(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、前記シャフトに沿って変位可能な状態で該シャフトに支持された移動体と、前記移動体を駆動する振動型アクチュエータと、前記振動型アクチュエータを支持する支持体とを備えた駆動装置であって、
前記振動型アクチュエータは、前記移動体に当接すると共に振動することにより該移動体に駆動力を出力するアクチュエータ本体と、該移動体に当接すると共に該移動体を挟んで該アクチュエータ本体と対向する位置に位置する対向部材と、該アクチュエータ本体と該対向部材とを連結すると共に該アクチュエータ本体と該対向部材とを該移動体を挟み込むように付勢する連結部材とを有し、
前記支持体は、前記振動型アクチュエータを、前記連結部材の付勢方向に沿って変位可能な状態で支持し、
前記移動体は、貫通孔が形成された移動体本体と、該貫通孔の少なくとも端部に設けられると共に前記シャフトが挿通される軸受部とを有し、かつ前記軸受部は、前記移動体本体よりも弾性係数が大きい
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記支持体及び前記振動型アクチュエータの一方には、前記付勢方向に延びる長孔又は溝を有するガイド部が設けられ、前記支持体及び前記振動型アクチュエータの他方には、前記ガイド部の長孔又は溝に嵌る係合部が設けられ、
前記振動型アクチュエータは、前記支持体に対し、前記ガイド部の長孔又は溝に沿って変位可能である請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記移動体は、前記移動体本体における前記アクチュエータ本体と当接する部分に設けられた第１摺動部材をさらに有し、前記第１摺動部材は、前記移動体本体よりも弾性係数が大きい請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記移動体は、前記移動体本体における前記対向部材と当接する部分に設けられた第２摺動部材をさらに有し、前記第２摺動部材は、前記移動体本体よりも弾性係数が大きい請求項１に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、振動型アクチュエータと振動型アクチュエータを支持する支持体を備えた駆動装置又はシャフトに支持された移動体を振動型アクチュエータで駆動する駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動型アクチュエータを用いた駆動装置は、従来より知られている。例えば、特許文献１に係る駆動装置は、圧電素子で構成された振動型アクチュエータを振動させることによって駆動力を出力している。詳しくは、特許文献１に係る駆動装置は、駆動子が設けられた振動型アクチュエータを２つ備え、２つの振動型アクチュエータの駆動子でシャフトを挟持している。この状態で振動型アクチュエータを振動させると、振動型アクチュエータの振動に伴って駆動子が変位し、シャフトがその軸方向へ駆動される。
【０００３】
このシャフトは、その先端部がレンズ装置のレンズ枠に連結されている。詳しくは、シャフトの先端には、シャフトから径方向に延びるピンが設けられている。一方、レンズ枠には、該シャフトと平行に延びる長孔が設けられている。そして、シャフト先端のピンがレンズ枠の長孔に嵌っている。長孔内に嵌ったピンは、板バネにより長孔の長手方向一端部へ押圧されて、実質的に固定されている。これにより、シャフトの軸方向への変位をレンズ枠に伝達可能に構成されている。尚、長孔の幅は、ピンの外径よりも少し大きくなっている。つまり、ピンは、長孔の幅方向に変位可能となっており、ピンの、長孔の幅方向への変位を吸収して、レンズ枠に伝えないようにしている。
【０００４】
また、シャフトに支持された移動体を振動型アクチュエータで駆動する駆動装置は、従来より知られている。例えば、特許文献２に係る駆動装置は、方形の枠体として形成された移動体と、該移動体の一辺と平行に延びて該移動体を支持するシャフトと、該移動体をシャフトに沿って駆動する振動型アクチュエータとを備えている。移動体には２つの貫通孔が形成されると共にこれらの貫通孔に軸受が設けられ、これら軸受にシャフトが挿通されている。振動型アクチュエータは、枠体状の移動体の内側に配設された振動子を有している。この振動子は、移動体へ付勢され該移動体に当接している。この状態で振動子を振動させることによって、移動体をシャフトに沿って移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０６７７１２号公報
【特許文献２】特開２００８−１４８４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、どのような構造物にも形状誤差や取付誤差等が含まれており、これらの誤差への対策が種々取られている。特許文献１に係る駆動装置においては、ピンと長孔との間に隙間を設け、この隙間で形状誤差や取付誤差を吸収している。しかしながら、かかる駆動装置においては、振動型アクチュエータとレンズ枠との間にシャフトやピンといった複数の部材が介在するため、駆動力の損失が大きく、また、レスポンスが悪いという問題がある。さらには、駆動力の伝達経路中のピンと長孔との間に誤差を吸収するための隙間を設けているため、駆動力の損失やレスポンスはさらに悪化してしまう。
【０００７】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、振動型アクチュエータの能力を落とすことなく、形状誤差及び取付誤差を吸収可能とすることにある。
【０００８】
また、振動型アクチュエータにおいては、摩擦を介して駆動力を移動体へ伝達する。つまり、駆動力を移動体へ効率良く伝えるためには、前記振動子を移動体へ付勢する必要がある。しかし、その付勢力が大きくなると、移動体を変形させてしまう虞がある。通常は、シャフトは、円滑に摺動する状態で軸受部に挿通されている。しかし、付勢力の影響によって軸受部が変形してしまうと、シャフトとの間の摩擦抵抗が増大してしまう。その結果、移動体の円滑な駆動を妨げてしまう。
【０００９】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その第２の目的は、軸受部の変形による摩擦抵抗の増大を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するための駆動装置は、シャフトと、前記シャフトに沿って変位可能な状態で該シャフトに支持された移動体と、前記移動体を駆動する振動型アクチュエータと、前記振動型アクチュエータを支持する支持体とを備えた駆動装置であって、前記振動型アクチュエータは、前記移動体に当接すると共に振動することにより該移動体に駆動力を出力するアクチュエータ本体と、該移動体に当接すると共に該移動体を挟んで該アクチュエータ本体と対向する位置に位置する対向部材と、該アクチュエータ本体と該対向部材とを連結すると共に該アクチュエータ本体と該対向部材とを該移動体を挟み込むように付勢する連結部材とを有し、前記支持体は、前記振動型アクチュエータを、前記連結部材の付勢方向に沿って変位可能な状態で支持し、前記移動体は、貫通孔が形成された移動体本体と、該貫通孔の少なくとも端部に設けられると共に前記シャフトが挿通される軸受部とを有し、かつ前記軸受部は、前記移動体本体よりも弾性係数が大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
前記第１の目的を達成するための駆動装置によれば、アクチュエータ本体を移動体に直接当接させると共に、アクチュエータ本体と対向部材とで移動体を押圧した状態で挟み込むことによって、アクチュエータ本体からの駆動力を移動体へ効率良く伝達することができる。それに加えて、アクチュエータ本体を支持体により付勢方向に変位可能に支持することによって、形状誤差及び取付誤差に起因する該付勢方向への位置ずれを吸収することができる。その結果、アクチュエータ本体及び対向部材の押圧力がシャフトに偏って作用することを防止することができ、このことによっても、アクチュエータ本体の駆動力を移動体へ効率良く伝達することができる。
【００１３】
前記第２の目的を達成するための駆動装置によれば、軸受部の変形を抑制することができ、ひいては、シャフトと軸受部との間の摩擦抵抗が増大することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【図２】駆動装置の、図１とは別の角度から見た斜視図である。
【図３】駆動装置の分解斜視図である。
【図４】圧電素子ユニットの分解斜視図である。
【図５】アクチュエータ本体の概略構成を示す概略正面図である。
【図６】アクチュエータ本体の長手方向への縦振動の１次モードによる変位を示す概念図である。
【図７】アクチュエータ本体の屈曲振動の２次モードによる変位を示す概念図である。
【図８】アクチュエータ本体の動作を示す概念図である。
【図９】超音波アクチュエータによるステージの駆動を説明するための概念図であって、（Ａ）は駆動前の状態を、（Ｂ）はアクチュエータ本体が長手方向に伸張することで一方の駆動子によってステージを駆動する状態を、（Ｃ）はアクチュエータ本体が長手方向に収縮することで他方の駆動子によってステージを駆動する状態を示す。
【図１０】移動体の端部の拡大斜視図であって、（Ａ）は軸受部の方が移動体本体よりも弾性係数が大きい場合で、（Ｂ）は軸受部の方が移動体本体よりも弾性係数が小さい場合である。
【図１１】その他の実施形態に係る駆動装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
《発明の実施形態》
図１は、実施形態に係る駆動装置の斜視図を、図２は、駆動装置を図１とは別の角度から観た斜視図を、図３は、駆動装置の分解斜視図を示す。実施形態に係る駆動装置１は、図１〜３に示すように、基台（図示省略）に固定されたシャフト１０と、該シャフト１０に摺動自在に設けられた移動体１１と、該移動体１１を駆動する超音波アクチュエータ２と、該基台に対して固定されると共に該超音波アクチュエータ２を基台に対して支持する支持体８と、該超音波アクチュエータ２を駆動制御する制御装置（図示省略）とを備えている。
【００１７】
移動体１１は、四角柱状であって、その軸方向に貫通孔１１ｂ（図１０にのみ図示）が貫通形成された移動体本体１１ａと、貫通孔１１ｂの両端部に設けられた軸受部１５（図１〜３では、それぞれ１つだけ図示）と、後述するアクチュエータ本体４が当接する第１摺動板１３と、後述するローラ６が当接する第２摺動板１４とを有している。軸受部１５は、貫通孔１１ｂに圧入又は接着固定されている。この軸受部１５に、シャフト１０が挿通される。こうして、移動体１１は、シャフト１０の軸方向（図中のＸ軸方向）に沿って摺動可能に構成されている。このシャフト１０の延びる方向が移動体１１の可動方向となる。この移動体１１は、詳しくは後述するが、超音波アクチュエータ２が発生する駆動力を受けて、シャフト１０に沿って移動する。
【００１８】
ここで、移動体本体１１ａは、ガラス繊維を含有するポリカーボネートで構成されている。一般的なガラス繊維を含有するポリカーボネートのヤング率は、３．４〜８．８ＧＰａである。また、軸受部１５は、金属で構成され、そのヤング率は５４ＧＰａである。すなわち、軸受部１５は、移動体本体１１ａよりもヤング率、即ち、弾性係数が大きい。
【００１９】
第１摺動板１３は、アルミナで構成され、移動体本体１１ａの４つの側面のうちの一の側面（図１〜３では下面）に接着固定されている。また、第２摺動板１４は、アルミナで構成され、移動体本体１１ａの４つの側面のうち、第１摺動板１３が設けられた側面と対向する側面に接着固定されている。これら第１及び第２摺動板１３，１４の弾性係数は、移動体本体１１ａの弾性係数よりも大きい。アルミナのヤング率は、概ね２５０〜４００ＧＰａである。この第１摺動板１３が第１摺動部材を、第２摺動板１４が第２摺動部材を構成する。尚、第１摺動板１３の弾性係数と第２摺動板１４の弾性係数とは、同じでもよいし、異なっていてもよい。また、第１及び第２摺動板１３，１４の材質も前述の材質に限られるものではなく、任意の材質を用いて形成することができる。
【００２０】
以下に、超音波アクチュエータ２の構成について説明する。超音波アクチュエータ２は、移動体１１に当接するように付勢されると共に振動することにより移動体１１に駆動力を出力するアクチュエータ本体４と、該アクチュエータ本体４を保持するホルダ５と、アクチュエータ本体４と共に移動体１１を挟持するローラ６と、アクチュエータ本体４とローラ６とを弾性的に連結する連結部材７とを備えている。この超音波アクチュエータ２が振動型アクチュエータを構成する。
【００２１】
前記アクチュエータ本体４は、圧電素子で構成されている。アクチュエータ本体４は、略長方形状の相対向する一対の主面４０ａ（図３では１つだけ図示）と、この主面４０ａと直交して該主面４０ａの長手方向に延びる、相対向する一対の長辺側面４０ｃ（図３では１つだけ図示）と、これら主面４０ａ及び長辺側面４０ｃの両方と直交して該主面４０ａの短手方向に延びる、相対向する一対の短辺側面４０ｅ（図３では１つだけ図示）とを有する略直方体状をしている。アクチュエータ本体４には、該アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１に伝達する駆動子３，３が設けられている。
【００２２】
図４に、アクチュエータ本体４の分解斜視図を示す。アクチュエータ本体４は、図４に示すように、圧電体層（圧電素子）４１，４１，…と内部電極層４２，４４，４３，４４とを交互に積層して構成される。内部電極層４２，４４，４３，４４は、積層方向に圧電体層４１を介して交互に配された、第１給電電極層４２と共通電極層４４と第２給電電極層４３と共通電極層４４とを含んでいる。これら第１給電電極層４２と共通電極層４４と第２給電電極層４３と共通電極層４４とを１セットとして、複数セットの内部電極層４２，４４，４３，４４が圧電体層４１を介在させた状態で繰り返し積層されている。尚、積層方向の両端には、圧電体層４１，４１が位置するようになっている。これら第１給電電極層４２、第２給電電極層４３及び共通電極層４４のそれぞれは、各圧電体層４１の主面上に印刷されている。
【００２３】
前記各圧電体層４１は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛などのセラミック材料からなる絶縁体層である。圧電体層４１は、前記アクチュエータ本体４と同様に、一対の主面と、一対の長辺側面と、一対の短辺側面とを有する略直方体状をしている。また、各圧電体層４１のそれぞれの長辺側面には、長手方向両端部に第１及び第２外部電極４６，４７が形成され、該第１及び第２外部電極４６，４７よりも長手方向内側には２つの共通外部電極４８，４８が形成されている。すなわち、圧電体層４１の各長辺側面には、第１外部電極４６、共通外部電極４８、共通外部電極４８、第２外部電極４７が、長手方向に沿ってこの順で、互いに間隔を空けて並んでいる。
【００２４】
前記各共通電極層４４は、圧電体層４１の主面の略全面に亘って設けられた略長方形状をしている。また、各共通電極層４４のそれぞれの長辺部からは、圧電体層４１の長辺側面に形成された共通外部電極４８，４８まで延びる引出電極４４ａ，４４ａが形成されている。
【００２５】
前記第１及び第２給電電極層４２，４３は、図５に示すように、圧電体層４１の主面をその長手方向及び短手方向にそれぞれ２等分してなる４つの領域のうち該主面の対角線方向に位置する２対の領域のうち一方の対の領域にそれぞれ形成された一対の第１電極４２ａ，４２ｂと、他方の対の領域にそれぞれ形成された一対の第２電極４３ａ，４３ｂとを有する。これら第１電極４２ａ，４２ｂ及び第２電極４３ａ，４３ｂは、圧電体層４１を挟んで共通電極層４４と対向している。また、第１電極４２ａ，４２ｂのそれぞれからは、それらに近接する、圧電体層４１の長辺側面に形成された第１外部電極４６，４６まで延びる引出電極４２ｄ，４２ｄが形成されている。第２電極４３ａ，４３ｂのそれぞれからは、それらに近接する、圧電体層４１の長辺側面に形成された第２外部電極４７，４７まで延びる引出電極４３ｄ，４３ｄが形成されている。そして、第１給電電極層４２においては、第１電極４２ａ，４２ｂが第１導通電極４２ｃを介して導通している。また、第２給電電極層４３においては、第２電極４３ａ，４３ｂが第２導通電極４３ｃを介して導通している。
【００２６】
これら圧電体層４１，４１，…と内部電極層４２，４４，４３，４４とを交互に積層することで構成されたアクチュエータ本体４の各長辺側面４０ｃ，４０ｄにおいては、各圧電体層４１の共通外部電極４８，４８がそれぞれ積層方向に並んで一まとまりに形成されている。この外部電極４８には、前記共通電極層４４，４４に形成された引出電極４４ａ，４４ａが電気的に接続されている。こうして、異なる圧電体層４１，４１，…に設けられた共通電極層４４，４４，…は、共通外部電極４８，４８を介して互いに導通している。
【００２７】
同様に、アクチュエータ本体４の各長辺側面４０ｃ，４０ｄにおいては、各圧電体層４１の第１外部電極４６が積層方向に並んで一まとまりに形成されていると共に、各圧電体層４１の第２外部電極４７が積層方向に並んで一まとまりに形成されている。第１外部電極４６，４６には、前記第１電極４２ａ，４２ｂからの引出電極４２ｄ，４２ｄが電気的に接続されている。また、第２外部電極４７，４７には、前記第２電極４３ａ，４３ｂからの引出電極４３ｄ，４３ｄが電気的に接続されている。こうして、第１電極４２ａ，４２ｂは、第１導通電極４２ｃ及び第１外部電極４６，４６を介して、異なる圧電体層４１，４１，…に設けられた第１電極４２ａ，４２ｂと互いに導通している。また、第２電極４３ａ，４３ｂは、第２導通電極４３ｃ及び第２外部電極４７，４７を介して、異なる圧電体層４１，４１，…に設けられた第２電極４３ａ，４３ｂと互いに導通している。これら外部電極４６，４７，４８には、制御装置からの信号線が接続される。アクチュエータ本体４は、外部電極４６，４７，４８を介して給電される。
【００２８】
そして、アクチュエータ本体４の一方の長辺側面（すなわち、後述する屈曲振動の振動方向を向く一対の面のうちの一方の面。以下、設置面ともいう）４０ｃには、２個の駆動子３，３が設けられている。
【００２９】
これら駆動子３，３は、断面半円形の柱状の部材であって、ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、タングステンカーバイド等で形成されている。駆動子３，３は、その軸方向がアクチュエータ本体４の厚み方向を向くように配設されている。駆動子３，３は、設置面４０ｃに対して接着剤を介して面接触状に取り付けられている。
【００３０】
また、駆動子３，３が設けられた位置は、設置面４０ｃにおいて、アクチュエータ本体４の長手方向両端部から該設置面４０ｃの全長の３０〜３５％距離だけ内側に入った位置であり、即ち、アクチュエータ本体４の後述する屈曲振動の２次モードの腹の位置であって、振動が最も大きくなる位置である。
【００３１】
このように構成されたアクチュエータ本体４は、前記外部電極４８をグランドに接続し、前記第１及び第２外部電極４６，４７に所定周波数の交流電圧を位相が９０°ずれた状態で印加することによって、圧電体層４１の主面の対角線方向に位置する一方の対の第１電極４２ａ，４２ｂと、他方の対の第２電極４３ａ，４３ｂとに互いに位相が９０°ずれた交流電圧が印加され、その長手方向への伸縮振動（いわゆる、縦振動）とその短手方向への屈曲振動（いわゆる、横振動）とが誘起される。
【００３２】
伸縮振動の共振周波数及び屈曲振動の共振周波数はそれぞれ、アクチュエータ本体４、即ち、アクチュエータ本体４の材料、形状等により決定される。さらに、両共振周波数は、アクチュエータ本体４を支持する力及び支持する部分によっても影響を受ける。これらを考慮して、両共振周波数を略一致させ、その近傍の周波数の交流電圧を位相を９０°ずらした状態で第１及び第２外部電極４６，４７のそれぞれに印加する。例えば、伸縮振動の１次モード（図６参照）の共振周波数と屈曲振動の２次モード（図７参照）の共振周波数とが一致するようにアクチュエータ本体４の形状等を設計して、該共振周波数近傍の交流電圧を前述の如く、位相を９０°ずらして印加することによって、アクチュエータ本体４には、伸縮振動の１次モードと屈曲振動の２次モードとが調和的に誘起され、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す形状の変化を順番に起こす。
【００３３】
その結果、アクチュエータ本体４に設けられた各駆動子３が該アクチュエータ本体４の主面と平行な平面（図７における紙面と平行な面）、即ち、長手方向と短手方向とを含む平面（さらに換言すれば、伸縮振動の振動方向と屈曲振動の振動方向とを含む平面）内で略楕円運動、即ち、周回運動を行う。
【００３４】
このように構成されたアクチュエータ本体４は、駆動子３，３が移動体１１の第１摺動板１３に当接する状態で配設される。
【００３５】
ホルダ５は、ポリカーボネート（ガラス繊維入り）で構成された、四角柱状の部材である。ホルダ５は、アクチュエータ本体４の駆動子３，３が設けられていない方の長辺側面に設けられている。ホルダ５は、アクチュエータ本体４の長手方向中央において厚み方向（即ち、積層方向）に延びるようにして、該長辺側面に取り付けられている。ホルダ５の両端部は、アクチュエータ本体４の両主面から厚み方向に突き出ている。
【００３６】
ローラ６は、ローラ本体６１と、ローラシャフト６２とを有している。ローラ本体６１は、ボールベアリングを介してローラシャフト６２に回転自在に取り付けられている。このローラ６が、対向部材を構成する。このローラ６は、移動体１１に当接すると共に該移動体１１を挟んでアクチュエータ本体４と対向する位置に位置する。
【００３７】
連結部材７は、連結部材本体７０と、該連結部材本体７０に取り付けられてローラ６を移動体１１に押圧するための押圧板７４と、該連結部材本体７０に取り付けられてアクチュエータ本体４を移動体１１に押圧するための板バネ７５とを有している。連結部材７は、アクチュエータ本体４とローラ６とを連結すると共に該アクチュエータ本体４とローラ６とを移動体１１を挟み込むように付勢している。
【００３８】
連結部材本体７０は、アクチュエータ本体４の短手方向に互いに平行に延びる第１連結部７１及び第２連結部７２と、アクチュエータ本体４の長手方向に延びて該第１及び第２連結部７１，７２を連結する第３連結部７３とを有している。
【００３９】
第１連結部７１は、アクチュエータ本体４の短手方向へ平坦に延びる本体部７１ａと、該本体部７１ａの両端部から本体部７１ａに対して略垂直に屈曲する取付部７１ｂ，７１ｂとを有している。第２連結部７２は、第１連結部７１と同様の形状をしており、本体部７２ａと、取付部７２ｂ，７２ｂとを有している。取付部７１ｂ，７２ｂには、それぞれネジ孔７１ｃ，７２ｃ（図３にのみ図示）が貫通形成されている。第１連結部７１の一方の取付部７１ｂ及び第２連結部７２の一方の取付部７２ｂは、移動体１１の第２摺動板１４と対向し、第１連結部７１の他方の取付部７１ｂ及び第２連結部７２の他方の取付部７２ｂは、移動体１１の第１摺動板１３と対向する。第３連結部７３は、第１連結部７１の本体部７１ａと、第２連結部７２の本体部７２ａとを連結している。第３連結部７３は、第１連結部７１の本体部７１ａや第２連結部７２の本体部７２ａと同一平面上を延びるのではなく、本体部７１ａ及び本体部７２ａよりも取付部７１ｂ，７２ｂとは反対側に浮き上がっている。これら第１〜第３連結部７１〜７３は、平板を屈曲させて一体に形成されており、全体としてＨ字状に形成されている。
【００４０】
押圧板７４は、略長方形状の平板で構成されている。押圧板７４は、その長手方向中央に長方形の貫通孔７４ａが、長手方向両端部に円形の挿通孔７４ｂ，７４ｂ（図３にのみ図示）が貫通形成されている。押圧板７４は、第１及び第２連結部７１，７２の、第２摺動板１４と対向する側の取付部７１ｂ，７２ｂにネジ締結される。詳しくは、押圧板７４の挿通孔７４ｂ，７４ｂに挿通されたネジ７６，７６がそれぞれ、取付部７１ｂのネジ孔７１ｃ及び取付部７２ｂのネジ孔７２ｃに締結されることによって、押圧板７４が第１及び第２連結部７１，７２に取り付けられる。尚、押圧板７４は、第１及び第２連結部７１，７２と一体に構成してもよい。
【００４１】
このとき、押圧板７４と移動体１１とでローラ６を挟持している。詳しくは、ローラ本体６１は、押圧板７４の貫通孔７４ａ内に位置し、該貫通孔７４ａから突出している。このとき、ローラ６のローラシャフト６２は、押圧板７４と接触しており、押圧板７４により移動体１１側へ押圧されている。その結果、ローラ本体６１が移動体１１の第２摺動板１４に押し付けられる。尚、押圧板７４の長辺における、長手方向中央には、その短手方向に突出する突起部７４ｃ，７４ｃが設けられている。
【００４２】
板バネ７５は、板金を折り曲げて構成されている。詳しくは、板バネ７５は、アクチュエータ本体４の長辺側面と平行な底板部７５ａと、底板部７５ａの両端部から立設され、アクチュエータ本体４の短辺側面と平行な縦板部７５ｂ，７５ｂと、縦板部７５ｂ，７５ｂの先端から外側へ底板部７５ａと平行に延びるフランジ部７５ｃ，７５ｃとを有している。板バネ７５は、アクチュエータ本体４の、ホルダ５が設けられた長辺側面及び２つの短辺側面を外側から覆うように、全体として凹形状をしている。各フランジ部７５ｃには、後述するネジを挿通させる挿通孔７５ｄが貫通形成されている。
【００４３】
この板バネ７５は、第１及び第２連結部７１，７２の、第１摺動板１３と対向する側の取付部７１ｂ，７２ｂにネジ締結される。詳しくは、板バネ７５の挿通孔７５ｄ，７５ｄに挿通された段付ネジ７７，７７がそれぞれ、取付部７１ｂのネジ孔７１ｃ及び取付部７２ｂのネジ孔７２ｃに締結されることによって、板バネ７５が第１及び第２連結部７１，７２に取り付けられる。このとき、段付ネジ７７には、コイルバネ７８が外嵌されている。このコイルバネ７８は、段付ネジ７７の頭と板バネ７５とに挟持されて圧縮変形している。こうして連結部材７に取り付けられる板バネ７５は、移動体１１との間にアクチュエータ本体４を収容し、移動体１１との間で該アクチュエータ本体４を挟持している。詳しくは、板バネ７５の底板部７５ａがアクチュエータ本体４に設けられたホルダ５と当接している。その結果、圧縮変形したコイルバネ７８の弾性力が板バネ７５及びホルダ５を介してアクチュエータ本体４を移動体１１側へ付勢する。その結果、アクチュエータ本体４は、移動体１１の第１摺動板１３を押圧する。すなわち、これら板バネ７５、段付ネジ７７及びコイルバネ７８が付勢部として機能する。
【００４４】
それに加えて、コイルバネ７８の弾性力は、段付ネジ７７を介して連結部材７にも伝達し、さらに連結部材７及び押圧板７４を介してローラ６に伝達する。つまり、コイルバネ７８の弾性力は、ローラ６を移動体１１側へ付勢する。その結果、ローラ６は、移動体１１の第２摺動板１４を押圧する。
【００４５】
このように、超音波アクチュエータ２では、連結部材７によって連結されたアクチュエータ本体４とローラ６とが移動体１１を挟持した状態で該移動体１１を押圧している。こうして、アクチュエータ本体４の駆動子３，３と移動体１１との間には、コイルバネ７８の弾性力に応じた摩擦力が生じている。その結果、駆動子３，３から出力される駆動力を移動体１１に効率良く伝達することができる。そして、このように駆動子３，３を移動体１１に押圧する構成であっても、移動体１１は駆動子３，３と反対側から駆動子３，３の押圧力と同様の押圧力でローラ６により押圧されているため、移動体１１に作用する押圧力は相殺される。その結果、シャフト１０に、偏った不要な力が作用することを防止することができ、移動体１１を円滑に移動させることができる。
【００４６】
次に、支持体８の構成について説明する。支持体８は、アクチュエータ本体４を支持する第１及び第２支持板８１，８２と、第１及び第２支持板８１，８２が取り付けられると共に基台に固定されるベース部材８３とを有している。
【００４７】
ベース部材８３は、ブロック状の部材であって、基台にネジ締結される。また、ベース部材８３には、第１及び第２支持板８１，８２を取り付けるためのネジ孔８３ａ，８３ａ（図３に２つだけ図示）が形成されている。
【００４８】
第１支持板８１は、屈曲した板状の部材で構成されている。第１支持板８１は、方形の基端部８４と、基端部８４から延びる延設部８５と、延設部８５の先端部に対向して設けられた対向ガイド部８６と、該延設部８５と対向ガイド部８６とを連結する連結部８７とを有している。
【００４９】
また、基端部８４の中央には、開口部８４ａが厚み方向に貫通形成されている。この開口部８４ａに、ホルダ５を支持するためのガイド部材８８（図３では１つだけ図示）が設けられる。ガイド部材８８は、基端部８４に接着固定されている。ガイド部材８８には、アクチュエータ本体４を移動体１１へ付勢する方向（即ち、アクチュエータ本体４の短手方向であって、図中のＹ軸方向）に延びる長孔状のガイド孔８８ａが貫通形成されている。ガイド孔８８ａは、ホルダ５の幅よりも少し余裕のある幅を有している。ガイド孔８８ａには、ホルダ５の、アクチュエータ本体４の厚み方向に突出する端部が挿入される。ホルダ５の端部は、ガイド孔８８ａ内をガイド孔８８ａの延伸方向に摺動することができる。ガイド部材８８は、基端部８４よりも弾性率が小さく、又硬度が小さい材料で構成されている。また、ガイド部材８８は、ホルダ５よりも軟質で、しかも樹脂などに対して摺動性に優れる材料で構成されている。例えば、ガイド部材８８は、ポリアセタールで構成されている。尚、ホルダ５の突出量によっては、ガイド孔８８ａはガイド部材８８を貫通せず、有底状であってもよい。また、基端部８４の四隅のうち、延設部８５が設けられた辺と反対側の辺の両端に位置する２つの隅部にはそれぞれ、挿通孔８４ｂが貫通形成されている。これら挿通孔８４ｂ，８４ｂにネジ８４ｃ，８４ｃを挿通し、該ネジ８４ｃ，８４ｃをベース部材８３のネジ孔８３ａ，８３ａに締結することによって、第１支持板８１がベース部材８３に取り付けられる。
【００５０】
延設部８５は、基端部８４の一辺から、ガイド孔８８ａの延設方向と同じ方向に延びている。延設部８５の先端には、ガイド溝８５ａとなる切り込みが形成されている。すなわち、延設部８５の先端は、二股状に形成されている。このガイド溝８５ａの延びる方向と基端部８４のガイド孔８８ａの延びる方向とは一致している。すなわち、ガイド溝８５ａとガイド孔８８ａとは、一直線上に配置されている。
【００５１】
対向ガイド部８６は、延設部８５の先端部と同様に、ガイド溝８６ａとなる切り込みが形成され、二股状に形成されている。この対向ガイド部８６は、延設部８５の先端部と対向する状態で、連結部８７を介して該先端部に連結されている。
【００５２】
ガイド溝８５ａ，８６ａは、ローラ６のローラシャフト６２の外径よりも少し余裕のある幅を有しており、ローラシャフト６２が嵌るように構成されている。また、ガイド溝８５ａ，８６ａには、ローラシャフト６２に加えて、押圧板７４の突起部７４ｃ，７４ｃが嵌るように構成されている。
【００５３】
また、第２支持板８２は、略長方形状の平板状の部材で構成されている。第２支持板８２の略中央には、開口部８２ａが厚み方向に貫通形成されている。この開口部８２ａに、ホルダ５を支持するためのガイド部材（図示省略）が設けられる。このガイド部材は、第１支持板８１のガイド部材８８と同じ構成をしている。すなわち、ガイド部材には、アクチュエータ本体４を移動体１１へ付勢する方向に延びる長孔状のガイド孔が貫通形成されている。このガイド孔には、ホルダ５の、アクチュエータ本体４の厚み方向に突出する端部が挿入される。ホルダ５の端部は、ガイド孔内をガイド孔の延伸方向に摺動することができる。アクチュエータ本体４の短手方向に延びる略長方形のガイド孔が貫通形成されている。ガイド孔は、ホルダ５の幅よりも少し余裕のある幅を有しており、ホルダ５が嵌るように構成されている。また、第２支持板８２の四隅のうち、一方の長辺の両端に位置する２つの隅部にはそれぞれ、挿通孔８２ｂ，８２ｂが貫通形成されている。これら挿通孔８２ｂ，８２ｂにネジ８２ｃ，８２ｃを挿通し、該ネジ８２ｃ，８２ｃをベース部材８３のネジ孔８３ａ，８３ａに締結することによって、第２支持板８２がベース部材８３に取り付けられる。第２支持板８２をベース部材８３に取り付けたとき、開口部８２ａに設けられたガイド部材のガイド孔は、第１支持板８１の対向ガイド部８６のガイド溝８６ａと一直線上に配置される。
【００５４】
このように、支持体８は、超音波アクチュエータ２のホルダ５を第１及び第２支持板８１，８２のガイド孔８８ａで支持すると共に、超音波アクチュエータ２のローラシャフト６２を第１支持板８１のガイド溝８５ａ，８６ａで支持する。これら第１及び第２支持板８１，８２がガイド部を、ガイド孔８８ａが長孔を、ガイド溝８５ａ，８６ａが溝を構成し、ホルダ５及びローラシャフト６２が係合部を構成する。
【００５５】
ここで、ホルダ５が嵌るガイド孔８８ａと、ローラシャフト６２が嵌るガイド溝８５ａ，８６ａとは、アクチュエータ本体４の厚み方向を向かって見たときに一直線上に配置されているため、ローラ６と移動体１１との当接部分は、シャフト１０の軸方向において、２つの駆動子３，３と移動体１１との当接部の中間地点と一致している。すなわち、ローラ６及びアクチュエータ本体４で移動体１１を挟み込む押圧力は、ローラ６と移動体１１との当接部分を通り且つローラ６及びアクチュエータ本体４で挟み込む方向（即ち、アクチュエータ本体４の短手方向）に延びる直線に対して線対称に作用する。
【００５６】
このように構成された駆動装置１の動作は、制御装置によって制御される。詳しくは、制御装置は、外部からの動作指令を受けて、その動作指令に応じた周波数の交流電圧を動作指令に応じた位相差で第１及び第２外部電極４６，４７に印加する。こうして、制御装置は、アクチュエータ本体４に伸縮振動と屈曲振動とを調和的に発生させて、駆動子３，３を図８に示すように周回運動させる。このとき、駆動子３，３は、連結部材７により移動体１１に付勢されており、駆動子３，３と移動体１１との間には十分な摩擦力が作用している。その結果、摩擦力を介して、移動体１１がシャフト１０に沿って駆動される。尚、移動体１１の第２摺動板１４にはローラ６が駆動子３，３の摩擦力と同等の摩擦力で当接しているが、ローラ本体６１はボールベアリングを介して回転するため、ローラ６が移動体１１の移動を妨げることはない。
【００５７】
尚、制御装置は、アクチュエータ本体４の異常発熱を防止すべく、アクチュエータ本体４の伸縮振動と屈曲振動との共通の共振周波数よりも少し高い周波数の交流電圧を第１及び第２外部電極４６，４７に印加する。このとき、かかる交流電圧は、互いに位相が９０°ずれた状態で第１及び第２外部電極４６，４７に印加される。
【００５８】
移動体１１の駆動について、さらに詳しく説明する。駆動子３，３が略楕円運動を行うと、駆動子３，３と移動体１１の第１摺動板１３との間の摩擦力の増減が周期的に繰り返される。このとき、アクチュエータ本体４の長手方向への駆動力が摩擦力を介して移動体１１に伝達され、移動体１１はシャフト１０に沿って移動する。このアクチュエータ本体４の長手方向（シャフト１０が延びる方向と一致する）が、駆動子３，３が駆動力を出力する方向である駆動方向に相当する。尚、アクチュエータ本体４には、駆動力とは長手方向反対向きの反力が移動体１１から作用する。しかし、アクチュエータ本体４に取り付けられたホルダ５がガイド孔８８ａに係合しているため、該反力は第１及び第２支持板８１，８２で受け止められる。そのため、アクチュエータ本体４は、駆動力を移動体１１へ適切に出力することができる。
【００５９】
さらに詳しくは、アクチュエータ本体４が長手方向（伸縮振動の振動方向）に伸張するとき、一方（例えば、図９の左側）の駆動子３は、図９Ｂに示すように、移動体１１との間の摩擦力を駆動前の状態（即ち、単に設置しただけの状態）よりも増大させながら変位するため、この摩擦力によって移動体１１を該長手方向における該一方の駆動子３が変位する側（図９の左側）へ移動させる。このとき、他方（図９の右側）の駆動子３は、該長手方向において一方の駆動子３とは逆向きに変位するが、該駆動子３は移動体１１から離れた状態で変位するか、又は移動体１１との間の摩擦力を駆動前の状態よりも減少させながら変位するため、移動体１１の移動にはほとんど影響を与えない。
【００６０】
一方、アクチュエータ本体４が長手方向に収縮するときは、他方（図９の右側）の駆動子３は、図９Ｃに示すように、移動体１１との間の摩擦力を駆動前の状態（即ち、単に設置しただけの状態）よりも増大させながら変位するため、この摩擦力によって移動体１１を該長手方向における該他方の駆動子３が変位する側（図９の左側）へ移動させる。この移動方向は、前述した、アクチュエータ本体４の伸張時における一方の駆動子３による移動体１１の移動方向と同じである。このとき、一方（図９の左側）の駆動子３は、該長手方向において他方の駆動子３とは逆向きに変位するが、該駆動子３は移動体１１から離れた状態で変位するか、又は移動体１１との間の摩擦力を駆動前の状態よりも減少させながら変位するため、移動体１１の移動にはほとんど影響を与えない。
【００６１】
尚、図９においては、移動体１１の移動に影響を与えない方の駆動子３は移動体１１から離れているが、必ずしも離れている必要はない。すなわち、駆動子３は、移動体１１を移動させない程度の摩擦力で該移動体１１に当接している状態であってもよい。
【００６２】
こうして、一方の駆動子３と他方の駆動子３とは、位相が１８０°ずれた状態で交互に移動体１１を所定の一方向へ移動させる。尚、前記交流電圧を、その位相を−９０°ずらした状態で第１及び第２外部電極４６，４７に印加することによって、駆動子３，３が出力する駆動力を逆向きにすることができ、移動体１１を他方向へ移動させることができる。
【００６３】
続いて、駆動装置１の組み立てについて説明する。
【００６４】
まず、押圧板７４を連結部材本体７０にネジ７６，７６で取り付ける。また、ローラ６のローラシャフト６２を、第１支持板８１のガイド溝８５ａ，８６ａに嵌め込む。ガイド溝８５ａ，８６ａの幅がローラシャフト６２の外径に対してわずかに広いため、ローラシャフト６２は、ガイド溝８５ａ，８６ａの延びる方向へ自由に動くことができる。次に、第１支持板８１をベース部材８３にネジ８４ｃ，８４ｃで固定する。そして、これら連結部材本体７０及び第１支持板８１を、最終的な組立時の位置関係となるように治具に固定する。このとき、押圧板７４の突起部７４ｃ，７４ｃを第１支持板８１のガイド溝８５ａ，８６ａに嵌め込んで、該押圧板７４を連結部材本体７０にネジ７６，７６で固定する。
【００６５】
続いて、アクチュエータ本体４に固定されているホルダ５の一端部を第１支持板８１のガイド孔８８ａに挿入する。このとき、駆動子３，３がローラ６側を向くように、アクチュエータ本体４を配置する。そして、アクチュエータ本体４のホルダ５が設けられている側に板バネ７５を配置する。その後、ホルダ５の他端部を第２支持板８２のガイド孔に挿入し、該第２支持板８２をネジ８２ｃ，８２ｃを介してベース部材８３に固定する。
【００６６】
次に、移動体１１を、第２摺動板１４が駆動子３，３と対向するようにして、アクチュエータ本体４とローラ６との間に配置する。そして、コイルバネ７８を外嵌した段付ネジ７７を介して、板バネ７５を連結部材本体７０に取り付ける。このとき、コイルバネ７８を圧縮変形させる。コイルバネ７８の弾性力は、板バネ７５を介してアクチュエータ本体４に伝達される。その結果、アクチュエータ本体４は、移動体１１に向かって付勢（押圧）される。このコイルバネ７８の弾性力は、アクチュエータ本体４に作用するだけでなく、反力として、連結部材本体７０にも作用する。コイルバネ７８の反力は、連結部材本体７０を介してローラ６を移動体１１に向かって付勢（押圧）する。その結果、アクチュエータ本体４とローラ６とで移動体１１を挟み込んだ状態で、その挟み込む方向（即ち、アクチュエータ本体４とローラ６とが互いに接近する方向）へ該移動体１１を押圧する。かかる構成により、アクチュエータ本体４と移動体１１との間の摩擦力を十分に確保することができ、アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１に効率良く伝えることができる。尚、アクチュエータ本体４及びローラ６の付勢力、即ち、アクチュエータ本体４と移動体１１との間の摩擦力は、コイルバネ７８の圧縮量によって調整することができる。
【００６７】
このように構成された超音波アクチュエータ２は、アクチュエータ本体４及びローラ６を移動体１１へ付勢する付勢方向（即ち、移動体１１をアクチュエータ本体４とローラ６とで挟み込む方向であって、図中のＹ軸方向）に変位可能な状態で支持体８に支持されている。詳しくは、アクチュエータ本体４に取り付けられたホルダ５は、ガイド孔８８ａ内を前記付勢方向に移動可能となっていると共に、ローラ６のローラシャフト６２は、ガイド溝８５ａ，８６ａ内を前記付勢方向に移動可能となっている。そのため、シャフト１０、移動体１１、超音波アクチュエータ２及び支持体８の形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が付勢方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が該付勢方向へ変位して該位置ずれを吸収することができる。
【００６８】
仮に、超音波アクチュエータ２が該付勢方向へ変位できないとすると、超音波アクチュエータ２と移動体１１との間に該付勢方向への位置ずれが生じた場合には、アクチュエータ本体４から移動体１１へ作用する押圧力と、ローラ６から移動体１１へ作用する押圧力とが不均衡となる。その結果、シャフト１０に不要な力が作用して、移動体１１のシャフト１０に対する摺動性を悪化させてしまうため、移動体１１を効率良く駆動することができない。
【００６９】
それに対して、本実施形態では超音波アクチュエータ２が該付勢方向へ変位できるため、超音波アクチュエータ２と移動体１１との間に該付勢方向への位置ずれが生じた場合には、アクチュエータ本体４が移動体１１を押圧する力と、ローラ６が移動体１１を押圧する力が等しくなるように、超音波アクチュエータ２が該付勢方向に移動する。つまり、超音波アクチュエータ２の該付勢方向への位置が自動的に調整され、アクチュエータ本体４が移動体１１を押圧する力と、ローラ６が移動体１１を押圧する力とのバランスがとられる。その結果、シャフト１０に不要な力を作用させることなく、アクチュエータ本体４を移動体１１へ押圧することができるため、アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１へ効率良く伝達することができる。
【００７０】
また、第１及び第２支持板８１，８２のガイド孔８８ａは、アクチュエータ本体４を付勢方向へ案内する機能だけでなく、アクチュエータ本体４の、シャフト１０の軸方向（即ち、アクチュエータ本体４の長手方向）への変位を規制する機能を有する。つまり、アクチュエータ本体４は、移動体１１へシャフト１０の軸方向に沿った駆動力を出力する一方で、該移動体１１からシャフト１０の軸方向に沿った反対向きの反力を受ける。つまり、アクチュエータ本体４は、シャフト１０の軸方向に沿って、移動体１１とは反対向きに変位しようとする。それに対して、ホルダ５が第１及び第２支持板８１，８２のガイド孔８８ａに嵌っているため、アクチュエータ本体４のシャフト１０の軸方向への変位が規制される。その結果、アクチュエータ本体４から出力される駆動力を移動体１１へ適切に伝達することができる。
【００７１】
さらに、ホルダ５は、第１支持板８１のガイド孔８８ａ及び第２支持板８２のガイド孔に対して、シャフト１０の軸方向及び連結部材７の付勢方向に直交する方向（即ち、アクチュエータ本体４の厚み方向であって、図中のＺ軸方向。以下、「直交方向」という。）に変位可能に嵌っている。また、ローラシャフト６２は、第１支持板８１のガイド溝８５ａ，８６ａに対して前記直交方向に変位可能に嵌っている。つまり、超音波アクチュエータ２は、前記直交方向に変位可能な状態で支持体８に支持されている。そのため、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が該直交方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が支持体８に対して直交方向へ変位することによって、該位置ずれを吸収することができる。その結果、シャフト１０に不要な力を作用させることなく、アクチュエータ本体４を移動体１１に押圧することができるため、アクチュエータ本体４の駆動力を移動体１１へ効率良く伝達することができる。
【００７２】
また、アクチュエータ本体４及びローラ６は、移動体１１を付勢方向に挟み込んでいるものの、該付勢方向に直交する平面内においては移動体１１に対して変位可能である。そのため、アクチュエータ本体４及びローラ６が付勢方向に直交する平面内で前記直交方向に変位することによっても、超音波アクチュエータ２と移動体１１との該直交方向への位置ずれを吸収することができる。
【００７３】
尚、移動体１１はシャフト１０の軸方向に移動可能であるため、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が該軸方向へずれた場合であっても、該軸方向への位置ずれは、移動体１１がシャフト１０に沿って移動することによって吸収することができる。
【００７４】
さらに、ホルダ５が嵌るガイド孔８８ａと、ローラシャフト６２が嵌るガイド溝８５ａ，８６ａとは前記付勢方向に延びる長孔状に形成されているため、超音波アクチュエータ２はシャフト１０の軸回りに回転することができる。そのため、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が該軸回りの回転方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が支持体８に対して該軸回りに回転することによって、該位置ずれを吸収することができる。
【００７５】
さらにまた、ガイド孔８８ａはホルダ５のシャフト１０の軸方向への変位を規制するものの、ガイド孔８８ａとホルダ５との間にはホルダ５がガイド孔８８ａに沿って変位できる程度の隙間が設けられている。同様に、ガイド溝８５ａ，８６ａはローラシャフト６２のシャフト１０の軸方向への変位を規制するものの、ガイド溝８５ａ，８６ａとローラシャフト６２との間にはローラシャフト６２がガイド溝８５ａ，８６ａに沿って変位できる程度の隙間が設けられている。そのため、ホルダ５がガイド孔８８ａに嵌り且つローラシャフト６２がガイド溝８５ａ，８６ａに嵌った状態であっても、超音波アクチュエータ２は前記直交方向に沿った軸回りに回転することができる。その結果、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が該軸回りの回転方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が支持体８に対して該軸回りに回転することによって、該位置ずれを吸収することができる。
【００７６】
さらに、前述の如く、アクチュエータ本体４及びローラ６は、移動体１１を付勢方向に挟み込んでいるものの、該付勢方向に直交する平面内においては移動体１１に対して変位可能である。そのため、形状誤差及び取付誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との位置関係が前記付勢方向に延びる軸回りの回転方向へずれた場合であっても、超音波アクチュエータ２が移動体１１に対して該軸回りに回転することによって、該位置ずれを吸収することができる。
【００７７】
ところで、このように、移動体１１をアクチュエータ本体４とローラ６とでバランス良く押圧しながら駆動する構成であっても、移動体１１に押圧力が作用している以上、その押圧力により移動体１１が変形する虞がある。特に、移動体１１の軸方向端部は自由端であるので変形しやすい。すなわち、移動体１１が相対的に移動して、アクチュエータ本体４とローラ６とで移動体１１の軸方向端部を挟持する状態になったときには、移動体１１が変形しやすい。
【００７８】
ここで、図１０Ａに、軸受部１５の弾性係数が移動体本体１１ａの弾性係数よりも大きい場合の移動体１１、アクチュエータ本体４及びローラ６をモデル化して、移動体１１の変形の様子をシミュレーションした結果を示し、図１０Ｂに、軸受部１５の弾性係数が移動体本体１１ａの弾性係数以下の場合の移動体１１、アクチュエータ本体４及びローラ６をモデル化して、移動体１１の変形の様子をシミュレーションした結果を示す。
【００７９】
図１０Ｂに示すように、軸受部１５の弾性係数が移動体本体１１ａの弾性係数以下の場合には、軸受部１５が変形してしまう虞がある。軸受部１５が変形すると、軸受部１５とシャフト１０との間の摩擦抵抗が増大してしまい、移動体１１を円滑に駆動することができなくなる。
【００８０】
それに対して、移動体１１においては、移動体本体１１ａの貫通孔１１ｂの端部に軸受部１５を設け、軸受部１５の弾性係数を移動体本体１１ａの弾性係数よりも大きくしている。こうすることで、図１０Ａに示すように、移動体本体１１ａの方が軸受部１５よりも大きく変形し、軸受部１５の変形量を抑制することができる。その結果、軸受部１５とシャフト１０との間の摩擦抵抗が増大することを防止することができる。
【００８１】
したがって、超音波アクチュエータ２は、連結部材７の付勢方向とシャフト１０の軸方向とそれらの直交方向との直交３軸に沿って並進可能、且つ該直交３軸回りに回転可能に支持体８に支持されている。これにより、取付誤差や形状誤差により超音波アクチュエータ２と移動体１１との間に該直交３軸に沿った位置ずれ及び該直交３軸回りの回転方向への位置ずれがあったとしても、超音波アクチュエータ２と支持体８との間の支持構造により該位置ずれを吸収することができる。その結果、移動体１１をアクチュエータ本体４とローラ６とで挟み込んで押圧する構成であっても、シャフト１０に偏った力が作用することを防止することができ、移動体１１を効率良く駆動することができる。
【００８２】
このように位置ずれを吸収できるため、高い組立精度が不要となり、駆動装置１の組立を簡略化することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、駆動装置１は、シャフト１０と、シャフト１０に沿って変位可能な状態でシャフト１０に支持された移動体１１と、移動体１１に当接するように付勢されると共に振動することにより移動体１１に駆動力を出力するアクチュエータ本体４を有する振動型アクチュエータ２とを備えている。移動体１１は、貫通孔１１ｂが形成された移動体本体１１ａと、貫通孔１１ｂの少なくとも端部に設けられると共にシャフト１０が挿通される軸受部１５とを有している。軸受部１５は、移動体本体１１ａよりも弾性係数が大きい。この実施形態によれば、軸受部１５よりも移動体本体１１ａを変形し易くすることによって、軸受部１５の変形を抑制することができる。こうして、軸受部１５とシャフト１０との間の摩擦抵抗の増大を防止することができるので、移動体１１の円滑な駆動を維持することができる。
【００８４】
特に、本実施形態のように、アクチュエータ本体４とローラ６とで移動体１１を両側からバランス良く押圧できる構成においては、移動体１１がシャフト１０に対して偏る心配が小さいため、押圧力を大きくすることができる。その結果、移動体１１が変形する可能性が高くなる。しかし、前述の如く、移動体本体１１ａよりも弾性係数が大きな軸受部１５を設けることによって、軸受部１５の変形を抑制して、軸受部１５とシャフト１０との間の摩擦抵抗の増大を防止することができる。つまり、駆動力の効率的な伝達と、摩擦抵抗の増大の防止とを両立させることができる。
【００８５】
また、本実施形態のように、移動体本体１１ａに第１及び第２摺動板１３，１４を設ける構成では、移動体本体１１ａが全体的に変形しやすい。すなわち、第１及び第２摺動板１３，１４がない構成であれば、移動体本体１１ａのうち、駆動子３，３及びローラ６が当接している部分が局所的に変形し、貫通孔１１ｂの周辺までは変形しない可能性がある。それに対して、第１及び第２摺動板１３，１４が設けられていると、アクチュエータ本体４及びローラ６の押圧力が第１及び第２摺動板１３，１４を介して移動体本体１１ａの全体に伝わり、移動体本体１１ａを全体的に変形させる。特に、第１及び第２摺動板１３，１４の弾性係数が移動体本体１１ａの弾性係数よりも大きい場合には、第１及び第２摺動板１３，１４が局所的に変形するのではなく、移動体本体１１ａが全体的に変形する。その結果、貫通孔１１ｂの周辺部も変形する虞がある。しかし、前述の如く、移動体本体１１ａよりも弾性係数が大きな軸受部１５を設けることによって、軸受部１５の変形を抑制して、軸受部１５とシャフト１０との間の摩擦抵抗の増大を防止することができる。
【００８６】
《その他の実施形態》
実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００８７】
超音波アクチュエータ２は、アクチュエータ本体４に１次モードの伸縮振動と２次モードの屈曲振動とを発生させているが、これに限られるものではない。アクチュエータ本体４に伸縮振動と屈曲振動とを発生させる構成であれば、任意の次数の振動を発生させるアクチュエータ本体を採用することができる。
【００８８】
さらに、アクチュエータ本体４は、長辺側面４０ｃに駆動子３，３が２つ設けられているが、これに限られるものではない。例えば、駆動子をアクチュエータ本体４の短辺側面４０ｅに設ける構成であってもよい。この場合、アクチュエータ本体４の短辺側面４０ｅが移動体１１に対向するようにして、アクチュエータ本体４が移動体１１に当接する。そして、アクチュエータ本体４からは、その屈曲振動の方向へ駆動力が出力される。
【００８９】
また、移動体１１は、図１１のように構成してもよい。すなわち、移動体１１は、四角柱状に形成されており、その軸方向に挿通孔が貫通形成されている。この挿通孔に、シャフト１０が嵌められる。こうして、移動体１１は、シャフト１０の軸方向（図中のＸ軸方向）に沿って摺動可能に構成されている。このシャフト１０の延びる方向が移動体１１の可動方向となる。この移動体１１の４つの側面のうちの１つ（図１１では下面）には、移動体１１の剛性を向上させるためのステンレスで構成されたベース板１２が接着固定され、該ベース板１２の表面には、アルミナで構成された摺動部材１３が接着固定されている。また、移動体１１の４つの側面のうち、ベース板１２及び摺動部材１３が設けられた側面とは反対側の側面には、アルミナで構成された別の摺動部材１４が設けられている。尚、ベース板１２及び摺動部材１３，１４は省略してもよい。また、ベース板１２や摺動部材１３，１４の材質も前述の材質に限られるものではなく、任意の材質を用いて形成することができる。この移動体１１は、詳しくは後述するが、超音波アクチュエータ２が発生する駆動力を受けて、シャフト１０に沿って移動する。
【００９０】
前記実施形態では、アクチュエータ本体４に設けられたホルダ５を支持体８のガイド孔８８ａで支持すると共に、ローラ６のローラシャフト６２を支持体８のガイド溝８５ａ，８６ａで支持しているが、支持体８による超音波アクチュエータ２の支持構造はこれに限られるものではない。例えば、ホルダ５は、第１及び第２支持板８１，８２のガイド部材８８に支持されているが、ガイド部材８８は必ずしも必要ではない。すなわち、第１及び第２支持板８１，８２に形成された開口部８４ａ，８２ａを介して直接、支持してもよい。また、連結部材７に設けた突出部を、支持体８のガイド孔８８ａやガイド溝８５ａ，８６ａで支持する構成であってもよい。また、連結部材７やアクチュエータ本体４に前記付勢方向に延びるガイド孔又はガイド溝を形成する一方、支持体８に該ガイド孔又はガイド溝に係合する係合部を設ける構成であってもよい。すなわち、超音波アクチュエータ２を前記付勢方向に変位可能に支持できる構成であれば、任意の構成を採用することができる。
【００９１】
前記実施形態では、超音波アクチュエータ２が、柱状の移動体１１を駆動する構成について説明しているが、本実施形態は様々な対象物を駆動する構成に採用することができる。例えば、超音波アクチュエータ２によりカメラのレンズ枠を駆動するように構成してもよい。かかる場合、レンズ枠と一体的に移動体１１が設けられ、該レンズ枠がシャフト１０に沿って移動可能なように構成される。このようなレンズ枠を超音波アクチュエータ２により駆動する構成であってもよい。
【００９２】
前記実施形態では、移動体１１に対してアクチュエータ本体４の反対側にはローラ６が設けられているが、アクチュエータ本体４の反対側の部材（即ち、対向部材）はローラ６に限られるものではない。例えば、対向部材は、ローラシャフトに対してローラ本体が回転不能に取り付けられたローラであってもよい。また、対向部材は、移動体１１と単に当接するだけの当接部材であってもよい。この場合、当接部材は、連結部材７と別体に設けられてもよいし、一体に設けられてもよい。尚、当接部材は、移動体１１との間の摩擦抵抗が小さいことが好ましい。さらに、対向部材は、別のアクチュエータ本体であってもよい。この場合、２つのアクチュエータ本体で移動体１１を挟持することになる。つまり、移動体１１は、２つのアクチュエータ本体で駆動される。すなわち、対向部材は、移動体１１に当接すると共に該移動体１１を挟んでアクチュエータ本体４と対向する位置に位置する部材であれば、任意の部材を採用することができる。
【００９３】
また、アクチュエータ本体４と、アクチュエータ本体４の反対側の対向部材（本実施形態ではローラ６）との連結構造は、連結部材７による構成に限られるものではない。すなわち、アクチュエータ本体４と対向部材とを連結すると共にアクチュエータ本体４と対向部材とを移動体１１を挟み込むように付勢する構成であれば、任意の構成を採用することができる。
【００９４】
また、移動体本体１１ａの形状は、前記実施形態に限られるものではなく、任意の形状を採用することができる。
【００９５】
また、軸受部１５の変形を抑制するためには、以下のような構成であってもよい。
【００９６】
前記実施形態では、連結部材７によってアクチュエータ本体４とローラ６とを連結し且つアクチュエータ本体４とローラ６とで移動体１１を挟持する構成としているが、これに限られるものではない。アクチュエータ本体４を移動体１１に付勢して当接させる構成であればよく、ローラ６も、連結部材７も省略することができる。
【００９７】
さらに、軸受部１５は、移動体本体１１ａの貫通孔１１ｂの端部だけでなく、貫通孔１１ｂ全体に設けられていてもよい。
【００９８】
また、第１及び第２摺動板１３，１４は、何れか一方を省略してもよいし、両方を省略してもよい。
【００９９】
さらにまた、移動体本体１１ａや軸受部１５の材料は、前記実施形態に限られるものではなく、軸受部１５の弾性係数が移動体本体１１ａの弾性係数よりも大きい限りにおいては、任意の材料を採用することができる。また、第１及び第２摺動板１３，１４の材料も、前記実施形態に限られるものではない。第１及び第２摺動板１３，１４の材料としては、任意の材料を採用することができ、移動体本体１１ａよりも弾性係数が大きい材料であれば好ましい。
【０１００】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。本発明は、前記実施形態に限定されず、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他のいろいろな形で実施することができる。このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上説明したように、ここに開示された技術は、振動型アクチュエータと振動型アクチュエータを支持する支持体を備えた駆動装置について有用である。また、ここに開示された技術は、シャフトに支持された移動体を振動型アクチュエータで駆動する駆動装置について有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１      駆動装置
２      超音波アクチュエータ（振動型アクチュエータ）
３      駆動子
４      アクチュエータ本体
５      ホルダ（係合部）
６      ローラ（対向部材）
６２    ローラシャフト（係合部）
７      連結部材
８      支持体
８１    第１支持板（ガイド部）
８２    第２支持板（ガイド部）
８５ａ  ガイド溝（溝）
８６ａ  ガイド溝（溝）
８８ａ  ガイド孔（長孔）
１０    シャフト
１１    移動体
１１ａ  移動体本体
１１ｂ  貫通孔
１３    第１摺動板（第１摺動部材）
１４    第２摺動板（第２摺動部材）
１５    軸受部
【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１１】
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【図１０】
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