等が生じる。すると、通電により振動体６が伸縮したときに、縦振動および屈曲振動の複合振動が振動体６に容易に誘発される。これにより、振動体６の駆動効率を高められる利点がある。
また、（３）振動体６を駆動する電極の形状や配置のアンバランスにより、振動体６の重量にアンバランスを生じさせてもよい。
これら（１）〜（３）の作用
（構成）は、それぞれに独立したものであるので、単独でもよく、また、任意の２つまたは３つを組み合わせてもよい。
なお、前記各変形例は、第１〜第１０実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１に適用してもよい。
図２５は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体の駆動特性を示すグラフである。
同図では、横軸に振動周波数［Ｈｚ］をとり、縦軸にインピーダンス［Ω］をとって、振動体６の振動特性を表示する。なお、この振動周波数は、駆動時における振動体６の振動周波数である。また、インピーダンスは、押圧していない状態の圧電素子６２、６４のインピーダンスである。
この回転／移動変換アクチュエータ１では、上記のように縦振動と屈曲振動との複合により、振動体６の凸部６６がより大きな押圧力でロータ５１に付勢する。ここで、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６の縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２とが異なる（ずれる）ように、振動体６の諸条件が設定される。これにより、押圧状態では、共振点近傍において、圧電素子６２、６４のインピーダンス変化が鈍くなり、また、インピーダンスが大きくなり、縦振動と屈曲振動との共振周波数が不明瞭となる。これにより、広い周波数帯にて縦振動および屈曲振動を結合して励振することができ、また、振動体６の駆動時の投入電力を安定化できる利点がある。
なお、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２は、インピーダンスが極小となるときの振動周波数（駆動周波数）である（図２５参照）。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６が、縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２との間の所定の振動周波数（駆動周波数）にて駆動される。
この場合、振動体６の駆動周波数を縦振動の共振周波数ｆ１に近づけると、押圧力を増す方向（ロータ５１の半径方向）の振動振幅が大きくなるので、振動体６の凸部６６とロータ５１との間の摩擦力が大きくなり、駆動力が高くなる（高駆動力型となる）。
また、振動体６の駆動周波数を屈曲振動の共振周波数ｆ２に近づけると、振動体６の凸部６６の振動変位のうちの、ロータ５１の移動方向（ロータ５１の周方向）の成分が大きくなり、これにより振動体６による１回の振動で送れる量が大きくなり、駆動速度（移動速度）が高くなる（高速型となる）。
このように、縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２とをずらすと共に、ｆ１とｆ２との間の周波数帯にて駆動周波数を適宜設定（選択）することにより、例えば、駆動力や駆動速度に関し、任意の駆動特性を得ることができる。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、屈曲振動の共振周波数ｆ２は、縦振動の共振周波数ｆ１よりも、ｆ１の０．５〜３％程度大きいのが好ましく、１〜２％程度大きいのがより好ましい。
屈曲振動の共振周波数ｆ２と縦振動の共振周波数ｆ１との差を前記範囲内に設定することにより、押圧状態で縦振動と屈曲振動が同時に起る（結合する）ので摩擦力と駆動力とが同時に得られ、良好な駆動特性が得られる。
なお、これに限らず、縦振動の共振周波数ｆ１の方が、屈曲振動の共振周波数ｆ２より大きくてもよい。この場合、縦振動の共振周波数ｆ１は、屈曲振動の共振周波数ｆ２よりも、ｆ２の０．５〜３％程度大きいのが好ましく、１〜２％程度大きいのがより好ましい。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、屈曲振動の共振周波数ｆ２におけるインピーダンスの方が、縦振動の共振周波数ｆ１におけるインピーダンスより大きく、また、共振周波数ｆ１、ｆ２間にて、インピーダンスが極大となる周波数ｆ３を有する。そして、振動体６は、この縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２との間の所定の駆動周波数にて駆動されるのが好ましく、ｆ３とｆ２の間の所定の駆動周波数にて駆動されるのがより好ましい。
これにより、振動体６の駆動時に縦振動と屈曲振動の振動位相をずらして励振することができる。したがって、凸部６６を楕円軌道ｃ（図２３および図２４参照）に沿って振動させることができ、振動体６からロータ５１に対し、ロータ５１を引き戻す力を与えることなく、効率良く力を与えることができる。
以上述べたように、この第１１実施形態では、回転／移動変換アクチュエータ１を効率的に稼働させることができる。
また、より大きな機械的出力を得るためには、縦振動の共振周波数ｆ１と屈曲振動の共振周波数ｆ２とを一致させることにより、共振周波数のインピーダンスを下げ、振動体６をその共振周波数で駆動するのが好ましい。これにより、機械的出力の大きい回転／移動変換アクチュエータを実現することができる。
以上述べたように、この第１１実施形態では、大きな出力を得ることができる。
以上、本発明の回転／移動変換アクチュエータを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
また、本発明では、前記各実施形態の任意の２以上の構成（特徴）を適宜組み合わせてもよい。
また、本発明では、移動体の移動方向は、直線状（直線的）や円弧状（円弧に沿って）には限定されず、例えば、移動体は、振動体の振動と同一面内における所定方向または振動体の振動と略平行な面内における所定方向に移動可能に設けられていればよい。
すなわち、本発明では、変換機構は、ロータの回転運動を移動体の直線運動に変換する機構や、ロータの回転運動を移動体の円弧状の運動に変換する機構には限定されない。
また、本発明では、振動体の形状、構造は、図示の構成に限らず、例えば、ロータと当接する部分（接触部）に向かって幅が漸減するような形状のもの等であってもよい。
また、前記実施形態では、振動体６は、１つのアクチュエータユニット１０に１つ設置されているが、本発明では、１つのアクチュエータユニット１０（ロータ５１）に複数の振動体６を設けてもよい。
なお、本発明の回転／移動変換アクチュエータの用途は、特に限定されず、本発明は、例えば、点字を表示する装置の点字（複数のピン）の駆動、指等に触覚を与えるための複数のピンの駆動や、携帯電話（ＰＨＳを含む）、携帯テレビ、テレビ電話等のアンテナの駆動等、各種電子装置に適用することができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明によれば、移動体を正確かつ確実に、所定の方向（例えば、直線的）に移動（往復運動）させることができる。
また、振動体でロータを回転させ、ロータの回転運動を移動体の往復運動（例えば、直線運動）に変換してその移動体を移動（駆動）することにより、回転／移動変換アクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。
また、減速機能を持たせることができるので、振動体で直接移動体を駆動する場合に比べ、移動体を大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１実施形態を示す平面図である。
図２は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータのＡ−Ａ線での断面図（断面展開図）である。
図３は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体の斜視図である。
図４は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
図５は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
図６は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータの回路構成を示すブロック図である。
図７は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態における振動体の斜視図である。
図８は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
図９は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。
図１０は、図９に示す回転／移動変換アクチュエータのＢ−Ｂ線での断面図である。
図１１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第４実施形態を示す平面図である。
図１２は、図１１に示す回転／移動変換アクチュエータのＣ−Ｃ線での断面図である。
図１３は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第５実施形態を示す平面図である。
図１４は、図１３に示す回転／移動変換アクチュエータのＤ−Ｄ線での断面図である。
図１５は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第６実施形態を示す平面図である。
図１６は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第７実施形態を示す平面図である。
図１７は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第８実施形態を示す平面図である。
図１８は、図１７に示す回転／移動変換アクチュエータの他の状態を示す平面図である。
図１９は、図１７に示す回転／移動変換アクチュエータのＥ−Ｅ線での断面図である。
図２０は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第９実施形態を示す平面図である。
図２１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１０実施形態における振動体を示す平面図である。
図２２は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１１実施形態における振動体を示す斜視図である。
図２３は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
図２４は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
図２５は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体の駆動特性を示すグラフである。
【図１】
2003077410.tif 000003
【図２】
2003077410.tif 000004
【図３】
2003077410.tif 000005
【図４】
2003077410.tif 000006
【図５】
2003077410.tif 000007
【図６】
2003077410.tif 000008
【図７】
2003077410.tif 000009
【図８】
2003077410.tif 000010
【図９】
2003077410.tif 000011
【図１０】
2003077410.tif 000012
【図１１】
2003077410.tif 000013
【図１２】
2003077410.tif 000014
【図１３】
2003077410.tif 000015
【図１４】
2003077410.tif 000016
【図１５】
2003077410.tif 000017
【図１６】
2003077410.tif 000018
【図１７】
2003077410.tif 000019
【図１８】
2003077410.tif 000020
【図１９】
2003077410.tif 000021
【図２０】
2003077410.tif 000022
【図２１】
2003077410.tif 000023
【図２２】
2003077410.tif 000024
【図２３】
2003077410.tif 000025
【図２４】
2003077410.tif 000026
【図２５】
2003077410.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月5日(2004.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられたロータと、
交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなり、前記接触部が前記ロータに当接するように前記腕部にて支持され、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
前記振動と同一面内または前記振動と略平行な面内における所定方向に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の往復運動に変換する変換機構とを有することを特徴とする回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２】
前記振動体、前記ロータおよび前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の往復運動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されている請求項１に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項３】
回転可能に設けられたロータと、
交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなり、前記接触部が前記ロータに当接するように前記腕部にて支持され、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
直線的に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の直線運動に変換する変換機構とを有することを特徴とする回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項４】
前記変換機構は、カム面を有するカムを備えたカム機構である請求項３に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項５】
前記振動体、前記ロータ、前記カム機構のカム面および前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されている請求項４に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項６】
前記カム機構のカムは、前記ロータと連動して回転するよう構成されている請求項４または５に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項７】
前記カムは、前記ロータに設けられている請求項６に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項８】
前記ロータの前記振動体と当接する部分の半径は、前記カムの回転中心から該カムのカム面までの距離の最大値より大きい請求項６または７に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項９】
前記ロータは、前記振動体が内側から当接する内周面を有する請求項６または７に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１０】
前記カム機構のカム面は、前記内周面より外周側に設けられている請求項９に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１１】
前記カム機構のカムは、カム溝である請求項４ないし１０のいずれかに記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１２】
前記移動体は、前記カム機構のカム面に当接する当接部を有しており、前記当接部が前記カム面に当接するように前記移動体を付勢する付勢手段を有する請求項４ないし１０のいずれかに記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１３】
前記ロータの前記振動体と当接する部分と、前記カム機構のカム面とが、略同一平面上に位置している請求項４ないし１２のいずれかに記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１４】
前記カムは、前記移動体に設けられている請求項４または５に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１５】
前記変換機構は、クランク機構である請求項３に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１６】
前記クランク機構は、クランクロッドを有し、前記振動体、前記ロータ、前記クランク機構のクランクロッドおよび前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されている請求項１５に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１７】
前記クランク機構は、クランクロッドを有し、該クランクロッドの両端部が、それぞれ、クランクピンにより、前記ロータおよび前記移動体に連結されている請求項１５または１６に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１８】
前記ロータの前記振動体と当接する部分の半径は、前記ロータの回転中心から該ロータ側の前記クランクピンまでの距離より大きい請求項１７に記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項１９】
前記ロータの一方向の回転により、前記移動体が往復運動するよう構成されている請求項３ないし１８のいずれかに記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２０】
前記移動体の移動を規制する移動規制手段を有する請求項１ないし１８のいずれかに記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２１】
前記振動体は、前記ロータの半径方向から該ロータに当接している請求項１ないし２０のいずれかに記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２２】
前記振動体は、前記ロータの周面に当接している請求項１ないし２１のいずれかに記載の回転／移動変換アクチュエータ。
【請求項２３】
回転可能に設けられたロータと、
圧電素子を備え、前記ロータに当接して設けられ、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
直線的に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の直線運動に変換する運動方向変換手段とを有することを特徴とする回転／移動変換アクチュエータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転／移動変換アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体を直線運動させるリニアアクチュエータとして、例えば、モータ（回転型のアクチュエータ）と、モータの回転駆動力を減速して伝達する減速器と、回転運動を直線運動に変換するラックおよびピニオンとを備えた装置が知られている。
しかしながら、前記従来のリニアアクチュエータでは、減速器を必要とするとともに、モータが大きいために、小型・軽量化、特に薄型化し難いという問題がある。
【０００３】
また、構造が複雑であり、雑音も大きい。
また、モータの電磁ノイズが他の機器に影響を及ぼすおそれがあるという問題もある。
また、特許文献１である特開２００１−１６１０８４号公報には、超音波モータの駆動により回転するロータの回転運動を移動体の直線運動に変換するカム機構を有する直動機構が開示されている。
【０００４】
しかしながら、前記特開２００１−１６１０８４号公報に記載されている直動機構では、使用する超音波モータの構成から、その直動機構における駆動力（駆動トルク）、駆動速度および駆動効率が、未だ不十分である。
また、ロータの軸方向に押圧力を加えることによりロータと振動体との間に摩擦力を与えて駆動力を得ているので、その軸方向の力が変化すると、駆動特性が大きく変化するという欠点もある。すなわち、特開２００１−１６１０８４号公報の図１および図２に示すように、ロータ４の側方から移動体１４をカム（外周面）１３に当接する方式では、その移動体１４からカム１３に加わる側圧によって、ロータ４の軸方向の押圧力が大きく影響を受け、これにより、駆動特性が大きく変化してしまう。また、特開２００１−１６１０８４号公報の図４に示すように、ロータ４の軸方向から移動体１４をカム（側面）１３に当接する方式では、直接的に、ロータ４の軸方向の押圧力が影響を受け、これにより、駆動特性が大きく変化してしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６１０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構造で、小型化、特に薄型化に有利であり、移動体を正確かつ確実に、所定方向に移動（往復運動）させることができる回転／移動変換アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の回転／移動変換アクチュエータは、回転可能に設けられたロータと、
交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなり、前記接触部が前記ロータに当接するように前記腕部にて支持され、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
前記振動と同一面内または前記振動と略平行な面内における所定方向に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の往復運動に変換する変換機構とを有することを特徴とする。
【０００８】
これにより、移動体を正確かつ確実に、所定方向に移動（往復運動）させることができる。
また、振動体でロータを回転させ、ロータの回転運動を移動体の往復運動に変換してその移動体を駆動することにより、回転／移動変換アクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。
また、減速機能を持たせることができるので、振動体で直接移動体を駆動する場合に比べ、移動体を大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
【０００９】
また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
【００１０】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記振動体、前記ロータおよび前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の往復運動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータは、回転可能に設けられたロータと、
交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなり、前記接触部が前記ロータに当接するように前記腕部にて支持され、前記第１の圧電素子および前記第２の圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
直線的に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の直線運動に変換する変換機構とを有することを特徴とする。
【００１１】
これにより、移動体を正確かつ確実に、直線的に移動（往復運動）させることができる。
また、振動体でロータを回転させ、ロータの回転運動を移動体の直線運動に変換してその移動体を移動（駆動）することにより、回転／移動変換アクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。
【００１２】
また、減速機能を持たせることができるので、振動体で直接移動体を駆動する場合に比べ、移動体を大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００１３】
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１の圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２の圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
【００１４】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記変換機構は、カム面を有するカムを備えたカム機構であるのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記振動体、前記ロータ、前記カム機構のカム面および前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されているのが好ましい。
【００１５】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カム機構のカムは、前記ロータと連動して回転するよう構成されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カムは、前記ロータに設けられているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータの前記振動体と当接する部分の半径は、前記カムの回転中心から該カムのカム面までの距離の最大値より大きいのが好ましい。
【００１６】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータは、前記振動体が内側から当接する内周面を有するのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カム機構のカム面は、前記内周面より外周側に設けられているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カム機構のカムは、カム溝であるのが好ましい。
【００１７】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記移動体は、前記カム機構のカム面に当接する当接部を有しており、前記当接部が前記カム面に当接するように前記移動体を付勢する付勢手段を有するのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータの前記振動体と当接する部分と、前記カム機構のカム面とが、略同一平面上に位置しているのが好ましい。
【００１８】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記カムは、前記移動体に設けられているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記変換機構は、クランク機構であるのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記クランク機構は、クランクロッドを有し、前記振動体、前記ロータ、前記クランク機構のクランクロッドおよび前記移動体は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられ、前記振動体の振動および前記移動体の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされるよう構成されているのが好ましい。
【００１９】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記クランク機構は、クランクロッドを有し、該クランクロッドの両端部が、それぞれ、クランクピンにより、前記ロータおよび前記移動体に連結されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータの前記振動体と当接する部分の半径は、前記ロータの回転中心から該ロータ側の前記クランクピンまでの距離より大きいのが好ましい。
【００２０】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記ロータの一方向の回転により、前記移動体が往復運動するよう構成されているのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記移動体の移動を規制する移動規制手段を有するのが好ましい。
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記振動体は、前記ロータの半径方向から該ロータに当接しているのが好ましい。
これにより、回転／移動変換アクチュエータの薄型化に、より有利であり、また、より大きな駆動力（駆動トルク）を得ることができ、移動体をより確実に移動（往復運動）させることができる。
【００２１】
本発明の回転／移動変換アクチュエータでは、前記振動体は、前記ロータの周面に当接（半径方向に押圧）しているのが好ましい。
これにより、移動体からロータへの押し付け力や、移動体に加わる負荷が変動しても、振動体のロータへの押圧力には影響がなく、このため、駆動特性が安定し、良好に（安定的に）駆動することができる。
【００２２】
また、これにより、回転／移動変換アクチュエータの薄型化に、より有利であり、また、より大きな駆動力（駆動トルク）を得ることができ、移動体をより確実に移動（往復運動）させることができる。
さらに、ロータの径を変えることにより、高トルク化（高駆動力化）、高速化の選択を容易に行うことができる。
【００２３】
本発明の回転／移動変換アクチュエータは、回転可能に設けられたロータと、
圧電素子を備え、前記ロータに当接して設けられ、前記圧電素子に交流電圧を印加することにより振動し、この振動により、前記ロータに力を繰り返し加えて前記ロータを回転させる振動体と、
直線的に移動可能に設けられた移動体と、
前記ロータの回転運動を前記移動体の直線運動に変換する運動方向変換手段とを有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の回転／移動変換アクチュエータを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１実施形態を示す平面図、図２は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータのＡ−Ａ線での断面図（断面展開図）、図３は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体の斜視図、図４および図５は、それぞれ、図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図、図６は、図１に示す回転／移動変換アクチュエータの回路構成を示すブロック図である。
【００２５】
なお、図１では、ベース４２は、一部のみ図示され、図２では、ベース４１および４２は、それぞれ、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
これらの図に示す回転／移動変換アクチュエータ１は、移動体２を直線的に移動（往復運動）させるアクチュエータであり、移動体２と、その移動体２が直線的に移動可能に設置されたアクチュエータ本体３とで構成された板状のアクチュエータユニット１０を有している。
【００２６】
図１、図２および図６に示すように、アクチュエータ本体３は、互いに平行になるように対向配置された一対の板状のベース（基板）４１、４２と、ロータ５１と、ロータ５１を回転させる振動体６と、ロータ５１の回転運動を移動体２の直線運動に変換するカム機構（変換機構）１１と、振動体６の後述する各電極への通電パターンを選択しつつ、その電極へ通電する通電回路２０とを有している。ベース４１は、図２中の右側端に配置され、ベース４２は、図２中の左側端に配置され、振動体６、ロータ５１、カム機構１１および移動体２は、それぞれ、前記ベース４１とベース４２との間に設けられている。
【００２７】
ロータ５１は、円板状をなし、その中心に位置する軸５３に固着されている。この軸５３は、ロータ５１（ロータ５１の側面）がベース４１および４２と平行になるように、ベース４１および４２に正逆両方向に回転可能に設置されている。
なお、ロータ５１の形状は、前記円板状に限定されないことは言うまでもない。
また、軸５３には、カム機構１１のカムが設けられたロータ（カムロータ）５２が固着されており、このロータ５２と前記ロータ５１とが一体的に回転（連動して回転）するようになっている。
【００２８】
このロータ５２の外周面５２１が、カム機構１１のカム面を構成している。従って、以下の説明では、外周面５２１を「カム面５２１」とも言うことがある。
なお、ロータ５２は、例えば、ロータ５１（ロータ５１の側面）に固着されていてもよく、また、ロータ５１とロータ５２とが一体的に（一部材で）形成、すなわち、カム（カム面）が、ロータ５１に設けられていてもよい。
【００２９】
振動体６は、板状をなしており、ベース４１に、ベース４１と平行な姿勢で、かつ、ロータ５１の上側に位置するように設置されている。
この振動体６は、振動体６の短辺６０１が左右方向、すなわち、振動体６の長辺６０２が上下方向となる姿勢で、かつ、その凸部（接触部）６６の先端部がロータ５１の外周面（当接部）５１１に上側から当接（圧接）するように設置されている。換言すれば、振動体６の凸部６６の先端部は、ロータ５１の半径方向からその外周面５１１に当接している。この振動体６の振動により、凸部６６からロータ５１へ駆動力（回転力）が与えられ、ロータ５１とともにロータ５２が回転する。なお、振動体６については後に詳述する。
【００３０】
移動体２は、剛体、すなわち、適度な剛性を有するものが好ましい。
この移動体２は、本実施形態では、棒状をなしており、ベース４２に、ベース４２と平行な姿勢で、移動体２の長手方向（軸方向）へ直線的に移動可能に設置されている。
移動体２の先端部２１には、ローラ（当接部）２２が、ロータ５１および５２と平行な姿勢で、正逆両方向に回転可能に設置されている。このローラ２２は、ロータ５２の外周面（カム面）５２１に当接している。
【００３１】
また、移動体２の途中には、フランジ２３が形成されている。このフランジ２３は、ベース４２の移動体２の支持部４２１と支持部４２２との間に位置している。
前記一方（基端側）の支持部４２１とフランジ２３との間には、付勢手段として、コイルバネ（弾性部材）１７が、収縮した状態で設置されており、移動体２は、このコイルバネ１７の復元力（弾性力）により、先端２１側（ロータ５２に接近する方向）に向って付勢されている。これにより、ローラ（当接部）２２がカム面５２１に当接した状態を維持（保持）することができる。
なお、移動体２の形状は、前記棒状に限定されず、この他、例えば、板状等であってもよい。
【００３２】
前記ロータ５２およびローラ２２でカム機構１１の主要部が構成され、ロータ５２が所定方向（一方向）に回転すると、カム面５２１に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
ここで、前記ロータ５１の振動体２と当接する部分（外周面５１１）の半径ｒ１は、ロータ５２の回転中心（カムの回転中心）からカム面５２１までの距離ｒ２の最大値ｒ２maxより大きい。
【００３３】
これにより、減速機能を持たせることができ、振動体６の駆動力を増大させることができる。すなわち、別途変速機構（減速機構）を設けることなく、振動体６の駆動力を増大させることができ、これにより、移動体２を比較的大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
前述したように、前記振動体６、ロータ５１、ロータ５２（カム面５２１）および移動体２は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられている。そして、振動体６の振動および移動体２の移動（往復運動）は、それぞれ、対応する平面内でなされる。すなわち、振動体６は、それの属する平面内で振動し、移動体２は、それの属する平面内で移動（往復運動）する。
【００３４】
また、振動体６とロータ５１とは、略同一平面上に位置し、ロータ５２とローラ２２とは、略同一平面上に位置している。
これにより、回転／移動変換アクチュエータ１全体の薄型化に特に有利である。
前記振動体６が振動すると、ロータ５１は、振動体６から駆動力（回転力）を繰り返し受けて回転し、前記カム機構１１により、移動体２は、その長手方向に移動、すなわち往復運動する。
この振動体６は、通常のモータ等と比べ、小型（薄型）である。
【００３５】
本発明では、この振動体６を用いて移動体２を移動させることにより、回転／移動変換アクチュエータ１全体の小型化、特に薄型化（図２中、左右方向の小型化）を図ることができる。
この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６の電極を複数に分割し、それらに対して選択的に電圧を印加して、圧電素子を部分的に駆動することにより、面内の縦・屈曲の振動を任意に選択し得るようになっている。すなわち、振動体６の各電極への通電パターン（通電状態）の選択により振動体６の振動パターン（振動状態）を変更して、振動体６の凸部６６の振動（振動変位）の方向を変え、これにより、ロータ５１を図１中の反時計回りと時計回り（正方向と逆方向）のいずれの方向にも回転させることができる（ロータ５１の回転方向の切り替えができる）ように構成されている。以下、具体例に基づいて説明する。
【００３６】
図３および図４に示すように、振動体６は、ほぼ、長方形の板状をなしている。振動体６は、図３中の上側から４つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄと、板状の圧電素子（第１の圧電素子）６２と、補強板（振動板）６３と、板状の圧電素子（第２の圧電素子）６４と、板状の４つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄ（図３中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）とをこの順に積層して構成されている。なお、図３および図４では、厚さ方向を誇張して示している。
【００３７】
圧電素子６２、６４は、それぞれ、長方形状をなし、交流電圧を印加することにより、その長手方向（長辺の方向）に伸長・収縮する。圧電素子６２、６４の構成材料としては、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
【００３８】
これらの圧電素子６２、６４は、補強板６３の両面にそれぞれ固着されている。
この振動体６においては、前記圧電素子６２を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、前記圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが配置されている。
【００３９】
一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
前記補強板６３は、振動体６全体を補強する機能を有しており、振動体６が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板６３の構成材料としては、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。
【００４０】
この補強板６３は、圧電素子６２、６４よりも厚さが薄い（小さい）ものであることが好ましい。これにより、振動体６を高い効率で振動させることができる。
補強板６３は、圧電素子６２、６４に対する共通の電極としての機能をも有している。すなわち、圧電素子６２には、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄのうちの所定の電極と補強板６３とによって交流電圧が印加され、圧電素子６４には、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄのうちの所定の電極と補強板６３とによって交流電圧が印加される。
【００４１】
圧電素子６２、６４は、そのほぼ全体に交流電圧が印加されると長手方向に繰り返し伸縮し、これに伴なって、補強板６３も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、圧電素子６２、６４のほぼ全体に交流電圧を印加すると、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に微小な振幅で振動（縦振動）し、凸部６６が縦振動（往復運動）する。
補強板６３の図３中の右端部には、凸部（接触部）６６が一体的に形成されている。
【００４２】
この凸部６６は、図１中、下側の短辺６０１側であって、補強板６３の幅方向（図１中左右方向）中央に設けられている。
また、補強板６３の図３中の上端部には、弾性（可撓性）を有する腕部６８が一体的に形成されている。
この腕部６８は、図１中、右側の長辺６０２側であって、補強板６３の長手方向（図１中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向に突出するように設けられている。腕部６８の先端部には、固定部６８０が一体的に形成されており、この固定部６８０には、ボルト１３が挿入される孔６８１が形成されている。
【００４３】
この振動体６は、固定部６８０において、ベース４１に固定されている。すなわち、振動体６は、ベース４１に設けられたネジ孔４１０に固定部６８０の孔６８１が重ね合わされ、ボルト１３が孔６８１を挿通してネジ孔４１０に螺合・締結され、腕部６８によって支持されている。これにより、振動体６は自由に振動することができ、比較的大きい振幅で振動する。
また、振動体６は、腕部６８の弾性力（復元力）により、下方向に付勢され、この付勢力により、振動体６の凸部６６は、ロータ５１の外周面（当接部）５１１へ圧接される（押し付けられる）。
【００４４】
凸部６６がロータ５１に当接した状態で、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧が印加されると、図４に示すように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体６の凸部６６は、矢印ｂで示す斜めの方向に変位、すなわち振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位、すなわち楕円振動（楕円運動）する。ロータ５１は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受ける。
【００４５】
すなわち、凸部６６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（ロータ５１の径方向の変位）によって、凸部６６と外周面５１１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（ロータ５１の円周方向の変位）によって、ロータ５１に図４中の反時計回りの回転力が与えられる。
振動体６が振動すると、このような力がロータ５１に繰り返し作用し、ロータ５１は、図４中の反時計回りに回転する。
【００４６】
この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
前記と逆に、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧が印加されると、図５に示すように、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体６の凸部６６は、矢印ｂで示す斜めの方向に変位、すなわち振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位、すなわち楕円振動（楕円運動）する。ロータ５１は、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受ける。
【００４７】
すなわち、凸部６６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（ロータ５１の径方向の変位）によって、凸部６６と外周面５１１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（ロータ５１の円周方向の変位）によって、ロータ５１に図５中の時計回りの回転力が与えられる。
振動体６が振動すると、このような力がロータ５１に繰り返し作用し、ロータ５１は、図５中の時計回りに回転する。
この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
【００４８】
なお、図４および図５では、それぞれ、振動体６の変形を誇張して示すとともに、腕部６８は図示されていない。
ここで、前記振動体６の形状・大きさ、凸部６６の位置などを適宜選択し、屈曲振動（図４および図５中、横方向の振動）の共振周波数を縦振動の周波数と同程度にすることにより、振動体６の縦振動と屈曲振動とが同時におこり、凸部６６は、図４および図５中の矢印ｃで示すように、ほぼ楕円に沿って変位（楕円振動）させることができる。また、従来知られているように縦振動と屈曲振動を別々に位相をずらして駆動することにより、楕円振動の長径と短径の比（長径／短径）を変えることができる。
【００４９】
圧電素子６２、６４に印加する交流電圧の周波数は、特に限定されないが、振動体６の振動（縦振動）の共振周波数とほぼ同程度であるのが好ましい。これにより、振動体６の振幅が大きくなり、高い効率で移動体２を駆動することができる。
前記振動体６は、通常のモータのように磁力で駆動する場合と異なり、前記のような摩擦力（押圧力）によってロータ５１を駆動することから、駆動力が高い。このため、変速機構（減速機構）を介さなくても移動体２を十分な力で駆動することができる。
【００５０】
また、別途減速機構を設ける必要がなく（減速機構でのエネルギーロスがなく）、また、振動体６の面内振動をロータ５１の回転に直接変換するので、この変換に伴なうエネルギーロスが少なく、移動体２を高い効率で駆動することができる。
また、ロータ５１を振動体６で直接駆動（回転）し、特に、別途減速機構を設ける必要がないので、軽量化、小型化（薄型化）に特に有利である。また、構造を極めて簡素化することができ、容易に製造することができ、製造コストを低減することができる。
【００５１】
次に、通電回路２０について説明する。
図６に示すように、通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および回転量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、ロータ５１の回転方向を切り替える。
【００５２】
このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
【００５３】
次に、図６に基づいて、回転／移動変換アクチュエータ１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、ロータ５１の回転方向および回転量（ロータ５１の回転回数や回転角度）の指示があると、それに基づいて、スイッチ９および駆動回路８の回転量制御回路８３が作動する。
ロータ５１を図６中の反時計回り（正方向）に回転させる旨の指示の場合には、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
【００５４】
駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、回転量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の凸部６６が、図４の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、ロータ５１は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、図１中の反時計回り（正方向）に回転する。
【００５５】
そして、前記ロータ５１とともにロータ５２が図１中の反時計回り（正方向）に回転し、カム面５２１に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この際、通電されていない（駆動していない）各電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、移動体２を効率良く移動させることができる。
【００５６】
また、回転量制御回路８３は、指示されたロータ５１の回転量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、回転量制御回路８３は、ロータ５１の回転量が、指示されたロータ５１の回転量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、ロータ５１を回転させる。
【００５７】
前記と逆に、ロータ５１を図６中の時計回り（逆方向）に回転させる旨の指示の場合には、図６に示すように、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記移動体２を図６中の反時計回り（正方向）に回転させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００５８】
この第１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１によれば、回転／移動変換アクチュエータ１の小型化（薄型化）を図ることができる利点の他に、移動体２を移動させるのに通常のモータを用いないことから、通常のモータのような電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺の機器に影響を及ぼすことがないという利点もある。
また、移動体２を円滑かつ確実に移動させることができるとともに、ソレノイドを用いる場合に比べ、移動体２を精度良く（正確に）移動させることができ、また、任意の移動量を得ることができる。
【００５９】
また、移動体２を駆動していないとき（停止状態）、すなわち、いずれの電極にも通電していないときには、凸部６６がロータ５１に圧接し、凸部６６とロータ５１との摩擦力により、移動体２を停止状態に維持することができる。すなわち、移動体２が移動するのを阻止し、移動体２を所定の位置に保持することができる。
また、ロータ５１を正・逆両方向に回転させることができるので、可逆的な動きをさせることができる。
【００６０】
また、単一の振動体６で移動体２を、往復運動、すなわち、両方向に移動させることができるので、移動方向毎に専用の振動体を設ける場合に比べ、部品点数を少なくすることができ、製造が容易であり、また、回転／移動変換アクチュエータ１全体の小型・軽量化に有利である。
なお、本発明では、振動体６には、移動体２へ当接する部分、すなわち、凸部６６が、２箇所以上に設けられていてもよい。
【００６１】
また、本発明では、ロータ５１が一方向にのみ回転するように構成されていてもよく、この場合も単一の振動体６で移動体２を、往復運動、すなわち、両方向に移動させることができる。
また、本実施形態（第１実施形態）のみならず、後述する図８に示す第２実施形態、図９に示す第３実施形態、図１１に示す第４実施形態、図１５に示す第６実施形態および図１６に示す第７実施形態も、すべて、ロータ５１の一方向の回転のみでも移動体２を往復運動させることができる。このため、電気的な駆動方向を切り換える必要がないので、駆動方法（駆動制御）が簡単になり、効率良く駆動することができる。
【００６２】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態における振動体の斜視図、図８は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
以下、第２実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６３】
第２実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、ロータ５１を停止状態に維持、すなわち、移動体２を停止状態に維持する第１のモードと、ロータ５１の回転を可能（ロータ５１をフリー状態）、すなわち、移動体２の移動を可能（移動体２をフリー状態）にする第２のモードと、ロータ５１を正方向に回転させる第３のモードと、ロータ５１を逆方向に回転させる第４のモードとを有しており、各電極への通電パターンの選択により振動体６の振動パターンを変更して、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されている。以下、具体的に説明する。
【００６４】
図７に示すように、振動体６は、圧電素子６２の図７中上側に、板状の５つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅが設置され、圧電素子６４の図７中下側に、板状の５つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅ（図７中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）が設置されている。
【００６５】
すなわち、圧電素子６２を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。
そして、圧電素子６２の中央部に長方形状をなす電極６１ｅが設置され、同様に、圧電素子６４の中央部に長方形状をなす電極６５ｅが設置されている。各電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、その長手方向（長辺の方向）と振動体６の長手方向（長辺の方向）とが略一致するように配置されている。これら電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、検出電極であり、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）、すなわち、振動体６の振動の長手方向の成分（縦振動成分）により誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。また、前記電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、第２のモードで用いられる。
なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅが配置されている。
【００６６】
一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続されている。また、同様に、中央部の電極６１ｅと、この裏側に位置する電極６５ｅとは、電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
【００６７】
図８に示すように、第２実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１の通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および回転量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９と、スイッチ１６とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、ロータ５１の回転方向を切り替える。
【００６８】
このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
【００６９】
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
スイッチ１６は、連動する２つのスイッチ部１６１および１６２を有している。
スイッチ部１６１の端子１６３は、スイッチ９の端子９４および９５に接続されており、端子１６４は、振動体６の電極６１ｅに接続されている。
【００７０】
そして、スイッチ部１６１の端子１６７は、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
また、スイッチ部１６２の端子１６６は、スイッチ９の端子９８および振動体６の電極６１ａに接続されており、端子１６８は、スイッチ９の端子９７および振動体６の電極６１ｄに接続されている。
なお、駆動回路８については、前述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
次に、各モードについて説明する。
第１のモードでは、振動体６に対し、励振しない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも通電しない。この場合は、振動体６の凸部６６がロータ５１に圧接し、凸部６６とロータ５１との摩擦力により、ロータ５１を停止状態に維持し、これにより、移動体２を停止状態に維持することができる。すなわち、移動体２が移動するのを阻止し、移動体２を所定の位置に保持することができる。
【００７２】
また、第２のモードでは、ロータ５１の外周面５１１における凸部６６の当接位置での接線に対して略垂直な方向の振動を励振する。すなわち、振動体６の両対角線上の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に繰り返し伸縮、すなわち、長手方向に微小な振幅で振動（縦振動）する。換言すれば、振動体６の凸部６６は、長手方向（長辺の方向）に振動（往復運動）する。
【００７３】
ロータ５１は、振動体６が収縮するときに、凸部６６から離間してその凸部６６との間の摩擦力が無くなるか、または、前記摩擦力が減少し、フリー状態となり、図８中の反時計回りおよび時計回りのいずれの方向にも自由に回転することができ、これにより、移動体２は、自由に移動することができる。一方、振動体６が伸張するときは、ロータ５１は、凸部６６から押圧力を受けるが、その方向は、前記接線に対して略垂直な方向であるので、ロータ５１は、図８中の反時計回りおよび時計回りのいずれの方向にも回転せず、移動体２は、移動しない。
【００７４】
従って、振動体６の振動により、ロータ５１、すなわち、移動体２は、フリー状態となり、両方向に自由に移動することができる。
また、第３のモードでは、少なくともロータ５１の回転方向正方向の振動変位成分（図４に示す周方向成分Ｓ２）を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、ロータ５１は、図８中の反時計回り（正方向）に回転する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
【００７５】
また、第４のモードでは、少なくともロータ５１の回転方向逆方向の振動変位成分（図５に示す周方向成分Ｓ２）を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、ロータ５１は、図８中の時計回り（逆方向）に回転する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
【００７６】
次に、図８に基づいて、回転／移動変換アクチュエータ１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、ロータ５１（移動体２）の停止／フリーの指示や、ロータ５１の回転方向および回転量（ロータ５１の回転回数や回転角度）の指示があると、それに基づいて、スイッチ９、１６および駆動回路８の回転量制御回路８３が作動する。すなわち、前記第１のモード、第２のモード、第３のモードおよび第４のモードのいずれかに設定される。
【００７７】
ロータ５１を図８中の反時計回り（正方向）に回転させる旨の指示（第３のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
【００７８】
駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、回転量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の凸部６６が、図４の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、ロータ５１は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、図１中の反時計回り（正方向）に回転する。
【００７９】
そして、前記ロータ５１とともにロータ５２が図１中の反時計回り（正方向）に回転し、カム面５２１に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この際、通電されていない（駆動していない）各電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
【００８０】
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、移動体２を効率良く移動させることができる。
また、回転量制御回路８３は、指示されたロータ５１の回転量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
【００８１】
すなわち、回転量制御回路８３は、ロータ５１の回転量が、指示されたロータ５１の回転量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、ロータ５１を回転させる。
前記と逆に、ロータ５１を図８中の時計回り（逆方向）に回転させる旨の指示（第４のモード）の場合には、図８に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記ロータ５１を図８中の反時計回りに回転させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００８２】
また、ロータ５１を停止状態に維持する指示、すなわち、移動体２を停止状態に維持する指示（第１のモード）の場合には、図８に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。
そして、回転量制御回路８３は、発振回路８１および増幅回路８２を作動させない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しない。
【００８３】
ロータ５１には、振動体６の凸部６６が圧接（当接）し、凸部６６とロータ５１との摩擦力により、ロータ５１が停止状態に維持され、これにより、移動体２が停止状態に維持される。すなわち、移動体２が移動するのが阻止され、移動体２は、所定の位置に保持される。
なお、第１のモードの場合には、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しなければ、スイッチ９および１６は、それぞれ、どのように切り替わっていてもよい。
【００８４】
また、ロータ５１をフリー状態にする指示、すなわち、移動体２をフリー状態にする指示（第２のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６４と端子１６７とが接続し、端子１６６と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ｅおよび６５ｅと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
【００８５】
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の凸部６６が、長手方向に振動（往復運動）し、ロータ５１、すなわち、移動体２は、フリー状態となり、両方向に自由に移動することができる。
【００８６】
この際、各電極６１ｅおよび６５ｅからは、それぞれ、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）が検出される。その検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の縦振動の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数の交流電圧を出力する。これにより、ロータ５１をより円滑に回転、すなわち、移動体２をより円滑に移動させることができる。
【００８７】
なお、第２のモードの場合には、スイッチ９は、どのように切り替わっていてもよい。
この第２実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、ロータ５１（移動体２）の停止状態を維持する状態、すなわち高摩擦状態と、ロータ５１の回転（移動体２の移動）を可能（ロータ５１や移動体２をフリー状態）にする状態、すなわち低摩擦状態と、ロータ５１を正方向へ回転させる状態と、ロータ５１を逆方向へ回転させる状態との４状態のうちから、任意の状態を選択することができるので、汎用性が広い。
【００８８】
なお、前述の振動体６においては、駆動するための電極を４分割して駆動する場合について説明したが、それは、縦振動と屈曲振動を選択的に励振するための一例を示したのであり、本発明では、前述の振動体６の構造や駆動の方法に限定されるものではない。
また、本発明では、前記第３のモードまたは第４のモードが省略され、ロータ５１が一方向にのみ回転するように構成されていてもよく、この場合も単一の振動体６で移動体２を、往復運動、すなわち、両方向に移動させることができる。
【００８９】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第３実施形態について説明する。
図９は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第３実施形態を示す平面図、図１０は、図９に示す回転／移動変換アクチュエータのＢ−Ｂ線での断面図である。なお、図９では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示され、図１０では、ベース４１および４２は、それぞれ、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図９中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００９０】
以下、第３実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第３実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、ロータ５１に、カム機構１１のカムとして、カム溝５４が形成されている。
このカム溝５４は、ロータ５１の図１０中左側の側面に形成され、カム溝５４内の両側面がカム面を構成している。従って、カム溝５４、すなわち、カム面と、ロータ５１の振動体６の凸部６６と当接する部分（ロータ５１の外周面５１１）とは、略同一平面上に位置する。これにより、回転／移動変換アクチュエータ１をより薄くすることができる。また、ロータ５１の軸ブレを防止することができる。
【００９１】
また、カム溝５４は、所定のパターンで環状に形成されている。
なお、カム溝５４は、本実施形態では、有底溝であるが、これに限らず、例えば、ロータ５１を貫通し、スリット状になっていてもよい。
移動体２の先端部２１に設けられたローラ２２は、前記カム溝５４内に位置し、カム溝５４内の両側面（カム面）に当接するか、または、がたつかない程度に若干離間している。なお、このローラ２２の直径は、カム溝５４の幅より若干小さい。
【００９２】
振動体６が振動してロータ５１が所定方向に回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、カム溝５４と、ロータ５１の外周面５１１とが、同一平面上に位置しているので、第１実施形態よりさらに薄くすることができる。
【００９３】
また、カムがカム溝５４で構成されているので、前述した第１実施形態のようなコイルバネ（付勢手段）１７を設ける必要がなく、これにより、部品点数を少なくすることができ、構造を簡素化することができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
【００９４】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第４実施形態について説明する。
図１１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第４実施形態を示す平面図、図１２は、図１１に示す回転／移動変換アクチュエータのＣ−Ｃ線での断面図である。なお、図１１では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示され、図１２では、ベース４１および４２は、それぞれ、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００９５】
以下、第４実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第４実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、ロータ５１の外周面５１１がカム機構１１のカム面を構成している。
また、ロータ５１には、平面視で（図１１において）、略円形の凹部５１０が形成されている。この凹部５１０の中心は、ロータ５１の回転中心と一致している。
【００９６】
振動体６は、ロータ５１の凹部５１０内に位置し、固定部６８０において、ボルト１３によりベース４２に固定され、その凸部６６は、内側からロータ５１の内周面５１２に当接している。
すなわち、カム機構１１のカム面（外周面５１１）は、ロータ５１の振動体６の凸部６６と当接する部分（内周面５１２）より外周側に位置する。
【００９７】
また、カム機構１１のカム面（外周面５１１）と、ロータ５１の振動体６の凸部６６と当接する部分（内周面５１２）とは、同一平面上に位置する。これにより、回転／移動変換アクチュエータ１をより薄くすることができる。また、ロータ５１の軸ブレを防止することができる。
振動体６が振動してロータ５１が所定方向に回転すると、カム面（外周面５１１）に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
【００９８】
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、カム面（外周面５１１）と、内周面５１２とが、同一平面上に位置しているので、第１実施形態よりさらに薄くすることができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
また、本発明では、カム機構１１のカムをカム溝にしてもよい。
【００９９】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第５実施形態について説明する。
図１３は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第５実施形態を示す平面図、図１４は、図１３に示す回転／移動変換アクチュエータのＤ−Ｄ線での断面図である。なお、図１３では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示され、図１４では、ベース４１および４２は、それぞれ、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１３中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【０１００】
以下、第５実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第５実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、カム機構１１のカム溝５４の一端側と他端側が、連通していない。すなわち、カム溝５４の一方の端部５４１は、ロータ５１の外周側に位置し、他方の端部５４２は、ロータ５１の内周側に位置している。
【０１０１】
振動体６が振動してロータ５１が図１３中の反時計回りに回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、上側に移動する。そして、ローラ２２がカム溝５４の端部５４２まで移動すると、そのローラ２２は、端部５４２で係止され、これにより、ロータ５１の図１３中の反時計回りの回転が阻止され、移動体２の上側への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を上側へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
【０１０２】
同様に、振動体６が振動してロータ５１が図１３中の時計回りに回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、下側に移動する。そして、ローラ２２がカム溝５４の端部５４１まで移動すると、そのローラ２２は、端部５４１で係止され、これにより、ロータ５１の図１３中の時計回りの回転が阻止され、移動体２の下側への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を下側へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
このように、移動体２をその長手方向に往復運動させることができるとともに、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
【０１０３】
従って、前記カム溝５４およびローラ２２により、移動体２の移動を規制する移動規制手段が構成される。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第３実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
【０１０４】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第６実施形態について説明する。
図１５は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第６実施形態を示す平面図である。なお、図１５では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１５中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【０１０５】
以下、第６実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
同図に示すように、第５実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、移動体２の先端部２１に、カム機構１１のカムとして、カム溝２４が形成されている。このカム溝２４は、左右方向に略直線状に形成されている。
【０１０６】
なお、カム溝２４は、本実施形態では、スリット状になっているが、これに限らず、例えば、有底溝であってもよい。
また、ロータ５１の側面には、ピン（当接部）５１３が突設されている。このピン５１３は、ロータ５１の回転中心から所定距離離間した位置に配置されている。そして、ピン５１３の先端部は、前記カム溝２４内に挿入され（位置し）、カム溝２４内の両側面（カム面）に当接するか、または、がたつかない程度に若干離間している。
【０１０７】
前記ピン５１３およびカム溝２４でカム機構１１の主要部が構成され、振動体６が振動してロータ５１が所定方向に回転すると、カム溝２４に沿ってピン５１３が摺動し、これにより、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第３実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
【０１０８】
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
また、前述した第５実施形態のように、移動体２の移動を規制する移動規制手段を設けてもよい。この場合、例えば、カム溝２４のパターン（例えば、長さ、位置、形状等）を所定パターンに変更することで、移動体２の移動を規制することができ、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
【０１０９】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第７実施形態について説明する。
図１６は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第７実施形態を示す平面図である。なお、図１６では、ベース４１は、図示されておらず、ベース４２は、一部のみ図示されている。また、以下の説明では、図１６中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【０１１０】
以下、第７実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第６実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
同図に示すように、第７実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、ロータ５１の回転運動を移動体２の直線運動に変換するクランク機構（変換機構）１２を有している。
クランク機構１２は、クランクロッド１２１を有している。クランクロッド１２１の一方の端部１２２は、ロータ５１の側面に突設されたクランクピン５１４により、そのロータ５１に回動可能に連結され、他方の端部１２３は、移動体２の先端部２１に突設されたクランクピン２５により、その移動体２の先端部２１に回動可能に連結されている。
【０１１１】
前記クランクピン５１４は、ロータ５１の回転中心から所定距離離間した位置に配置されている。
ここで、前記ロータ５１の振動体２と当接する部分（外周面５１１）の半径ｒ１は、ロータ５１の回転中心からクランクピン５１４までの距離ｒ３より大きい。
これにより、減速機能を持たせることができ、振動体６の駆動力を増大させることができる。すなわち、別途変速機構（減速機構）を設けることなく、振動体６の駆動力を増大させることができ、これにより、移動体２を比較的大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
【０１１２】
また、前記振動体６、ロータ５１、クランクロッド１２１および移動体２は、それぞれ、互いに略平行な平面内に設けられており、振動体６の振動および移動体２の移動は、それぞれ、対応する平面内でなされる。
また、振動体６と、ロータ５１と、移動体２とは、略同一平面上に位置している。
これにより、回転／移動変換アクチュエータ１全体の薄型化に特に有利である。
【０１１３】
振動体６が振動してロータ５１が所定方向に回転すると、クランクロッド１２１により、移動体２は、その長手方向に往復運動する。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第６実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６と、ロータ５１と、移動体２とが、同一平面上に位置しているので、第６実施形態よりさらに薄くすることができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
また、本発明では、移動体２の移動を規制する移動規制手段を設けてもよい。
【０１１４】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第８実施形態について説明する。
図１７は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第８実施形態を示す平面図、図１８は、図１７に示す回転／移動変換アクチュエータの他の状態を示す平面図、図１９は、図１７に示す回転／移動変換アクチュエータのＥ−Ｅ線での断面図である。なお、図１７〜図１９では、それぞれ、ベース４１や４２は、図示されていなかったり、また、一部のみを図示することがある。また、以下の説明では、図１７および図１８中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【０１１５】
以下、第８実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第８実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、複数の板状のアクチュエータユニット１０を有している。
この場合、一対の板状のベース４１、４２は、各アクチュエータユニット１０で共用されている。
【０１１６】
各アクチュエータユニット１０は、各移動体２の移動方向（配列方向）が略一致し、かつ、振動体６（アクチュエータユニット１０）の厚さ方向に重なるように配置されている。また、各移動体２は、図１９中横方向に１列に並んでいる。
このように各アクチュエータユニット１０を重ねることにより、各移動体２を集中（集積）させることができる。
【０１１７】
各振動体６は、固定部６８０の孔６８１において、共通の軸１４１で支持され、その軸１４１に固定されている。
各振動体６の間、ベース４１と振動体６との間、およびベース４２と振動体６との間であって、固定部６８０に対応する位置には、それぞれ、スペーサ１４４が設置されている。
【０１１８】
前記軸１４１の図１１中右側の端部には、ナット１４３と螺合するネジ１４２が形成されており、軸１４１は、そのネジ１４２にナット１４３が螺合することで、ベース４１および４２に固定されている。
また、各ロータ５１は、共通の軸１５１で、正逆両方向に回転可能に支持されている。
各ロータ５１の間、ベース４１とロータ５１との間、およびベース４２とロータ５１との間には、それぞれ、スペーサ１５４が設置されている。
【０１１９】
前記軸１５１の図１１中右側の端部には、ナット１５３と螺合するネジ１５２が形成されており、軸１５１は、そのネジ１５２にナット１５３が螺合することで、ベース４１および４２に固定されている。
図１７に示すように、ロータ５１の外周面５１１のうちの一部は、カム面５１５を構成している。カム面５１５には、２つの凹部５１６および５１７が形成されている。
また、移動体２の先端部（当接部）２１は、ロータ５１のカム面５１５に当接している。
【０１２０】
振動体６が振動してロータ５１が図１７中の反時計回りに回転すると、カム面５１５に沿って移動体２の先端部２１が摺動し、これにより、移動体２は、下側に移動する。そして、図１８に示すように、先端部２１がカム面５１５の凹部５１６まで移動すると、その先端部２１は、凹部５１６で係止され、これにより、ロータ５１の図１８中の反時計回りの回転が阻止され、移動体２の下側への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を下側へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
【０１２１】
同様に、振動体６が振動してロータ５１が図１７中の時計回りに回転すると、カム面５１５に沿って移動体２の先端部２１が摺動し、これにより、移動体２は、上側に移動する。そして、先端部２１がカム面５１５の凹部５１７まで移動すると、その先端部２１は、凹部５１７で係止され、これにより、ロータ５１の図１７中の時計回りの回転が阻止され、移動体２の上側への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を上側へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
【０１２２】
このように、各アクチュエータユニット１０において、それぞれ、移動体２をその長手方向に往復運動させることができるとともに、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
従って、前記凹部５１６、５１７および移動体２の先端部２１により、移動体２の移動を規制する移動規制手段が構成される。
【０１２３】
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６と、ロータ５１と、カム面５１５と、移動体２とが、略同一平面上に位置している。これにより、回転／移動変換アクチュエータ１全体の薄型化に特に有利である。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
【０１２４】
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、各アクチュエータユニット１０が振動体６の厚さ方向に重なっているので、回転／移動変換アクチュエータ１をより小型化することができる。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、各アクチュエータユニット１０が板状（平面状）をなしているので、それらを容易に重ねる（積層する）ことができ、組み立てを容易に行うことができる。
【０１２５】
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
また、本実施形態では、ロータ５１の回転運動を移動体２の直線運動に変換する機構として、カム機構１１が設けられているが、本発明では、ロータ５１の回転運動を移動体２の直線運動に変換するクランク機構を設けてもよい。
【０１２６】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第９実施形態について説明する。
図２０は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第９実施形態を示す平面図である。なお、図２０では、ベース４１、４２は、図示されていない。また、以下の説明では、図２０中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第９実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１２７】
図２０に示す第９実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、移動体２を略円弧状に往復運動させるアクチュエータである。
図２０に示すように、移動体２は、平面視で、略円弧状をなしている。この移動体２は、回転可能に設けられた２対の案内ローラ（ローラ）３１、３２および３３、３４により支持され、略円弧状に移動（往復運動）可能に設置されている。すなわち、移動体２は、案内ローラ３１と案内ローラ３２とで移動可能に挟まれ、かつ、これら案内ローラ３１および３２から所定距離離間した位置に設置された案内ローラ３３と案内ローラ３４とで移動可能に挟まれている。移動体２は、これら案内ローラ３１、３２、３３および３４で案内され、略円弧状に移動（往復運動）することができる。
【０１２８】
振動体６が振動してロータ５１が図２０中の反時計回りに回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、円弧に沿って矢印Ａ１方向に移動する。そして、ローラ２２がカム溝５４の端部５４１まで移動すると、そのローラ２２は、端部５４１で係止され、これにより、ロータ５１の図２０中の反時計回りの回転が阻止され、移動体２の矢印Ａ１方向への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を矢印Ａ１方向へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
【０１２９】
次に、振動体６が振動してロータ５１が図２０中の時計回りに回転すると、カム溝５４に沿ってローラ２２が転動し、これにより、移動体２は、円弧に沿って矢印Ａ２方向に移動する。そして、ローラ２２がカム溝５４の端部５４２まで移動すると、そのローラ２２は、端部５４２で係止され、これにより、ロータ５１の図２０中の時計回りの回転が阻止され、移動体２の矢印Ａ２方向への移動を阻止することができる。すなわち、移動体２を矢印Ａ２方向へ移動させたとき、所定の位置で停止させることができる。
【０１３０】
このように、移動体２をその円弧に沿って（円弧状に）往復運動させることができるとともに、移動体２を所定の位置で確実に停止させることができる。
従って、前記カム溝５４およびローラ２２により、移動体２の移動を規制する移動規制手段が構成される。
この回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第５実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１と同様の効果が得られる。
【０１３１】
また、この回転／移動変換アクチュエータ１は、例えば、平面視で円弧状をなす扉を、その円弧に沿って、往復運動させる機構に適用することができる。なお、この回転／移動変換アクチュエータ１の用途が、これに限定されないことは、言うまでもない。
また、本実施形態では、移動体２を略円弧状に移動（往復運動）させているが、本発明では、これに限らず、例えば、移動体２の形状や案内ローラの配置等の諸条件を変更することにより、移動体２を円弧状や直線状（直線的）とは異なる方向に移動（往復運動）させることができる。
なお、本発明では、前述した第２実施形態のように、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとを設けてもよい。
【０１３２】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１０実施形態について説明する。
図２１は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１０実施形態における振動体を示す平面図である。なお、以下の説明では、図２１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第１０実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１３３】
図２１に示すように、第９実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１では、その振動体６の補強板６３に、弾性（可撓性）を有する１対（２つ）の腕部６８が一体的に形成されている。
１対の腕部６８は、補強板６３の長手方向（図２１中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向であって、かつ、補強板６３（振動体６）を介して互いに反対方向に突出するように（図２１中左右対称に）設けられている。
【０１３４】
この第１０実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６に１対の腕部６８が設けられているので、支持に対する剛性が高まり、駆動の反作用等の外力に対しても安定した支持ができる。さらに、左右対称になるので、図２１中時計回り（右方向）の駆動特性と図２１反時計回り（左方向）の駆動特性への影響を均一化でき、正逆方向の特性が等しいものを実現することができる。
また、この第１０実施形態に、前述した第２〜第９実施形態を適用することができる。
【０１３５】
次に、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１１実施形態について説明する。
図２２は、本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１１実施形態における振動体を示す斜視図である。なお、以下の説明では、第２２図中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第１１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１について、前述した第１〜第１０実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１３６】
第１１実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１は、第２実施形態にて記載した第１〜第４のモードに加えて、さらに、縦振動および屈曲振動が複合される第５のモードおよび第６のモードを備える点に特徴を有する。これらのモードは、第１〜第４のモードと同様に、各電極６１ａ〜６１ｆ、６５ａ〜６５ｆへの通電パターンの変更により任意に選択され得る。
【０１３７】
この回転／移動変換アクチュエータ１の振動体６は、第２実施形態の検出電極６１ｅ、６５ｅに代えて、圧電素子６２の第２２図中上側に電極６１ｆを備え、また、第２２図中下側に電極６５ｆを備える。これらの電極６１ｆ、６５ｆは、長方形の板状形状を有すると共に振動体６の長手方向の長さと略同一寸法を有し、振動体６の長手方向に沿って、その中央部に配置される。また、電極６１ｆおよび電極６５ｆは、振動体６の表裏にて電気的に接続され、他の電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄと同様に通電回路２０側に電気的に接続される（図示省略）。
【０１３８】
図２３は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
この回転／移動変換アクチュエータ１において、第５のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが通電され、これらの電極と補強板６３との間に交流電圧が印加される。すると、これらの電極に対応する振動体６の部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６全体が屈曲振動する。この屈曲振動により、振動体６の凸部６６が、第２３図中の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）し、または、矢印ｃで示すように楕円振動（楕円運動）する。これにより、ロータ５１が、凸部６６から繰り返し摩擦力（押圧力）を受けて、図２３中の反時計回り（正方向）に回転する。
【０１３９】
また、この第５のモードでは、さらに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。すると、印加された交流電圧により、対応する振動体６の部分が繰り返し伸縮し、振動体６全体が長手方向に微少振幅にて縦振動する。振動体６の凸部６６は、この縦振動によりロータ５１に対する押圧力を増加され、第３のモードよりも強い力にてロータ５１を回転させる。これにより、回転／移動変換アクチュエータ１の駆動力を高められる利点がある。
【０１４０】
なお、この第５モードにおいて、通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。これらの電極は、回転／移動変換アクチュエータ１の駆動時にて、通電された電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆ、６５ａ、６５ｃおよび６５ｆと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出して、発振回路８１に入力する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、誘起電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、ロータ５１を効率良く回転させ得る利点がある。なお、これらの通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄの作用は、第１実施形態と同様である。
【０１４１】
図２４は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
この回転／移動変換アクチュエータ１において、第６のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄ、並びに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。そして、振動体６が第５のモードとは対称に振動し、ロータ５１を図２４中時計回り（逆方向）に回転させる。これにより、逆方向の回転についても、高い駆動力を得られる利点がある。なお、通電されない他の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。これらの作用効果は、第５のモードにおける電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄの作用効果と同様である。
【０１４２】
また、この回転／移動変換アクチュエータ１において、腕部６８は、振動体６の側方であって駆動時における縦振動および屈曲振動の両方の振動の節となる部分を支持する。この位置は、振動解析その他公知の手法により当業者自明の範囲内にて適宜決定してよい。例えば、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄが、振動体６の長手方向および幅方向に対称に設けられている場合には、この振動体６の略中央付近が振動の節となる。腕部６８をかかる位置に設ければ、腕部６８から外部への振動漏れを抑制できるので、ロータ５１を効率的に回転させることができ、これにより、移動体２を効率的に移動（駆動）できる利点がある。
【０１４３】
また、前述したように、この回転／移動変換アクチュエータ１において、補強板６３と、凸部６６と、腕部６８とは、単一の部材により一体的に形成されている。これにより、これらの結合関係を強固にできるので、振動体６の振動を効果的にロータ５１に伝達できると共に、振動体６をより確実に支持できる利点がある。
ここで、ロータ５１を１方向のみに回転する場合には、振動体６は、例えば、以下に述べるような構成であってもよい。
【０１４４】
例えば、ロータ５１を図２３中の反時計回り（正方向）にのみ回転する場合には、電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆに代えて、これらを結合した（一体化した）単一の図示しない電極を、電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆが配置された位置と同じ位置に設ける。また、電極６５ａ、６５ｃ、６５ｆに代えて、これらを結合した（一体化した）単一の図示しない電極を、電極６５ａ、６５ｃ、６５ｆが配置された位置と同じ位置に設ける。
【０１４５】
また、例えば、ロータ５１を図２４中の時計回り（逆方向）にのみ回転する場合には、電極６１ｂ、６１ｄ、６１ｆに代えて、これらを結合した（一体化した）単一の図示しない電極を、電極６１ｄ、６１ｄ、６１ｆが配置された位置と同じ位置に設ける。また、電極６５ｂ、６５ｄ、６５ｆに代えて、これらを結合した（一体化した）単一の図示しない電極を、電極６５ｂ、６５ｄ、６５ｆが配置された位置と同じ位置に設ける。
【０１４６】
また、振動体６の凸部６６の位置は、振動体６の短辺の中央部には限定されない。この場合、例えば、凸部６６が、振動体６の短辺の中央からずれた位置、すなわち、振動体６の長手方向の中心線上から外れた位置に設けられてもよい。かかる構成では、（１）凸部６６の設置位置の偏りにより振動体６の重量にアンバランス、（２）ロータ５１からの反力が振動体６の中心線から外れて作用することによるアンバランス等が生じる。すると、通電により振動体６が伸縮したときに、縦振動および屈曲振動の複合振動が振動体６に容易に誘発される。これにより、振動体６の駆動効率を高められる利点がある。
【０１４７】
また、（３）振動体６を駆動する電極の形状や配置のアンバランスにより、振動体６の重量にアンバランスを生じさせてもよい。
これら（１）〜（３）の作用（構成）は、それぞれに独立したものであるので、単独でもよく、また、任意の２つまたは３つを組み合わせてもよい。
なお、前記各変形例は、第１〜第１０実施形態の回転／移動変換アクチュエータ１に適用してもよい。
【０１４８】
図２５は、図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体の駆動特性を示すグラフである。
同図では、横軸に振動周波数［Ｈｚ］をとり、縦軸にインピーダンス［Ω］をとって、振動体６の振動特性を表示する。なお、この振動周波数は、駆動時における振動体６の振動周波数である。また、インピーダンスは、押圧していない状態の圧電素子６２、６４のインピーダンスである。
【０１４９】
この回転／移動変換アクチュエータ１では、上記のように縦振動と屈曲振動との複合により、振動体６の凸部６６がより大きな押圧力でロータ５１に付勢する。ここで、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６の縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２とが異なる（ずれる）ように、振動体６の諸条件が設定される。これにより、押圧状態では、共振点近傍において、圧電素子６２、６４のインピーダンス変化が鈍くなり、また、インピーダンスが大きくなり、縦振動と屈曲振動との共振周波数が不明瞭となる。これにより、広い周波数帯にて縦振動および屈曲振動を結合して励振することができ、また、振動体６の駆動時の投入電力を安定化できる利点がある。
【０１５０】
なお、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２は、インピーダンスが極小となるときの振動周波数（駆動周波数）である（図２５参照）。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、振動体６が、縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２との間の所定の振動周波数（駆動周波数）にて駆動される。
【０１５１】
この場合、振動体６の駆動周波数を縦振動の共振周波数ｆ１に近づけると、押圧力を増す方向（ロータ５１の半径方向）の振動振幅が大きくなるので、振動体６の凸部６６とロータ５１との間の摩擦力が大きくなり、駆動力が高くなる（高駆動力型となる）。
また、振動体６の駆動周波数を屈曲振動の共振周波数ｆ２に近づけると、振動体６の凸部６６の振動変位のうちの、ロータ５１の移動方向（ロータ５１の周方向）の成分が大きくなり、これにより振動体６による１回の振動で送れる量が大きくなり、駆動速度（移動速度）が高くなる（高速型となる）。
【０１５２】
このように、縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２とをずらすと共に、ｆ１とｆ２との間の周波数帯にて駆動周波数を適宜設定（選択）することにより、例えば、駆動力や駆動速度に関し、任意の駆動特性を得ることができる。
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、屈曲振動の共振周波数ｆ２は、縦振動の共振周波数ｆ１よりも、ｆ１の０．５〜３％程度大きいのが好ましく、１〜２％程度大きいのがより好ましい。
【０１５３】
屈曲振動の共振周波数ｆ２と縦振動の共振周波数ｆ１との差を前記範囲内に設定することにより、押圧状態で縦振動と屈曲振動が同時に起る（結合する）ので摩擦力と駆動力とが同時に得られ、良好な駆動特性が得られる。
なお、これに限らず、縦振動の共振周波数ｆ１の方が、屈曲振動の共振周波数ｆ２より大きくてもよい。この場合、縦振動の共振周波数ｆ１は、屈曲振動の共振周波数ｆ２よりも、ｆ２の０．５〜３％程度大きいのが好ましく、１〜２％程度大きいのがより好ましい。
【０１５４】
また、この回転／移動変換アクチュエータ１では、屈曲振動の共振周波数ｆ２におけるインピーダンスの方が、縦振動の共振周波数ｆ１におけるインピーダンスより大きく、また、共振周波数ｆ１、ｆ２間にて、インピーダンスが極大となる周波数ｆ３を有する。そして、振動体６は、この縦振動の共振周波数ｆ１と、屈曲振動の共振周波数ｆ２との間の所定の駆動周波数にて駆動されるのが好ましく、ｆ３とｆ２の間の所定の駆動周波数にて駆動されるのがより好ましい。
【０１５５】
これにより、振動体６の駆動時に縦振動と屈曲振動の振動位相をずらして励振することができる。したがって、凸部６６を楕円軌道ｃ（図２３および図２４参照）に沿って振動させることができ、振動体６からロータ５１に対し、ロータ５１を引き戻す力を与えることなく、効率良く力を与えることができる。
以上述べたように、この第１１実施形態では、回転／移動変換アクチュエータ１を効率的に稼働させることができる。
【０１５６】
また、より大きな機械的出力を得るためには、縦振動の共振周波数ｆ１と屈曲振動の共振周波数ｆ２とを一致させることにより、共振周波数のインピーダンスを下げ、振動体６をその共振周波数で駆動するのが好ましい。これにより、機械的出力の大きい回転／移動変換アクチュエータを実現することができる。
以上述べたように、この第１１実施形態では、大きな出力を得ることができる。
【０１５７】
以上、本発明の回転／移動変換アクチュエータを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
また、本発明では、前記各実施形態の任意の２以上の構成（特徴）を適宜組み合わせてもよい。
【０１５８】
また、本発明では、移動体の移動方向は、直線状（直線的）や円弧状（円弧に沿って）には限定されず、例えば、移動体は、振動体の振動と同一面内における所定方向または振動体の振動と略平行な面内における所定方向に移動可能に設けられていればよい。
すなわち、本発明では、変換機構は、ロータの回転運動を移動体の直線運動に変換する機構や、ロータの回転運動を移動体の円弧状の運動に変換する機構には限定されない。
【０１５９】
また、本発明では、振動体の形状、構造は、図示の構成に限らず、例えば、ロータと当接する部分（接触部）に向かって幅が漸減するような形状のもの等であってもよい。
また、前記実施形態では、振動体６は、１つのアクチュエータユニット１０に１つ設置されているが、本発明では、１つのアクチュエータユニット１０（ロータ５１）に複数の振動体６を設けてもよい。
なお、本発明の回転／移動変換アクチュエータの用途は、特に限定されず、本発明は、例えば、点字を表示する装置の点字（複数のピン）の駆動、指等に触覚を与えるための複数のピンの駆動や、携帯電話（ＰＨＳを含む）、携帯テレビ、テレビ電話等のアンテナの駆動等、各種電子装置に適用することができる。
以上説明したように、本発明によれば、移動体を正確かつ確実に、所定の方向（例えば、直線的）に移動（往復運動）させることができる。
また、振動体でロータを回転させ、ロータの回転運動を移動体の往復運動（例えば、直線運動）に変換してその移動体を移動（駆動）することにより、回転／移動変換アクチュエータ全体の小型化、特に薄型化を図ることができる。
また、減速機能を持たせることができるので、振動体で直接移動体を駆動する場合に比べ、移動体を大きい力で移動させる（駆動する）ことができる。
また、構造を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。
また、通常のモータを用いないことから、電磁ノイズが全くないか、あっても僅かであるので、周辺機器に影響を及ぼすことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す回転／移動変換アクチュエータのＡ−Ａ線での断面図（断面展開図）である。
【図３】図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体の斜視図である。
【図４】図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図５】図１に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図６】図１に示す回転／移動変換アクチュエータの回路構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態における振動体の斜視図である。
【図８】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。
【図１０】図９に示す回転／移動変換アクチュエータのＢ−Ｂ線での断面図である。
【図１１】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第４実施形態を示す平面図である。
【図１２】図１１に示す回転／移動変換アクチュエータのＣ−Ｃ線での断面図である。
【図１３】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第５実施形態を示す平面図である。
【図１４】図１３に示す回転／移動変換アクチュエータのＤ−Ｄ線での断面図である。
【図１５】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第６実施形態を示す平面図である。
【図１６】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第７実施形態を示す平面図である。
【図１７】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第８実施形態を示す平面図である。
【図１８】図１７に示す回転／移動変換アクチュエータの他の状態を示す平面図である。
【図１９】図１７に示す回転／移動変換アクチュエータのＥ−Ｅ線での断面図である。
【図２０】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第９実施形態を示す平面図である。
【図２１】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１０実施形態における振動体を示す平面図である。
【図２２】本発明の回転／移動変換アクチュエータの第１１実施形態における振動体を示す斜視図である。
【図２３】図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図２４】図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図２５】図２２に示す回転／移動変換アクチュエータにおける振動体の駆動特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１６１】
１……回転／移動変換アクチュエータ、１０……アクチュエータユニット、２……移動体、２１……先端部、２２……ローラ、２３……フランジ、２４……カム溝、２５……クランクピン、３……アクチュエータ本体、４１……ベース、４１０……ネジ孔、４２……ベース、４２１、４２２……支持部、５１……ロータ、５１０……凹部、５１１……外周面、５１２……内周面、５１３……ピン、５１４……クランクピン、５１５……カム面、５１６、５１７……凹部、５２……ロータ、５２１……外周面、５３……軸、５４……カム溝、５４１、５４２……端部、６……振動体、６０１……短辺、６０２……長辺、６１ａ〜６１ｅ……電極、６５ａ〜６５ｅ……電極、６２、６４……圧電素子、６３……補強板、６６……凸部、６８……腕部、６８０……固定部、６８１……孔、８……駆動回路、８１……発振回路、８２……増幅回路、８３……回転量制御回路、９……スイッチ、９１、９２……スイッチ部、９３〜９８……端子、１１……カム機構、１２……クランク機構、１２１……クランクロッド、１２２、１２３……端部、１３……ボルト、１４１……軸、１４２……ネジ、１４３……ナット、１４４……スペーサ、１５１……軸、１５２……ネジ、１５３……ナット、１５４……スペーサ、１６……スイッチ、１６１、１６２……スイッチ部、１６３〜１６８……端子、１７……コイルバネ、２０……通電回路
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【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】
2003077410.tif 000050
【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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