(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦結合した被駆動部材と、
前記駆動部材に結合した電気−機械変換素子とを備え、
前記駆動部材が、圧入、融着、接着、ネジ止めまたは溶接により固定側部材に固定され、前記電気−機械変換素子に駆動波形を印加して変形させ、前記駆動部材に時間軸方向に非対称な振動を発生させ、前記被駆動部材が前記駆動部材との摩擦結合により前記駆動部材に対して一側に実質的に移動する状態と、前記被駆動部材が前記駆動部材との摩擦結合に打ち勝って前記駆動部材に対して実質的に移動しない状態とを取り得るようにした、電気−機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項２】
前記駆動部材の両端に２つの前記電気−機械変換素子がそれぞれ結合し、該２つの前記電気−機械変換素子の選択的な駆動または同時駆動を行うことを特徴とする請求項１記載の電気−機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項３】
前記駆動部材は、その一端近傍部分が前記固定側部材に固定され、かつその他端近傍部分が固定側部材に支持され、前記電気−機械変換素子は、前記駆動部材の前記一端に結合していることを特徴とする請求項１記載の電気−機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項４】
前記駆動部材は、その両端近傍部分がそれぞれ前記固定側部材に固定され、前記電気−機械変換素子は、前記駆動部材の一端に結合していることを特徴とする請求項１記載の電気−機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項５】
前記駆動部材は、前記両端近傍部分がそれぞれ前記固定側部材に固定されたことを特徴とする請求項２記載の電気−機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項６】
前記駆動部材は、その一端近傍部分が前記固定側部材に固定され、前記電気−機械変換素子は、前記駆動部材の前記一端に結合していることを特徴とする請求項１記載の電気−機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項７】
前記駆動部材は、その一端近傍部分が前記固定側部材に固定され、前記電気−機械変換素子は、前記駆動部材の他端に結合していることを特徴とする請求項１記載の電気−機械変換素子を用いた駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気−機械変換素子を用いた駆動装置に関し、詳しくは精密機器や情報記録機器などに内蔵されている移動体を駆動したり、微小操作用のマイクロ・アクチュエイターに適用するのに好適な電気−機械変換素子を用いた駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気−機械変換素子を用いた駆動装置が種々提案されている。例えば、図１１に示した駆動装置では、支持板６２，６３により移動自在に支持され、被駆動部材５１が摩擦結合する駆動軸５３の一端に、圧電素子１８の伸縮方向一端を固定し、圧電素子１８の伸縮方向他端を支持板６４に固定し、圧電素子１８に例えば鋸歯状の電圧を印加して、伸びの速度と縮みの速度とが異なるように伸縮させ、軸方向に移動する駆動軸５３に沿って被駆動体５１を移動させる（例えば、特開平７−２７４５４４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧電素子は機械的強度が弱いことから、圧電素子に無理な力が加わらないようにする必要があった。
【０００４】
すなわち、外力により圧電素子内に発生する曲げ応力、ねじり応力、引っ張り応力などを抑えるため、構成が複雑化したり、駆動装置に課す作業負荷を限定したり、駆動速度などの駆動条件を限定する必要があった。
【０００５】
また、圧電素子の一端を固定し、他端を駆動軸支持部材に支持された駆動軸の一端に固定する構成であるので、圧電素子が固定される機器側の固定部、圧電素子、駆動軸支持部材、及び、駆動軸の相対位置精度を高くしておく必要があった。
【０００６】
さらに、圧電素子を機器側に固定する方法も、接着など圧電素子に外力のかかりにくい方法に限定されることと、その作業手順も圧電素子に過大な応力がかからないようにする必要があることから、組立作業性を低下させていた。
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、電気−機械変換素子に無理な力がかからないようにした簡単な構成の電気−機械変換素子を用いた駆動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明は、前記技術的課題を解決するために、以下の構成の駆動装置を提供する。
【０００９】
駆動装置は、駆動部材と、駆動部材に摩擦結合した被駆動部材と、駆動部材に結合した電気−機械変換素子とを備える。駆動部材が、圧入、融着、接着、ネジ止めまたは溶接により固定側部材に固定され、電気−機械変換素子に駆動波形を印加して変形させ、駆動部材に時間軸方向に非対称な振動を発生させ、被駆動部材が駆動部材との摩擦結合により駆動部材に対して一側に実質的に移動する状態と、被駆動部材が駆動部材との摩擦結合に打ち勝って駆動部材に対して実質的に移動しない状態とを取り得るようにした。
【００１０】
上記構成において、電気−機械変換素子は、電気エネルギー（例えば、電圧、電流、電界、電荷、静電気、磁界など）を機械エネルギー（たとえば、伸縮、膨張、湾曲、ねじれなどの変形やひずみ）に変換する素子であり、例えば、静電アクチュエータ、圧電素子、電歪素子、磁歪素子、などが含まれる。電気−機械変換素子に対して、例えば、鋸歯状の波形をした駆動波形を印加して、電気機械変換素子を変形させ、駆動部材を振動させる。駆動部材が一側に遅い速度で振動する場合は、被駆動部材は駆動部材の摩擦結合部分の動作に追随して移動する。一方、駆動部材が他側に速い速度で振動する場合は、被駆動部材は、その質量の慣性により、駆動部材の摩擦結合部分の動作に追随せず、そのままの位置に留まる。つまり、駆動部材が振動を繰り返すことにより、被駆動部材は駆動部材に対して一方向へ連続して移動する。
【００１１】
上記構成によれば、電気−機械変換素子は、駆動部材にのみ結合されているので、組み立て時や駆動時に電気−機械変換素子に無理な力が加わることがない。
【００１２】
駆動部材の電気−機械変換素子は、前記駆動部材の両端に１つずつ結合し、該２つの電気−機械変換素子の選択的な駆動または同時駆動を行うことが好ましい。
【００１３】
上記構成においては、駆動装置は、例えば、駆動部材自体を固定することから、駆動部材の両端に電気−機械変換素子を設けることができる。
【００１４】
上記構成によれば、２つの電気−機械変換素子を切り替えて選択的に駆動することにより、被駆動部材の往動及び復動ともに同じ状態で移動させることができる。
【００１５】
本発明の電気−機械変換素子を用いた駆動装置は、種々の態様で構成することができる。
【００１６】
好ましくは、駆動部材は、その一端近傍部分が固定側部材に固定され、かつ他端が固定側部材に支持され、電気−機械変換素子は、駆動部材の一端に結合している。
【００１７】
上記構成において、駆動部材は、その一端近傍部分が固定側部材によって固定され、かつ他端近傍部分が支持されている。被駆動部材は駆動部材が固定、支持されている端部間に摩擦結合されている。電気−機械変換素子は、固定側部材によって固定された側の駆動部材の一端に結合しており、これが振動することによって、駆動部材が移動することなく振動し、被駆動部材を移動させることができる。
【００１８】
なお、変形例として、支持されている駆動部材の他端は、しっかりと固定されていてもよい。すなわち、駆動部材は、その両端近傍部分がそれぞれ固定側部材に固定され、前記電気−機械変換素子は、前記駆動部材の一端に結合している構成をとってもよい。どちらの構成をとるかは、組立作業性などを考慮して、任意に設定することができる。
【００１９】
他の好ましい態様としては、駆動部材は、その両端近傍部分がそれぞれ固定側部材によって固定されており、電気−機械変換素子は、駆動部材の両端に結合している。
【００２０】
他の好ましい態様としては、その一端近傍部分が固定側部材に貫通して固定され、電気−機械変換素子は、駆動部材の前記一端に結合している。
【００２１】
上記構成において、駆動部材は、一端近傍部が固定側部材によって固定され、他端は固定も支持されることなく、自由端を構成している。電気−機械変換素子は、固定側部材に固定されている側の駆動部材の一端に結合しており、これが振動することによって、駆動部材が移動することなく振動し、被駆動部材を移動させることができる。
【００２２】
本発明にかかる駆動装置では、駆動部材に種々の外力や作業負荷がかかっても駆動部材とその固定側部材で力を受け止めるため、電気−機械変換素子には内部応力が発生しない。このため、従来は駆動部材にかかる曲げモーメントが電気−機械変換素子に影響を及ぼすのを防ぐため、支持板などを用いて駆動部材を保持していたが、上記駆動装置では、１の固定側部材で構成することが可能となる。
【００２３】
なお、電気−機械変換素子は、固定側部材に固定されていない側の他端に取りつける構成をとることもできる。すなわち、駆動部材は、その一端近傍部分が固定側部材に固定され、電気−機械変換素子は、駆動部材の他端に結合した態様を取ることもできる。この態様においても、電気−機械変換素子が振動することによって、上記と同様に駆動部材が移動することなく振動し、被駆動部材を移動させることができる。
【００２４】
駆動部材は強度的に優れているので、駆動部材は必要に応じて種々の態様で固定側部材に固定することができる。好ましくは、圧着、圧入、融着、接着、ネジ止め、溶接のいずれかでなされていることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、機械的強度に優れた駆動部材を作業性に応じて固定法を種々選択することができる。
【００２６】
本発明は、さらに以下の構成の駆動装置を提供する。
【００２７】
駆動装置は、第１部材と、該第１部材に摩擦結合した第２部材と、第１部材に隣接して配置され振動することができる振動部材とを備える。そして、第１部材または第２部材のいずれか一方が固定側部材に固定され、振動部材から第１部材に伝達された振動により、第１部材に対して第２部材を実質的に移動させるようにした。
【００２８】
上記構成において、第１部材または該第１部材に摩擦結合した第２部材のいずれか一方が固定されている。一方、振動部材は固定されることなく、駆動部材に隣接して配置されている構成をとり、少なくとも振動部材は１箇所のみの固定で済む。したがって、振動部材の質量とこれを機能させるために必要な部材（例えば、電気−機械変換素子を用いた場合はその配線など）に比例する想定衝撃力に耐えるだけの固定強度を持てばよい。また、衝撃が加わったときに振動部材にかかる慣性力も、その質量に起因するものになるので、大幅に削減され、振動部材の破壊を防止することができる。振動部材は、必要に応じて振動することができ、その振動が第１部材に伝達され、第１部材に対して第２部材を移動させることができる。
【００２９】
したがって、駆動装置における機械的強度の補強のための構造を簡略化することができ、堅牢性や組み立てやすさの向上と構成の簡素化を実現することができ、高い組み立て精度を必要としない電気−機械変換素子を用いた駆動装置を提供することができる。
【００３０】
なお、上記構成において、振動部材は、例えば、第１部材の縦振動の共振周波数と略等しい振動数の振動を第１部材に与え、第１部材が共振し、第１部材に沿って第２部材が移動するようにすることができる。よって、第１部材は弾性体で構成されていることが好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態にかかる駆動装置について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
まず、第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる駆動装置の構成を示す図である。駆動装置は、圧電素子１と、一端に圧電素子１が接着されている駆動部材２と、駆動部材に摩擦結合した被駆動部材とから構成されている。駆動部材２の圧電素子１が接着されていない側の他端は固定側部材４に固定されている。
【００３３】
駆動部材は、大略角柱形をしており、被駆動部材はそのコーナーに沿って折り曲げられた構成となっており、駆動部材の周りに回転しないように摩擦結合されている。図１に示すように駆動部材の軸方向にのみ摺動することができる。駆動部材２のコーナーの１つは図に示すようにアールが付されており、被駆動部材３と駆動部材２の摩擦力を調整すべく、適当な摩擦力とするために、そのアールに向かって付勢された圧接バネ５がビス６によって被駆動部材に固定されている。
【００３４】
次に、駆動装置の動作を説明する。圧電素子は、例えば必要に応じて駆動パルスを印加することで伸縮を繰り返し振動する。圧電素子の伸縮に伴う振動は、駆動部材に伝えられ、駆動部材は振動する。被駆動部材は駆動部材の振動により、図の矢印Ｙ方向に移動することができる。移動の向き及び速度は圧電素子に与えられるパルスによって調整することができる。
【００３５】
具体的には、例えば、図２（ａ）に示すように、緩やかな立ち上がり部と急速な立下り部からなるのこぎり波の駆動波形を印加すると、圧電素子１は、図中の矢印Ｘに示した方向に、印加された電圧の波形と同じ周期で緩やかな伸びと急速な縮みを繰り返し振動する。この振動は連結された駆動部材２に伝わり、駆動部材の振動を引き起こす。
【００３６】
駆動部材２に振動が与えられることによって、駆動部材２はその長さ方向に時間軸方向に非対称な縦振動を生じ、その振動によって、被駆動部材３は、図１中の矢印Ｙ方向、すなわち、駆動部材にそってすべりを生じ移動する。
【００３７】
被駆動部材３を反対方向に移動させる場合は、圧電素子１によって駆動部材２に伝えられる振動を変化させることでこれが実現される。例えば、図２（ｂ）に示すように、急速な立上がり部と緩やかな立ち下り部からなるのこぎり波の駆動波形を印加することができる。
【００３８】
また、圧電素子１には、図２（ｃ）、（ｄ）に示すような方形波による駆動波形を印加してもよい。なお、方形波を印加する場合は、そのデューティー比を変化させることによって、被駆動部材３の移動の方向を変化させることができる。
【００３９】
のこぎり波や方形波での駆動において、波形を変えずに周波数のみを変化させることによっても、被駆動部材３の移動方向を変化させることができる。駆動波形は、のこぎり波や方形波に限らず、駆動部材に時間軸方向に非対称な振動をさせる波形であればよい。
【００４０】
さらに、図２（ｅ）、（ｆ）に示すように、間欠的な駆動パルスを印加すれば、被駆動部材３を微少量だけ移動させることができる。
【００４１】
上記構成においては、駆動部材２を固定側部材４に固定し、圧電素子１を駆動部材２の端部にとりつける構成にしたことにより、圧電素子１を固定側部材２に固定する必要がなくなり、固定位置を１箇所に減らすことができる。駆動部材２は機械的強度も高く、軸方向に移動可能でなくてよいので、しっかりと固定することができ、従来のように駆動部材２の支持に際して駆動部材２のガタを吸収するための付勢部材や押さえ部材が不要となる。したがって、上記構成によれば、駆動装置の構成を簡略化できる。
【００４２】
また、圧電素子１は外力や作業負荷とは遮断される構成となるので、圧電素子１と固定側部材４及び駆動部材２との接着はがれ、圧電素子１の破壊などの問題をなくすることができる。したがって、上記構成によれば、圧電素子に無理な力がかからず、駆動装置の堅牢性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、駆動部材２を少なくとも１箇所で固定し、駆動部材２に圧電素子１がとりつけされていればよいので、組み立てが容易になる。また、駆動部材２は上述のように機械的強度が高いので、作業性のよい固定法を選ぶことができる。さらに、駆動部材２と圧電素子１との固定は、運転状況下において圧電素子１が駆動部材２から脱落しないだけの強度でよいので、作業性のよい固定法を選ぶことができる。したがって、上記構成によれば、駆動装置の組み立てやすさを向上させることができる。
【００４４】
上記構成の駆動装置のうち、具体的な実施例として次のものをあげることができる。一例としては、圧電素子は高さ、奥行きが３ｍｍ、幅が５ｍｍの立方体である。
【００４５】
駆動部材にはカーボンファイバー５０体積％含有の繊維強化樹脂が使用されている。駆動部材は３．５ｍｍ角で幅が２０ｍｍの略角柱形であり、その一辺が半径３．５ｍｍでアールが付されている。駆動部材は、金属（鉄）の約０．６倍のヤング率を有し、圧電素子とほぼ近似した重量である。駆動部材の材料は、ヤング率と密度が、電気−機械変換素子のパワーで必要な縦振動を励起可能な範囲にあれば、上記繊維強化樹脂以外も選択できる
【００４６】
圧電素子１には駆動部材を一端固定の片持ち梁としてモデル化した場合の縦振動の固有振動数と略等しい周波数の駆動波形を印加すると、被駆動部材を効率よく移動させることができる。特に、上記一例の条件では、圧電素子１に印加される駆動波形が略１３０〜１５０ｋＨｚの周波数のとき、効率がよい。駆動周波数は縦振動の固有振動数付近には限定されず、高周波共振や分数調波共振を起こす周波数の近傍や、共振とは関係のない強制振動をさせる周波数でもよい。
【００４７】
次に、第２実施形態について説明する。図３は、本発明の第２実施形態にかかる駆動装置を適用したズームレンズ駆動機構を示す図である。ズームレンズの鏡筒１１は駆動部材１３に摩擦結合されている。摩擦板１２は係合時の摩擦力を発生させる。圧接バネ１４はネジ１４ａによりズームレンズ鏡筒１１に固定されるが、このとき圧接バネ１４の中央に設けた湾曲部１４ｂが摩擦板１２を下側に押圧するように構成されている。また、押さえ板１５、１６は摩擦板１２が駆動部材１３の軸方向にずれないようにするためのものであり、ネジ１５ａによりズームレンズ鏡筒１１に固定されている。
【００４８】
駆動部材１３はズームレンズ鏡筒１１と摩擦板１２との間を貫通しており、圧接バネ１４により摩擦板１２が駆動部材１３をズームレンズ鏡筒１１との間で挟む方向に押圧されているので、駆動部材１３はズームレンズ鏡筒１１及び、摩擦板１２と面接触し、接触面に適当な摩擦力を発生させる。
【００４９】
フレーム２１には支持板２２、２３が設けられている。駆動部材１３は支持板２３の小孔２３ａを貫通して固定されている。固定は接着、圧入、融着などで行うことができる。駆動部材１３の端部には、支持板２３の外側で、圧電素子１８が固定される。駆動部材１３と圧電素子１８の固定は接着、融着などで行うことができる。圧電素子と、支持板２３の外側面の間隔は若干隙間を設けて配置されているが、接触する状態や接着剤などで固定されていてもよい。駆動部材１３の他端は支持板２２の小孔２２ａに嵌入されている。本実施形態においては、組み立てやすさを求めるために、支持板２２の小孔２２ａには、駆動部材１３をがたつきのあるゆるい嵌め合いにより支持しているが、これを固定する構成にしてもよい。
【００５０】
本ズームレンズ駆動機構の動作は、例えば、図２に示したような駆動波形の電圧を圧電素子１８にかけることにより圧電素子が振動し、その振動により駆動部材１３が縦振動を起こすことによりズームレンズ鏡筒１１が移動する。圧電素子１８に加える駆動波形を変化させることによりズームレンズ鏡筒が移動する方向を変化させることができる。
【００５１】
本駆動機構は、圧電素子１８が駆動部材１３にのみ固定される１箇所固定であるため、曲げ応力などの外部応力は自重分及び配線などによるもののみに限られ、これを大幅に軽減することができる。したがって、圧電素子のための補強部材などを必要とすることなく、駆動機構の強度を向上させることができる。
【００５２】
次に、第３実施形態について説明する。図４は、本発明の第３実施形態にかかる駆動装置を適用したズームレンズ駆動機構の斜視図である。本ズームレンズ駆動機構は、図３に示した駆動機構との比較において、駆動部材の固定の構成などは同様であり、駆動部材が支持板２３の小孔２３ａ及び支持板２２の小孔２２ａを貫通し、両端が固定されている点、及び、駆動部材１３には、支持板２３の外側に圧電素子１８が、支持板２２の外側に第２圧電素子１９がそれぞれ両端に固定される点において異なる。
【００５３】
本ズームレンズ駆動機構の動作は、例えば、図２に示したような駆動波形の電圧を圧電素子１８及び第２圧電素子１９に対して同時にまたは選択的にかけることにより、圧電素子１８，１９が振動し、その振動が駆動部材１３に伝わることによりズームレンズ鏡筒が移動する。本駆動機構は対称な構造となっているので、圧電素子１８及び第２圧電素子１９を選択的して電圧を加えることによりズームレンズ鏡筒１１が移動する方向が変化する。したがって、往動及び復動に対して圧電素子を切り替えて振動させることにより、ズームレンズ鏡筒１１の移動量や移動速度を移動方向（往動及び復動）を問わずに、同じにすることができる。また、ズームレンズ鏡筒の移動方向によって加える駆動波形を変化させる必要がないので、別の回路によって往動用の駆動波形と復動用の駆動波形を作成する必要がなく、回路を簡素化することができる。
【００５４】
さらに、上記構成をとることによって、異なる圧電素子１８、１９を同時に振動させることによって、両者の組み合わせやそれぞれに異なる駆動波形を組み合わせることによって、駆動速度、駆動力量、動きの分解能などの性能を向上させることができる。
【００５５】
次に、第４実施形態について説明する。図５は、本発明の第４実施形態にかかる駆動装置を適用したズームレンズ駆動機構の斜視図である。本ズームレンズ駆動機構は、図３に示した駆動機構との比較において、駆動部材が支持板２３の小孔２３ａにおいてのみ固定される点において異なり、他は同様の構成をとる。駆動部材１３の他端は自由端となっている。小型レンズやマイクロレンズの駆動など、きわめて軽い負荷の駆動を行う場合には、このような構成が小型・軽量化などの面で有利である。
【００５６】
次に、第５実施形態について説明する。図６は、本発明の第５実施形態にかかる駆動装置を適用したズームレンズ駆動機構の斜視図である。本ズームレンズ駆動機構は、図３に示した駆動機構との比較において、駆動部材１３が支持板２２の小孔２２ａにのみ固定され、駆動部材１３の他端に圧電素子１８が接着されている点において異なり、他は同様の構成をとる。駆動部材１３の他端は自由端となっている。小型レンズやマイクロレンズの駆動など、きわめて軽い負荷の駆動を行う場合には、このような構成が小型・軽量化などの面で有利である。さらに、変形例として、第３実施形態の駆動機構と同様に、駆動部材１３の両端にそれぞれ圧電素子を付すことも可能であり、支持板２２に固定されている側の端部に第２の圧電素子を結合させてもよい。
【００５７】
次に、第６実施形態について説明する。図７は、本発明の第６実施形態にかかる駆動装置を適用したレンズ駆動機構の要部断面図である。この駆動機構では、駆動筒３２の内面側に固定筒３４が配置され、第１レンズＬ１と第３レンズＬ３を保持する保持枠の有するピン３９が、駆動筒３２の有する螺旋状のカム溝と、固定筒３４の有する直線溝３４ａの両方にカムフォロアとして通されている。保持枠は、ピン３９が取り付けられた大略筒状の第１保持枠３６（第１レンズＬ１を保持する第３保持枠３８と一体に構成されている）と、第３レンズＬ３を保持する大略円板状の第２保持枠３７とが互いに固定されたものである。第１保持枠３６は、径方向に相対する位置に第３保持枠として備えている。第３保持枠３８は、穴３８ａ，３８ｂを有する。第２保持枠３７は、第１保持枠３６に固定された状態で、穴３８ａ，３８ｂを通り光軸と平行な線上に位置する穴３７ａ，３７ｂを有している。穴３８ａには駆動部材１３が貫通して接着剤４２により固定され、穴３７ａには駆動部材１３の他端が貫通して保持されている。穴３７ｂ，３８ｂにはガイド軸４０が両端を規制された状態で保持されている。駆動部材１３の穴３７ａを貫通して保持されている方の端部には、圧電素子１８の伸縮方向の一端が接着により固定されている。なお、圧電素子１８は、駆動部材１３のどちらの端部に接着されていてもよく、両端に１つづつ設けられていてもよい。第２レンズＬ２を保持する移動枠４４は、圧電素子１８の振動により、駆動部材１３に軸方向の振動を与えることによって移動する。
【００５８】
次に、第７実施形態について説明する。図８は、本発明の第７実施形態にかかる駆動装置を適用したレンズ駆動機構の第７実施形態の要部断面図である。本レンズ駆動機構は、図７に示した駆動機構との対比において、大略同じであるが、駆動部材１３の第３保持枠における固定の方法がネジ止めになっている点において異なる。
【００５９】
本駆動装置を適用した駆動機構は、駆動部材１３を少なくとも１箇所で固定して、駆動部材に対して圧電素子１８が固定されていればよいので、組み立てが容易であり、かつ、駆動部材１３は機械的強度が高いので作業性のよい固定法を選ぶことができる。したがって、駆動部材の固定は、圧着、圧入、融着、接着、ネジ止め、溶接のいずれかで行うことができる。
【００６０】
次に、第８実施形態について説明する。図９は、本発明の第８実施形態にかかる駆動装置の構成を示す図である。駆動装置は、振動部材１と、一端に振動部材１が接着されている駆動部材２と、駆動部材に摩擦結合した被駆動部材とから構成されている。被駆動部材３は固定側部材４に固定されている。
【００６１】
駆動部材は、大略角柱形状をしており、そのコーナーに沿って被駆動部材３も直角に曲げられ、回転しないように摩擦結合されている。図１に示すように駆動部材２の軸方向にのみ摺動することができる。駆動部材２のコーナーの１つは図に示すようにアールが付されており、被駆動部材３と駆動部材２の摩擦力を調整すべく、適当な摩擦力とするために、そのアールに向かって付勢された圧接バネ５がビス６によって被駆動部材に固定されている。
【００６２】
駆動パルスの印加により圧電素子１が矢印Ｘ方向に振動すると、駆動部材２に振動が与えられ、駆動部材２はその長さ方向に時間軸方向に非対称な縦振動を生じる。被駆動部材は固定側部材４に固定されているので、駆動部材２と被駆動部材３との間で、その係合位置を軸方向に移動するにあたり、駆動部材２が矢印Ｙで示されたいずれか一側、すなわち、その軸方向に移動する。駆動部材２を反対方向に移動させるには、上記と同様に、圧電素子１により駆動部材２に与えられる振動を変化させることで実現される。
【００６３】
次に、第９実施形態について説明する。図１０は、本発明の第９実施形態にかかる駆動装置を適用したマニピュレータの構造を示す図である。このマニピュレータは本発明の駆動装置を複数組み合わせ、三次元で駆動可能にしたものである。
【００６４】
具体的には、第１駆動装置の駆動部材２ａの端部に固定側部材４が固定され、第１駆動装置の駆動部材２ａの他端に圧電素子１ａが接着される。駆動部材１ａには被駆動部材３ａが摩擦結合されており、この被駆動部材は圧電素子１ａの振動によって駆動部材１ａに沿って移動する。
【００６５】
第１駆動装置の被駆動部材３ａには、第２駆動装置の駆動部材２ｂの一端が結合させれており、その他端には第２駆動部材の圧電素子３ｂが接着されている。そして、第２駆動装置の駆動部材２ｂに摩擦結合している被駆動部材３ｂは圧電素子３ｂの振動により駆動部材２ｂに沿って移動する。
【００６６】
同様に、第３駆動装置は駆動部材２ｃの一端を第２駆動装置の被駆動部材３ｂに固定されており、圧電素子１ｃの振動により被駆動部材３ｃが移動する。第３駆動装置の被駆動部材３ｃには、先端部８と取付部９との間で軸回転可能なアーム７が設けられており、その先端部８端部には移動対象物（図示なし）が設けられている。この構造を採用することによって、移動対象物は三次元空間を６の自由度で移動することができる。なお、１の駆動装置の縦振動（軸方向の振動）の影響を他の駆動装置が受けないように、それぞれの駆動部材は互いに直角をなして構成されることが好ましい。
【００６７】
以上説明したように、本発明の構成において、圧電素子は、駆動部材に結合されているのみで、固定側部材などへの固定を必要としない。したがって、圧電素子には無理な力が加わらないので、圧電素子の保護のために構成を考慮する必要がなく、構成を簡素化することができる。
【００６８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の態様で実施可能である。特に駆動部材の固定、駆動部材と被駆動部材との係合及び、電気−機械変換素子に印加する駆動波形の形状とタイミングなどについては、種々のバリエーションをもって実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態にかかる駆動装置の構成を示す図である。
【図２】  本発明の駆動装置に与えられる駆動波形の例を示した図である。
【図３】  本発明の第２実施形態にかかる駆動装置を適用したズームレンズ駆動機構の斜視図である。
【図４】  本発明の第３実施形態にかかる駆動装置を適用したズームレンズ駆動機構の斜視図である。
【図５】  本発明の第４実施形態にかかる駆動装置を適用したズームレンズ駆動機構の斜視図である。
【図６】  本発明の第５実施形態にかかる駆動装置を適用したズームレンズ駆動機構の斜視図である。
【図７】  本発明の第６実施形態にかかる駆動装置を適用したレンズ駆動機構の要部断面図である。
【図８】  本発明の第７実施形態にかかる駆動装置を適用したレンズ駆動機構の要部断面図である。
【図９】  本発明の第８実施形態にかかる駆動装置の構成を示す図である。
【図１０】  本発明の第９実施形態にかかる駆動装置を適用したマニピュレータの斜視図である。
【図１１】  従来の圧電素子を用いた駆動装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  電気−機械変換素子
２  駆動部材
３  被駆動部材
４  固定側部材
５  圧接バネ
６  ビス
７  アーム
８  先端部
９  取付部
１１  ズームレンズ鏡筒
１２  摩擦板
１３  駆動部材
１４  圧接バネ
１４ａ  ネジ
１５，１６  押さえ板
１５ａ  ネジ
１８  圧電素子
１９  第２圧電素子
２１  フレーム
２２，２３  支持板
２２ａ，２３ａ  小孔
３２  駆動筒
３４  固定筒
３６  第１保持枠
３７  第２保持枠
３７ａ，３７ｂ  小孔
３８  第３保持枠
３８ａ，３８ｂ  小孔
３９  ピン
４０  ガイド軸
４２  接着剤
４４  移動枠
４８  ビス
５１  鏡筒
６２，６３，６４  支持板
【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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