(57)【要約】【課題】磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができるアクチュエータを提供する．【解決手段】チップ部材が当接することにより所定の回転軸を中心として回転駆動されるロータ６は、チップ部材が当接する面にスパイラル溝Ｈ１を有しており、チップ部材とロータ６とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をスパイラル溝Ｈ１で捕らえることで、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるようになるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができるようになる。【選択図】  図３
2004194365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の変位を発生させる少なくとも１つの変位素子と、
前記変位素子に結合され、前記変位素子により励振される被変位部材と、
前記被変位部材が当接することにより所定の軸を中心として回転駆動される被駆動部材と、
前記被変位部材を前記被駆動部材に圧接させるための圧接部材とを備え、
前記被駆動部材は、前記被変位部材が当接する面に凹部を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記凹部は、前記被変位部材と前記被駆動部材とが相対運動することにより、前記被変位部材の接触面をスキャンすることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記凹部は、所定の幅の溝であることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記凹部は、少なくとも１条のスパイラル溝であることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記凹部は、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝及び少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝のうちの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等の光学機器のレンズの駆動等に用いられるアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、２つの圧電素子などの電気機械変換素子（変位素子）をトラス型に構成し、互いに直交する変位素子の交点に設けられた変位合成部を所定の軌跡を描くように駆動することにより、ロータなどの被駆動部材を所定の方向に駆動するトラス型アクチュエータが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来のトラス型アクチュエータは、２つの電気機械変換素子（積層型の第１圧電素子及び第２圧電素子）を略直角に交差させて配置し、それらの交差側端部にチップ部材を接着剤により接合している。一方、第１及び第２圧電素子の他端部をベース部材に接着剤により接合している。また、第１及び第２圧電素子、チップ部材及びベース部材などで構成された駆動部材は、チップ部材がロータに接触するように、圧接ばねにより付勢されている。圧接ばねは、圧縮コイルばねであり、一端が基台に設けられた固定部材に固着されており、他端がベース部材に固着されている。
【０００４】
従来のトラス型アクチュエータでは、第１及び第２圧電素子にそれぞれ所定の位相差を有する駆動信号を印加することにより、各圧電素子は異なった位相で駆動され、第１及び第２圧電素子の交点に設けられたチップ部材が所定の楕円軌道を描くように駆動される。チップ部材が楕円軌道を描くように駆動されている間、一定の区間でチップ部材がロータに接触し、チップ部材とロータとの間に作用する摩擦力により、ロータが所定の方向に回転駆動される。そして、ロータの回転軸を直接出力軸とすることにより、またはロータの回転軸に垂直な端面にピンを設け、このピンによりリンクレバーなどを係合させることにより、他の装置に駆動力を供給することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２４８７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、チップ部材とロータとは摩擦接触するため、磨耗紛が発生する場合がある。この磨耗紛がチップ部材とロータとの間に挟まった状態で、チップ部材が楕円運動を行った場合、以下の問題が生じる可能性がある。
【０００７】
まず、チップ部材とロータとが、磨耗紛によってすべりを生じることとなり、回転ムラが生じることとなる。また、磨耗紛がチップ部材及びロータをさらに摩擦し、アクチュエータとしての寿命が短くなる。さらに、磨耗紛がチップ部材の周りに堆積した状態で一旦アクチュエータを休止させた後、再起動した場合、磨耗紛が凝固してしまい、アクチュエータが駆動しなくなってしまうとともに、再起動時の速度が上がりにくくなる。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができるアクチュエータを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るアクチュエータは、所定の変位を発生させる少なくとも１つの変位素子と、前記変位素子に結合され、前記変位素子により励振される被変位部材と、前記被変位部材が当接することにより所定の軸を中心として回転駆動される被駆動部材と、前記被変位部材を前記被駆動部材に圧接させるための圧接部材とを備え、前記被駆動部材は、前記被変位部材が当接する面に凹部を有する。
【００１０】
この構成によれば、変位素子により励振される被変位部材が当接することにより所定の軸を中心として回転駆動される被駆動部材の被変位部材が当接する面に凹部が設けられているため、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛を凹部で捕らえることができ、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができる。
【００１１】
また、上記のアクチュエータにおいて、前記凹部は、前記被変位部材と前記被駆動部材とが相対運動することにより、前記被変位部材の接触面をスキャンすることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、被駆動部材に設けられた凹部が、被変位部材との接触面をスキャンすることによって、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛を凹部で捕らえることができ、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができる。
【００１３】
また、上記のアクチュエータにおいて、前記凹部は、所定の幅の溝であることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、被駆動部材に設けられた凹部を所定の幅の溝とすることで、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛がこの溝に捕らえられ、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができる。
【００１５】
また、上記のアクチュエータにおいて、前記凹部は、少なくとも１条のスパイラル溝であることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、被駆動部材が回転することによって、被駆動部材に設けられた少なくとも１条のスパイラル溝が被変位部材の接触面を相対的に移動することとなり、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をこのスパイラル溝で捕らえることができ、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができる。
【００１７】
また、上記のアクチュエータにおいて、前記凹部は、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝及び少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝のうちの少なくとも一方であることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、被駆動部材に設けられた凹部を少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝とした場合、被駆動部材が回転することによって、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝が被変位部材の接触面を相対的に移動することとなり、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をこのスパイラル溝で捕らえることができる。また、被駆動部材に設けられた凹部を少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝とした場合、被駆動部材が回転することによって、少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝が被変位部材の接触面を相対的に移動することとなり、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をこのスパイラル溝で捕らえることができる。さらに、被駆動部材に設けられた凹部を、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝及び少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝の両方とした場合、被駆動部材が回転することによって、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝及び少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝が被変位部材の接触面を相対的に移動することとなり、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をこの両スパイラル溝で捕らえることができる。
【００１９】
特に、重力の影響などを考慮した場合、スパイラル溝が上方から下方にスキャンするほうが、スパイラル溝が下方から上方にスキャンするよりも磨耗紛の回収効率が高くなる。そのため、右ねじ方向のスパイラル溝とする場合と、左ねじ方向のスパイラル溝とする場合とでは、被駆動部材を回転させる方向を変化させ、スパイラル溝が被変位部材の接触面を上方から下方にスキャンするようにすることで、磨耗紛をより捕らえることができ、磨耗紛によって生じる回転ムラをより低減することができるとともに、アクチュエータの寿命をより向上させることができる。また、右ねじ方向のスパイラル溝及び左ねじ方向のスパイラル溝の両方とする場合、被駆動部材を回転させる方向が正転／逆転のいずれの場合であっても、いずれか一方のスパイラル溝が、被変位部材の接触面を上方から下方にスキャンすることとなり、効率的に磨耗紛を捕らえることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態であるトラス型アクチュエータについて説明する。図１は、第１実施形態のトラス型アクチュエータの構成を概略的に示す図である。
【００２２】
図１において、トラス型アクチュエータ１は、第１圧電素子（変位素子）２、第２圧電素子（変位素子）３、チップ部材（被変位部材）４、ベース部材５、ロータ（被駆動部材）６及び圧接ばね（圧接部材）７で構成される。駆動ユニット２０は、第１圧電素子２、第２圧電素子３、チップ部材（変位合成部）４及びベース部材５で構成される。
【００２３】
図１に示すように、トラス型アクチュエータ１は、２つの電気機械変換素子（積層型の第１圧電素子及び第２圧電素子）２，３を略直角に交差させて配置し、それらの交差側端部にチップ部材４を接着剤により接合している。一方、第１及び第２圧電素子２，３の他端部をベース部材５に接着剤により接合している。チップ部材４は、摩擦接触することによりロータ６を回転駆動させるため、安定して高い摩擦係数が得られ、かつ耐摩耗性に優れた材料、例えば、超硬材料等が好ましい。ベース部材５は、製造が容易で、かつ強度に優れた材料、例えば、ステンレス鋼やタングステン等が好ましい。また、接着剤は、接着力及び強度に優れた材料、例えば、エポキシ系樹脂等が好ましい。第１圧電素子２の電極及び第２圧電素子３の電極はそれぞれ駆動回路（図示省略）に接続されており、駆動回路は制御部（図示省略）に接続されている。制御部は、駆動回路を含むトラス型アクチュエータ１の全体の制御を行う。
【００２４】
ここで、本実施形態において電気機械変換素子（変位素子）として用いる積層型圧電素子について説明する。圧電素子は、ＰＺＴ等の圧電特性を示す複数のセラミック薄板と電極を交互に積層したものであり、各セラミック薄板と電極とは接着剤等により固定されている。１つおきに配置された各電極群は、それぞれ信号線を介して駆動電源に接続されている。信号線に所定の電圧を印加すると、２つの電極に挟まれた各セラミック薄板には、その積層方向に電界が発生し、その電界は１つおきに同じ方向である。従って、各セラミック薄板は、１つおきに分極の方向が同じになる（隣り合う２つのセラミック薄板の分極方向は逆となる）ように積層されている。なお、圧電素子の両端部には、保護層が設けられている。
【００２５】
駆動電源により直流の駆動電圧を各電極の間に印加すると、全てのセラミック薄板が同方向に伸び又は縮み、圧電素子全体として伸縮する。駆動電源により交流の駆動電圧（交流信号）を各電極の間に印加すると、その電界に応じて各セラミック薄板は同方向に伸縮を繰り返し、圧電素子全体として伸縮を繰り返す。圧電素子には、その構造や電気的特性により決定される固有の共振周波数が存在する。交流の駆動電圧の周波数が圧電素子の共振周波数と一致すると、インピーダンスが低下し、圧電素子の変位が増大する。圧電素子は、その外形寸法に対して変位が小さいため、低い電圧で駆動するためには、この共振現象を利用することが望ましい。
【００２６】
ロータ６は、円筒状であり、軸６ａを中心として回転する。ロータ６の材料としては、鉄系合金や鉄系サーメット等が好ましく、チップ部材４との摩擦による摩耗を防止するため、表面に窒化処理等を施すことが好ましい。駆動ユニット２０は、チップ部材４がロータ６の外周面に所定の圧力で接触するように、圧接ばね７により付勢されている。圧接ばね７は、例えば、圧縮コイルばねであり、一端がベース部材５に接着剤により接合され、他端が固定部材１０に接着剤により接合されている。
【００２７】
次に、アクチュエータによるロータ６の回転原理について説明する。第１圧電素子２及び第２圧電素子３にそれぞれ所定の位相差を有する駆動信号を印加することにより、各圧電素子２，３は異なった位相で駆動され、各圧電素子２，３の交点に設けられたチップ部材４が所定の楕円軌道（円軌道を含む）を描くように駆動される。チップ部材４が所定の楕円軌道を描くように駆動されている間、一定の区間でチップ部材４がロータ６の外周面に接触し、チップ部材４とロータ６の外周面との間に作用する摩擦力により、ロータ６が所定方向に回転される。また、駆動信号の位相のずれ方向を逆にすることによりチップ部材４の軌道の方向が逆転し、ロータ６の回転を逆転させることができる。上記アクチュエータにおいて、互いに直交する独立した２つの運動を合成すると、その交点は楕円振動の式（Ｌｉｓｓａｊｏｕｓの式）に従った軌跡を描く。
【００２８】
なお、本実施の形態では、第１圧電素子２及び第２圧電素子３にそれぞれ所定の位相差を有する駆動信号を印加することにより、各圧電素子２，３を異なった位相で駆動する２相駆動であるが、本発明は特にこれに限定されず、第１圧電素子２及び第２圧電素子３のうちのいずれか一方の圧電素子を駆動することにより、他方の圧電素子を従動させる単相駆動であってもよい。例えば、第１圧電素子２のみを駆動し、その振動をベース部材５を介して第２圧電素子３に伝達し、第２圧電素子３を所定の位相差を持って共振させる。そうすると、第１圧電素子２と第２圧電素子３との交点に設けられたチップ部材４は楕円軌道（円軌道を含む）を描くように駆動される。
【００２９】
このように、アクチュエータ１は、チップ部材４とロータ６とが摩擦接触することによって、ロータ６を回転させる。このため、チップ部材４とロータ６との間に磨耗紛が発生する場合がある。図２はチップ部材４とロータ６とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛が堆積する位置について説明するための図であり、図２（ａ）はチップ部材４及びロータ６の接触する部分を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印方向から見た磨耗紛が発生する位置を示す図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の矢印方向から見た磨耗紛が排出される方向を示す図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）の矢印方向から見た所定時間経過した後に堆積する磨耗紛の位置を示す図である。
【００３０】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、チップ部材４とロータ６とが当接する部分には、磨耗紛Ｍが発生する。チップ部材４は、楕円軌道を描くように駆動されることによって、ロータ６を回転駆動させるため、図２（ｃ）に示すように磨耗紛Ｍは、チップ部材４の中心部から周辺部へとかき出されていく。そのため、図２（ｄ）に示すように、所定時間が経過すると磨耗紛Ｍは、ロータ６の上方及び下方のチップ部材４が通過する境界付近に帯状に堆積することとなる。磨耗紛Ｍがチップ部材４の中心部からエッジ部へ排出される際に、すべりや鳴きが生じ、回転ムラが生じることとなる。
【００３１】
そこで、被駆動部材であるロータ６に凹部を設け、凹部によって磨耗紛Ｍを捕らえることによって、チップ部材４とロータ６との間に磨耗紛Ｍが挟まっている機会を減少させる。
【００３２】
図３は、第１実施形態においてロータ６に設けられた凹部を説明するための図であり、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６の回転面を長方形状に展開した展開図を示す図であり、図４（ａ），（ｂ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１におけるチップ部材４とロータ６とが当接する部分を示す図である。
【００３３】
第１実施形態では、ロータ６に少なくとも１条のスパイラル状の溝（スパイラル溝）を設け、このスパイラル溝によって磨耗紛を捕らえる。図３では、ロータ６に設けるスパイラル溝を右ねじ（順ねじ）方向の１条のスパイラル溝Ｈ１とする。ロータ６を図３に示す矢印ａの方向に回転させた場合、スパイラル溝Ｈ１は、図４（ａ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなる。つまり、図４（ａ）に示すように、ロータ６の外周面の上方にあるスパイラル溝Ｈ１は、ロータ６の外周面の下方にあるスパイラル溝Ｈ１’に移動し、結果、スパイラル溝Ｈ１は、チップ部材４の接触面をロータ６の外周面の上方から下方にスキャンすることとなる。このとき、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって磨耗紛が発生するが、この磨耗紛はスパイラル溝Ｈ１に捕らえられ、スパイラル溝Ｈ１内に堆積することとなる。
【００３４】
また、ロータ６を図３に示す矢印ｂの方向に回転させた場合、スパイラル溝Ｈ１は、図４（ｂ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなる。つまり、図４（ｂ）に示すように、ロータ６の外周面の下方にあるスパイラル溝Ｈ１は、ロータ６の外周面の上方にあるスパイラル溝Ｈ１’に移動し、結果、スパイラル溝Ｈ１は、チップ部材４の接触面をロータ６の外周面の下方から上方にスキャンすることとなる。このとき、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって磨耗紛が発生するが、この磨耗紛はスパイラル溝Ｈ１に捕らえられ、スパイラル溝Ｈ１内に堆積することとなる。
【００３５】
なお、重力の影響などを考慮した場合、スパイラル溝Ｈ１がチップ部材４の接触面を上方から下方にスキャンするほうが、スパイラル溝Ｈ１がチップ部材４の接触面を下方から上方にスキャンするよりも磨耗紛の回収効率が高くなる。そのため、ロータ６に設けるスパイラル溝Ｈ１を右ねじ方向のスパイラル溝Ｈ１とする場合、ロータ６の回転方向は、スパイラル溝Ｈ１がチップ部材４の接触面を上方から下方にスキャンする方向（図３の矢印ａの方向）にしたほうがよい。
【００３６】
このように、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、スパイラル溝Ｈ１によって捕らえられるため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少することとなり、チップ部材４とロータ６とがすべることによって生じる回転ムラを減少することができる。また、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少するため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まることによってチップ部材４及びロータ６が削られることが無くなり、アクチュエータの長寿命化を実現することができる。また、磨耗紛はスパイラル溝Ｈ１に蓄積されるため、チップ部材４の周りに凝固して堆積する磨耗紛の量は減少することとなり、アクチュエータを一旦停止させた後、再起動した場合でも、アクチュエータを正常に駆動させることができ、再起動時にロータ６を回転させる速度を正常に上げることができる。
【００３７】
なお、スパイラル溝Ｈ１の溝の深さ及び形状は適宜設定することが可能である。図５は、スパイラル溝Ｈ１の溝の深さ及び形状を説明するための断面図であり、図５（ａ）は、幅を０．０６ｍｍとし、表面より０．００５ｍｍ上方を中心として半径を０．０３ｍｍとした場合の溝（深さ０．０２５ｍｍ）の一例を示す断面図であり、図５（ｂ）は、幅を０．１２ｍｍとし、表面より０．０１６ｍｍ上方を中心として半径を０．０６ｍｍとした場合の溝（深さ０．０４４ｍｍ）の一例を示す断面図であり、図５（ｃ）は、幅を０．１８とし、表面より０．０３６ｍｍ下方を中心として半径を０．０６ｍｍとした場合の溝（深さ０．０９６ｍｍ）の一例を示す断面図である。
【００３８】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すスパイラル溝Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ，Ｈ１ｃが設けられたロータ６と、溝を設けていないロータ６とを、チップ部材４を用いて回転させる実験を行った。所定時間ロータ６を回転させた後、スパイラル溝Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ，Ｈ１ｃを施したロータ６と、溝を設けていないロータ６と比較した場合、全ての場合で回転ムラの減少がみられた。また、各スパイラル溝Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ，Ｈ１ｃには、磨耗紛が押し固められたように保持されていた。さらに、チップ部材４のエッジ部の軌跡に応じて、ロータ６に帯状に堆積していた磨耗紛も減少していた。さらに、スパイラル溝の空間部分の体積が大きいほど発生した磨耗紛をより多く蓄積することができ、スパイラル溝Ｈ１ｃのほうが、スパイラル溝Ｈ１ａやスパイラル溝Ｈ１ｂに比べて発生する回転ムラも減少していた。以上のことからも、ロータ６に溝を設けることが回転ムラの低減に効果的であることがわかる。
【００３９】
また、スパイラル溝Ｈ１の断面形状は、図５に示す略半円形状に限らず、例えば、四角形状や多角形状など種々の形状に適宜設定することができる。
【００４０】
次に第１実施形態の変形例について説明する。上記図３に示す第１実施形態では、ロータ６に右ねじ方向のスパイラル溝を設けたが、変形例では、左ねじ（逆ねじ）方向のスパイラル溝を設ける。図６は、第１実施形態の変形例においてロータ６に設けられた凹部を説明するための図であり、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６の回転面を長方形状に展開した展開図を示す図である。
【００４１】
図６では、ロータ６に設ける凹部を左ねじ（逆ねじ）方向の１条のスパイラル溝とする。ロータ６を図６に示す矢印ａの方向に回転させた場合、スパイラル溝Ｈ２は、図４（ｂ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなる。つまり、図４（ｂ）に示すように、ロータ６の外周面の下方にあるスパイラル溝Ｈ２は、ロータ６の外周面の上方にあるスパイラル溝Ｈ２’に移動し、結果、スパイラル溝Ｈ２は、チップ部材４の接触面をロータ６の外周面の下方から上方にスキャンすることとなる。このとき、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって磨耗紛が発生するが、この磨耗紛はスパイラル溝Ｈ２に捕らえられ、スパイラル溝Ｈ２内に堆積することとなる。
【００４２】
また、ロータ６を図６に示す矢印ｂの方向に回転させた場合、スパイラル溝Ｈ２は、図４（ａ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなる。つまり、図４（ａ）に示すように、ロータ６の外周面の上方にあるスパイラル溝Ｈ２は、ロータ６の外周面の下方にあるスパイラル溝Ｈ２’に移動し、結果、スパイラル溝Ｈ２は、チップ部材４の接触面をロータ６の外周面の上方から下方にスキャンすることとなる。このとき、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって磨耗紛が発生するが、この磨耗紛はスパイラル溝Ｈ２に捕らえられ、スパイラル溝Ｈ２内に堆積することとなる。
【００４３】
このように、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、スパイラル溝Ｈ２によって捕らえられるため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少することとなり、チップ部材４とロータ６とがすべることによって生じる回転ムラを減少することができる。また、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少するため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まることによってチップ部材４及びロータ６が削られることが無くなり、アクチュエータの長寿命化を実現することができる。また、磨耗紛はスパイラル溝Ｈ２に蓄積されるため、チップ部材４の周りに凝固して堆積する磨耗紛の量は減少することとなり、アクチュエータを一旦停止させた後、再起動した場合でも、アクチュエータを正常に駆動させることができ、再起動時にロータ６を回転させる速度を正常に上げることができる。
【００４４】
なお、重力の影響などを考慮した場合、スパイラル溝Ｈ２がチップ部材４の接触面を上方から下方にスキャンするほうが、スパイラル溝Ｈ２がチップ部材４の接触面を下方から上方にスキャンするよりも磨耗紛の回収効率が高くなる。そのため、ロータ６に設けるスパイラル溝を左ねじ方向のスパイラル溝Ｈ２とする場合、ロータ６の回転方向は、スパイラル溝Ｈ２がチップ部材４の接触面を上方から下方にスキャンする方向（図６の矢印ｂの方向）にしたほうがよい。
【００４５】
次に、ロータ６にスパイラル溝を形成する手法について説明する。図３及び図６に示すロータ６のスパイラル溝Ｈ１，Ｈ２は、旋盤加工や研削加工で充分滑らかな円筒面（例えば、Ｒａ０．６以下）を加工した後に、先端形状が図５の溝Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ又はＨ１ｃと同じ形状の旋盤加工用のバイトを用いて所定の送り速度Ｆ（ｍｍ／ｍｉｎ）と回転数Ｒ（ｒｐｍ）とで加工することによって得られる。また、送り方向を変更することによって、右ねじ方向及び左ねじ方向のいずれの向きの溝でも作成することができる。ここで、送り速度Ｆと、回転数Ｒと、スパイラル溝のピッチＰとには、下記の（１）式に示す関係式が成り立つ。
Ｆ＝Ｐ×Ｒ・・・・（１）
【００４６】
特に、磨耗紛の発生が多い場合は、スパイラル溝のピッチを小さくすることで磨耗紛を保持する溝の体積を増やすことができる。図７は、ロータ６にスパイラル溝を形成する手法について説明するための図であり、ロータ６とチップ部材４との接触面を回転軸に対して平行に切断した断面図である。図７（ａ）に示すように、スパイラル溝のピッチが小さい場合は、溝と溝との間に凸部１２が形成されてしまい、ロータ６とチップ部材４とが摩擦接触することによって、この凸部１２が削られ、より多くの磨耗紛が発生してしまう可能性がある。そこで、旋盤加工で溝を形成した後、図７（ｂ）に示すようにロータ６の円筒面を旋盤加工や研削加工や研磨加工することで凸部１２に平面１３を有するスパイラル溝を形成する。
【００４７】
なお、上記図３及び図６に示す例では、ロータ６に１条のスパイラル溝を設けたが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、２条などの複数条（多条）のスパイラル溝を設けてもよい。この場合も、上記と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
また、スパイラル溝Ｈ２の深さ及び断面形状は、上記スパイラル溝Ｈ１と同様に適宜設定することが可能である。
【００４９】
また、スパイラル溝Ｈ１，Ｈ２は、上記図３及び図６に示す直線状に限らず、例えば、複数の楕円や長円形状の溝を直線状に配置したもの、複数の長方形状の溝を直線状に配置したものなどの断続的な直線を用いてもよい。さらに、スパイラル溝Ｈ１，Ｈ２は、直線ではなく、蛇行させてもよい。
【００５０】
また、第１実施形態では、ロータ６に右ねじ方向のスパイラル溝Ｈ１及び左ねじ方向のスパイラル溝Ｈ２のうちのいずれか一方を設けた場合について説明したが、本発明は特にこれに限定されず、ロータ６に右ねじ方向のスパイラル溝Ｈ１及び左ねじ方向のスパイラル溝Ｈ２の両方を設けてもよい。ロータ６が正転及び逆転の両方とも稼動できる場合は、正転させても、逆転させても常にいずれか一方のスパイラル溝によって効率よく磨耗紛をかきとることができる。つまり、ロータ６の凹部を右ねじ方向のスパイラル溝Ｈ１及び左ねじ方向のスパイラル溝Ｈ２の両方とする場合、ロータ６を回転させる方向が正転／逆転のいずれの場合であっても、いずれか一方のスパイラル溝が、ロータ６の接触面を上方から下方にスキャンすることとなり、効率的に磨耗紛を捕らえることができる。また、ロータ６の天地がさかさまに取り付けられる可能性のある場合でも、常にいずれか一方のスパイラル溝によって効率よく磨耗紛をかきとることができる。
【００５１】
（第２実施形態）
第２実施形態では、ロータ６にスパイラル状の溝を設けるのではなく、１又は複数本の溝を設ける。図８は、第２実施形態においてロータ６に設けられた凹部を説明するための図であり、図８（ａ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１におけるチップ部材４とロータ６とが当接する部分を示す図であり、図８（ｂ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６の回転面を長方形状に展開した展開図の一部を示す図である。
【００５２】
図８において、ロータ６に設ける凹部は、ロータ６の回転方向に対して平行な２本の溝Ｈ３とする。溝Ｈ３は、磨耗紛が帯状に堆積するチップ部材４のエッジ部分が当接する位置に設ける。チップ部材４を駆動することによってロータ６を回転させると、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、ロータ６の外周面の上方及び下方に排出され、溝Ｈ３に堆積することとなる。
【００５３】
このように、チップ部材４がロータ６に当接するエッジ部分に、ロータ６の回転方向に沿ってそれぞれ平行な２本の溝Ｈ３を設けることによって、磨耗紛は溝Ｈ３内に堆積することとなり、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少することとなり、チップ部材４とロータ６とがすべることによって生じる回転ムラを減少することができる。また、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少するため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まることによってチップ部材４及びロータ６が削られることが無くなり、アクチュエータの長寿命化を実現することができる。また、磨耗紛は溝Ｈ３に蓄積されるため、チップ部材４の周りに凝固して堆積する磨耗紛の量は減少することとなり、アクチュエータを一旦停止させた後、再起動した場合でも、アクチュエータを正常に駆動させることができ、再起動時にロータ６を回転させる速度を正常に上げることができる。
【００５４】
次に、第２実施形態の第１変形例について説明する。上記図８に示す例では、ロータ６の回転方向に沿ってそれぞれ平行な２本の溝Ｈ３を設けたが、本発明は特にこれに限定されず、磨耗紛がチップ部材４の中心部分からエッジ部分に排出されることから、ロータ６の回転方向に沿ってそれぞれ平行な複数本の溝を設けてもよい。図９は、第２実施形態の第１変形例においてロータ６に設けられた凹部を説明するための図であり、図９（ａ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１におけるチップ部材４とロータ６とが当接する部分を示す図であり、図９（ｂ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６の回転面を長方形状に展開した展開図の一部を示す図である。
【００５５】
図９において、ロータ６に設ける凹部は、ロータ６の回転方向に沿ってそれぞれ平行な４本の溝Ｈ４とする。なお、ロータ６の回転方向に沿ってそれぞれ平行に設けられる溝Ｈ４の本数は４本に限らず、ロータ６の大きさや、発生する摩擦紛の量などに応じて複数本設けてもよい。チップ部材４を駆動することによってロータ６を回転させると、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、ロータ６の外周面の上方及び下方に排出され、各溝Ｈ４に堆積することとなる。
【００５６】
このように、ロータ６の回転方向に沿ってそれぞれ平行な複数本の溝Ｈ４を設けることによって、磨耗紛は各溝Ｈ４内に堆積することとなり、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少することとなり、チップ部材４とロータ６とがすべることによって生じる回転ムラを減少することができる。また、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少するため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まることによってチップ部材４及びロータ６が削られることが無くなり、アクチュエータの長寿命化を実現することができる。また、磨耗紛は溝Ｈ４に蓄積されるため、チップ部材４の周りに凝固して堆積する磨耗紛の量は減少することとなり、アクチュエータを一旦停止させた後、再起動した場合でも、アクチュエータを正常に駆動させることができ、再起動時にロータ６を回転させる速度を正常に上げることができる。
【００５７】
次に、第２実施形態の第２変形例について説明する。第２実施形態の第２変形例では、ロータ６の回転方向に対して角度を有する１又は複数本の溝を設ける。図１０は、第２実施形態の第２変形例においてロータ６に設けられた凹部を説明するための図であり、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６の回転面を長方形状に展開した展開図を示す図である。
【００５８】
図１０において、ロータ６に設ける凹部は、ロータ６の回転方向に対して角度を有する２本の溝Ｈ５，Ｈ５’とする。なお、ロータ６の回転方向に対して角度を有して設けられる溝Ｈ５，Ｈ５’の本数は２本に限らず、ロータ６の大きさなどに応じて複数本設けてもよい。ロータ６を図１０に示す矢印ａの方向に回転させた場合、溝Ｈ５，Ｈ５’は、それぞれ図４（ａ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなる。その結果、溝５，５’は、チップ部材４の接触面をロータ６の外周面の上方から下方にスキャンすることとなる。このとき、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって磨耗紛が発生するが、この磨耗紛は溝Ｈ５，Ｈ５’に捕らえられ、溝Ｈ５，Ｈ５’内に堆積することとなる。
【００５９】
また、ロータ６を図１０に示す矢印ｂの方向に回転させた場合、溝Ｈ５，Ｈ５’は、それぞれ図４（ｂ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなる。その結果、溝５，５’は、チップ部材４の接触面をロータ６の外周面の下方から上方にスキャンすることとなる。このとき、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって磨耗紛が発生するが、この磨耗紛は溝Ｈ５，Ｈ５’に捕らえられ、溝Ｈ５，Ｈ５’内に堆積することとなる。
【００６０】
このように、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、ロータ６の回転方向に傾斜した角度を有して設けられる溝Ｈ５，Ｈ５’によって捕らえられるため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少することとなり、チップ部材４とロータ６とがすべることによって生じる回転ムラを減少することができる。また、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少するため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まることによってさらにチップ部材４及びロータ６が削られることが無くなり、アクチュエータの長寿命化を実現することができる。また、磨耗紛は溝Ｈ５、Ｈ５’に蓄積されるため、チップ部材４の周りに凝固して堆積する磨耗紛の量は減少することとなり、アクチュエータを一旦停止させた後、再起動した場合でも、アクチュエータを正常に駆動させることができ、再起動時にロータ６を回転させる速度を正常に上げることができる。
【００６１】
なお、溝は、ロータ６の回転軸６ａに対して平行となるように１又は複数本設けてもよい。この場合、上記と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
また、溝Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ５’は、上記図８、図９及び図１０に示す直線状に限らず、例えば、長円形状の溝を直線状に配置したもの、長方形状の溝を直線状に配置したものなど適宜変更することが可能である。さらに、溝Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ５’は、直線ではなく、蛇行させてもよい。
【００６３】
また、ロータ６の回転方向に対して角度を有して設けられる溝Ｈ５，Ｈ５’の本数は２本に限らず、ロータ６の大きさや、発生する磨耗紛の量などに応じて複数本設けてもよい。
【００６４】
次に、第２実施形態の第３変形例について説明する。第２実施形態の第３変形例では、ロータ６の回転面に１又は複数本の曲線状の溝を設ける。図１１は、第２実施形態の第３変形例においてロータ６に設けられた凹部を説明するための図であり、図１１（ａ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６に１周期のＳＩＮ曲線状の溝を１本設けた場合の回転面を長方形状に展開した展開図を示す図であり、図１１（ｂ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６に４周期のＳＩＮ曲線状の溝を２本設けた場合の回転面を長方形状に展開した展開図を示す図である。
【００６５】
図１１（ａ）において、ロータ６に設ける凹部は、１周期のＳＩＮ曲線状の溝Ｈ６とする。ロータ６を図１１（ａ）に示す矢印ａの方向に回転させた場合、溝Ｈ６は、図１１（ａ）の右部分（ＳＩＮ曲線が右肩上がりになる面）Ａで、図４（ａ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなり、図１１（ａ）の左部分（ＳＩＮ曲線が左肩上がりになる面）Ｂで、図４（ｂ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなる。その結果、１周期のＳＩＮ曲線状の溝６は、図１１（ａ）の右部分Ａでチップ部材４の接触面をロータ６の外周面の上方から下方にスキャンすることとなり、左部分Ｂでチップ部材４の接触面をロータ６の外周面の下方から上方にスキャンすることとなる。このとき、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって磨耗紛が発生するが、この磨耗紛は溝Ｈ６に捕らえられ、溝Ｈ６内に堆積することとなる。
【００６６】
また、ロータ６を図１１（ａ）に示す矢印ｂの方向に回転させた場合、溝Ｈ６は、図１１（ａ）の左部分（ＳＩＮ曲線が左肩上がりになる面）Ｂで、図４（ａ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなり、図１１（ａ）の右部分（ＳＩＮ曲線が右肩上がりになる面）Ａで、図４（ｂ）に示す矢印の方向に相対的に移動することとなる。その結果、１周期のＳＩＮ曲線状の溝６は、図１１（ａ）の左部分Ｂでチップ部材４の接触面をロータ６の外周面の上方から下方にスキャンすることとなり、右部分Ａでチップ部材４の接触面をロータ６の外周面の下方から上方にスキャンすることとなる。このとき、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって磨耗紛が発生するが、この磨耗紛は溝Ｈ６に捕らえられ、溝Ｈ６内に堆積することとなる。ロータ６の稼動範囲内において、ＳＩＮ曲線状の溝が１本で１周期以上あれば、チップ部材４を上方から下方へスキャンする部分と、下方から上方へスキャンする部分とが存在することとなるので、右ねじ方向のスパイラル溝及び左ねじ方向のスパイラル溝の両方をロータ６に形成した場合と同様の効果が得られる。
【００６７】
なお、図１１（ａ）では、ロータ６に設ける凹部を１周期のＳＩＮ曲線状の溝Ｈ６としたが、本発明は特にこれに限定されず、図１１（ｂ）に示すように、複数周期で複数本のＳＩＮ曲線状の溝Ｈ７，Ｈ７’としてもよい。図１１（ｂ）において、ロータ６に設ける凹部は、４周期で２本のＳＩＮ曲線状の溝Ｈ７，Ｈ７’とする。なお、溝Ｈ７と溝Ｈ７’との位相差は、４５°である。この場合も、ロータ６の稼動範囲内において、チップ部材４を上方から下方へスキャンする部分と、下方から上方へスキャンする部分とが存在することとなるので、右ねじ方向のスパイラル溝及び左ねじ方向のスパイラル溝の両方をロータ６に形成したのと同じ効果が得られる。また、複数周期で複数本のＳＩＮ曲線状の溝とすることで、溝の総体積が増すこととなり、より多くの摩擦紛を捕らえることができる。
【００６８】
このように、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、ロータ６の回転面に設けられる曲線状の溝Ｈ６，Ｈ７，Ｈ７’によって捕らえられるため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少することとなり、チップ部材４とロータ６とがすべることによって生じる回転ムラを減少することができる。また、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少するため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まることによってさらにチップ部材４及びロータ６が削られることが無くなり、アクチュエータの長寿命化を実現することができる。また、磨耗紛は溝Ｈ６，Ｈ７，Ｈ７’に蓄積されるため、チップ部材４の周りに凝固して堆積する磨耗紛の量は減少することとなり、アクチュエータを一旦停止させた後、再起動した場合でも、アクチュエータを正常に駆動させることができ、再起動時にロータ６を回転させる速度を正常に上げることができる。
【００６９】
なお、図１１に示すように溝Ｈ６，Ｈ７，Ｈ７’はＳＩＮ曲線状であるとしたが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、ＣＯＳ曲線状等の他の曲線状であってもよい。
【００７０】
また、溝Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ５’，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ７’の深さ及び断面形状は、上記スパイラル溝Ｈ１と同様に適宜設定することが可能である。
【００７１】
（第３実施形態）
第３実施形態では、ロータ６に溝を設けるのではなく、ロータ６の外周面に複数の孔を形成する。図１２は、第３実施形態においてロータ６に設けられた凹部を説明するための図であり、図１２（ａ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１におけるチップ部材４とロータ６とが当接する部分を示す図であり、図１２（ｂ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６の回転面を長方形状に展開した展開図の一部を示す図である。
【００７２】
図１２では、ロータ６に設ける凹部をロータ６の外周面に複数の孔Ｈ８を格子状に形成する。チップ部材４を駆動することによってロータ６を回転させると、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、ロータ６の外周面に格子状に形成された各孔Ｈ８に堆積することとなる。
【００７３】
このように、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、ロータ６の回転面に格子状に形成された複数の孔Ｈ８によって捕らえられるため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少することとなり、チップ部材４とロータ６とがすべることによって生じる回転ムラを減少することができる。また、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少するため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まることによってさらにチップ部材４及びロータ６が削られることが無くなり、アクチュエータの長寿命化を実現することができる。また、磨耗紛は格子状に形成された複数の孔Ｈ８に蓄積されるため、チップ部材４の周りに凝固して堆積する磨耗紛の量は減少することとなり、アクチュエータを一旦停止させた後、再起動した場合でも、アクチュエータを正常に駆動させることができ、再起動時にロータ６を回転させる速度を正常に上げることができる。
【００７４】
次に、第３実施形態の第１変形例について説明する。第３実施形態の第１変形例では、ロータ６の外周面に複数の孔を千鳥状に形成する。図１３は、第３実施形態の第１変形例においてロータ６に設けられた凹部を説明するための図であり、図１３（ａ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１におけるチップ部材４とロータ６とが当接する部分を示す図であり、図１３（ｂ）は、図１に示すトラス型アクチュエータ１における円筒状のロータ６の回転面を長方形状に展開した展開図の一部を示す図である。
【００７５】
図１３では、ロータ６に設ける凹部をロータ６の外周面に複数の孔Ｈ９を千鳥状に形成する。チップ部材４を駆動することによってロータ６を回転させると、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、ロータ６の外周面に千鳥状に形成された各孔Ｈ９に堆積することとなる。
【００７６】
このように、チップ部材４とロータ６の外周面とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛は、ロータ６の回転面に千鳥状に形成された複数の孔Ｈ９によって捕らえられるため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少することとなり、チップ部材４とロータ６とがすべることによって生じる回転ムラを減少することができる。また、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まる機会が減少するため、磨耗紛がチップ部材４とロータ６の外周面に挟まることによってさらにチップ部材４及びロータ６が削られることが無くなり、アクチュエータの長寿命化を実現することができる。また、磨耗紛は千鳥状に形成された複数の孔Ｈ９に蓄積されるため、チップ部材４の周りに凝固して堆積する磨耗紛の量は減少することとなり、アクチュエータを一旦停止させた後、再起動した場合でも、アクチュエータを正常に駆動させることができ、再起動時にロータ６を回転させる速度を正常に上げることができる。さらに、複数の孔Ｈ９を千鳥状に形成することによって、チップ部材４がロータ６に当接する面の全てを孔Ｈ９が通過することとなり、より確実に磨耗紛を捕らえることができる。
【００７７】
なお、第３実施形態において、ロータ６の外周面に形成される複数の孔は、図１２，１３に示すように円形状であるが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、楕円形状や四角形状などの多角形状などの他の形状であってもよい。また、孔の断面形状は、半円形状に限らず、略半円形状や四角形状などの多角形状などの他の形状であってもよい。この場合も、上記と同様の効果を奏することができる。
【００７８】
また、ロータ６の外周面に形成される複数の孔の径は、発生する摩擦紛の粒子径以上であればよく、例えば、０．０２ｍｍ以上であればよい。孔の深さについては、発生する摩擦紛の粒子径（例えば、０．０２ｍｍ）以上であればよく、また、ロータ６を貫通した孔であってもよい。
【００７９】
なお、本実施の形態において、ロータ６に設けられる凹部は、ロータ６の外周面全域にわたって設けてもよいが、チップ部材４がロータ６に当接する領域が限られている場合、ロータ６のチップ部材４が当接する領域のみに凹部を設けてもよい。つまり、チップ部材４がロータ６に当接する範囲が限られている場合、当該範囲内において、凹部がチップ部材４の当接する面を全てスキャンするように、凹部を配置する。なお、ここでの凹部としては、図３，６に示すスパイラル溝Ｈ１，Ｈ２、図８，９，１０，１１に示す溝Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ５’，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ７’及び図１２，１３に示す孔Ｈ８，Ｈ９のいずれであってもよいが、以下の説明では、図３に示すスパイラル溝Ｈ１を用いて説明する。
【００８０】
図１４はチップ部材４が稼動する稼動領域内におけるスパイラル溝の位置の好ましくない例を示すロータ６の展開図であり、図１５及び図１６はチップ部材４が稼動する稼動領域内におけるスパイラル溝の位置の好ましい例を示すロータ６の展開図である。
【００８１】
図１４に示すように、チップ部材４がロータ６に当接する範囲が限られている場合、チップ部材４がロータ６に当接する接触範囲ＳＲは、チップ部材４がロータ６に当接して稼動する領域を表す稼動領域Ｒと、チップ部材４の幅Ｓとで表される。チップ部材４がロータ６に接触する接触範囲ＳＲにおいて、チップ部材４の幅Ｓよりスパイラル溝Ｈ１が接触範囲ＳＲを通過する範囲のほうが狭い場合、チップ部材４の接触面がロータ６を通過しない非通過領域ＨＲができてしまう。この場合、非通過領域ＨＲ内において、チップ部材４とロータ６とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛がスパイラル溝Ｈ１に捕らえられなくなってしまうため、磨耗紛がロータ６の非通過領域ＨＲ内に堆積したり、チップ部材４に付着したりする可能性がある。そこで、接触範囲ＳＲにおいて、チップ部材４がロータ６に当接する接触面全てをスパイラル溝Ｈ１が通過するように、スパイラル溝Ｈ１を配置する。
【００８２】
図１５に示すように、スパイラル溝Ｈ１がチップ部材４の接触面を全てスキャンすることができるように、スパイラル溝Ｈ１を配置することによって、スパイラル溝Ｈ１は、チップ部材４がロータ６に当接する接触面を全て通過することなり、チップ部材４とロータ６とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛を捕らえることができるようになる。
【００８３】
また、図１６に示すように、スパイラル溝Ｈ１が複数回チップ部材４の接触面を通過するように配置することによって、チップ部材４とロータ６とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をより捕らえることができるようになる。
【００８４】
なお、本実施の形態では、駆動ユニット２０をロータ６の外周面側に設けたが、本発明は特にこれに限定されず、駆動ユニット２０をロータ６の内周面側に設けてもよい。この場合、ロータ６の内周面に凹部を設けることにより、上記と同様の効果を奏することができる。
【００８５】
また、本実施の形態では、変位素子として積層型の圧電素子を用いたが、本発明は特にこれに限定されず、単層の圧電素子と金属製の弾性体とを直列接続したものを用いてもよい。この場合、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。
【００８６】
また、本実施の形態では、２つの圧電素子２，３を略直角に交差させて配置したトラス型アクチュエータを用いて説明したが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、１つの圧電素子でロータ６を回転駆動させるアクチュエータに用いてもよく、また、３つ以上の圧電素子でロータ６を回転駆動させるアクチュエータに用いてもよい。
【００８７】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
（１）所定の変位を発生させる少なくとも１つの変位素子と、前記変位素子に結合され、前記変位素子により励振される被変位部材と、前記被変位部材が当接することにより所定の軸を中心として回転駆動される被駆動部材と、前記被変位部材を前記被駆動部材に圧接させるための圧接部材とを備え、前記被駆動部材は、被変位部材が当接する面に凹部を有することを特徴とするアクチュエータ。
（２）前記凹部は、前記被変位部材と前記被駆動部材とが相対運動することにより、前記被変位部材の接触面をスキャンすることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（３）前記凹部は、所定の幅の溝であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（４）前記凹部は、少なくとも１条のスパイラル溝であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（５）前記凹部は、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝及び少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝のうちの少なくとも一方であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（６）前記凹部は、前記被駆動部材の回転方向に対して角度を有する１又は複数本の溝であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（７）前記凹部は、前記被駆動部材の回転方向に対して平行な１又は複数本の溝であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（８）前記凹部は、１又は複数本の曲線状の溝であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（９）前記曲線状の溝は、１又は複数周期のＳＩＮ曲線であることを特徴とする上記（８）記載のアクチュエータ。
（１０）前記凹部は、複数の孔であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（１１）前記凹部は、格子状に形成された複数の孔であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（１２）前記凹部は、千鳥状に形成された複数の孔であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
（１３）前記凹部は、前記被駆動部材と前記被変位部材とが当接する面に形成される凹凸の凹部分であることを特徴とする上記（１）記載のアクチュエータ。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、変位素子により励振される被変位部材が当接することにより所定の軸を中心として回転駆動される被駆動部材の被変位部材が当接する面に凹部が設けられているため、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛を凹部で捕らえることができ、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができる。
【００８９】
請求項２に記載の発明によれば、被駆動部材に設けられた凹部が、被変位部材との接触面をスキャンすることによって、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛を凹部で捕らえることができ、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができる。
【００９０】
請求項３に記載の発明によれば、被駆動部材に設けられた凹部を所定の幅の溝とすることで、この溝に被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛が捕らえられ、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができる。
【００９１】
請求項４に記載の発明によれば、被駆動部材が回転することによって、被駆動部材に設けられた少なくとも１条のスパイラル溝が被変位部材の接触面を相対的に移動することとなり、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をこのスパイラル溝で捕らえることができ、磨耗紛によって生じる回転ムラを低減することができるとともに、アクチュエータの寿命を向上させることができる。
【００９２】
請求項５に記載の発明によれば、被駆動部材に設けられた凹部を少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝とした場合、被駆動部材が回転することによって、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝が被変位部材の接触面を相対的に移動することとなり、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をこのスパイラル溝で捕らえることができる。また、被駆動部材に設けられた凹部を少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝とした場合、被駆動部材が回転することによって、少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝が被変位部材の接触面を相対的に移動することとなり、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をこのスパイラル溝で捕らえることができる。さらに、被駆動部材に設けられた凹部を、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝及び少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝の両方とした場合、被駆動部材が回転することによって、少なくとも１条の右ねじ方向のスパイラル溝及び少なくとも１条の左ねじ方向のスパイラル溝が被変位部材の接触面を相対的に移動することとなり、被変位部材と被駆動部材とが摩擦接触することによって発生する磨耗紛をこのスパイラル溝で捕らえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のトラス型アクチュエータの構成を概略的に示す図である。
【図２】チップ部材とロータとが摩擦接触することによって発生する磨耗紛が堆積する位置について説明するための図である。
【図３】第１実施形態においてロータに設けられた凹部を説明するための図である。
【図４】図１に示すトラス型アクチュエータにおけるチップ部材とロータとが当接する部分を示す右側面図である。
【図５】スパイラル溝の溝の深さを説明するための図である。
【図６】第１実施形態の変形例においてロータに設けられた凹部を説明するための図である。
【図７】ロータにスパイラル溝を形成する手法について説明するための図である。
【図８】第２実施形態においてロータに設けられた凹部を説明するための図である。
【図９】第２実施形態の第１変形例においてロータに設けられた凹部を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態の第２変形例においてロータに設けられた凹部を説明するための図である。
【図１１】第２実施形態の第３変形例においてロータに設けられた凹部を説明するための図である。
【図１２】第３実施形態においてロータに設けられた凹部を説明するための図である。
【図１３】第３実施形態の第１変形例においてロータに設けられた凹部を説明するための図である。
【図１４】チップ部材が稼動する稼動領域内におけるスパイラル溝の位置の好ましくない例を示すロータの展開図である。
【図１５】チップ部材が稼動する稼動領域内におけるスパイラル溝の位置の好ましい例を示すロータの展開図である。
【図１６】チップ部材が稼動する稼動領域内におけるスパイラル溝の位置の好ましい例を示すロータの展開図である。
【符号の説明】
１  トラス型アクチュエータ
２  第１の圧電素子
３  第２の圧電素子
４  チップ部材
５  ベース部材
６  ロータ
６ａ  回転軸
７  圧接ばね
Ｈ１，Ｈ２  スパイラル溝
Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ５’，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ７’  溝
Ｈ８，Ｈ９  孔
【図１】
2004194365.tif 000003
【図２】
2004194365.tif 000004
【図３】
2004194365.tif 000005
【図４】
2004194365.tif 000006
【図５】
2004194365.tif 000007
【図６】
2004194365.tif 000008
【図７】
2004194365.tif 000009
【図８】
2004194365.tif 000010
【図９】
2004194365.tif 000011
【図１０】
2004194365.tif 000012
【図１１】
2004194365.tif 000013
【図１２】
2004194365.tif 000014
【図１３】
2004194365.tif 000015
【図１４】
2004194365.tif 000016
【図１５】
2004194365.tif 000017
【図１６】
2004194365.tif 000018