(57)【要約】取り扱いが容易で薄型化が図れ、汎用性の高い圧電アクチュエータモジュールを提供する。  圧電アクチュエータモジュール１０は、電極を有する圧電アクチュエータ本体２１と、外部から駆動信号が入力され、前記電極に前記駆動信号を供給する信号入力端子１８Ａ〜１８Ｄと、圧電アクチュエータ本体２１と略同一平面上に配置され、圧電アクチュエータ本体２１により駆動され回転運動する回転体２２と、回転体２２および前記信号入力端子が電気的に接続された前記圧電アクチュエータ本体を収納する筐体１５と、筐体１５より露出され、回転体２２により直接的あるいは間接的に伝達された回転運動を外部に出力するための出力軸１２と、を備える。
2005018081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する圧電アクチュエータ本体と、
外部から駆動信号が入力され、前記電極に前記駆動信号を供給する信号入力端子と、
前記圧電アクチュエータ本体の一部が当接状態で前記圧電アクチュエータ本体と略同一平面上に配置され、前記圧電アクチュエータ本体により駆動され回転運動する回転体と、
前記回転体および前記信号入力端子が電気的に接続された前記圧電アクチュエータ本体を収納する筐体と、
前記筐体より露出され、前記回転体により直接的あるいは間接的に伝達された回転運動を外部に出力するための出力軸と、
を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項２】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記圧電アクチュエータ本体を支持するスライダを備え、
前記スライダを回動あるいは平行移動させることにより前記圧電アクチュエータ本体の前記回転体に対する当接状態を維持することを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項３】
請求項２記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記スライダを前記回転体側に付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項４】
請求項３記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記付勢部材は交換可能に構成されていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項５】
請求項３記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記付勢部材の前記スライダに対する付勢力を可変するための付勢力可変部を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項６】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記筐体は、蓋体と、筐体本体とを備え、
前記蓋体は、前記回転体および前記出力軸に対応する部分を覆う第１蓋体と、
前記圧電アクチュエータ本体に対応する部分を覆う第２蓋体と、
を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項７】
請求項６記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記第１蓋体と前記第２蓋体とは、その一部が重なり合った状態で組立可能であることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項８】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記当接状態を前記筐体の外部より視認可能とする視認窓あるいは透明部材が前記筐体に設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項９】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記回転体は回転軸を有し、
前記回転軸を受ける軸受け部は、前記筐体の周面に突設されていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１０】
請求項１に記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記回転体に前記出力軸が接続され、当該出力軸を介して駆動力伝達部が接続されていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１１】
請求項１０記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記駆動力伝達部は、歯車あるいはカムを有し、前記歯車あるいはカムは固定もしくは着脱可能に配置されていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１２】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて
前記出力軸は、略円筒形状を有していることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１３】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記圧電アクチュエータ本体の駆動電源の接地側電位が前記筐体の電位と同電位とされていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１４】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記圧電アクチュエータ本体は、その表面の複数の領域に圧電素子が積層された基板と、前記基板を前記スライダに固定するための固定部と、前記基板の長手方向端部に設けられた当接部とを備え、
前記圧電素子に駆動信号を供給することにより、前記圧電素子を伸縮させて前記振動板に前記長手方向に伸縮する縦振動および前記長手方向とは交差する方向への屈曲振動を生じさせ、これらの振動が合成された合成振動に伴う前記当接部の変位によって前記回転体を回転駆動する、
ことを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１５】
請求項１に記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記圧電アクチュエータ本体を前記回転体に当接させるべく支持するスライダと、
前記圧電アクチュエータ本体に外部の接続端子からの駆動電力を供給すべく、当該圧電アクチュエータ本体の電極に電気的に接続されるフレキシブル基板と、を備え、
前記フレキシブル基板は、前記筐体に支持される筐体支持部と、前記スライダに支持されるスライダ支持部と、前記筐体支持部とスライダ支持部との中間部分に配置され両支持部間における応力を緩和しあるいは振動伝達を抑制するためのダンパー部と、を備えたことを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１６】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記圧電アクチュエータ本体は、その表面に圧電素子が積層された基板と、
前記基板とは別体で構成され、前記基板に支持されるとともに、前記回転体に当接する当接部を備え、
前記当接部の少なくとも前記回転体に当接する部分は、前記基板の硬度よりも高硬度に構成されていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１７】
請求項１６記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記当接部は、一端が前記基板の端面から所定方向に突設され、他端が前記基板の一端側に設けられた凹部内に固定されて支持されていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１８】
請求項１６記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記当接部は、セラミックス、超硬合金、窒化処理を施した鋼材あるいは侵炭処理が施された鋼材で構成されていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項１９】
請求項１記載の圧電アクチュエータモジュールにおいて、
前記電極及び前記信号入力端子は、それぞれ複数設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータモジュール。
【請求項２０】
電極を有する圧電アクチュエータ本体と、
駆動信号が入力され、前記電極に前記駆動信号を供給する信号入力端子と、
前記圧電アクチュエータ本体の一部が当接状態で前記圧電アクチュエータ本体と略同一平面上に配置され、前記圧電アクチュエータ本体により駆動され回転運動する回転体と、
前記回転体および前記信号入力端子が電気的に接続された前記圧電アクチュエータ本体を収納する筐体と、
前記筐体より露出され、前記回転体により直接的あるいは間接的に伝達された回転運動を外部に出力するための出力軸と、
外部から供給される電力に基づいて前記駆動信号を生成し、前記信号入力端子に出力するドライブ回路と、
を備えたことを特徴とするモータモジュール。
【請求項２１】
電極を有する圧電アクチュエータ本体と、
駆動信号が入力され、前記電極に前記駆動信号を供給する信号入力端子と、
前記圧電アクチュエータ本体の一部が当接状態で前記圧電アクチュエータ本体と略同一平面上に配置され、前記圧電アクチュエータ本体により駆動され回転運動する回転体と、
前記回転体および前記信号入力端子が電気的に接続された前記圧電アクチュエータ本体を収納する筐体と、
前記筐体より露出され、前記回転体により直接的あるいは間接的に伝達された回転運動を外部に出力するための出力軸と、
前記出力軸に接続されて駆動される被駆動部と、
電力を供給する電源と、
前記電源から供給される電力に基づいて前記駆動信号を生成し、前記信号入力端子に出力するドライブ回路と、
を備えたことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の装置において、
前記被駆動部は、車輪、プロペラあるいは工具アタッチメントのいずれかであることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、圧電アクチュエータモジュール、モータモジュールおよびそれらを用いた装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来より圧電素子を用いたアクチュエータである、圧電アクチュエータが知られている。
【特許文献１】日本国特許第３２４１６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、上記特許文献１に記載された配置で圧電アクチュエータを構成した場合には、アクチュエータ自体が厚くなってしまい、当該圧電アクチュエータを組み込んだ装置自体の薄型化がはかりにくいと言う問題点があった。
そこで本発明の目的は、取り扱いが容易で薄型化が図れ、汎用性の高い圧電アクチュエータモジュール、モータモジュールおよびそれらを備えた装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  上記課題を解決するため、圧電アクチュエータモジュールは、電極を有する圧電アクチュエータ本体と、外部から駆動信号が入力され、前記電極に前記駆動信号を供給する信号入力端子と、前記圧電アクチュエータ本体の一部が当接状態で前記圧電アクチュエータ本体と略同一平面上に配置され、前記圧電アクチュエータ本体により駆動され回転運動する回転体と、前記回転体および前記信号入力端子が電気的に接続された前記圧電アクチュエータ本体を収納する筐体と、前記筐体より露出され、前記回転体により直接的あるいは間接的に伝達された回転運動を外部に出力するための出力軸と、を備えたことを特徴としている。【０００５】  この場合において、前記圧電アクチュエータ本体を支持するスライダを備え、前記スライダを回動あるいは平行移動させることにより前記圧電アクチュエータ本体の前記回転体に対する当接状態を維持するようにしてもよい。
また、前記スライダを前記回転体側に付勢する付勢部材を備えるようにしてもよい。
さらに、前記付勢部材は交換可能に構成されているようにしてもよい。
さらにまた、前記付勢部材の前記スライダに対する付勢力を可変するための付勢力可変部を備えるようにしてもよい。【０００６】  また、前記筐体は、蓋体と、筐体本体とを備え、前記蓋体は、前記回転体および前記出力軸に対応する部分を覆う第１蓋体と、前記圧電アクチュエータ本体に対応する部分を覆う第２蓋体と、を備えるようにしてもよい。
さらに、前記第１蓋体と前記第２蓋体とは、その一部が重なり合った状態で組立可能であるようにしてもよい。
さらにまた、前記当接状態を前記筐体の外部より視認可能とする視認窓あるいは透明部材が前記筐体に設けられているようにしてもよい。【０００７】  また、前記回転体は回転軸を有し、前記回転軸を受ける軸受け部は、前記筐体の周面に突設されているようにしてもよい。
さらに、前記回転体に前記出力軸が接続され、当該出力軸を介して駆動力伝達部が接続されているようにしてもよい。
さらにまた、前記駆動力伝達部は、歯車あるいはカムを有し、前記歯車あるいはカムは固定もしくは着脱可能に配置されているようにしてもよい。【０００８】  また、前記出力軸は、略円筒形状を有しているようにしてもよい。
さらに、前記圧電アクチュエータ本体の駆動電源の接地側電位が前記筐体の電位と同電位とされているようにしてもよい。
さらにまた、前記圧電アクチュエータ本体は、その表面の複数の領域に圧電素子が積層された基板と、前記基板を前記スライダに固定するための固定部と、前記基板の長手方向端部に設けられた当接部とを備え、前記圧電素子に駆動信号を供給することにより、前記圧電素子を伸縮させて前記振動板に前記長手方向に伸縮する縦振動および前記長手方向とは交差する方向への屈曲振動を生じさせ、これらの振動が合成された合成振動に伴う前記当接部の変位によって前記回転体を回転駆動するようにしてもよい。【０００９】  また、前記圧電アクチュエータ本体を前記回転体に当接させるべく支持するスライダと、前記圧電アクチュエータ本体に外部の接続端子からの駆動電力を供給すべく、当該圧電アクチュエータ本体の電極に電気的に接続されるフレキシブル基板と、を備え、前記フレキシブル基板は、前記筐体に支持される筐体支持部と、前記スライダに支持されるスライダ支持部と、前記筐体支持部とスライダ支持部との中間部分に配置され両支持部間における応力を緩和しあるいは振動伝達を抑制するためのダンパー部と、を備えるようにしてもよい。【００１０】  さらに、前記圧電アクチュエータ本体は、その表面に圧電素子が積層された基板と、前記基板とは別体で構成され、前記基板に支持されるとともに、前記回転体に当接する当接部を備え、前記当接部の少なくとも前記回転体に当接する部分は、前記基板の硬度よりも高硬度に構成されているようにしてもよい。【００１１】  さらにまた、前記当接部は、一端が前記基板の端面から所定方向に突設され、他端が前記基板の一端側に設けられた凹部内に固定されて支持されているようにしてもよい。
また、前記当接部は、セラミックス、超硬合金、窒化処理を施した鋼材あるいは侵炭処理が施された鋼材で構成されているようにしてもよい。
また、前記電極及び前記信号入力端子は、それぞれ複数設けられているようにしてもよい。【００１２】  また、モータモジュールは、電極を有する圧電アクチュエータ本体と、駆動信号が入力され、前記電極に前記駆動信号を供給する信号入力端子と、前記圧電アクチュエータ本体の一部が当接状態で前記圧電アクチュエータ本体と略同一平面上に配置され、前記圧電アクチュエータ本体により駆動され回転運動する回転体と、前記回転体および前記信号入力端子が電気的に接続された前記圧電アクチュエータ本体を収納する筐体と、前記筐体より露出され、前記回転体により直接的あるいは間接的に伝達された回転運動を外部に出力するための出力軸と、外部から供給される電力に基づいて前記駆動信号を生成し、前記信号入力端子に出力するドライブ回路と、を備えたことを特徴としている。【００１３】  また、装置は、電極を有する圧電アクチュエータ本体と、駆動信号が入力され、前記電極に前記駆動信号を供給する信号入力端子と、前記圧電アクチュエータ本体の一部が当接状態で前記圧電アクチュエータ本体と略同一平面上に配置され、前記圧電アクチュエータ本体により駆動され回転運動する回転体と、前記回転体および前記信号入力端子が電気的に接続された前記圧電アクチュエータ本体を収納する筐体と、前記筐体より露出され、前記回転体により直接的あるいは間接的に伝達された回転運動を外部に出力するための出力軸と、前記出力軸に接続されて駆動される被駆動部と、電力を供給する電源と、前記電源から供給される電力に基づいて前記駆動信号を生成し、前記信号入力端子に出力するドライブ回路と、を備えたことを特徴としている。
この場合において、前記被駆動部は、車輪、プロペラあるいは工具アタッチメントのいずれかであるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】  本発明によれば、取扱が容易で薄型化が図れ汎用性の高い圧電アクチュエータモジュールを構成することができ、ひいては、圧電アクチュエータモジュールを内蔵した機器の小型化、薄型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】［図１］第１実施形態の圧電アクチュエータモジュールの外観斜視図である。
［図２］第１実施形態の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。
［図３］圧電アクチュエータ本体（振動体）の上面図である。
［図４］圧電アクチュエータ本体（振動体）の側面図である。
［図５］スライダに圧電アクチュエータ本体を固定する前の状態の上面斜視図である。
［図６］スライダに圧電アクチュエータ本体を固定した後の上面斜視図である。
［図７］スライダに圧電アクチュエータ本体を本体を固定した後の下面斜視図である。
［図８］図７のスライダおよび圧電アクチュエータ本体をケーシング本体に組み込んだ場合の外観斜視図である。
［図９］フレキシブル基板の外観斜視図である。
［図１０］フレキシブル基板の上面図である。
［図１１］フレキシブル基板の側面図である。
［図１２］フレキシブル基板の正面図である。
［図１３］フレキシブル基板の結線図である。
［図１４］第１変形例の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。
［図１５］第３変形例の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。
［図１６］第３変形例の圧電アクチュエータモジュールの側面図である。
［図１７］第３変形例の圧電アクチュエータモジュールの正面図である。
［図１８］第５変形例のスライダの上面図である。
［図１９］図１８のスライダおよび圧電アクチュエータ本体をケーシング本体に組み込んだ場合の外観斜視図である。
［図２０］第２実施形態の圧電アクチュエータの上面図である。
［図２１］第３実施形態の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。
［図２２］第３実施形態の圧電アクチュエータモジュールの側面図である。
［図２３］第３実施形態の圧電アクチュエータモジュールの正面図である。
［図２４］圧電アクチュエータモジュール１０ＹのＡ−Ａ断端面図である。
［図２５］第３実施形態の変形例を説明する図である。
［図２６］第４実施形態の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。
［図２７］第４実施形態の圧電アクチュエータモジュールの側断面図である。
［図２８］第４実施形態の圧電アクチュエータモジュールの正断面図である。
［図２９］第４実施形態の圧電アクチュエータモジュールの外観斜視図である。
［図３０］第５実施形態の圧電アクチュエータモジュールの外観斜視図である。
［図３１］第５実施形態の圧電アクチュエータモジュールのＡ−Ａ断端面図である。
［図３２］第５実施形態のより具体的適用例を説明する図（その１）である。
［図３３］第５実施形態のより具体的適用例を説明する図（その２）である。
［図３４］第６実施形態の実施形態の主要部である。
［図３５］アクチュエータモジュールを模型飛行機（飛行体）に適用した場合の外観斜視図である。
［図３６］プロペラ装置の一部断面図である。
［図３７］第８実施形態の電動工具の外観斜視図である。
［図３８］第８実施形態の電動工具の概要構成ブロック図である。
［図３９］第９実施形態のモータモジュールの概要構成ブロック図である。
［図４０］第１０実施形態の振動モータモジュールの外観正面図である。
［図４１］振動モータモジュールを携帯電話機に組み込んだ場合の組込状態説明図である。
［図４２］第１１実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の上面図である。
［図４３］第１２実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の上面図である。
［図４４］当接部の外観斜視図である。
［図４５］第１２実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の側面図である。
［図４６］第１３実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の上面図である。
［図４７］第１３実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  次に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
［１］第１実施形態
まず、第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の圧電アクチュエータモジュールの外観斜視図である。
圧電アクチュエータモジュール１０は、ケーシング（筐体）１１を備えており、このケーシング１１の上面から駆動力を伝達するための出力軸１２が突出されて露出されている。さらにケーシング１１の長手方向の一端面から外部接続端子１３が設けられたフレキシブル基板１４が引き出されている。【００１７】  ケーシング１１は、ケーシング本体１５と、ケーシング本体１５にねじ１６により固定され、ケーシング本体１５と協働して後述する圧電アクチュエータ本体を保護する蓋体１７と、を備えている。ケーシング１１の大きさは、例えば、蓋体１７の短手側の長さがおよそ６ｍｍ、長手側の長さがおよそ１３ｍｍとなっている。
また、ケーシング本体１５には、圧電アクチュエータモジュール１０を、実装対象の機器に固定するための固定用ねじ穴１５Ａが設けられている。
さらに、外部接続端子１３には、後述する接続配線を介して圧電アクチュエータ本体に電気的に接続される電極１８Ａ〜１８Ｄが設けられている。【００１８】  図２は、第１実施形態の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。
ケーシング本体１５内には、圧電アクチュエータ本体２１が設けられている。圧電アクチュエータ本体２１は、スライダ２３により支持されている。また、ケーシング本体１５内には、ケーシング本体１５から露出する出力軸１２を有し圧電アクチュエータ本体２１により駆動される被駆動体として機能する回転体２２が設けられている。
スライダ２３は、圧電アクチュエータ本体２１の振動の節、すなわち、振動時の変位がほぼ零となる位置で、圧電アクチュエータ本体２１を支持している。【００１９】  スライダ２３は、支持している圧電アクチュエータ本体２１の回転体２２に対する当接状態を維持すべく、スライダ２３の係合突起２３Ａに係合した付勢部材２４により回転体２２側に付勢されている。このとき、付勢部材２４は、圧電アクチュエータ本体２１と、厚さ方向（図２の紙面に垂直な方向）に重なり合う位置に配置されており、省スペース化を図ることができる。さらに付勢部材２４は、交換容易な構造となっており、付勢力の異なる付勢部材２４に交換することにより回転体２２、ひいては、出力軸１２の駆動トルクを変更することができる。さらに、このスライダ２３を回動軸１５Ａを中心として回動させて圧電アクチュエータ本体２１の回転体２２に対する当接状態を維持するような構成を採っているため、一つの弾性体で安定した付勢（加圧）が行え、得られる駆動トルクも安定したものとなる。【００２０】  また、圧電アクチュエータ本体２１を略矩形板状とみなした場合に、長手方向の中心線が回転体２２の回転中心を通るように、圧電アクチュエータ本体２１と回転体２２とが配置されている。これは、配置スペースを小さくするとともに、圧電アクチュエータ本体２１の駆動力が、回転体２２の正転時と、逆転時とで、略等しく設定されるようにするためである。
また、圧電アクチュエータ本体２１は、ケーシング本体１５の長手方向のほぼ中央に配置されており、配置面積の低減を図っている。
固定部材２５は、フレキシブル基板１４を外部接続端子１３側でケーシング本体１５に固定する。固定部材２５は、あおり防止ばね２６を有しており、このあおり防止ばね２６は、スライダ２３の上面側（蓋体１７側）から下面側（ケーシング本体１５側）にスライダ２３を付勢し、スライダ２３のあおりを防止している。この結果、圧電アクチュエータ本体２１とフレキシブル基板１４の電極（後述するオーバーハング電極）との導通を確実に図ることが可能となっている。【００２１】  ここで、圧電アクチュエータモジュールを構成する各部品の詳細について説明する。
まず圧電アクチュエータ本体について説明する。
図３は、圧電アクチュエータ本体（振動体）の上面図である。また、図４は、圧電アクチュエータ本体（振動体）の側面図である。
圧電アクチュエータ本体２１は、弾性部材である基板（シム材）２１ＡにＰＺＴなどの圧電素子２１Ｂが両面に貼り付けられた構造を有している。この構造において、実際の駆動時には、例えば、基板２１Ａには、電圧Ｖ−（負側電圧）が印加され、圧電素子２１Ｂには電圧Ｖ＋（正側電圧）が印加されることとなる。【００２２】  基板２１Ａの両側部には、圧電アクチュエータ本体２１をスライダ２３に固定するための固定部２１Ｄがそれぞれ設けられており、圧電素子２１Ｂが貼り付けられた部分を浮かせた状態で支持することとなる。この固定部２１Ｄには、スライダ２３と固定すべくねじが挿入されるねじ孔２１Ｅと、位置決め用孔２１Ｆが設けられている。
圧電素子２１Ｂは、片面当たり５つの領域Ａ１〜Ａ５が設けられており、領域Ａ１と領域Ａ５とは、対として用いられる。同様に領域Ａ２と領域Ａ４とは対として用いられる。すなわち、対として用いられる領域は、同一の駆動信号が印加されることとなる。【００２３】  より詳細には、例えば、領域Ａ１および領域Ａ５、領域Ａ２と領域Ａ４のそれぞれに別個に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ本体２１が駆動される。そして領域Ａ１および領域Ａ５で縦振動を起こし、領域Ａ２と領域Ａ４を振動させ、領域Ａ３を振動させないことにより、縦方向の伸縮に対してアンバランスが生じ、屈曲振動が励震され、後述の当接部２１Ｃに対してある方向（例えば、時計回り方向）の楕円軌道に沿った振動を発生させる。この際、領域Ａ３に対応する電極が検出用電極となる。
さらに基板２１Ａの長手方向中央の領域Ｃは、圧電アクチュエータの振動の影響を受けない、いわゆる、節に相当し、この領域が電極の接続部として用いられることとなる。また、この領域Ｃで電極が１列に配置された状態となっているため、実装が容易な構造となっている。【００２４】  圧電アクチュエータ本体２１の基板２１Ａの長手方向の一端には、回転体２２に当接して駆動力を伝達するための当接部２１Ｃが設けられている。
そして、圧電素子２１Ｂに領域Ｃを介して駆動電圧が印加されることにより、圧電アクチュエータ本体２１には、長手方向に伸縮する縦振動と、略Ｓ字状に振動する屈曲振動とが発生し、これらが合成されて当接部２１Ｃの先端は楕円軌跡を描きつつ、回転体２２を駆動する。この結果、回転体２２は回転運動を行うこととなる。【００２５】  次にスライダについて説明する。
図５はスライダに圧電アクチュエータ本体を固定する前の状態の上面斜視図である。図６は、スライダに圧電アクチュエータ本体を固定した後の上面斜視図である。図７は、スライダに圧電アクチュエータ本体を本体を固定した後の下面斜視図である。
スライダ２３は、平面形状が略Ｈ字形状を有しており、前述した係合突起２３Ａと、圧電アクチュエータ本体２１を固定するためのねじ３１を挿入するねじ挿入孔２３Ｂと、フレキシブル基板１４を係合するための係合ピン３２を挿入するピン挿入孔２３Ｃと、付勢部材２４により付勢される場合に回動中心となるケーシング本体１５に設けられた回動軸１５Ａ（図２参照）が挿入される回動軸挿入孔２３Ｄと、を備えている。【００２６】  図８は、図７のスライダおよび圧電アクチュエータ本体をケーシング本体に組み込んだ場合の外観斜視図である。なお、図８では、理解の容易のためにフレキシブル基板は図示していない。
スライダ２３および圧電アクチュエータ本体２１は、固定された状態でケーシング本体１５内の収納凹部１５Ｂに回転体２２とともに収められる。このとき、当接部２１Ｃは、回動軸１５Ａを回動中心として回動されることにより容易に回転体２２の周面に当接状態となるような位置に配置されることとなる。【００２７】  図９は、フレキシブル基板の外観斜視図である。図１０は、フレキシブル基板の上面図である。図１１はフレキシブル基板の側面図である。図１２はフレキシブル基板の正面図である。
フレキシブル基板１４は、図８の外観斜視図および図１０の側面図に示すように、１０本のオーバーハング電極３５が設けられている（図２では、５本のみが視認可能となっている）。【００２８】  このオーバーハング電極３５は、圧電アクチュエータ本体２１の電極にそれぞれハンダ付け、溶着などにより電気的に固定的に接続され、駆動電力を供給する。
オーバーハング電極３５は、より詳細には、電極３５Ａ、電極３５Ｂ、電極３５Ｃの３系統に分類されている。
この場合に、電極３５Ａは、図３に示した圧電素子２１Ｂの領域Ａ１〜Ａ５のうち、対として用いられる領域Ａ１と領域Ａ５とに同一の駆動信号を供給するように構成されている。また、電極３５ｂは、同様に対として用いられる領域Ａ２と領域Ａ４とに同一の駆動信号を供給するように構成されている。さらに、電極３５ｃは、領域Ａ３に駆動信号を供給するように構成されている。
具体的には、フレキシブル基板１４は、多層基板として構成されており、オーバーハング電極３５は多層配線により対応する電極１８Ａ〜１８Ｄに電気的に接続されている。【００２９】  図１３は、配線状態の一例を示す結線図である。
図１３に示すように、電極３５Ａは、外部接続端子１３の電極１８Ａに接続配線１９Ａを介して接続されている。また、電極３５Ｂは、外部接続端子１３の１８Ｂに接続配線１９Ｂを介して接続されている。さらに電極３５Ｃは、外部接続端子１３の電極１８Ｃに接続配線１９Ｃを介して接続されている。さらにまた、電極１８Ｄは、後述する位置決め孔３８を介して圧電アクチュエータ本体２１の基板２１Ａに電気的に接続されることとなる。【００３０】  オーバーハング電極３５を構成する各電極３５Ａ〜３５Ｃは、フレキシブル基板１４を構成する基材がなく、導電性材料（銅など）のパターンのみで構成されているため、圧電アクチュエータ本体２１の振動時（駆動時）の損失を低減することができる。さらにオーバーハング電極３５を構成する各電極３５Ａ〜３５Ｃは、先端側（圧電アクチュエータ本体への接続部側）に向かって細く形成されている。これにより、圧電アクチュエータ本体２１の振動に伴って発生する曲げ応力を緩和するとともに、圧電アクチュエータ本体２１の振動時におけるオーバーハング電極による振動損失（エネルギー損失）を低減させて高効率で駆動を行えるようにされている。【００３１】  この場合にオーバーハング電極３５を含むフレキシブル基板１４の先端部分は、側面図に示すように、圧電アクチュエータ本体２１をその間に挟み込むべく、連結部３６を介して略Ｕ字状に曲げられている。このように、一枚のフレキシブル基板１４を略Ｕ字状に折り曲げて圧電アクチュエータ本体２１の両面に電力を供給する構成としているため、部品点数を削減できるとともに、低コストで小型化を図ることができるようになっている。【００３２】  また、オーバーハング電極３５のうち圧電アクチュエータ本体２１の上面側に対向する５本が圧電アクチュエータ本体２１の上面側に向けて折り曲げられて、圧電アクチュエータ本体２１の上面側の電極に接続される。また、オーバーハング電極３５のうち、圧電アクチュエータ本体２１の下面側に対向する残りの５本が圧電アクチュエータ本体２１の下面側の電極に接続される。このように圧電アクチュエータ本体２１の両面に対し、１枚のフレキシブル基板１４で実装することが可能であるため、部品点数が少なくなり取り扱いが容易になっている。【００３３】  さらにフレキシブル基板１４の先端部分には、スライダとの間で位置決めを行うための位置決め孔３７が設けられている。なお、位置決め孔３７は、本実施形態では、２個設けられており、一方は、丸孔、他方は長孔となっている。さらまたフレキシブル基板１４の中央部分には、固定部材２５との間で位置決めを行うための位置決め孔３８が設けられている。【００３４】  従って、フレキシブル基板１４を圧電アクチュエータ本体２１に電気的に接続した状態として、位置決め孔３８を利用して、固定部材２５によりフレキシブル基板１４を外部接続端子１３側でケーシング本体１５に固定することによりフレキシブル基板１４は、完全に固定状態となる。
またフレキシブル基板１４の中央部分、すなわち、位置決め孔３８が設けられている部分と、外部接続端子１３との間は、多少の応力が加わってもそれを吸収するダンパー機能を持たせたダンパー部３９を構成しており、さらにフレキシブル基板１４は、位置決め孔３８を用いて固定部材２５によりケーシング本体にも固定されるため、外部接続端子１３へ引張り力が印加されたような場合であっても、圧電アクチュエータ本体２１にその影響が直接的に伝わることがないため、駆動力の低下を招くことがない。【００３５】  この状態で（図２参照）、固定部材２５のあおり防止ばね２６は、スライダ２３の上面側（蓋体１７側）から下面側（ケーシング本体１５側）にスライダ２３を付勢し、圧電アクチュエータ本体２１が振動状態にあっても、スライダ２３があおられるのを容易に防止することとなる。【００３６】  この後、ケーシング本体１５にねじ１６により蓋体１７を固定することにより、図１に示したように圧電アクチュエータモジュール１０が完成することとなる。
上記構成の圧電アクチュエータモジュール１０は、外部接続端子１３に駆動電圧を外部より印加することにより、基板２１Ａに圧電素子２１Ｂが貼り付けられた構造を有する圧電アクチュエータ本体２１は、スライダ２３の係合突起２３Ａに係合した付勢部材２４により回転体２２側に付勢された状態で振動する。この結果、長手方向に伸縮する縦振動と、略Ｓ字状に振動する屈曲振動とが合成されて当接部２１Ｃの先端は楕円軌跡を描きつつ、回転体２２を駆動し、回転体２２は回転運動を行うこととなる。【００３７】  このとき、フレキシブル基板１４は、スライダ２３に固定されており、圧電アクチュエータ本体２１がスライダ２３とともに、動いたとしてもフレキシブル基板のオーバーハング電極３５に応力が発生することはないため、長寿命化を図ることができる。
この結果、回転体２２の回転運動は、出力軸１２を介して外部の被駆動部材を駆動することとなる。【００３８】［２］第１実施形態の変形例
次に第１実施形態の変形例について説明する。
［２．１］第１変形例
以上の説明においては、出力軸１２の駆動トルクを変更する場合には、交換容易な構造となっている付勢部材２４を付勢力の異なるものに交換することにより行うこととしていたが、本第１変形例は、付勢部材２４の交換なしに出力軸１２の駆動トルクを変更する場合の変形例である。【００３９】  図１４は第１変形例の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。図１４において、図２と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図２は、第１実施形態の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。
ケーシング本体１５内には、圧電アクチュエータ本体２１が設けられている。圧電アクチュエータ本体２１は、スライダ２３により支持されている。
このとき、スライダ２３は、支持している圧電アクチュエータ本体２１の回転体２２に対する当接状態を維持すべく、スライダ２３に設けられた回動軸４１Ａに回動可能に嵌合された付勢力調整用カム４１に係合した付勢部材２４により回転体２２側に付勢されている。このとき、付勢力調整用カム４１を回動させることにより付勢部材２４の付勢力を変更することにより、容易に回転体２２、ひいては、出力軸１２の駆動トルクを変更することができるようになっている。【００４０】［２．２］第２変形例
以上の説明においては、ケーシング１１の電位レベルについては述べていなかったが、ケーシング１１を金属などの導体で構成するとともに、その電位レベルをグランド（接地）レベルとすることにより、圧電アクチュエータ本体はシールド状態となり、静電気の影響等を考慮する必要もない。さらにグランドの共通化が図れ、回路構成も簡略化することができる。【００４１】［２．３］第３変形例
以上の説明においては、蓋体を一体のものとしていた。しかしながら、蓋体が一体の場合には、回転体の組込と圧電アクチュエータ本体の組込を同時並行して行う必要があり、両者の位置関係が固定的ではないので、調整、組立が難しいこととなっていた。
そこで、本第３変形例は、蓋体を分割して、組立性の向上を図る場合の変形例である。【００４２】  図１５は、第３変形例の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。図１６は第３変形例の圧電アクチュエータモジュールの側面図である。図１７は、第３変形例の圧電アクチュエータモジュールの正面図である。
図１５ないし図１７において、図１と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
本第３変形例において、蓋体は、回転体およびその回転軸である出力軸１２を含む部分を覆って固定する第１蓋体１７−１と、圧電アクチュエータ本体およびフレキシブル基板の一部、その他の部分を覆って固定する第２蓋体１７−２と、で構成している。【００４３】  この場合に、第１蓋体１７−１と、第２蓋体１７−２との合わせ目部分１７Ｘは、各蓋体１７−１、１７−２の厚さが他の部分の半分程度とされており、互いに重なり合うことが可能である。
この結果、完成した圧電アクチュエータモジュール内に外部からゴミなどが進入するのを防止することができる。
このような構成を採った結果、最初にケーシング本体１５に回転体を組み込んで、第１蓋体１７−１をねじ１６により固定してしまえば、回転体の位置がずれたりすることがなくなり、組立工程において組立性の向上を容易に図ることが可能となっている。【００４４】［２．４］第４変形例
以上の説明においては、回転体の軸受部分については何ら詳細を述べていなかったが、ケーシング１１（図１参照）全体の厚さを薄くしつつ、回転体の出力軸１２の傾き防止、位置決めの容易さの観点から、図１７に示すように、軸受け部１６Ａをケーシング本体１５から突出させることが好ましい。【００４５】［２．５］第５変形例
以上の説明は、スライダと別体の付勢部材によりスライダにより支持されている圧電アクチュエータ本体の回転体への当接状態を維持するものであったが、本変形例は、スライダ自身に付勢部を設けることにより同様の効果を得る変形例である。
図１８は第５変形例のスライダの上面図である。図１８において、図５と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
スライダ２３Ｍは、平面形状が略Ｈ字形状のスライダ本体２３ＭＡと、スライダ本体２３ＭＡの一端に略Ｕ字状の付勢部２３ＭＢが形成された形状となっている。【００４６】  スライダ本体２３ＭＡには、圧電アクチュエータ本体２１を固定するためのねじ３１を挿入するねじ挿入孔２３Ｂと、フレキシブル基板１４を係合するための係合ピン３２を挿入するピン挿入孔２３Ｃと、付勢部２３ＭＢにより付勢される場合に回動中心となるケーシング本体１５に設けられた回動軸１５Ａ（図１９参照）が挿入される回動軸挿入孔２３Ｄと、を備えている。【００４７】  図１９は、図１８のスライダおよび圧電アクチュエータ本体をケーシング本体に組み込んだ場合の外観斜視図である。なお、図１９では、理解の容易のためにフレキシブル基板は図示していない。
スライダ２３Ｍおよび圧電アクチュエータ本体２１は、固定された状態でケーシング本体１５内の収納凹部１５Ｂに回転体２２とともに収められる。このとき、スライダ２３Ｍの付勢部２３ＭＢは、収納凹部１５Ｂ内の係合突部１５Ｍに弾性変形した状態で係合されており、その弾性力によりスライダ２３Ｍを回動軸１５Ａを回動中心として回動させることにより、圧電アクチュエータ本体２１の当接部２１Ｃを回転体２２の周面への当接状態を維持するようにする。
従って、本第５変形例によっても、一つの弾性体で安定した付勢（加圧）が行え、得られる駆動トルクも安定したものとなる。【００４８】［３］第２実施形態
上記第１実施形態においては、スライダは回転軸を中心として回動させることにより、圧電アクチュエータ本体の当接部の回転体への当接状態を維持していたが、本第２実施形態は、スライダを平行状態で回転体側にスライドさせることにより当接部との回転体への当接状態を維持させるための実施形態である。
図２０は、第２実施形態の圧電アクチュエータの上面図である。図２０において、図２と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
スライダ２３Ｘの側部突起部５０あるいは側部摺接部５１は、ケーシング本体１５の凹部１５Ｂの側壁１５Ｃに摺動可能に当接している。従って、スライダ２３Ｘの動きは、圧電アクチュエータモジュールの長手方向への自由度があるだけとされている。【００４９】  この状態において、スライダ２３Ｘは、支持している圧電アクチュエータ本体２１の回転体２２に対する当接状態を維持すべく、スライダ２３Ｘの係合突起２３ＡＸに係合した付勢部材２４Ｘにより回転体２２側に付勢されている。
このとき、付勢部材２４Ｘが係合突起２３ＡＸに与える力ベクトルを仮にＡ１とすると、圧電アクチュエータモジュールの短手方向の分解力ベクトルはＡ２、長手方向の分解力ベクトルはＡ３となる。【００５０】  しかしながら、短手方向の分解力ベクトルＡ２は、側部突起部５０と側壁１５Ｃの摩擦力として現れるだけである。すなわち、実質的には、長手方向の分解力ベクトルＡ３により、圧電アクチュエータ本体２１の当接部２１Ｃの回転体２２への当接状態が維持されることとなる。
従って、当接部２１Ｃは、同一方向から回転体２２に当接することとなるため、第１実施形態の場合と比較して、より安定した回転体２２の駆動が可能となり、得られる駆動トルクもより安定したものとなる。【００５１】［４］第３実施形態
以上の各実施形態においては、出力軸は単なる軸の場合であったが、本第３実施形態は、出力軸として機能する歯車が設けられている場合の実施形態である。【００５２】  図２１は、第３実施形態の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。図２２は第３実施形態の圧電アクチュエータモジュールの側面図である。図２３は、第３実施形態の圧電アクチュエータモジュールの正面図である。
図２１ないし図２３において、図１５ないし図１７と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
圧電アクチュエータモジュール１０Ｙは、ケーシング（筐体）１１を備えている。このケーシング１１の上面には、駆動力を伝達するための出力軸として機能する歯車６０が設けられている。さらにケーシング１１の長手方向の一端面から外部接続端子１３が設けられたフレキシブル基板１４が引き出されている。【００５３】  ケーシング１１は、ケーシング本体１５と、ケーシング本体１５にねじ１６により固定され、ケーシング本体１５と協働して圧電アクチュエータ本体を保護すべく、回転体およびその回転軸である出力軸１２を含む部分を覆って固定する第１蓋体１７−１と、圧電アクチュエータ本体およびフレキシブル基板の一部、その他の部分を覆って固定する第２蓋体１７−２と、を備えている。
この場合において、歯車６０を構成する歯車部６０Ａおよび回転軸６０Ｂは、本実施形態では別体に構成している。従って、歯車部６０Ａは着脱可能とすることもできる。この構成によれば、使用目的に応じて適宜変更が可能である。
以上の説明では、歯車６０を構成する歯車部６０Ａおよび回転軸６０Ｂを別体に構成していたが、構成することも可能である。【００５４】  図２４は、圧電アクチュエータモジュール１０ＹのＡ−Ａ断端面図である。
図２４において、図２あるいは図１７と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
本圧電アクチュエータモジュール１０Ｙには、ケーシング本体１５の裏面側に圧電アクチュエータ本体２１の当接部２１Ｃと回転体１１との当接状態を視認することが可能とする図示しない塞ぎ板により塞ぐことが可能な視認用孔７０を設けている。【００５５】  この結果、圧電アクチュエータモジュール１０Ｙの製造時に当接部２１Ｃと回転体１１との当接状態を視認して、適正な調整を行うことができ、検査性を向上させることができる。
以上の説明では、視認用孔７０は、図示しない塞ぎ板により塞ぐものとしていたが、視認用孔７０に代えて、透明部材を設け、当接部２１Ｃと回転体１１との当接状態を視認可能な状態としても同様の効果を得ることが可能である。【００５６】［４．１］変形例
図２５は第３実施形態の変形例を説明する図である。図２５において、図２４と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
第３実施形態の変形例は、第３実施形態と比較して、出力軸として機能する歯車６０に代えてカム６１を設けた場合のものである。
この場合においても、カム６１を構成するカム部６１Ａおよび回転軸６１Ｂは、別体に構成している。従って、カム部６１Ａは着脱可能とすることもできる。この構成によれば、使用目的に応じて適宜変更が可能である。以上の説明では、カム６１を構成するカム部６１Ａおよび回転軸６１Ｂを別体に構成していたが、構成することも可能である。【００５７】［５］第４実施形態
以上の第３実施形態においては、出力軸として機能する歯車の歯車部あるいはカムのカム部が、ケーシング外部に全て露出している構成であったが、本第４実施形態は、その一部のみが露出している場合の実施形態である。【００５８】  図２６は、第４実施形態の圧電アクチュエータモジュールの上面図である。図２７は第４実施形態の圧電アクチュエータモジュールの側面図である。図２８は、第４実施形態の圧電アクチュエータモジュールの正面図である。図２９は、第４実施形態の圧電アクチュエータモジュールの外観斜視図である。
図２６ないし図２９において、図２１ないし図２３と同様の部分には同一の符号を付すものとする。【００５９】  圧電アクチュエータモジュール１０Ｚは、ケーシング（筐体）１１を備えており、このケーシング１１の長手方向端面から、駆動力を伝達するための出力軸として機能する歯車６２の一部が突設されている。さらにケーシング１１の端手方向の一端面から外部接続端子１３が設けられたフレキシブル基板１４が引き出されている。
このようにケーシング１１の長手方向端面から、駆動力を伝達するための出力軸として機能する歯車６２の一部が突設された構成を採ることで、第３実施形態の場合と比較してより薄型の圧電アクチュエータモジュールを構成することが可能となる。【００６０】［６］第５実施形態
本第５実施形態は、出力軸として筒状の回転体を用いた場合の実施形態である。
図３０は、第５実施形態の圧電アクチュエータモジュールの外観斜視図である。
圧電アクチュエータモジュール１０Ｑは、ケーシング（筐体）１１を備えており、このケーシング１１において駆動力を伝達するための出力軸として機能する筒状回転体１２Ｂが収納されている。
さらに、ケーシング１１の裏面側には、図示しない外部接続端子（表面実装用）が設けられている。【００６１】  図３１は、第５実施形態の圧電アクチュエータモジュールのＡ−Ａ断端面図である。
ケーシング本体１５内には、圧電アクチュエータ本体２１が設けられている。圧電アクチュエータ本体２１は、図示しないスライダにより支持されている。
そして、ケーシング本体１５内には、出力軸として機能し、圧電アクチュエータ本体２１により駆動される被駆動体としての筒状回転体１２Ｂが設けられている。【００６２】  この結果、出力軸部分は光を透過することができるため、光を透過させつつ制御を行うような用途に適した圧電アクチュエータモジュールである。【００６３】  図３２および図３３に本第５実施形態のより具体的適用例を示す。
図３２は、出力軸部分の孔にレンズを配設して、レンズの焦点合わせに用いる場合の圧電アクチュエータモジュールの具体的適用例の断面図である。図３３は、図３２の圧電アクチュエータモジュールの具体的適用例の側面図である。【００６４】  本適用例の装置である焦点合わせ装置８０は、摺動軸８１を有するレンズ８２と、筒状回転体１２Ｂが圧電アクチュエータ本体２１により回転されることにより、筒状回転体１２Ｂに連動して回転する内部鏡筒８３と、ケーシング１１に固定された外部鏡筒８４と、を備えている。
この場合において、図３３に示すように、内部鏡筒８３には斜め方向に延在する第１ガイド溝９１が設けられ、外部鏡筒８４には上下方向に延在する第２ガイド溝９２が設けられている。そして、第１ガイド溝９１および第２ガイド溝９２は互いに交差するように設けられている。【００６５】  次に動作を説明する。
筒状回転体１２Ｂが圧電アクチュエータ本体２１により回転駆動されることにより、内部鏡筒８３も回転することとなる。
このとき、外部鏡筒８４は、ケーシング１１に固定されているため、回転しないこととなる。【００６６】  従って、レンズ８２の摺動軸８１は、第１ガイド溝９１と第２ガイド溝９２の双方に沿って摺動することとなり、例えば、図３３に示すような場合、内部鏡筒８３を上方から見て反時計回りに回した場合には、レンズ８２は下方に移動することとなる。同様に内部鏡筒８３を上方から見て時計回りに回した場合には、レンズ８２は上方に移動することとなる。
このようにして、所望のレンズ位置にレンズ８４を移動させることが可能となる。
以上の説明においては、実際の用途については説明していなかったが、小型ディジタルカメラなどを含む小型カメラのズーム機構あるいはオートフォーカス機構などに用いることが可能である。また、小型の光ピックアップ用のレンズを駆動する構成とすることも可能である。【００６７】［７］第６実施形態
図３４は、上記各実施形態のアクチュエータモジュールを玩具などに用いられる車輪装置を備えた車両（移動体）に適用した場合の実施形態の主要部である。
図３４に示すように、車輪装置１００は、アクチュエータモジュール１０１を備えている。アクチュエータモジュール１０１の出力軸１０１Ａには、車軸１０２が直接接続されており、アクチュエータモジュール１０１が車軸１０２を回転駆動することにより、車輪１０３を駆動して、車輪装置１００が設けられた模型自動車などの車両を走行させることが可能となる。【００６８】  本実施形態では、サスペンション装置は図示していないが、サスペンション装置にアクチュエータモジュール１０１、車軸１０２および車輪１０３を載置することにより、走行面の凹凸などの影響を低減して良好に走行させるように構成することも可能である。
また、アクチュエータモジュールは、薄く、且つ、小型に構成することが可能なので、小型の模型自動車などにおいても、各車輪にアクチュエータモジュールをそれぞれ別個に設けるように構成しても、バッテリーなどの大型部品を容易に配置することができる。
することも可能である。
以上の説明は、アクチュエータモジュール１０１が車軸１０２を介して車輪１０３をダイレクト駆動する場合のものであったが、所定の減速ギア輪列あるいは増速ギア輪列を介して駆動するように構成することも可能である。【００６９】［８］第７実施形態
図３５は上記各実施形態のアクチュエータモジュールを模型飛行機（飛行体）に適用した場合の外観斜視図である。
模型飛行機２００は、プロペラ装置２０１を備え、このプロペラ装置２０１の発生させた推進力によって飛行するようなっている。模型飛行機２００は、機体本体２０２から左右に伸びる主翼２０３と、機体本体２０２の後部に設けられる尾翼２０４とを備えている。尾翼２０４には、方向舵２０５が設けられており、方向舵２０５を駆動することにより、模型飛行機２００の進行方向を調整することができるようになっている。【００７０】  次に、プロペラ装置２０１の詳細について説明する。
図３６は、プロペラ装置の一部断面図である。
図３６に示すように、このプロペラ装置２０１は、機体本体（支持体）２０２にプロペラ２１０となって回転可能に支持される回転軸２１１を有している。【００７１】  この回転軸２１１は、アクチュエータモジュール２１３の出力軸２１３Ａと一体となっており、アクチュエータモジュール２１３の出力軸２１３Ａが回転駆動されると、この回転に伴って回転するプロペラ２１０によって、図中矢印Ｘ方向への推進力が発生し、模型飛行機２００が飛行するようになっている。
以上の説明のように、本実施形態によれば、アクチュエータモジュールは、小型軽量化が容易であるので、コイルモータを内蔵する模型飛行機と比較して、より重量を軽くすることができ、長時間の飛行や、より大型の模型飛行機を飛行させることが可能となる。
以上の説明は、アクチュエータモジュール２１３がプロペラ２１０をダイレクト駆動する場合のものであったが、所定の減速ギア輪列あるいは増速ギア輪列を介して駆動するように構成することも可能である。【００７２】［９］第８実施形態
図３７は、第８実施形態の電動工具の外観斜視図である。図３８は、第９実施形態の電動工具の概要構成ブロック図である。
電動工具３００は、ケーシング３０１と、ケーシング３０１を構成し、その内部に電源である電池３０２を収納する蓋体３０３と、アクチュエータモジュール３０４と、ケーシング３０１内に内蔵されたアクチュエータモジュール３０４の出力軸に着脱可能に取り付けられた工具アタッチメント（図３６では、十字ドライバピット）３０５と、回転方向の切替および停止を切り換えるための操作スイッチ３０６と、ケーシング３０１に内蔵され、操作スイッチ３０６の操作状態に応じて、電池３０２からの供給電力によりアクチュエータモジュール３０４を駆動するドライブ回路３０７と、を備えている。【００７３】  上記構成によれば、ユーザの操作スイッチ３０６の操作状態に応じて、アクチュエータモジュール３０４の出力軸、ひいては、出力軸に取り付けられたアタッチメント３０５がドライブ回路３０７により回転駆動され、ねじ３１０の締め付け、取り外しなどを行えることとなる。
この場合において、アクチュエータモジュール３０４は、同一の体積のコイルモータと比較してより大きなトルクを得ることができ、小型で適用範囲の広い電動工具を構成することが可能となる。【００７４】  以上の説明のように、本実施形態によれば、アクチュエータモジュールは、小型で高トルクの電動工具を構成することが可能となる。
以上の説明においては、工具アタッチメントとして十字ドライバを説明したが、ドリルアタッチメント、各種ドライバアタッチメント、丸鋸アタッチメント等を用いることが可能である。さらには、工具アタッチメントとしてリンク機構やカム機構を備えた工具アタッチメントを構成すれば、ジグソー、インパクトドライバ、サンダーなどを構成することも可能である。【００７５】［１０］第９実施形態
図３９は、第１０実施形態のモータモジュールの概要構成ブロック図である。
モータモジュール４００は、アクチュエータモジュール４０１と、電源供給端子４０２を介した外部からの供給電力によりアクチュエータモジュール４０１を駆動するドライブ回路４０３と、電源供給端子４０２を外部に露出し、アクチュエータモジュール４０１およびドライブ回路４０３を収納するケーシング４０４と、を備えている。
本第９実施形態によれば、電源供給端子４０２に外部電源を接続するだけで、アクチュエータモジュール４０１の図示しない出力軸を回転させることができ、通常のコイルモータと同様に取り扱うことが可能となる。【００７６】［１１］第１０実施形態
図４０は第１０実施形態の振動モータモジュールの外観正面図である。
図４０において、図２５の第３実施形態の変形例と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
本第１０実施形態は、第３実施形態と比較して、出力軸として機能する歯車６０に代えて偏心分銅７１を設け、携帯電話機において着信報知を行う振動モータモジュール５００として構成した場合のものである。【００７７】  この場合においても、偏心分銅７１を構成する分銅部７１Ａおよび回転軸７１Ｂは、別体に構成している。
分銅部７１Ａは、振動量を高く保つ必要性から、比重の高い金属材料が用いられており、例えば、タングステンが用いられている。
この場合において、分銅部７１Ａは着脱可能であり、要求される振動量などに応じて材料、形状などを変更することも可能である。【００７８】  図４１は、実際に振動モータモジュール５００を携帯電話機５０１に組み込んだ場合の組込状態説明図である。
図４１に示すように、振動モータモジュール５００は、非常に小型に形成することが可能であり、小型の携帯電話機５０１であっても、収納スペースに困ることがない。
そして、携帯電話機５０１が着信した場合には、分銅部７１Ａが、図４１中、例えば、矢印方向に回転し、分銅部７１Ａの回転軸７１Ｂにおける重量不釣り合いのため、振動が発生し、ユーザに着信があった旨を振動により告知することが可能となる。【００７９】［１２］第１１実施形態
図４２は、第１１実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の上面図である。
圧電アクチュエータ本体２１Ｘは、弾性部材である基板（シム材）２１ＡにＰＺＴなどの圧電素子２１Ｂが両面に貼り付けられた構造を有している。この構造において、実際の駆動時には、例えば、基板２１Ａには、電圧Ｖ−（負側電圧）が印加され、圧電素子２１Ｂにはそれぞれ電圧Ｖ＋（正側電圧）が印加されることとなる。【００８０】  基板２１Ａの両側部には、圧電アクチュエータ本体２１をスライダ２３に固定するための固定部２１Ｄがそれぞれ設けられており、圧電素子２１Ｂが貼り付けられた部分を浮かせた状態で支持することとなる。この固定部２１Ｄには、スライダ２３と固定すべくねじが挿入されるねじ孔２１Ｅと、位置決め用孔２１Ｆが設けられている。
圧電素子２１Ｂには、１つの領域Ａ１１が設けられており、駆動信号が印加されることとなる。【００８１】  より詳細には、Ａ１１に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ本体２１Ｘが駆動される。そして縦振動を起こすが、このとき当接部２１Ｚは、基板２１Ａの非対称な位置に設けられているので、縦方向の伸縮に対してアンバランスが生じ、屈曲振動が励震され、当接部２１Ｚに対してある一定方向（例えば、時計回り方向）の楕円軌道に沿った振動を発生させることとなる。
すなわち、本実施形態の圧電アクチュエータ本体２１Ｘによれば、一つの電極を設けるだけで、一方向の回転が可能な圧電アクチュエータを構成することが可能となる。
なお、より振動を確実にするために、図４２に破線で示すように、当接部２１Ｚと同一形状のバランス部２１Ｚ１を長方形状の基板の中心に対して当接部２１Ｚが設けられた位置と略点対称な位置に設けるようにしてもよい。【００８２】［１３］第１２実施形態
図４３は、第１２実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の上面図である。図４４は、当接部の外観斜視図である。図４５は、第１２実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の側面図である。
基板２１Ａは、例えば、ビッカース硬度５００ＨＶ、ヤング率２１０ＧＰａのＳＵＳ３０１ＥＨで形成されている。【００８３】  一方、当接部２１Ｍは、ビッカース硬度１６００ＨＶ、ヤング率３５０〜３８０ＧＰａのアルミナで構成されており、回転体に当接される当接面２１ＭＡ１を有する当接端部２１ＭＡと、当接端部２１ＭＡを支持すべく基板の一端に設けられた凹部２１Ｋ内に固定支持される固定部２１ＭＢと、を備えている。
当接端部２１ＭＡは、例えば、図４４に示すように、半円柱形に形成され、図４５に示すように、基板２１Ａの厚さに圧電素子２１Ｂの厚さ（２層分）を加えた厚さと同程度の厚さとされている。【００８４】  また、固定部２１ＭＢは、基板２１Ａの一端に設けられた凹部２１Ｋの形状と同一の半円柱型に形成されており、その厚さは基板２１Ａと同定度となっている。
固定部２１ＭＢは、基板２１Ａへ固定されている状態で、２層の圧電素子２１Ｂに両面から挟まれた状態となっており、圧電素子２１Ｂ、基板２１Ａ及び当接部２１Ｍは互いに常温硬化型エポキシ樹脂系接着剤により接着固定されている。
以上のような構成とされているので、基板２１Ａと当接部２１Ｍとをそれぞれの機能に適した材料で構成することができる。【００８５】  上述したように、基板２１Ａは、ＳＵＳ３０１ＥＨで構成されており、圧電素子２１Ｂの脆性を補いながら圧電素子２１Ｂの振動を阻害することがない。
また、当接部２１Ｍは、アルミナで構成されているので、回転体と接する当接面２１ＭＡ１の耐摩耗性を向上することができるため、圧電アクチュエータモジュールの耐久性が向上することとなる。【００８６】［１４］第１３実施形態
図４６は、第１３実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の上面図である。また、図４７は、第１３実施形態の圧電アクチュエータ本体（振動体）の側面図である。
圧電アクチュエータ本体（振動体）２１Ｚを構成する基板２１Ａは、例えば、ビッカース硬度５００ＨＶ、ヤング率２１０ＧＰａのＳＵＳ３０１ＥＨで形成されている。【００８７】  一方、当接部２１Ｎは、ビッカース硬度１５００ＨＶ、ヤング率７００ＧＰａの超鋼合金Ｈ１（ＷＣ粒子径１μｍ、Ｃｏ含有量１０％）で構成されており、回転体に当接される当接面２１ＮＡ１を有する当接端部２１ＮＡと、当接端部２１ＮＡを支持すべく基板２１Ａの一端に設けられた凹部２１Ｋ内に固定支持される固定部２１ＮＢと、を備えている。
そして当接部２１Ｎ全体としては、円盤状に形成されている。【００８８】  この当接部２１Ｎは、例えば、超鋼合金Ｈ１の棒材を適切な厚みで切断して、厚み方向に研磨し切断により生じたばりを取り除くととともに、当接面２１ＮＡ１を図４７の紙面に平行な方向に切断した断面形状が回転体に対して円弧凸形状となるようにする。【００８９】  また、固定部２１ＮＢは、基板２１Ａの一端に設けられた凹部２１Ｋの形状と同一の半円柱型に形成されており、その厚さは基板２１Ａと同定度となっている。
固定部２１ＮＢは、基板２１Ａへ固定されている状態で、２層の圧電素子２１Ｂに両面から挟まれた状態となっており、圧電素子２１Ｂ、基板２１Ａ及び当接部２１Ｎは互いに常温硬化型エポキシ樹脂系接着剤により接着固定されている。
以上のような構成とされているので、基板２１Ａと当接部２１Ｎとをそれぞれの機能に適した材料で構成することができる。【００９０】  上述したように、基板２１Ａは、ＳＵＳ３０１ＥＨで構成されており、圧電素子２１Ｂの脆性を補いながら圧電素子２１Ｂの振動を阻害することがない。
また、当接部２１Ｎは、超鋼合金Ｈ１で構成されているので、回転体と接する当接面２１ＮＡ１の耐摩耗性を向上することができるため、圧電アクチュエータモジュールの耐久性が向上することとなる。【００９１】［１５］実施形態の変形例
以上の説明においては、基板２１Ａの材料としてＳＵＳ３０１ＥＨを用いていたが、これに限らず、他のステンレス鋼を用いても良い。また、アルミニウム、アモルファス金属、ゴムメタルなどの低ヤング率で振動しやすく、圧電素子２１Ｂの振動を阻害しない材料で構成されていてもよい。【００９２】  以上の説明においては、基板２１Ａとは、別体で設ける当接部の材料としてアルミナや超鋼合金を用いていたが、これに限らず、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素などのセラミックスや、窒化処理あるいは侵炭処理などの処理が施された鋼材でもよい。要するに当接部の材料は、基板２１Ａ単体でも当接部を構成可能な場合に、少なくとも回転体に対する当接面が基板の材料よりも高硬度となるように選定されていればよい。【００９３】  以上の説明においては、基板及び圧電素子の外観を略長方形状、板状としていたが、用途や使用条件によって、他の形状等任意に設定可能である。例えば、以上の説明においては、圧電素子が略平面上に形成されていたが、ブロック状等とすることも可能である。
これらの場合において、当接部は、圧電素子の回転体側端面から所定方向に突出するようにすればよい。所定方向としては、圧電素子の回転体側端面を含む平面垂直な面に対し、±３０°以内、より望ましくは、±１５°以内、さらに望ましくは±１０°以内となるようにする。
【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】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【国際調査報告】
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