(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向と前記第１の方向とは逆の第２の方向に微小変位を発生する変位手段と、
前記変位手段の前記微小変位によって往復運動する振動基板と、
前記振動基板の平面上に配置され、第１の磁界発生手段を有する移動子と、
前記第１の磁界発生手段が発生するＮ極とＳ極の磁束を所定の位置に集中させる第１のヨークと、
前記振動基板の前記移動子に対向した向きと反対側に第２のヨークと、を有し、
前記振動基板よりも外側で前記第１のヨークと、前記第２のヨークの端部が対向することで、前記移動子の駆動方向に垂直な方向の動きを機械的に規制し、
第１の磁界発生手段から発生する磁界を制御することによって、前記移動子と前記振動基板の間に働く摩擦力を制御し、前記移動子を駆動することを特徴とする慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１の磁界発生手段から発生する磁界に対して、前記移動子が前記振動基板に対向した方向に磁気吸引力または磁気反発力が働くように磁界を発生する第２の磁界発生手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の磁界発生手段が電磁コイルであることを特徴とする請求項１または２に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項４】
前記第２の磁界発生手段が永久磁石であることを特徴とする請求項２に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項５】
前記変位手段が圧電素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項６】
前記振動基板が非磁性体であることを特徴とする請求項１または２に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項７】
前記振動基板が非磁性部と磁性部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項８】
前記振動基板は、少なくとも一部が前記第２の磁界発生手段を有することを特徴とする請求項２に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項９】
前記振動基板は、前記第２のヨークの機能を兼用することを特徴とする請求項１または２に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記第１の磁界発生手段が電磁コイルと永久磁石を有することを特徴とする請求項１または２に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体を所定方向に移動させる慣性駆動アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動軸に結合された電気機械変換素子に鋸歯状波駆動パルスを供給して駆動軸を軸方向に変位させ、この駆動軸に摩擦結合させた移動部材を軸方向に移動させるアクチュエータが知られている（以下、このようなアクチュエータを「インパクト駆動アクチュエータ」或いは「慣性駆動アクチュエータ」と称する）。
【０００３】
このようなインパクト駆動アクチュエータが、特許文献１に開示されている。図１１（ａ）は、その構成を示す図である。振動部材１０３は支持部材１０１の立ち上がり部にあけられた穴に挿入され、振動部材１０３の軸方向に移動可能に配置されている。振動部材１０３の一端は圧電素子１０２の一端と固定され、圧電素子１０２の他端は支持部材１０１に固定されている。
このため、圧電素子１０２の振動に伴い振動部材１０３が軸方向に振動する。移動体１０４にも２つの穴が設けられており、振動部材１０３がその穴に挿入されている。更に移動体１０４には下方から板ばね１０５が取り付けられており、板ばね１０５に設けられている突起部が振動部材１０３に押付けられている。このように板ばね１０５による押圧によって、移動体１０４と振動部材１０３は互いに摩擦結合されている。
【０００４】
図１１（ｂ）、（ｃ）に、インパクト駆動アクチュエータを駆動するための駆動波形を示す。図１１（ｂ）は移動体１０４を右に移動させるための駆動波形で、図１１（ｃ）は移動体１０４を左に移動させるための駆動波形である。これらの駆動波形を用いて、インパクト駆動アクチュエータの動作原理を説明する。なお、以下の説明では、圧電素子１０２が伸びる方向を左、縮む方向を右とする。
【０００５】
移動体１０４を右に動かす場合には、図１１（ｂ）に示す駆動波形を用いる。駆動波形は、急峻に立ち上がる部分と緩やかに立ち下がる部分を有している。駆動波形が急峻に立ち上がる部分では、圧電素子１０２が急激に伸びる。ここで、振動部材１０３は圧電素子１０２に固定されているため、振動部材１０３は、圧電素子１０２の急激な伸びに応じて急速に左に移動する。このとき、移動体１０４の慣性は振動部材１０３との間の摩擦結合力（板ばね１０５で押圧されている移動体１０４と振動部材１０３との間の摩擦力）に打ち勝つことから、移動体１０４は左には移動せず、その位置にとどまる。
【０００６】
次に、駆動波形が緩やかに立ち下がる部分では、圧電素子１０２が緩やかに縮む。振動部材１０３は、圧電素子１０２の緩やかな縮みに応じてゆっくりと右に移動する。この場合、移動体１０４の慣性は振動部材１０３との間の摩擦結合力に打ち勝つことができない。そのため、移動体１０４は振動部材１０３の移動と共に右に移動する。
【０００７】
一方、移動体１０４を左に動かす場合には、図１１（ｃ）に示す駆動波形を用いる。駆動波形は、緩やかに立ち上がる部分と急峻に立ち下がる部分を有している。駆動波形が緩やかに立ち上がる部分では、圧電素子１０２が緩やかに伸びる。この場合、振動部材１０３は、圧電素子１０２の緩やかな伸びに応じてゆっくりと左に移動する。この場合、移動体１０４の慣性は振動部材１０３との間の摩擦結合力に打ち勝つことができない。そのため、移動体１０４は振動部材１０３の移動と共に左に移動する。
【０００８】
次に、駆動波形が急峻に立ち上がる部分では、図１１（ｂ）で説明したように、移動体１０４の慣性は振動部材１０３との間の摩擦結合力に打ち勝つことから、移動体１０４は右には移動せず、その位置にとどまる。
【０００９】
なお、板ばね１０５が常に振動部材１０３を押し付けられていることにより、移動体１０４は振動部材１０３に摩擦で支持されている。よって、移動体１０４が停止している際にも、その位置は保持されている。
【００１０】
上記のように、インパクト駆動アクチュエータは、板ばね１０５による移動体１０４と振動部材１０３との摩擦結合と慣性を利用したアクチュエータであって、図１１（ｂ）、（ｃ）に示す駆動波形を用いることで、移動体１０４を移動させることができるアクチュエータである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２８８８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
先特許文献１に記載されているインパクト駆動アクチュエータは、板ばねにより振動部材１０３と移動体１０４に摩擦力を与えている。しかしながら、板ばねは常に振動部材と接触しているため、摩耗などの影響で所望の摩擦力が得られなくなる。そのため、特許文献１に記載されているインパクト駆動アクチュエータは、長期に亘って、安定した動作ができなくなるおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、磨耗等の影響が少なく、効率よく移動体を移動あるいは駆動できる慣性駆動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の慣性駆動アクチュエータは、第１の方向と第１の方向とは逆の第２の方向に微小変位を発生する変位手段と、変位手段の微小変位によって往復運動する振動基板と、振動基板の平面上に配置され、第１の磁界発生手段を有する移動子と、第１の磁界発生手段が発生するＮ極とＳ極の磁束を所定の位置に集中させる第１のヨークと、
振動基板の移動子に対向した向きと反対側に第２のヨークと、を有し、
振動基板よりも外側で第１のヨークと、第２のヨークの端部が対向することで、移動子の駆動方向に垂直な方向の動きを機械的に規制し、第１の磁界発生手段から発生する磁界を制御することによって、移動子と振動基板の間に働く摩擦力を制御し、移動体を駆動することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１の磁界発生手段から発生する磁界に対して、移動子が振動基板に対向した方向に磁気吸引力または磁気反発力が働くように磁界を発生する第２の磁界発生手段をさらに有することが望ましい。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１の磁界発生手段が電磁コイルであることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、第２の磁界発生手段が永久磁石であることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、変位手段が圧電素子であることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、振動基板が非磁性体であることが望ましい。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、振動基板が非磁性部と磁性部を有することが望ましい。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、振動基板は、少なくとも一部が第２の磁界発生手段を有することが望ましい。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様によれば、振動基板は、第２のヨークの機能を兼用することが望ましい。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１の磁界発生手段が電磁コイルと永久磁石を有することが望ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、磁気力を用いることで摩耗等の影響を少なくすることができ、さらにヨークを用いることから効率よく移動体を移動あるいは駆動できる慣性駆動アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の慣性駆動アクチュエータの構造を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】第２実施形態の慣性駆動アクチュエータの構造を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図３】第３実施形態の慣性駆動アクチュエータの構造を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】第４実施形態の慣性駆動アクチュエータの構造を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】第５実施形態の慣性駆動アクチュエータの構造を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】第６実施形態の慣性駆動アクチュエータの構造を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図７】第７実施形態の慣性駆動アクチュエータの構造を示す側面図である。
【図８】第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００を駆動するときの駆動方法を示す図である。
【図９】第８実施形態の慣性駆動アクチュエータ８００を駆動するときの駆動方法を示す図である。
【図１０】第８実施形態の慣性駆動アクチュエータ８００を駆動するときの駆動方法を示す図である。
【図１１】従来のインパクト駆動アクチュエータを示す図であって、（ａ）構成を示す図、（ｂ）移動体を右に移動させるための駆動波形を示す図、（ｃ）移動体を左に移動させるための駆動波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本実施形態の慣性駆動アクチュエータの構成による作用効果を説明する。なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えない。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
【００２７】
(第１実施形態)
第１実施形態の慣性駆動アクチュエータを図１に示す。図１（ａ）は慣性駆動アクチュエータの側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａで示す位置における断面図である。
第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００は、圧電素子（変位手段）３と、振動基板４と、移動子１０と固定子２０で構成されている。固定子２０の上部に圧電素子３と振動基板４が位置し、振動基板４の上部に移動子１０が位置する。
【００２８】
移動子１０は、コイル（第１の磁界発生手段）１１と第１のヨーク（磁束誘導部材）１２ａとで構成されている。第１のヨーク１２ａは溝状（凹状）の部材で、溝の中央でＴ字状の部材で仕切られている。そして、Ｔ字状の部材を中心としてコイル芯を巻いた円筒形状のコイル１１が設けられている。また、コイル１１に電流を供給する配線Ｌが、第１のヨーク１２ａから外側に延びている。なお、溝状の部材とＴ字状の部材は連結されている。
【００２９】
そして、第１のヨーク１２ａにおいて、溝状の部材の側面の先端位置とＴ字状の部材の先端位置は異なる。すなわち、溝状の部材の側面の先端は、振動基板４を超えて固定子２０側に位置している。これに対して、Ｔ字状の部材の先端は、振動基板４と上面で接している。
【００３０】
圧電素子３と振動基板４は、共に板状の部材である。ここで、振動基板４には非磁性体の材料が用いられている。圧電素子３の一端と振動基板４の一端は接着で連結されている。なお、接着に限られず、機械的に連結する構成でも良い。また、圧電素子３の他端（振動基板４と接着していない側の端部）は、固定部材Ａ（不図示）に固定されている。圧電素子３は微小変位を発生させ、振動基板４は微小変位によって往復運動する。
【００３１】
固定子２０は、永久磁石（第２の磁界発生手段）２１と第２のヨーク（磁束誘導部材）２２ａで構成されている。永久磁石２１は直方体の部材で、一方の面側がＮ極、他方の面側がＳ極となっている。第２のヨーク２２ａは板状の部材である。永久磁石２１はＮ極側の面を上にして、第２のヨーク２２ａの上面に載置されている。また、固定子２０の両端は、固定部材Ｂ（不図示）に固定されている。
【００３２】
なお、固定子２０を固定部材Ｂに固定するにあたっては、永久磁石２１と第２のヨーク２２ａを、別々に固定部材Ｂに対して固定しても良い。あるいは、永久磁石２１と第２のヨーク２２ａを先に固定（連結）しておき、少なくともどちらか一方を固定部材Ｂに対して固定しても良い。また、固定部材Ｂとして固定部材Ａを利用して良いし、固定部材Ｂと固定部材Ａは別々であっても良い。
【００３３】
このように、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００では、振動基板４の長手方向（図１（ａ）の紙面左右方向）では、振動基板４よりも外側に、第１のヨーク１２ａの端部は存在しない。よって、振動基板４の長手方向については、移動子１０の動きは規制されない。一方、振動基板４の長手方向と直交する方向（図１（ｂ）の紙面左右方向）では、振動基板４よりも外側に、第１のヨーク１２ａの端部が位置している。そして、第１のヨーク１２ａの端部は、振動基板４と近接している。そのため、振動基板４の長手方向と直交する方向については、移動子１０の動きが規制されることになる。
【００３４】
慣性駆動アクチュエータ１００の動作について説明する。なお、駆動原理（駆動方法）については図８で説明する。コイル１１に、紙面下方向にＳ極が発生するように電流を流す。ここで、コイル１１の両側にはヨーク１２ａが配置されている。そのため、コイル１１で発生した磁束の外部への漏れを、第１のヨーク１２ａよって抑えることができる。
その結果、第１のヨーク１２ａの中央下部Ｐ１にはＳ極が集中し、第１のヨーク１２ａの両端下部Ｐ２にはＮ極が集中する。なお、磁束の外部への漏れを抑制するためには、図１（ａ）の紙面左右方向の一方もヨーク１２ａで塞ぐようにするのが良く、両方をヨーク１２ａで塞ぐようにすればなお良い。その際、塞ぐ範囲は、振動基板４と接触しない範囲内であればよい。
【００３５】
一方、第１のヨーク１２ａと対向している固定子２０では、永久磁石２１の上部にはＮ極、第２のヨーク２２ａの両端上部Ｐ３にはＳ極が集中する。なお、第２のヨーク２２ａの両端上部Ｐ３の近傍には、第１のヨーク１２ａの両端下部Ｐ２が位置している。そのため、永久磁石２１は、第１のヨーク１２ａと第２のヨーク２２ａで囲まれている状態になる。そのため、永久磁石２１で発生した磁束の外部への漏れを、第１のヨーク１２ａと第２のヨーク２２ａによって抑えることができる。
【００３６】
このように、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００では、移動子１０と固定子２０の各々で磁束の外部への漏れを抑制し、これによりＳ極やＮ極を所定の領域に集中させることができる。よって、移動子１０と固定子２０の間に、紙面下側に向かって効率的に磁気吸着力を発生させることができる。
【００３７】
逆に、コイル１１に、紙面上方向にＳ極が発生するように電流を流すと、第１のヨーク１２ａの中央下部Ｐ１にはＮ極が集中し、第１のヨーク１２ａの両端下部Ｐ２にはＳ極が集中する。一方、第１のヨーク１２ａと対向している固定子２０では、永久磁石２１の上部にはＮ極、第２のヨーク２２ａの両端上部Ｐ３にはＳ極が集中する。そのため、移動子１０と固定子２０の間に、紙面上側に向かって効率的に磁気反発力を発生させることができる。
【００３８】
なお、コイル１１に流す電流量を変えることによって、移動子１０の振動基板４に対する垂直抗力（移動子１０と固定子２０の間に発生する磁気吸着力あるいは磁気反発力）の強さを変化させることができる。このようにすることで、移動子１０と振動基板４の摩擦力を制御することが可能となる。
【００３９】
以上述べたように、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００では、移動子１０の移動あるいは駆動に磁気力を用いている。すなわち、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００は、駆動したときに磨耗が生じる弾性体のような部材を使っていない。そのため、移動子１０を移動あるいは駆動させても磨耗が生じない。その結果、長期間にわたって、安定して移動子１０を移動あるいは駆動する（所望の位置に移動させることや、所望の位置で保持する）ことができる。更に、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００では、ヨークを用いていることから、外部への磁束漏れを抑制できる。これにより、磁気吸着力や磁気反発力を効率よく発生させることができるため、簡単かつ低コストな構成でありながら、移動子１０を効率よく移動あるいは駆動できる。
【００４０】
さらに、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００では、第１のヨーク１２ａの両端は、振動基板４の両端を囲うようにして第２のヨーク２２ａに向かって伸びている。そのため、第１のヨーク１２ａの両端と振動基板４によって、図１（ｂ）の紙面左右方向について、移動子１０の動きが規制される。このように、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００では、第１のヨーク１２ａは磁束漏れを抑制する機能を持つだけでなく、移動子１０の所定の方向に対する動きを規制するガイド機能も兼ねる（第１のヨーク１２ａが複数の役割を担っている）。そのため、より部品数の削減、省サイズ化が可能となる。尚、本実施形態では、第１のヨーク１２ａと振動基板４によって振動子１０の動きを規制しているが、図示を省略した固定部材と第１のヨーク１２ａを使って、振動子１０の動きを規制することも当然可能である。
【００４１】
さらに、本実施形態では、基板の厚さ分だけ２つのヨーク１２ａ、２２ａを近づけることができる。このため、磁束をさらに効率よく閉じ込めることができる。
【００４２】
(第２実施形態)
第２実施形態の慣性駆動アクチュエータを図２に示す。図２（ａ）は慣性駆動アクチュエータの側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａで示す位置における断面図である。第１実施形態の慣性駆動アクチュエータと同じ構成については同一の番号を付し、その説明は省略する。なお、配線の図示は省略している。
【００４３】
第２実施形態の慣性駆動アクチュエータ２００は、振動基板の構成が、第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００と異なる。よって、振動基板について説明をする。
【００４４】
第２実施形態の慣性駆動アクチュエータ２００では、振動基板４０は、非磁性部４１と磁性部４２を有する。磁性部４２はヨーク部であって、この磁性部４２の両側に非磁性部４１が位置している。なお、磁性部４２を取り囲むように非磁性部４１を設け、磁性部４２が振動基板４０の内部に位置するようにしても良い。
【００４５】
このような構成をとることにより、第２実施形態の慣性駆動アクチュエータ２００では、第１のヨーク１２ａの中央下部と永久磁石２１との間を磁束が流れる際に、磁束漏れをより抑制することができる。その結果、効率良く磁気吸着力、もしくは反発力を移動子１０に作用させることが可能となる。
【００４６】
(第３実施形態)
第３実施形態の慣性駆動アクチュエータを図３に示す。図３（ａ）は慣性駆動アクチュエータの側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａで示す位置における断面図である。第１実施形態の慣性駆動アクチュエータと同じ構成については同一の番号を付し、その説明は省略する。なお、配線の図示は省略している。
【００４７】
第３実施形態の慣性駆動アクチュエータ３００は、圧電素子３と、振動基板４と、移動子１０と固定子２０で構成されている。固定子２０の上部に圧電素子３と振動基板４が位置し、振動基板４の上部に移動子１０が位置する。
【００４８】
移動子１０は、コイル１１と、第１のヨーク１２ｂと、永久磁石１３で構成されている。第１のヨーク１２ｂは外観が溝状の部材で、溝の中央でＴ字状の部材で仕切られている。そして、Ｔ字状の部材を中心としてコイル芯を巻いた円筒形状のコイル１１が設けられている。ここで、溝状の部材とＴ字状の部材は分離しており、その間に永久磁石１３が位置している。永久磁石１３は、Ｎ極がＴ字状の部材側に位置するように配置されている。一方、固定子２０は第２のヨーク２２ｂを有している。本実施形態は、第１実施形態に比較して、永久磁石２１（第２の磁界発生手段）を有していない点が異なる。
【００４９】
上記のような構成において、例えば、紙面下方向にＮ極が発生するように、コイル１１に電流を流す。すると、第１のヨーク１２ｂの中央下部にはＮ極が集中し、第１のヨーク１２ｂの両端下部にはＳ極が集中する。
永久磁石１３からの磁束も同様に第１のヨーク１２ｂの中央下部にＮ極、第１のヨーク１２ｂの両端下部にＳ極が集中する。それに対向し、固定子２０では、第２のヨーク２２ｂには逆極性が誘起される。すなわち、第２のヨーク２２ｂの中央部にはＳ極が誘起され、両端部にはＮ極が誘起される。その結果、移動子１０に対して紙面下側に向かって、コイル１１に電流を流さないときと比べて強い磁気吸着力が発生する。
【００５０】
一方、紙面上方向にＮ極が集中するように、コイル１１に電流を流した場合は、コイル１１に電流を流さないときと比べて弱い磁気吸着力が発生する。また、コイル１１に流す電流を変えることによって、移動子１０の振動基板４に対する垂直抗力の強さを変えることができる。このようにすることで、移動子１０と振動基板４の摩擦力を制御することが可能となる。
【００５１】
以上述べたように、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ３００では、移動子１０の移動あるいは駆動に磁気力を用いている。すなわち、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ３００は、駆動したときに磨耗が生じる弾性体のような部材を使っていない。そのため、移動子１０の移動あるいは駆動させても磨耗が生じない。その結果、長期間にわたって、安定して移動子１０を移動あるいは駆動する（所望の位置に移動させることや、所望の位置で保持する）ことができる。更に、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ３００では、ヨークを用いていることから、外部への磁束漏れを抑制できる。これにより、磁気吸着力や磁気反発力を効率よく発生させることができるため、移動子１０を効率よく移動あるいは駆動できる。
【００５２】
さらに、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ３００では、第１のヨーク１２ｂの両端は、振動基板４の両端を囲うようにして第２のヨーク２２ｂに向かって伸びている。そのため、第１のヨーク１２ｂの両端と振動基板４によって、図３（ｂ）の紙面左右方向について、移動子１０の動きが規制される。このように、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ３００では、第１のヨーク１２ａは磁束漏れを抑制する機能を持つだけでなく、移動子１０の所定の方向に対する動きを規制するガイド機能も兼ねる（第１のヨーク１２ｂが複数の役割を担っている）。更に、第１のヨーク１２ｃの紙面縦方向のサイズを小さくすることができるので、移動子１０および慣性駆動アクチュエータ３００の小型化ができる。また、固定子２０は第２のヨーク２２ｂを有するだけのため、固定子２０の構成を簡便化することが可能となる。
【００５３】
(第４実施形態)
第４実施形態の慣性駆動アクチュエータを図４に示す。図４（ａ）は慣性駆動アクチュエータの側面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａで示す位置における断面図である。第１実施形態の慣性駆動アクチュエータと同じ構成については同一の番号を付し、その説明は省略する。なお、配線の図示は省略している。
【００５４】
第４実施形態の慣性駆動アクチュエータ４００は、圧電素子３と、振動基板４と、移動子１０と固定子２０で構成されている。固定子２０の上部に圧電素子３と振動基板４が位置し、振動基板４の上部に移動子１０が位置する。
【００５５】
第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００との相違点は、次のとおりである。第１のヨーク１２ｃについては、溝状の部材の側面の先端が振動基板４を超えておらず、また固定子２０側に位置していない。また、第２のヨーク２２ｃについては、箱状の部材で、側面の先端が振動基板４を超えて移動子１０側に位置している。
【００５６】
上記のような相違点はあるものの、コイル１１と永久磁石２１は、第１のヨーク１２ｃと第２のヨーク２２ｃによって覆われている。また、第１のヨーク１２ｃと第２のヨーク２２ｃは、各々の端部が近接するように配置されている。これらの点では、第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００と同じである。
よって、第１実施形態と同様に、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ４００では、移動子１０を移動あるいは駆動させても磨耗が生じない。その結果、長期間にわたって、安定して移動子１０を移動あるいは駆動する（所望の位置に移動させることや、所望の位置で保持する）ことができる。
更に、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ４００では、ヨークを用いていることから、外部への磁束漏れを抑制できる。これにより、磁気吸着力や磁気反発力を効率よく発生させることができるため、移動子１０を効率よく移動あるいは駆動できる。更に、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ４００では、移動体１０（第１のヨーク１２ｃ）の質量を小さくすることができるため、駆動の安定性がさらに向上する。
【００５７】
また、本実施形態の慣性駆動アクチュエータ４００では、第２のヨーク２２ｃの側面の先端が、コイル１１の外側に位置している。さらに、第２のヨーク２２ｃの側面は、コイル１１と近接している。そのため、振動基板４の長手方向と直交する方向について、移動子１０の動きが規制されることになる。なお、コイル１１と第２のヨーク２２ｃが接触してもコイル１１が破損しないように、コイル１１に保護部材または保護膜を設けておくのが望ましい。また、コイル１１を小さくし、その代わりにＴ字状の部材の先端（振動基板４と接触している部分）の大きさを振動基板４と略同じ大きさにしても良い。このようにすることで、振動基板４の長手方向と直交する方向について、移動子１０の動きを規制することができる。
【００５８】
(第５実施形態)
第５実施形態の慣性駆動アクチュエータを図５に示す。図５（ａ）は慣性駆動アクチュエータの側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａで示す位置における断面図である。第４実施形態の慣性駆動アクチュエータと同じ構成については同一の番号を付し、その説明は省略する。なお、配線の図示は省略している。
【００５９】
第５実施形態の慣性駆動アクチュエータ５００は、振動基板を除いた構成は、第４実施形態の慣性駆動アクチュエータ４００と同じである。第５実施形態の慣性駆動アクチュエータ５００の振動基板４０は、第２実施形態の慣性駆動アクチュエータ２００の振動基板４０と類似している。
第５実施形態の慣性駆動アクチュエータ５００では、振動基板４０は、非磁性部４１と磁性部４２を有する。そして、磁性部４２を取り囲むように非磁性部４１を設け、磁性部４２が振動基板４０の内部に位置している。
上記の構成により、第５実施形態の慣性駆動アクチュエータ５００では、第２実施形態と第４実施形態で説明した作用効果、すなわち、移動子１０の駆動方向の垂直方向の動きを規制でき、磁束漏れを抑制できる。更に、第１のヨーク１２ｃの紙面縦方向のサイズを小さくすることができるため、移動子１０の質量を小さくすることができ、これにより駆動の安定化がさらに向上する。
【００６０】
(第６実施形態)
第６実施形態の慣性駆動アクチュエータを図６に示す。図６（ａ）は慣性駆動アクチュエータの側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａで示す位置における断面図である。第３実施形態の慣性駆動アクチュエータと同じ構成については同一の番号を付し、その説明は省略する。なお、配線の図示は省略している。
【００６１】
第６実施形態の慣性駆動アクチュエータ６００は、圧電素子３と、振動基板４と、移動子１０と固定子２０で構成されている。固定子２０の上部に圧電素子３と振動基板４が位置し、振動基板４の上部に移動子１０が位置する。
【００６２】
第３実施形態の慣性駆動アクチュエータ３００との相違点は、次のとおりである。第１のヨーク１２ｄについては、溝状の部材の側面の先端が振動基板４を超えておらず、また固定子２０側に位置していない。また、第２のヨーク２２ｄについては、箱状の部材で、側面の先端が振動基板４を超えて移動子１０側に位置している。
【００６３】
上記のような相違点はあるものの、コイル１１と永久磁石１３は、第１のヨーク１２ｄと第２のヨーク２２ｄによって覆われている。また、第１のヨーク１２ｄと第２のヨーク２２ｄは、各々の端部が近接するように配置されている。これらの点では、第３実施形態の慣性駆動アクチュエータ３００と同じである。
よって、第６実施形態の慣性駆動アクチュエータ６００では、第３実施形態で説明した作用効果、すなわち、移動子１０の駆動方向の垂直方向の動きを規制でき、磁束漏れを抑制できる。更に、第１のヨーク１２ｃの紙面縦方向のサイズを小さくすることができるので、移動子１０および慣性駆動アクチュエータ６００の小型化ができる。また、固定子２０は第２のヨーク２２ｂを有するだけのため、固定子２０の構成を簡便化することが可能となる。
【００６４】
(第７実施形態)
第７実施形態の慣性駆動アクチュエータ７００を図７に示す。図７（ａ）は慣性駆動アクチュエータの側面図、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ−Ａで示す位置における断面図である。上記各実施形態の慣性駆動アクチュエータと同じ構成については同一の番号を付し、その説明は省略する。
【００６５】
本実施形態では、振動基板４０が永久磁石で構成されている点が上記各実施形態と異なる。これ以外の構成は、他の実施形態と同じ構成を有している。
第１のヨーク１２ｅと第２のヨーク２２ｅの位置関係としては、第２のヨーク２２ｅが振動基板４０の外側を通ってガイドの役割を兼ねている。しかしながら、これに限られず、他の実施形態と同じく、第１のヨーク１２ｅが振動基板４０の外側を通る構成によりガイドの役割を兼ねることもできる。
本実施形態によれば、振動基板２０が第２の磁界発生手段の機能も兼ねるため、慣性駆動アクチュエータを小型化できるという効果を奏する。
【００６６】
次に、各実施形態の慣性駆動アクチュエータの駆動方法を説明する。図８は、例えば、第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００を駆動するときの駆動方法を示している。図８において、横軸は時間を示し、縦軸は圧電素子３の変位を示している。図１（ａ）において、圧電素子３が紙面左方向に伸びた場合を正としている。
【００６７】
時刻０からＡまでの間、圧電素子３は延伸している。この間は、コイル１１に、紙面下方向にＳ極が発生するように電流を流す。すると、移動子１０に対して振動基板４側に磁気吸着力が働く。そのため、移動子１０と振動基板４との間の摩擦は増加する。その結果、圧電素子３の延伸とともに振動基板４は紙面左方向に移動し、それとともに移動子１０も紙面左方向に移動する。
【００６８】
次に、時刻Ａから時刻Ｂまでの間、圧電素子３は収縮している。この間、コイル１１に電流を流すのを止める。すると、移動子１０に対して磁気吸着力が働かなくなる。そのため、移動子１０と振動基板４との間の摩擦力は減少する。これは、振動基板４の動きに対して移動子１０のすべる量が増加したことを意味する。その結果、圧電素子の収縮とともに振動基板４が紙面右方向に移動しても、移動子１０は移動した位置で静止した状態となる。このように、圧電素子３の収縮とともに、紙面右方向に移動する振動基板４に対して移動子１０は左方向に滑るため、時刻０から時刻Ｂまでの間で、移動子１０は紙面左方向に移動することとなる。
【００６９】
同様のことを、時刻Ｂから時刻Ｃ、時刻Ｃから時刻Ｄというように繰り返すことにより、移動子１０を紙面左方向に移動させていくことができる。なお、移動子１０を紙面右方向へ移動させるには、コイル１１に電流を流すタイミングを、図８と逆にすることにより可能である。すなわち、時刻０から時刻Ａまでの間、移動子１０に対して振動基板４側に磁気吸着力が働くように電流を流す代わりに、磁気反発力が働くようにコイル１１に電流を流すことにより、移動子１０は紙面右側に移動する。
【００７０】
尚、上記の例では、時刻Ａから時刻Ｂまでの間は、コイル１１に電流を流すのを止めている。これに代わり、移動子１０に対して振動基板４側に磁気反発力が働くように、コイル１１に電流を流してもよい。このようにすることで、上記と同様に移動子１０の移動が可能である。
【００７１】
第８実施形態の慣性駆動アクチュエータを図９に示す。図９は、図１（ｂ）と同様の慣性駆動アクチュエータの側面図である。また、図１０は、第８実施形態の慣性駆動アクチュエータ８００を駆動するときの駆動方法を示している。
【００７２】
第８実施形態の慣性駆動アクチュエータは、第１実施形態の慣性駆動アクチュエータ１００における移動子１０を２つ備えている。すなわち、第８実施形態の慣性駆動アクチュエータ８００は、圧電素子３と、振動基板４と、移動子１０ａと、移動子１０ｂと固定子２０で構成されている。固定子２０の上部に圧電素子３と振動基板４が位置し、振動基板４の上部に移動子１０ａと、移動子１０ｂが位置する。なお、移動子１０ａと、移動子１０ｂの配線は省略している。
【００７３】
慣性駆動アクチュエータ８００の駆動方法について説明する。図１０において、横軸は時間を示し、縦軸は圧電素子３の変位を示している。図９において、圧電素子３が紙面左方向に伸びた場合を正としている。
【００７４】
時刻０から時刻Ａまでの間、圧電素子３は延伸している。この間、移動子１０ａのコイル１１に電流を流さないでおく。この場合、移動子１０ａに対して磁気吸着力が働かなくなる。そのため、移動子１０ａは、その位置を変えずに静止したままである。一方、移動子１０ｂのコイル１１に、紙面下方向にＳ極が発生するように電流を流す。この場合、図８で説明したように、移動子１０ｂに対して振動基板４側に磁気吸着力が働く。そのため、移動子１０ｂは紙面左方向に移動する。
【００７５】
次に、時刻Ａから時刻Ｂまでの間、圧電素子３は収縮している。この間、移動子１０ａのコイル１１に、紙面下方向にＳ極が発生するように電流を流す。この場合、図８で説明したように、移動子１０ａに対して振動基板４側に磁気吸着力が働く。そのため、移動子１０ａは紙面右方向に移動する。一方、移動子１０ｂのコイル１１に電流を流さないでおく。この場合、移動子１０ｂに対して磁気吸着力が働かなくなる。そのため、移動子１０ｂは、その位置を変えずに静止したままである。
【００７６】
以上のように、時刻０から時刻Ａの間、移動子１０ａは静止し、移動子１０ｂは紙面左方向、すなわち移動子１０ａに向かって移動する。一方、時刻Ａから時刻Ｂまでの間、移動子１０ａは紙面右方向、すなわち移動子１０ｂに向かって移動し、移動子１０ｂは静止している。その結果、移動子１０ａと移動子１０ｂを近づけることができる。また、時刻０から時刻Ｂまでの間の駆動方法を繰り返すことで、移動子１０ａと移動子１０ｂを更に近づけることができる。また、駆動方法を変えれば、移動子１０ａと移動子１０ｂを同一方向に移動させることや、移動子１０ａと移動子１０ｂを離すようにすることもできる。
【００７７】
なお、図９および図１０では、説明のために２個の移動子の構成とその駆動方法を例示したが、原理的には２個以上の移動子においても、同一の振動基板上で、それぞれを独立に駆動することが可能である。また、第１実施形態から第７実施形態のどれについても、移動子はコイルを有しているため、図９の駆動原理を適用可能である。したがって、本実施形態の慣性駆動アクチュエータについて、同一の振動基板上で、複数の移動子を独立に駆動することは可能である。
【００７８】
なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明は、長期に亘って、安定した動作、例えば、移動体を所望の位置に移動させることや、所望の位置で移動体を静止させることや、静止した状態を維持することができる慣性駆動アクチュエータに適している。
【符号の説明】
【００８０】
３  圧電素子
４、４０  振動基板
１０、１０ａ、１０ｂ  移動子
１１  コイル
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ  第１のヨーク
１３、２１  永久磁石
２０  固定子
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ  第２のヨーク
４１  非磁性部
４２  磁性部（ヨーク部）
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００ 慣性駆動アクチュエータ
１０１  支持部材
１０２  圧電素子
１０３  振動部材
１０４  移動体
１０５  板ばね
Ｌ  配線
【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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