(57)【要約】【課題】装置の複雑化、高価格化を招くことなく、高精度な位置決めが可能な摩擦駆動アクチュエータを提供する。【解決手段】駆動信号により伸縮する圧電変位部を備え、該圧電変位部の伸縮により励振される振動体と、振動体に接触し、該振動体に対して相対移動を生じる摺動体と、振動体と摺動体とを加圧接触させる加圧部と、を有する摩擦駆動アクチュエータにおいて、振動体と摺動体は、加圧部によって加圧接触された状態で、振動体と摺動体との相対位置の所定の相対移動方向と直交する方向への移動を規制する規制部を、振動体と摺動体との接触位置に、それぞれ有する。【選択図】図１
2008245507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号により伸縮する圧電変位部を備え、該圧電変位部の伸縮により励振される振動体と、
前記振動体に接触し、該振動体に対して相対移動を生じる摺動体と、
前記振動体と前記摺動体とを加圧接触させる加圧部と、を有する摩擦駆動アクチュエータにおいて、
前記振動体と前記摺動体は、前記加圧部によって加圧接触された状態で、
前記振動体と前記摺動体との相対位置の所定の相対移動方向と直交する方向への移動を規制する規制部を、前記振動体と前記摺動体との接触位置に、それぞれ有することを特徴とする摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項２】
前記摺動体に設けられた前記規制部は、前記所定の相対移動方向に沿って配置され、前記所定の相対移動方向に垂直な断面がＶ字状のＶ字状長溝と、
前記Ｖ字状長溝に平行に配置された帯状の平坦部と、を有し、
前記振動体に設けられた前記規制部は、前記Ｖ字状長溝の溝に当接し、前記所定の相対移動方向に所定の間隔で配置された２つの凸部と、
前記２つの凸部の間であって、前記平坦部に当接する凸部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項３】
前記振動体に設けられた前記規制部は、前記所定の相対移動方向に所定の間隔で配置され、前記所定の相対移動方向に垂直な断面がＶ字状の２つのＶ字状溝と、
前記２つのＶ字状溝に平行に配置された帯状の平坦部と、を有し、
前記摺動体に設けられた前記規制部は、前記２つのＶ字状溝の溝に当接する凸レールと、
前記凸レールに平行に配置され、前記平坦部に当接する凸レールと、を有することを特徴とする請求項１に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項４】
前記摺動体は、長尺状に形成され、前記振動体に対し相対的に直線移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項５】
前記摺動体は、円環状に形成され、前記振動体に対し相対的に回動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項６】
摩擦駆動アクチュエータは、前記振動体を２つ備え、
前記加圧部は、２つの前記振動体のうち一方の前記振動体を用いて、他方の前記振動体と前記摺動体とを加圧接触させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項７】
駆動信号により伸縮する圧電変位部を備え、該圧電変位部の伸縮により励振される振動体と、
円環状に形成され、その内周面で前記振動体と接触し、該振動体に対して相対的に回動する摺動体と、を有する摩擦駆動アクチュエータにおいて、
前記摺動体は、前記円環状に弾性変形が生じた状態で前記振動体に加圧接触するものであって、
前記振動体と前記摺動体は、前記振動体と前記摺動体との相対位置の所定の相対移動方向と直交する方向への移動を規制する規制部を、前記振動体と前記摺動体との接触位置に、それぞれ有することを特徴とする摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項８】
前記摺動体に設けられた前記規制部は、該摺動体の内周面に前記所定の相対移動方向に沿って配置され、前記所定の相対移動方向に垂直な断面がＶ字状のＶ字状長溝を有し、
前記振動体に設けられた前記規制部は、前記Ｖ字状長溝の溝に当接し、前記所定の相対移動方向に所定の間隔で配置された３つの凸部を有することを特徴とする請求項７に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項９】
前記振動体に設けられた前記規制部は、前記所定の相対移動方向に所定の間隔で配置され、前記所定の相対移動方向に垂直な断面がＶ字状の３つのＶ字状溝を有し、
前記摺動体に設けられた前記規制部は、該摺動体の内周面に前記所定の相対移動方向に沿って配置され、前記３つのＶ字状溝の溝に当接する凸レールを有することを特徴とする請求項７に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記振動体は、前記圧電変位部の伸縮により縦振動および屈曲振動を共振励起され、該縦振動および該屈曲振動、またはそのいずれかの節位置で基台に固定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の摩擦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、摩擦駆動アクチュエータに関し、特に振動体を摺動体に加圧接触させて相対移動を発生させる摩擦駆動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な移動装置に摩擦駆動アクチュエータを用いることが試みられている。摩擦駆動アクチュエータは、通常、電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子を備えた振動体と、該振動体に加圧された状態で接触する摺動体等から構成される。摩擦駆動アクチュエータは、振動体に駆動信号を入力して振動体を伸縮運動させ、振動体の一部に楕円振動（以下、円振動を含む）をさせることにより、振動体に加圧接触された摺動体との間で摩擦力により相対移動を発生させるものである。
【０００３】
摩擦駆動アクチュエータは、小型、且つ静音性に優れていることから、電子カメラ等の電子機器の駆動機構として利用され、近年では、その用途はさらに拡大し、ＨＤＤ、ＤＶＤ等の情報記録装置の記録再生ヘッドの駆動機構に用いることが種々検討されている。
【０００４】
例えば、振動体が２つの丸棒状のガイド軸（摺動体）の間に圧接狭持され、振動体の駆動接触部に発生する楕円振動により、振動体とガイド軸とが軸方向に相対移動する振動波リニアモータ（摩擦駆動アクチュエータ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、特許文献１に開示されている振動波リニアモータの概略構成について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は振動波リニアモータ４６の正面断面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＤ−Ｄ’断面矢視図である。
【０００６】
振動子本体７５の上下には、平板部９２と駆動接触部７６とが一体化された連結型駆動接触部９３がそれぞれ設けられている。これら連結型駆動接触部９３の凹部７６ａに接触する上下２本のガイド軸７７（７７−１，７７−２）が支持部７８の立設部７８−２に支持されている。下のガイド軸７７−２が螺旋バネ８３により押し上げ付勢されて、振動子７０を２本のガイド軸７７が圧接挟持する。振動子本体７５に位相の異なる交番電圧が印加されると振動子本体７５が振動波を発生し駆動接触部７６部分に楕円回転振動を発生さる。この楕円回転振動により振動子７０と２本のガイド軸７７，支持部７８とが軸方向に相対移動する。このような構成において、一方を固定し他方を被駆動体に連結して被駆動体を移動駆動することができる。
【０００７】
また、記録再生ヘッドを備えたヘッドアーム（摺動体）を、ヘッドアームに加圧接触された振動体に発生する楕円振動により、ヘッドアームに設けられた回転穴に挿通された回転軸を中心に揺動させる微小駆動装置（摩擦駆動アクチュエータ）が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、ボールベアリング等で軸支されたロータ（摺動体）を、振動体により回転させる回転型超音波アクチュエータ（摩擦駆動アクチュエータ）が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
また、Ｖ字型の支点を楔型の支持部材で支持されたヘッドアーム（摺動体）を、ヘッドアームに加圧接触された振動体に発生する楕円振動により、支点を中心に揺動させる情報記録読出しヘッド駆動装置（摩擦駆動アクチュエータ）が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００５−５７８３８号公報
【特許文献２】特開２０００−２２４８７６号公報
【特許文献３】特開平６−７８５７０号公報
【特許文献４】特開２００１−２２２８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ＨＤＤ、ＤＶＤ等の情報記録装置では、記録密度の高密度化が進展するに伴い、ヘッドの駆動機構は、ヘッドを記録媒体の目標位置へサブミクロン単位で高精度に位置決めできることが求められている。また、情報記録装置の小型、低価格化に伴い、駆動機構の更なる小型、低価格化が要求されている。
【００１１】
特許文献１に開示されている振動波リニアモータにおいては、図１０（ｂ）に示す様に、ガイド軸７７（７７−１，７７−２）と駆動接触部７６との接触面が同一半径の円筒形状に形成されている。しかしながら、両者を結合する際には、駆動接触部７６の凹部７６ａの半径を、ガイド軸７７（７７−１，７７−２）の半径よりも大きくして、両者の間に隙間を設けておかないと結合することができない。この為、高精度の加工をもってしてもミクロン単位の隙間が発生し、ガタが生じる。
【００１２】
また、ガイド軸７７−２は、立設部７８−２に設けられた軸受け長孔８１で支持され、螺旋バネ８３により押し上げ付勢されている。しかしながら、支持部にはミクロン単位の嵌合ガタが必要であり、このガタ分に相当する振動子７０のガイド軸７７に対する傾きが発生し、振動子７０とガイド軸７７との相対位置が変動する。
【００１３】
したがって、この様な構成の振動波リニアモータにおいては、振動子７０とガイド軸７７との間に発生する種々のミクロン単位のガタにより、両者の相対位置を情報記録装置に要求されるサブミクロン単位で高精度に位置決めすることは困難である。
【００１４】
また、特許文献２に開示されている微小駆動装置においては、機構構成の詳細は記載されていないが、ヘッドアームが回転軸の軸受機構を有している為、軸受部にガタが発生することは容易に推測できる。また、振動体は、加圧方向以外の方向にも傾きが生じる構成であり、例えば、ヘッドアームが回転軸に対しわずかにねじれ方向に回動される場合がある。この為、ヘッドアームの先端にもうけられたヘッド部がディスク記録面と衝突する恐れがある。また、軸受機構を有しない構成も開示されているが、これらの構成においても、ガイド部材の真円度、摩耗状態、また、衝撃荷重等による圧痕により軸心がずれる等により、位置決めに大きく影響を及ぼすものと考えられる。
【００１５】
また、特許文献３に開示されている回転型超音波アクチュエータにおいては、ロータを軸支するボールベアリング等の部材を用いる為、ボールと内輪、外輪との間のガタは避けられない。回転軸方向のガタ成分はガタ寄せされるが、径方向のガタ成分はガタ寄せできない。これらの隙間もミクロン単位であり、位置決めに大きく影響を及ぼす。また、振動体の駆動開始時には、まずこの隙間をガタ寄せしてから所望の方向へ駆動が開始される為、起動時の立上がり特性に影響を及ぼすといった問題がある。また、この様な機構で剛性の高い荷重支持部を構成すると、装置の大型化、並びに機構部品増加による装置の複雑化、高価格化を招く恐れがある。
【００１６】
また、特許文献４に開示されている情報記録読出しヘッド駆動装置においては、振動体の加圧接触により、楔型の支持部材によるＶ字型の支点への押し圧が大きくなり、支点が磨耗する恐れがある。その結果、アーム先端部に設けられたヘッド位置が変動する。
【００１７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、装置の複雑化、高価格化を招くことなく、高精度な位置決めが可能な摩擦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】
【００１８】
上記目的は、下記の１乃至１０いずれか１項に記載の発明によって達成される。
【００１９】
１．駆動信号により伸縮する圧電変位部を備え、該圧電変位部の伸縮により励振される振動体と、
前記振動体に接触し、該振動体に対して相対移動を生じる摺動体と、
前記振動体と前記摺動体とを加圧接触させる加圧部と、を有する摩擦駆動アクチュエータにおいて、
前記振動体と前記摺動体は、前記加圧部によって加圧接触された状態で、
前記振動体と前記摺動体との相対位置の所定の相対移動方向と直交する方向への移動を規制する規制部を、前記振動体と前記摺動体との接触位置に、それぞれ有することを特徴とする摩擦駆動アクチュエータ。
【００２０】
２．前記摺動体に設けられた前記規制部は、前記所定の相対移動方向に沿って配置され、前記所定の相対移動方向に垂直な断面がＶ字状のＶ字状長溝と、
前記Ｖ字状長溝に平行に配置された帯状の平坦部と、を有し、
前記振動体に設けられた前記規制部は、前記Ｖ字状長溝の溝に当接し、前記所定の相対移動方向に所定の間隔で配置された２つの凸部と、
前記２つの凸部の間であって、前記平坦部に当接する凸部と、を有することを特徴とする前記１に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【００２１】
３．前記振動体に設けられた前記規制部は、前記所定の相対移動方向に所定の間隔で配置され、前記所定の相対移動方向に垂直な断面がＶ字状の２つのＶ字状溝と、
前記２つのＶ字状溝に平行に配置された帯状の平坦部と、を有し、
前記摺動体に設けられた前記規制部は、前記２つのＶ字状溝の溝に当接する凸レールと、
前記凸レールに平行に配置され、前記平坦部に当接する凸レールと、を有することを特徴とする前記１に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【００２２】
４．前記摺動体は、長尺状に形成され、前記振動体に対し相対的に直線移動することを特徴とする前記１乃至３のいずれか１項に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【００２３】
５．前記摺動体は、円環状に形成され、前記振動体に対し相対的に回動することを特徴とする前記１乃至３のいずれか１項に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【００２４】
６．摩擦駆動アクチュエータは、前記振動体を２つ備え、
前記加圧部は、２つの前記振動体のうち一方の前記振動体を用いて、他方の前記振動体と前記摺動体とを加圧接触させることを特徴とする前記１乃至５のいずれか１項に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【００２５】
７．駆動信号により伸縮する圧電変位部を備え、該圧電変位部の伸縮により励振される振動体と、
円環状に形成され、その内周面で前記振動体と接触し、該振動体に対して相対的に回動する摺動体と、を有する摩擦駆動アクチュエータにおいて、
前記摺動体は、前記円環状に弾性変形が生じた状態で前記振動体に加圧接触するものであって、
前記振動体と前記摺動体は、前記振動体と前記摺動体との相対位置の所定の相対移動方向と直交する方向への移動を規制する規制部を、前記振動体と前記摺動体との接触位置に、それぞれ有することを特徴とする摩擦駆動アクチュエータ。
【００２６】
８．前記摺動体に設けられた前記規制部は、該摺動体の内周面に前記所定の相対移動方向に沿って配置され、前記所定の相対移動方向に垂直な断面がＶ字状のＶ字状長溝を有し、
前記振動体に設けられた前記規制部は、前記Ｖ字状長溝の溝に当接し、前記所定の相対移動方向に所定の間隔で配置された３つの凸部を有することを特徴とする前記７に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【００２７】
９．前記振動体に設けられた前記規制部は、前記所定の相対移動方向に所定の間隔で配置され、前記所定の相対移動方向に垂直な断面がＶ字状の３つのＶ字状溝を有し、
前記摺動体に設けられた前記規制部は、該摺動体の内周面に前記所定の相対移動方向に沿って配置され、前記３つのＶ字状溝の溝に当接する凸レールを有することを特徴とする前記７に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【００２８】
１０．前記振動体は、前記圧電変位部の伸縮により縦振動および屈曲振動を共振励起され、該縦振動および該屈曲振動、またはそのいずれかの節位置で基台に固定されることを特徴とする前記１乃至９のいずれか１項に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、振動体と摺動体とが加圧部によって加圧接触された状態で、振動体と摺動体との相対位置の所定の相対移動方向と直交する方向への移動を規制する規制部を、振動体と摺動体との複数の接触位置に、それぞれ備える構成とした。すなわち、加圧部と規制部により、振動体と摺動体との相対位置が所定の相対移動方向を除き一意的に定まる様にした。振動体と摺動体との相対位置が一意的に決められることにより、振動体を例えば装置の筐体やフレーム等に位置決めすることで摺動体の位置も所定の位置に定まることになる。その結果、摺動体に取付けられる例えば記録再生ヘッド等の被駆動部材の高精度な位置決めが可能となる。
【００３０】
また、円環状に形成された摺動体の場合、円環状の摺動体に弾性変形が生じた状態でその内周面が振動体に加圧接触し、振動体と摺動体との相対位置の所定の相対移動方向と直交する方向への移動を規制する規制部を、振動体と摺動体との複数の接触位置に、それぞれ備える構成とした。すなわち、円環状に形成され径方向に変形された摺動体の復元力により振動体と加圧接触する様にした。加圧力が摺動体自身の弾性変形から生じるので、外部からの加圧機構が不要となり、機構の簡素化や小型化にも寄与することが可能となる。さらに、加圧力の調整工程も不要となり、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下図面に基づいて、本発明に係る摩擦駆動アクチュエータの実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００３２】
〔実施形態１〕
最初に、実施形態１による摩擦駆動アクチュエータ１の構成を図１を用いて説明する。図１（ａ）は、摩擦駆動アクチュエータ１の全体構成の概要を示す正面図、図１（ｂ）は、側面図である。
【００３３】
摩擦駆動アクチュエータ１は、図１（ａ）に示す様に、振動体１０、摺動体２０、及び加圧部３０等を有する。
【００３４】
摩擦駆動アクチュエータ１は、電気−機械エネルギー変換素子からなる後述の圧電変位部１０１を備えた振動体１０に駆動信号を入力して振動体１０を伸縮運動させ、振動体１０の一部を楕円軌道（円軌道を含む）を描く様に移動、すなわち楕円振動（円振動を含む）をさせる。これにより振動体１０に加圧された状態で接触する摺動体２０との間で摩擦力により相対移動を行わせるものである。
【００３５】
摺動体２０は、コイルばね３０１、ローラ３０２、及びローラ回転軸３０３等から構成される加圧部３０によって、振動体１０に加圧接触される。振動体１０に楕円振動が励振されると、摺動体２０が摩擦力により移動される。楕円振動の回転方向が時計方向であれば、摺動体２０は右へ、反時計方向であれば左へ移動する。
【００３６】
摺動体２０は、断面形状が略矩形の長尺状部品であり、材料には、安価で製造し易いステンレス等の金属部品を用いる。表面には、振動体１０との磨耗を防ぐ為、焼入れや窒化処理等の表面硬化処理を施す。ＣｒＮやＴｉＣＮ等のセラミックコーティングを行ってもよい。また、アルミナやジルコニア等のセラミックを用いることで、さらに耐磨耗性を上げることができる。また、振動体１０との磨耗を防ぐ為、接触部の表面は平滑な面であることが好ましい。
【００３７】
振動体１０の構成を図２に示す、図２（ａ）は、振動体１０の正面図、図２（ｂ）は、側面図、図２（ｃ）は、平面図である。
【００３８】
振動体１０は、図２（ａ）に示す様に、圧電変位部１０１、当接部１０２等を有する。
【００３９】
圧電変位部１０１は、圧電素子などの電気−機械エネルギー変換素子で構成された矩形の形状をなし、後述の縦（伸縮）１次振動モード、屈曲２次振動モードによる共振を行う。圧電変位部１０１は、４つの変位部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄから構成され、各変位部毎に図示しない内部の電極が所定の形状に分割されている。これら電極に所定の電圧波形を印加することで、当接部１０２に設けられた半球状の凸部１０２ａ，１０２ｂに楕円振動を励起する。
【００４０】
尚、振動体１０の形状、また、駆動に用いる共振モード等はこれらの形態に限定されるものではなく、一般的な定在波振動体であり、複数箇所から駆動力の取出しが可能であればよい。
【００４１】
また、電気−機械エネルギー変換素子（以下、変位素子とも記する）としては、ＰＺＴ等の圧電特性を示す複数のセラミック薄板と内部電極とを交互に積層した積層型圧電素子を用いてもよいし、あるいは単層の圧電素子と金属製の弾性体を結合したものを用いてもよい。前者の場合、各セラミック薄板（単層の圧電素子）の変位量を合成することにより、変位素子全体の変位量を大きくする。後者の場合、圧電素子を駆動源として弾性体を共振させることにより大きな変位を得ることができる。
【００４２】
当接部１０２の材料としては、安定して高い摩擦係数が得られ、かつ耐磨耗性に優れたＷＣ（タングステンカーバイト）を主材料とする超硬材料等が好ましい。またアルミナ、ジルコニアなど硬度の高いセラミックを用いてもよいし、鉄系材料を熱処理、窒化処理などの表面処理により表面硬化させたものもを用いてもよい。
【００４３】
ここで、この様な構成の振動体１０に励振される楕円振動について図３を用いて説明する。振動体１０は、共振を利用して駆動される。図３は、共振駆動に用いる固有モードによる振動体１０の変形の様子を示し、図３（ａ）は、非駆動時の振動体１０の態様を示す図、図３（ｂ）は、縦（伸縮）１次振動モードによる変形の様子を示す図、図３（ｃ）は、屈曲２次振動モードによる変形の様子を示す図である。
【００４４】
縦１次振動モードは、図３（ｂ）に示す様に、振動体１０の中央部Ｆ１を節として伸縮振動を行い、凸部１０２ａ，１０２ｂがＹ方向（縦方向）に変位する。屈曲２次振動モードは、図３（ｃ）に示す様に、Ｆ２を節として、２次の曲げ変形を行い、凸部１０２ａ，１０２ｂの先端がＰ方向に変位する。尚、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示す振動体１０の変形の様子は、説明上、それぞれのモードにおける変位量を誇張して示したものである。
【００４５】
縦１次振動モードは、４つの変位部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄに同位相の駆動信号をその共振周波数で印加することで励起できる。屈曲２次振動モードは、変位部１０１ａ，１０１ｄに同位相の駆動信号１、また、変位部１０１ｂ，１０１ｃに駆動信号１と所定の位相差を有する駆動信号２をその共振周波数で印加することで励起できる。縦１次振動モードと屈曲２次振動モードによる共振周波数が所定の範囲になる様に振動体１０の形状を形成し、２つのモードを略一致させて振動体１０を駆動することにより、凸部１０２ａ，１０２ｂに、図３（ａ）に示す様に、楕円振動Ｄを励起させることができる。凸部１０２ａ，１０２ｂが楕円軌道を描くように駆動されている間、一定の区間で凸部１０２ａ，１０２ｂが摺動体２０に接触し、凸部１０２ａ，１０２ｂと摺動体２０との間に作用する摩擦力により、摺動体２０が所定方向に駆動される。また、これらの駆動信号の位相のずれ方向を逆にすることにより凸部１０２ａ，１０２ｂの楕円軌道の回転方向が逆転し、摺動体２０の移動方向を逆転させることができる。
【００４６】
この様な構成の摩擦駆動アクチュエータ１において、本発明は、摺動体２０に取付けられる例えば記録再生ヘッド等の被駆動部材を高精度に位置決めできる様に、振動体１０と摺動体１０との相対位置が所定の相対移動方向を除き一意的に定まる様に相対位置の変動を規制するものである。以下、その詳細を説明する。
【００４７】
振動体１０は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す様に、屈曲２次振動の節Ｆ２近傍に設けられた孔１０１ｈで、本発明における基台に該当する固定台４０に設けられた軸４０ａに係合し、固定台４０のＸＹ平面内に位置決め固定される。軸４０ａと孔１０１ｈとの係合は、ガタが無い様に、しまりばめが好ましい。さらに振動体１０は、固定台４０に対し左右（Ｘ方向）に振れない様に、振動体１０の縦１次振動モードの節Ｆ１の両端近傍を支持する固定台４０に設けられた支持部材４０ｂと係合する。尚、振動体１０と固定台４０とを結合する際には隙間を要するが、この隙間によるガタを無くす為に、接着剤で固着させる。また、接着が困難な場合は固定台４０に対しＺ方向へもガタが無い様に、振動体１０を板バネ４１により付勢し固定台４０へ押し付ける。尚、振動体１０の固定方法は、振動体１０の振動を阻害しない様に、前述の様に、振動の節近傍で行うことが好ましい。また、振動体１０への給電は、図示しないフレキシブルプリント基板、あるいはリード線等を用いて行う。
【００４８】
摺動体２０は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す様に、断面形状が略矩形の長尺状部品であり、振動体１０に対向する面に、Ｖ字状長溝２０ａが、Ｘ方向（相対移動方向）に沿って設けられている。このＶ字状長溝２０ａに、振動体１０の当接部１０２に設けられた半球状の２つの凸部１０２ａがそれぞれ当接する。Ｖ字状長溝２０ａのＶ字部の角度は９０度が好ましいが、これに限るものではなく、６０度から１２０度程度が好ましい。Ｖ字部の角度が小さすぎると、Ｖ字状長溝２０ａと凸部１０２ａとの係合が浅くなり、Ｖ字状長溝２０ａの淵近くで凸部１０２ａと接触することから係合が外れ易くなる。一方、Ｖ字部の角度が大きすぎると、Ｖ字状長溝２０ａの側壁と凸部１０２ａとの接触点同士が近接することから、位置決めとしての効果が小さくなる。
【００４９】
また、摺動体２０のＶ字状長溝２０ａが設けられている面には、摺動体２０のＸ軸回りの揺動を規制する平坦部２０ｂが、Ｖ字状長溝２０ａに平行に帯状に設けられている。この平坦部２０ｂに、振動体１０の当接部１０２に設けられた半球状の凸部１０２ｂが当接する。
【００５０】
Ｖ字状長溝２０ａ、平坦部２０ｂの表面は、表面粗さが小さい平滑な面で、平面度も高精度であることが好ましい。また、Ｖ字状長溝２０ａと平坦部２０ｂとの距離が離れているほど摺動体２０のＸ軸回りの揺動の規制効果は大きくなる。尚、凸部１０２ａ、凸部１０２ｂ、及びＶ字状長溝２０ａ、平坦部２０ｂは本発明における規制部に該当する。
【００５１】
摺動体２０と振動体１０とが前述の様な接触状態を保つ様に、加圧部３０により摺動体２０と振動体１０とが加圧接触されている。加圧部３０の押圧力を伝達するのはローラ３０２であり、ローラ３０２を軸支するローラ回転軸３０３と固定部材５０との間にコイルばね３０１が設けられる。加圧部３０の摺動体２０への力点は、ローラ３０２と摺動体２０との接触部であり、この接触部は、Ｙ方向から見て摺動体２０と振動体１０とのすべての接触点、すなわち、２つの凸部１０２ａ、凸部１０２ｂ、及びＶ字状長溝２０ａ、平坦部２０ｂに囲まれた領域の略中央部にあることが好ましい。上記領域の外に力点があると、接触部の姿勢が外乱により変化し易くなる。
【００５２】
この様に、摺動体２０と振動体１０との相対位置は、摺動体２０のＶ字状長溝２０ａと振動体１０の２つの凸部１０２ａとの接触点４か所で規制されることで、Ｘ方向（相対移動方向）の変動を除き、Ｙ方向、及びＺ方向の変動が規制される。また、加圧部３０による押圧力で振動体１０の凸部１０２ｂと摺動体２０の平坦部２０ｂとを加圧接触させることで、摺動体２０のＸ軸回りの搖動を規制することができる。その結果、摺動体２０と振動体１０との相対位置は、Ｘ方向（相対移動方向）への変動を除き、一意的に定められる。
【００５３】
この様に、本発明の実施形態１による摩擦アクチュエータ１においては、加圧部３０と規制部（２つの凸部１０２ａ、凸部１０２ｂ、Ｖ字状長溝２０ａ、平坦部２０ｂ）により、振動体１０と摺動体２０との相対位置が所定の相対移動方向を除き一意的に定まる様にした。振動体１０と摺動体２０との相対位置が一意的に決められることにより、振動体１０を固定台４０を介して、例えば装置の筐体やフレーム等に位置決めすることで摺動体２０の位置も所定の位置に定まることになる。その結果、摺動体２０に取付けられる例えば記録再生ヘッド等の被駆動部材の高精度な位置決めが可能となる。
【００５４】
また、振動体１０と摺動体２０との接触位置にガタが無い為、駆動開始直後から所望の方向への移動が可能であり、起動応答性の高い駆動機構を構成することが可能となる。さらに従来の様な軸受部材を必要とせず駆動に関与する部材が少なくなる為、これら部材の共振周波数を駆動周波数から遠ざける等、振動駆動に特有の設計を容易に行うことができる。また、これら軸受部材を必要としないことから、装置の大型化や複雑化を招くことなく摩擦駆動アクチュエータ１の剛性を高めることも可能となる。これにより、サーボ制御を行う場合の周波数帯域を高周波数側にシフトすることができ、制御性を高めることができる。
【００５５】
また、規制部による振動体１０と摺動体２０との接触点は、すべて駆動力を伝達する為、局所的な表面状態の変化等により１つの接触点での摩擦係数が変化しても、他の接触点との平均化が行われる為、安定した推力を得ることができる。
【００５６】
また、従来の摩擦駆動アクチュエータに比べ、構成部品が少なくなることにより、装置を小型化することができる。
【００５７】
（実施形態１の変形例１）
実施形態１の変形例１による摩擦駆動アクチュエータ１の構成を図４に示す、図４（ａ）は、摩擦駆動アクチュエータ１の全体構成の概要を示す正面図、図４（ｂ）は、側面図である。
【００５８】
変形例１による摩擦駆動アクチュエータ１は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示す様に、摺動体２１には、振動体１１に対向する面に、半円柱状の２つの凸レール２１ａ、２１ｂがＸ方向（相対移動方向）に沿って平行に設けられている。
【００５９】
一方、振動体１１には、凸レール２１ａに当接される２つのＶ字状溝１１２ａが、Ｘ方向（相対移動方向）に所定の間隔をもって設けられている。また、凸レール２１ｂに当接される平坦部１１２ｂが、２つのＶ字状溝１１２ａに平行に帯状に設けられている。
【００６０】
尚、Ｖ字状溝１１２ａのＸ方向（相対移動方向）の幅は狭いほうが好ましい。幅が広いいと、凸レール２１ａと線接触状態になる為、加工精度によっては摺動体２１のＸ方向（相対移動方向）への相対移動に影響を及ぼす場合がある。
【００６１】
摺動体２１と振動体１１との相対位置は、摺動体２１の凸レール２１ａと振動体１１の２つのＶ字状溝１１２ａとの接触点４か所で規制されることで、Ｘ方向（相対移動方向）の変動を除き、Ｙ方向、及びＺ方向の変動が規制される。また、加圧部３０による押圧力で摺動体２１の凸レール２１ｂと振動体１１の平坦部１１２ｂとを加圧接触させることで、摺動体２１のＸ軸回りの搖動を規制することができる。その結果、摺動体２１と振動体１１との相対位置は、Ｘ方向（相対移動方向）への変動を除き、一意的に定められ、実施形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
（実施形態１の変形例２）
実施形態１の変形例２による摩擦駆動アクチュエータ１の構成を図５に示す、図５（ａ）は、摩擦駆動アクチュエータ１の全体構成の概要を示す正面図、図５（ｂ）は、側面図である。
【００６３】
変形例２による摩擦駆動アクチュエータ１は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す様に、前述の図１を用いて説明した、実施形態１の場合の振動体１０と同様の振動体を２つ有する（振動体１０−１，１０−２）。
【００６４】
一方の振動体１０−１は、実施形態１の場合と同様に、固定台４０−１を介して、例えば装置の筐体やフレーム等に位置決めされている。
【００６５】
加圧部３１は、実施形態１の場合のローラ３０２に代わり、他方の振動体１０−２を有し、該振動体１０−２を用いて、摺動体２０を振動体１０−１に加圧接触させる。
【００６６】
この様な構成の摩擦駆動アクチュエータ１において、２つの振動体（振動体１０−１，１０−２）に楕円振動を行わせることにより、実施形態１の場合の２倍の駆動力を得ることができる。尚、固定側の振動体１０−１が摺動体２０との相対位置を規制し、振動体１０−２は、加圧のみを行い、相対位置の規制を行わない構成にすることが好ましい。
【００６７】
〔実施形態２〕
実施形態２による摩擦駆動アクチュエータ１の構成を図６を用いて説明する。図６（ａ）は、摩擦駆動アクチュエータ１の全体構成の概要を示す正面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＡ−Ａ’矢視断面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）におけるＡ−Ｂ矢視断面図である。
【００６８】
摩擦駆動アクチュエータ１は、図６（ａ）に示す様に、振動体１２、摺動体２２、及び加圧部３０等を有する。
【００６９】
実施形態１による摩擦駆動アクチュエータ１の場合は、振動体１０と摺動体２０との間で、相対的に直進移動を行うものであったが、実施形態２の場合は、円環状に形成された摺動体２２の内輪に配置された振動体１２との間で相対的に回動を行うものである。
【００７０】
摺動体２２は、図６（ａ）に示す様に、円環状に形成され、振動体１２に対向する面に、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示す様に、Ｖ字状長溝２２ａが、回動方向Ｑ（相対移動方向）に沿ってリング状に設けられている。また、摺動体２２のＶ字状長溝２２ａが設けられている面には、摺動体２２のＸ軸回りの揺動を規制する平坦部２２ｂが、Ｖ字状長溝２２ａに平行に帯状に設けられている。
【００７１】
一方、振動体１２の摺動体２２と対向する面は、図７に示す様に、摺動体２２の内周面に沿って円弧状に形成されている。振動体１２には、Ｖ字状長溝２２ａに当接する２つの半球状の凸部１２２ａが、回動方向Ｑ（相対移動方向）に所定の間隔をもって設けられている。また、平坦部２０ｂに当接する半球状の凸部１２２ｂが設けられている。尚、図７（ａ）は、振動体１２の正面図、図７（ｂ）は、側面図、図７（ｃ）は、平面図である。
【００７２】
摺動体２２と振動体１２との相対位置は、摺動体２２のＶ字状長溝２２ａと振動体１２の２つの凸部１２２ａとの接触点４か所で規制されることで、回動方向Ｑ（相対移動方向）の変動を除き、Ｙ方向、及びＺ方向の変動が規制される。また、加圧部３０による押圧力で振動体１２の凸部１２２ｂと摺動体２２の平坦部２２ｂとを加圧接触させることで、摺動体２２のＸ軸回りの搖動を規制することができる。その結果、摺動体２２と振動体１２との相対位置は、回動方向Ｑ（相対移動方向）への変動を除き、一意的に定められ、実施形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
（実施形態２の変形例１）
実施形態２の変形例１による摩擦駆動アクチュエータ１の構成を図８に示す、図８（ａ）は、摩擦駆動アクチュエータ１の全体構成の概要を示す正面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ｂ矢視断面図である。
【００７４】
変形例１による摩擦駆動アクチュエータ１は、図８（ａ）に示す様に、振動体１２、摺動体２２等を有し、実施形態２の場合と同様に、円環状に形成された摺動体２２の内輪に配置された振動体１２との間で相対的に回動を行うものである。
【００７５】
変形例１による摩擦駆動アクチュエータ１は、実施形態２の場合のコイルばね３０１、ローラ３０２、及びローラ回転軸３０３等から構成される加圧部３０を有さず、摺動体２２自身が加圧機能を有するものである。
【００７６】
摺動体２２は、振動体１２に組み込まれる前は、その直径（内径）が、振動体１２の寸法より小さく設定されており、組み込まれることにより、摺動体２２は、振動体１２によって、その直径が拡大する方向へ（楕円状に）変形されており、振動体１２と摺動体２２との各接触部には、摺動体２２の弾性変形による復元力が加圧力として作用している。この加圧力により、摺動体２２は、振動体１２に対して、半径方向の移動がガタ無く規制されている。
【００７７】
また、摺動体２２と振動体１２との接触部を円周全域ではなく、３箇所という限られた部分だけとして、摺動体２２に振動体１２から拘束されない非接触部分を生じさせている。円周全域が接触する場合に比べて、摺動体２２の弾性変形を容易とするので、摺動体２２は接触部によってチャージされ、加圧力をばねとした時のバネ定数は、円周全域が接触する場合に比べて、より小さくなる。これにより、振動体１２や摺動体２２に寸法上の製造差があっても、その誤差量に対する加圧力の変動を小さく抑えることができる。また、温度変化等によって、振動体１２や摺動体２２に寸法変化が生じても、バネ定数が小さいので、加圧力の変動を小さく抑えることが可能となり、加圧力が安定する。このようにして、加圧力の寸法に対する誤差感度を低減でき、その結果、駆動性能も安定させることができる。
【００７８】
さらに、加圧力が摺動体２２自身の弾性変形から生じるので、外部からの加圧機構が不要となり、機構の簡素化や小型化にも寄与することが可能となる。さらに、加圧力の調整工程も不要となり、生産性を向上させることができる。
【００７９】
図８に戻って、摺動体２２は、図８（ａ）に示す様に、円環状に形成され、振動体１２に対向する面に、図８（ｂ）に示す様に、Ｖ字状長溝２２ａが、回動方向Ｑ（相対移動方向）に沿ってリング状に設けられている。
【００８０】
一方、振動体１２の摺動体２２と対向する面は、図９に示す様に、摺動体２２の内周面に沿って円弧状に形成されている。振動体１２の短辺の一方の側面には、Ｖ字状長溝２２ａに当接する２つの半球状の凸部１２２ａが、回動方向Ｑ（相対移動方向）に所定の間隔をもって設けられている。また、他方の端面の中央には、Ｖ字状長溝２２ａに当接する１つの半球状の凸部１２２ａが設けられている。尚、図９（ａ）は、振動体１２の正面図、図９（ｂ）は、側面図、図９（ｃ）は、平面図である。
【００８１】
摺動体２２と振動体１２との相対位置は、摺動体２２のＶ字状長溝２２ａと振動体１２の３つの凸部１２２ａとの接触点６か所で規制されることで、回動方向Ｑ（相対移動方向）への変動を除き、一意的に定められ、実施形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
尚、本実施形態においては、摺動体２２にＶ字状長溝２２ａ、振動体１２に該Ｖ字状長溝２２ａに当接する３つの半球状の凸部１２２ａを設けたが、振動体１２に３つのＶ字状溝、摺動体２２に該３つのＶ字状溝に当接する半円状の凸レールを設ける構成としてもよい。
【００８３】
また、振動体１２の形状を矩形に限らず、三角形状とし、三角形の３つの頂点で摺動体２２と加圧接触する構成としてもよい。このような場合も、実施形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態１による摩擦駆動アクチュエータの全体構成図である。
【図２】実施形態１による振動体の構成を示す外観図である。
【図３】実施形態１による振動体の共振モードにおける変形の様子を示す図である。
【図４】実施形態１の変形例１による摩擦駆動アクチュエータの全体構成図である。
【図５】実施形態１の変形例２による摩擦駆動アクチュエータの全体構成図である。
【図６】本発明の実施形態２による摩擦駆動アクチュエータの全体構成図である。
【図７】実施形態２による振動体の構成を示す外観図である。
【図８】実施形態２の変形例１による摩擦駆動アクチュエータの全体構成図である。
【図９】実施形態２の変形例１による振動体の構成を示す外観図である。
【図１０】従来の摩擦駆動アクチュエータの全体構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  摩擦駆動アクチュエータ
１０，１１，１２  振動体
１０１  圧電変位部
１０２，１１２，１２２  当接部
１５１，１５２，１５３，１５４  圧電素子
２０，２１，２２  摺動体
３０，３１  加圧部
３０１  コイルばね
３０２  ローラ
３０３  ローラ回転軸
４０  固定台
４１  板ばね
５０  固定部材
【図１】
2008245507.tif 000003
【図２】
2008245507.tif 000004
【図３】
2008245507.tif 000005
【図４】
2008245507.tif 000006
【図５】
2008245507.tif 000007
【図６】
2008245507.tif 000008
【図７】
2008245507.tif 000009
【図８】
2008245507.tif 000010
【図９】
2008245507.tif 000011
【図１０】
2008245507.tif 000012