JP2017200374A - 振動型アクチュエータ及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】振動型アクチュエータにおいて、振動体での振動の励起が阻害されるのを抑制しながら、振動体と被駆動体とを経時的に安定して加圧接触させる。
【解決手段】振動型アクチュエータ１００では、弾性体２と圧電素子４とが接合されてなる振動体１は、振動絶縁部材７を介して押圧部材８から被駆動体６側への押圧力を圧電素子４が受けることで、被駆動体６に対して加圧接触する。押圧部材８からの加圧力によって圧電素子４に作用する面圧が、振動体１に励起される第１の振動モードの節線の一部とその近傍を含む第１の領域と第２の振動モードの節線の一部とその近傍を含む第２の領域の両領域で他の領域よりも高くなるように振動絶縁部材７の形状を設計する。
【選択図】図３

Description

本発明は、振動型アクチュエータ及び電子機器に関する。

振動体と、被駆動体と、振動体と被駆動体とを加圧接触させる加圧手段とを有し、振動体に駆動振動を励起して振動体から被駆動体へ摩擦駆動力を与えることによって振動体と被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータが知られている。振動型アクチュエータの一例として、平板状の弾性体の一方の面に圧電素子が接合され、他方の面に２つの突起部が設けられた構造を有するものが知られている（特許文献１，２参照）。この振動型アクチュエータでは、突起部の先端に２つの突起部を結ぶ方向と突起部の突出方向とを含む面内で楕円運動を生じさせることにより、被駆動体に対して２つの突起部を結ぶ方向に摩擦駆動力を与えることができる。

振動体と被駆動体とを加圧接触させる加圧手段として、特許文献１には、振動体に接合された圧電素子に振動絶縁部材を接触させ、振動絶縁部材に加圧力を与えることにより、振動体を被駆動体に押し当てる構成が提案されている。ここで、特許文献１では、振動体における振動の励起が阻害されないように、振動体に生じさせる第１の振動モードと第２の振動モードのうち、第１の振動モードの節線付近に振動絶縁部材を配置している。また、特許文献２では、振動体における振動の励起が阻害されないように、振動体に励起される第１の振動モードと第２の振動モードの各節線が重なる位置に振動減衰部材（振動絶縁部材に相当する）を配置し、振動減衰部材に加圧力を与えることで、振動体を被駆動体に押し当てている。

特開２０１５−１０４１４４号公報 特許第５５９０７９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された構成のように第１の振動モードの節線を加圧すると、第２の振動モードで腹となる部分も同時に振動絶縁部材によって加圧されてしまう。そのため、第２の振動モードの共振周波数が第１の振動モードの共振周波数から大きく離れてしまうことで、駆動特性が低下してしまうという問題がある。また、特許文献１に記載された構成では、振動絶縁部材の面積が小さいため、長時間の経過によって振動絶縁部材が潰れて弾性特性が失われてしまい、駆動損失が大きくなるという問題がある。特許文献２に記載された振動型アクチュエータでは、振動減衰部材の面積が小さいため、振動減衰部材が振動体に与える面圧が高くなる。そのため、振動減衰部材の振動体に対する押圧位置が節点から少しでもずれてしまうと、振動の励起が阻害されてしまうという問題がある。

本発明は、振動体に与える加圧力によって振動体での振動の励起が阻害されるのを抑制しながら、振動体と被駆動体とを経時的に安定して加圧接触させることができる振動型アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係る振動型アクチュエータは、弾性体と電気−機械エネルギ変換素子とが接合されてなる振動体と、前記振動体と加圧接触する被駆動体と、前記振動体を前記被駆動体に対して押圧するための加圧力を前記振動体に作用させる押圧部材と、前記振動体と前記押圧部材との間に配置される振動絶縁部材と、を備え、前記電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することで前記振動体に励起される第１の振動モードの振動と第２の振動モードの振動によって前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータであって、前記押圧部材からの加圧力によって前記電気−機械エネルギ変換素子に作用する面圧が、前記第１の振動モードの節線の一部とその近傍を含む第１の領域と前記第２の振動モードの節線の一部とその近傍を含む第２の領域の両領域で、他の領域よりも高いことを特徴とする。

本発明に係る振動型アクチュエータでは、振動体に与える加圧力による振動体での振動の励起が阻害されるのを抑制することができ、振動体と被駆動体とを経時的に安定して加圧接触させることができるため、駆動特性を長期にわたって維持することができる。

本発明の第１実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を示す分解斜視図である。 振動型アクチュエータの振動体に励起される振動モードを説明する図である。 振動型アクチュエータの振動体に励起される振動モードの節線及び腹部と振動絶縁部材との関係を説明する平面図である。 振動型アクチュエータの振動体に対する加圧領域を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を示す分解斜視図と構成要素であるフレキシブル基板の概略構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る振動型アクチュエータの平面図である。 本発明の第５実施形態に係る振動型アクチュエータの平面図である。 本発明の第６実施形態に係る振動型アクチュエータの平面図である。 振動型アクチュエータを用いた駆動ユニットの概略構成を示す図である。 駆動ユニットを用いた並進駆動装置の概略構成を示す平面図である。 並進駆動装置を備える撮像装置の概略構成を示す上面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００の概略構成を示す分解斜視図である。振動型アクチュエータ１００は、振動体１、被駆動体６、振動絶縁部材７及び押圧部材８を備える。振動体１は、弾性体２、２つの突起部３、圧電素子４及びフレキシブル基板５を有する。

平板状の弾性体２は、ステンレス（例えばＳＵＳ４２０Ｊ２）等の金属材料からなり、略矩形の形状を有する弾性体本体部と、弾性体本体部の長手方向に設けられた腕部とを有する。腕部は、不図示の保持部材に固定される。弾性体本体部の一方の面には圧電素子４が接合され、圧電素子４が接合された面の反対側の面には、後述する振動体１と被駆動体６との相対的な移動方向に所定の間隔で２つの突起部３が設けられている。２つの突起部３は、ここでは、弾性体２をプレス加工することにより弾性体本体部と一体的に形成されている。但し、突起部３は、例えば溶接等の方法によって弾性体２に取り付けられていてもよく、弾性体２に対する突起部３の形成方法は限定されない。

電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子４は、平板状で略矩形の形状を有し、弾性体本体部に接着剤等により接合されている。フレキシブル基板５は、圧電素子４の表面に接着剤等を用いて取り付けられており、振動体１に振動を励起するための交流電圧を圧電素子４に印加する。後述するように、振動体１に所定の振動を励起し、突起部３に楕円運動を生じさせることで、被駆動体６に摩擦駆動力を与えることができる。

押圧部材８は、不図示の加圧手段によって振動体１側へ向かう加圧力を与えられており、振動絶縁部材７を介して振動体１を被駆動体６に対して押し当てている。これにより、振動体１の突起部３の先端面は、被駆動体６と加圧接触する。加圧手段としては、板バネやコイルバネ、円錐バネ等を用いることができる。振動絶縁部材７は、フェルトや合成皮革、ゴム、モルトプレーン等の弾性部材である。振動絶縁部材７は、圧電素子４（フレキシブル基板５）に対する接触位置を安定させることができるように、押圧部材８に接着されている。振動絶縁部材７を介して押圧部材８から振動体１に加圧力を伝達する構成とすることで、振動体１での振動の励起が阻害されるのを抑制することができる。なお、振動絶縁部材７は、更に圧電素子４（フレキシブル基板５）に接着されていてもよい。

ここで、振動体１に励起される振動モードについて説明する。図２は、振動体１に励起される振動モードを説明する図であり、図２（ａ）は、第１の振動モードでの振動体の振動を模式的に示しており、図２（ｂ）は、第２の振動モードでの振動体の振動を模式的に示す図である。なお、図２では、突起部３の形状を角柱状に簡略化して示している。また、２つの突起部３を結ぶ方向をＸ方向、突起部３の突出方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向と直交する方向をＹ方向と定義する。

図２（ａ）に示す第１の振動モードは、Ｘ方向における２次の屈曲振動であり、Ｘ方向と略直交する３本の節線を有する。２つの突起部３は、第１の振動モードの振動において節となる位置の近傍に配置されており、第１の振動モードの振動によってＸ方向で往復運動を行う。図２（ｂ）に示す第２の振動モードは、Ｙ方向における１次の屈曲振動であり、Ｙ方向と略直交する２本の節を有する。２つの突起部３は、第２の振動モードの振動において腹となる位置の近傍に配置されており、第２の振動モードの振動によってＺ方向で往復運動を行う。振動体１に第１の振動モードと第２の振動モードの各振動を所定の位相差で発生させることにより、突起部３の先端に楕円運動（或いは円運動）を発生させることができる。突起部３に生じた楕円運動によって被駆動体６に摩擦駆動力が与えられ、これにより、振動体１と被駆動体６とを相対的にＸ方向に移動させることができる。

図３（ａ）は、振動体１に励起される第１の振動モードの節線と第２の振動モードの節線及び腹部（相対的に振動変位の大きい領域）を説明する平面図である。節線Ｌ１，Ｌ２は第２の振動モードの節線であり、節線Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は第１の振動モードを節線である。第１の振動モードの節線Ｌ３〜Ｌ５と第２の振動モードにおける節線Ｌ１，Ｌ２とは、ＸＹ面内において略直交する。領域Ａ１は第２の振動モードにおける振動の腹部であり、領域Ａ２，Ａ３は第１の振動モードにおける振動の腹部である。

ここで、振動体１に励起される振動に対して振動絶縁部材７が与える影響について説明する。振動体１の圧電素子４側の面には、図３（ａ）に示したものと同様の節線Ｌ１〜Ｌ５と、振動変位の大きい領域Ａ１〜Ａ３が存在する。弾性を有する振動絶縁部材７であっても、振動の腹部となる領域Ａ１〜Ａ３に高い面圧が作用すると、振動体１に励起される振動が抑えられてしまい、効率が低下してしまう。また、振動の腹部が拘束されることで、振動モードの共振周波数が大きくなる（高周波数側にシフトする）という現象が生じる。よって、一方の振動モードの共振周波数が変わらずに、振動の腹部を拘束された他方の振動モードの共振周波数だけが大きくなってしまうと、最適に設計された２つの振動モードの共振周波数の差が変化する。その結果、２つの振動モードの合成により突起部３に形成される楕円運動の軌跡が変化し、振動体１が被駆動体６を駆動するための充分な摩擦駆動力を発生させることができなくなり、駆動特性（出力特性）が低下するという問題が発生する。したがって、振動型アクチュエータ１００の駆動特性の低下を防止するためには、できる限り、振動の腹部を避けて節線近傍に加圧力を作用させることが求められる。

しかしながら、節線近傍に絞って狭い面積で振動体１に対して加圧力を作用させると、面圧が高くなることで振動絶縁部材７が潰れてしまう。こうして振動絶縁部材７の弾性が小さくなってしまうことで振動の励起が阻害されてしまい、振動型アクチュエータ１００の性能を長期的に維持することができなくなる。したがって、振動絶縁部材７による加圧領域の面積は、少しでも広い方が望ましい。このような観点から、振動型アクチュエータ１００では、以下の説明の通りに、振動絶縁部材７による加圧領域を設定する。

図３（ｂ）は、振動体１と振動絶縁部材７との関係を説明する平面図である。弾性体２の弾性体本体部には圧電素子４が接着され、圧電素子４にはフレキシブル基板５が接着されている。フレキシブル基板５には電極端子部９が設けられており、電極端子部９が圧電素子４の電極との電気的に接続される。フレキシブル基板５を通して圧電素子４に異なる位相の交流電圧を印加することで、図２を参照して説明したように、振動体１に設けられた突起部３の先端に楕円運動を発生させることができる。

電極端子部９は第１の振動モードと第２の振動モードのそれぞれの腹部となる領域Ａ１〜Ａ３の一部と重なるように接着されている。振動の腹部付近が強く押圧されてしまうと、振動の励起が阻害されるおそれがあるため、圧電素子４に対する加圧領域は電極端子部９を避ける必要がある。そこで、第１の振動モードの節線Ｌ４，Ｌ５と第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２の上の領域、第２の振動モードの腹部の領域Ａ１の一部及び第１の振動モードの腹部の領域Ａ２，Ａ３の一部の領域が押圧されるように、圧電素子４に対する加圧領域を設定する。これにより、圧電素子４に作用する面圧を小さく抑え、振動の励起が抑えられるのを最小限に止めながら安定した加圧状態を得ることができる。

ここで、振動絶縁部材７の理想的な形状について説明する。図４は、振動体１に対して加圧力を作用させる領域を説明する図である。一般的に、フレキシブル基板５は、電極端子部９とその周囲を囲む樹脂部とで構成されており、厚さは均一ではなく、電極端子部９の近傍で最も厚くなっている。そのため、電極端子部９の領域Ａ４を押圧すると、電極端子部９及びその近傍の面圧が大きくなってしまい、第１の振動モードと第２の振動モードの各振動が小さく抑えられてしまう。よって、振動絶縁部材７は、電極端子部９が配置される領域Ａ４を避けて、圧電素子４を押圧する形状に設計する必要がある。また、振動体１での振動の励起が阻害されないようにするためには、第１の振動モードの節線Ｌ４，Ｌ５の一部と第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２の一部の両方を含む領域Ａ５で圧電素子４を押圧する必要がある。

そこで、振動絶縁部材７の形状を、領域Ａ４を避け、領域Ａ５に低い面圧で圧電素子４に加圧力を与えることができるように、第１の振動モードの節線Ｌ４、Ｌ５と第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２の一部と重なるコの字形状としている。一方、第１の振動モードと第２の振動モードのいずれか一方の振動モードの節線となる領域が押圧されると、必然的にその節線と重なる領域にある他方の振動モードの腹部近傍が押圧され、腹部付近を加圧された振動モードの周波数特性が変化する。しかし、振動絶縁部材７は、第１の振動モードと第２の振動モードの双方の振動の腹部近傍を押圧しているため、双方の振動モードの周波数特性が同様に変化する。よって、第１の振動モードの共振周波数と第２の振動モードの共振周波数との大小関係は保たれ、これにより振動体１の駆動特性の低下を回避することができる。なお、第１の振動モードと第２の振動モードとでは、常に第２の振動モードの共振周波数が第１の振動モードの共振周波数よりも小さい。

また、振動絶縁部材７により圧電素子４を広い面積で押圧することで圧電素子４に作用する面圧を下げることができるため、振動の腹部が加圧されていても、振動の振幅が大きく低下することはない。なお、押圧部材８により振動絶縁部材７に掛かる面圧は、振動絶縁部材７が加圧されたときに弾性を失う面圧よりも小さいことが望ましい。更に、振動絶縁部材７は、電極端子部９と重ならない領域で圧電素子４を押圧する。そのため、第１の振動モードと第２の振動モードの各振動の腹部である領域Ａ１〜Ａ３及び厚みのある電極端子部９の近傍に面圧が集中するのを回避することができる。これにより、振動絶縁部材７による圧電素子４に対する押圧によって第１の振動モードと第２の振動モードの各振動の励起が阻害されて振動振幅が小さくなってしまうのを抑制することができる。

以上の説明の通り、振動型アクチュエータ１００では、第１の振動モードの２本の節線Ｌ４，Ｌ５と第２の振動モードの腹部の領域Ａ１の両方を含む第１の領域で、振動絶縁部材７を介して振動体１を被駆動体６へ向けて押圧する。また、振動型アクチュエータ１００では、第１の領域と共に、第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２と第１の振動モードの腹部の領域Ａ２，Ａ３の両方を含む第２の領域で、振動絶縁部材７を介して振動体１を被駆動体６へ向けて押圧する。こうして、第１の領域と第２の領域の両領域で他の領域よりも面圧が高くなっている状態で、振動体１と被駆動体６とを加圧接触させている。このように広い面積で振動体１に加圧力を与えることで振動体１に作用する面圧を下げることが可能となるため、振動体１における振動の励起が阻害され難くなる。また、第１の振動モードと第２の振動モードの各共振周波数の大小関係の変化を抑制することができるため、振動型アクチュエータ１００の駆動特性の低下を抑制することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る振動型アクチュエータについて説明する。図５（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ａの概略構成を示す分解斜視図である。振動型アクチュエータ１００Ａは、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００と比較すると、フレキシブル基板と振動絶縁部材の構成が異なる。よって、振動型アクチュエータ１００Ａは、振動体１Ａ、被駆動体６、押圧部材８及び振動絶縁部材１１を有する。振動体１Ａは、弾性体２、２つの突起部３、圧電素子４及びフレキシブル基板１０を有する。弾性体２、突起部３、圧電素子４、被駆動体６及び押圧部材８は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００を構成するものと同じであるため、ここでの説明を省略する。振動絶縁部材１１は、平板状で、矩形の形状を有する。

図５（ｂ）は、フレキシブル基板１０の概略構成を振動体１Ａへ取り付けられた状態で説明する平面図である。フレキシブル基板１０は、電極端子部１２を有する。電極端子部１２は、第１の振動モードの節線Ｌ４，Ｌ５の一部と第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２の一部と重なる略コの字形状を有し、電極端子部１２の厚さは、フレキシブル基板１０の他の部分よりも厚くなっている。そのため、振動絶縁部材１１は矩形形状となっているが、実質的に電極端子部１２の領域で圧電素子４を押圧する。つまり、振動型アクチュエータ１００Ａは、振動型アクチュエータ１００を構成する振動絶縁部材７の役割を電極端子部１２が担う構成となっている。したがって、振動型アクチュエータ１００Ａもまた、振動型アクチュエータ１００と同様の効果を奏する。また、振動型アクチュエータ１００Ａでは、振動絶縁部材１１の形状が単純な矩形形状であるため、シート状素材からの切り出し（加工）が容易であり、また、無駄なくシート状素材を使用することができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る振動型アクチュエータについて説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ｂの概略構成を示す分解斜視図である。振動型アクチュエータ１００Ｂは、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００と比較すると、振動絶縁部材と押圧部材の構成が異なる。よって、振動型アクチュエータ１００Ｂは、振動体１、被駆動体６、振動絶縁部材１１及び押圧部材１３を有する。振動体１は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００を構成するものと同じであり、振動絶縁部材１１は第２実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ａを構成するものと同じであるため、これらについての説明は省略する。

振動型アクチュエータ１００では、振動絶縁部材１１の形状を工夫することによって、振動体１に対して作用する面圧が高くなる領域（振動体１と振動絶縁部材１１との接触領域）を設定した。これに対して、振動型アクチュエータ１００Ｂでは、押圧部材１３の形状を工夫することによって振動体１に対して面圧が高くなる領域を設定している。すなわち、押圧部材１３の一方の表面には、略十字型の溝部が形成されている。略十字型の溝部は、短辺と平行に且つ長辺の中心部を通って長辺を貫通するように形成された第１の溝部と、長辺と平行に且つ短手方向の中心を通って短辺を貫通しないように形成された第２の溝部とを有する。したがって、押圧部材１３が振動絶縁部材１１を介して振動体１を押圧したときに、略十字型の溝部の部分は実質的に振動体１に対して加圧力を与えない。そして、押圧部材１３に形成されている溝部の周囲の領域（突出した領域）が、振動絶縁部材１１を介して圧電素子４に対して加圧力を与える。押圧部材１３における溝部の周囲の領域は、第１の振動モードの節線Ｌ４，Ｌ５の一部と第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２の一部を含む領域に対応しており、よって、第１実施形態で略コの字型の振動絶縁部材７を用いた場合と同様の効果を得ることができる。

したがって、振動型アクチュエータ１００Ｂは、振動型アクチュエータ１００と同様の効果を奏する。また、押圧部材１３は振動絶縁部材７よりも高い加工精度での製造が可能であるため、圧電素子４を押圧したときに面圧が高くなる領域が押圧部材１３の形状にしたがって決まる。これにより、振動型アクチュエータ１００Ｂでは、個体毎の特性のばらつきを抑えることができる。

次に、本発明の第４実施形態に係る振動型アクチュエータについて説明する。第４実施形態に係る振動型アクチュエータは、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００が備える振動絶縁部材７の形状を変更した構成を有する。そのため、振動型アクチュエータ１００と共通する構成要素についての説明を省略する。

図７は、本発明の第４実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ｃを振動絶縁部材１４側から見た平面図である。第１実施形態では２つの略コの字型の振動絶縁部材７を用いたが、第４実施形態では、２つの振動絶縁部材７をつなぎ合わせた１つの四角枠形状の振動絶縁部材１４を用いる。振動絶縁部材１４の四角枠形状は、第１の振動モードの節線Ｌ４，Ｌ５の一部と第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２の一部を含む領域で圧電素子４に対して加圧力を与えるように設定される。

したがって、振動型アクチュエータ１００Ｃは、振動型アクチュエータ１００と同様の効果を奏する。また、振動型アクチュエータ１００Ｃでは、１つの振動絶縁部材１４を用いているため、組立誤差による個体毎の特性のばらつきを抑えることができる。なお、第３実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ｂで用いた押圧部材１３の溝部の形状を四角形状に変更する（押圧部材１３の表面が四角枠形状に突出するように溝部を形成する）ことによって本実施形態と同等の効果を得ることができる。

次に、本発明の第５実施形態に係る振動型アクチュエータについて説明する。第５実施形態に係る振動型アクチュエータは、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００が備える振動絶縁部材７の形状を変更した構成を有する。そのため、振動型アクチュエータ１００と共通する構成要素についての説明を省略する。

図８は、本発明の第５実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ｄを振動絶縁部材１５側から見た平面図である。振動絶縁部材１５は、略Ｈ型の形状を有し、第１の振動モードの節線Ｌ３の一部と第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２の一部を含む領域で圧電素子４に対して押圧部材８からの加圧力を与えるように設計されている。また、振動絶縁部材１５は、第１の振動モードの腹となる領域Ａ２，Ａ３の一部と第２の振動モードの腹部となる領域Ａ１の一部を押圧するため、第１の振動モードの共振周波数と第２の振動モードの共振周波数との大小関係を保つことができる。更に、振動絶縁部材１５は、電極端子部９を押圧しない形状に設計されているため、第２の振動モードの腹部となる領域Ａ１とフレキシブル基板５において重なり厚みのある電極端子部９の近傍に面圧が集中するのを回避することができる。これらよって、振動型アクチュエータ１００Ｄもまた、振動型アクチュエータ１００と同様の効果を奏する。なお、第３実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ｂで用いた押圧部材１３の表面が略Ｈ形状に突出するように溝部を形成することによって、本実施形態と同等の効果を得ることができる。

次に、本発明の第６実施形態に係る振動型アクチュエータについて説明する。第６実施形態に係る振動型アクチュエータは、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００と比較すると、フレキシブル基板の構成が異なるため、振動型アクチュエータ１００と共通する構成要素についてのここでの説明は省略する。

図９は、本発明の第６実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ｅをフレキシブル基板１６側から見た平面図である。フレキシブル基板１６は、電極端子部９と、電極端子部９を囲むように略コの字型に形成された肉厚部１７を有する。肉厚部１７は、電極端子部９よりも厚みがあり、その材質としてはフレキシブル基板１６の補強に用いられる樹脂材料や電極端子部９に用いられる金属材料等を用いることができる。

肉厚部１７は、第１の振動モードの節線Ｌ４，Ｌ５の一部と第２の振動モードの節線Ｌ１，Ｌ２の一部に対応する領域に設けられている。したがって、押圧部材８から振動絶縁部材１１を介して圧電素子４へ加圧力を与えたときに、電極端子部９よりも厚みのある肉厚部１７において面圧を高めることが可能になることで、第１実施形態等と同様の効果を得ることができる。また、フレキシブル基板１６の構造で圧電素子４に対して与える面圧が大きくなる領域が決まるため、振動絶縁部材や押圧部材の構成の自由度を高めることができる。なお、肉厚部１７の形状は、第４実施形態での四角枠形状や第５実施形態の略Ｈ型の形状でもよく、形状に合わせて電極端子部の形状を変更すればよい。

次に、第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１００を用いた駆動ユニットの構成例について説明する。図１０（ａ）は、振動型アクチュエータ１００を用いた駆動ユニット２００の外観斜視図であり、図１０（ｂ）は、駆動ユニット２００の分解斜視図である。なお、振動型アクチュエータ１００に代えて、第２乃至第６実施形態に係る振動型アクチュエータ１００Ａ〜１００Ｅのいずれかを用いて駆動ユニット２００を構成してもよい。

振動型アクチュエータ１００を構成する被駆動体６の上面（振動体１との摩擦接触面の反対側の面）には、出力軸３１が設けられている。なお、被駆動体６の形状は、図１に示したものから、駆動ユニット２００に適した形状に変更されている。振動体１の長手方向の両端（弾性体２の腕部）は、弾性体２よりも剛性の小さい弾性体２１に連結されており、弾性体２１の一部は基台２０に固定されている。これにより、振動体１は駆動方向（２つの突起部３を結ぶ方向）に対してロール方向の自由度を持ち、被駆動体６の表面に倣うことができるため、被駆動体６と振動体１とを安定した加圧接触状態で維持することができる。

被駆動体６において３カ所に形成されたボール受部３０と第１の固定レール２２において２カ所に形成された溝部２７及び第２の固定レール２３に設けられた１カ所の溝部２８との間の合計３カ所にそれぞれ転動ボール２４が転動可能に配置されている。第１の固定レール２２と第２の固定レール２３は基台２０に固定され、これにより、被駆動体６の駆動方向と位置が決められている。なお、被駆動体６の移動方向と位置を決める方法は、転動ボール２４を用いる方法に限定されず、スライドレールのように直線的な移動が可能な部材を用いても構わない。押圧部材８は、板バネ２５による加圧力を受けて、押圧部材８に接着された振動絶縁部材７を介して振動体１を被駆動体６に加圧接触させている。振動絶縁部材７は、押圧部材８ではなく、振動体１に接着されていてもよい。板バネ２５が発生する加圧力は、板バネ保持部材２６が基台２０の所定位置に固定されることによって決定される。板ばね２５に代えて、圧縮コイルバネや円錐バネ等を用いてもよい。駆動ユニット２００では、振動体１に図２を参照して説明した第１の振動モードと第２の振動モードの振動を所定の位相差で励起することにより、駆動ユニット２００の長手方向（振動体１の２つの突起部３を結ぶ方向）に被駆動体６を移動させることができる。

図１１は、駆動ユニット２００を用いて構成された並進駆動装置２５０の概略構成を示す平面図である。並進駆動装置２５０は、回転規制部４０と、回転規制部４０を支持する固定部３３と、４つの駆動ユニット２００を支持して固定部３３に対して相対的に回転が可能な回転部３２と、移動体３４とを有する。移動体３４には４つの移動体支持コロ３５が結合されており、移動体支持コロ３５が固定部３３に設けられたコロ受溝と係合することで、移動体３４が固定部３３に対してＸＹ面内で並進可能となっている。移動体３４には、被駆動体６に設けられた出力軸３１と係合する推力受け溝部３６が設けられている。推力受け溝部３６がその短手方向に出力軸３１から推力を受け、これにより移動体３４を動かすことができる一方で、出力軸３１は推力受け溝部３６内をその長手方向に移動自在である。よって、４つの駆動ユニット２００のそれぞれの出力軸３１を所定の方向に駆動することにより、移動体３４をＸＹ面内の任意の方向に移動させることができる。

なお、移動体３４は、ＸＹ面内での回転が回転規制部４０によって規制されている。そのため、移動体３４を図中において反時計回りに駆動させる駆動力を発生させると、その反力で回転部３２が時計回りに回転し、回転部３２に設けられたピン３７と移動体３４に設けられた係合部３８とが係合する。この状態では、移動体３４のＸＹ面内での並進移動が規制される。

並進駆動装置２５０を備える電子機器の一例としての撮像装置について、次に説明する。図１２は、並進駆動装置２５０を備える撮像装置３００の概略構成を示す上面図である。撮像装置３００は、撮像素子（不図示）を有する撮像装置本体５１と、撮像装置本体５１に対して着脱自在なレンズ鏡筒５２から構成されている。レンズ鏡筒５２は、複数のレンズ群５３を有すると共に、被写体の像ぶれを補正する像ぶれ補正装置としての並進駆動装置２５０を有する。

レンズ鏡筒５２を通過した光束は、撮像素子に結像する。撮像素子は、結像した光学像を光電変換により電気信号に変換し、撮像装置３００が備える画像処理回路へ出力する。画像処理回路は、受信した電気信号から画像データを生成する。並進駆動装置２５０は、移動体３４の中心孔に固定された像ぶれ補正レンズ５４を有し、図１１に示すＺ方向がレンズ鏡筒５２の光軸方向と一致するように、レンズ鏡筒５２に配置される。よって、像ぶれ補正レンズ５４を光軸と直交する面内で移動させることによって、手ぶれ等に起因する像ぶれを補正して、明瞭な画像を撮像することができる。なお、撮像素子を並進駆動装置２５０の移動体３４で保持する構成とし、撮像素子を光軸と直交する面内で移動させることによって手ぶれ等に起因する像ぶれを補正する構成とすることもできる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、上述した駆動ユニット２００を用いてレンズ鏡筒５２に設けられたレンズを光軸方向に移動させて位置決めする機構を構成することもできる。例えば、レンズ鏡筒５２内に、被駆動体６の駆動方向と光軸方向とが略平行となるように、駆動ユニット２００を配置する。そして、フォーカスレンズを保持したレンズ保持部材を被駆動体６と結合させることで、被駆動体６を駆動することにより、レンズ保持部材を光軸方向に移動させて位置決めすることができる。駆動ユニット２００は、撮像装置等の電子機器に限定されず、ロボットやＸ−Ｙステージ等の位置決めを必要とする部材を備える各種機器に適用することができる。

１，１Ａ 振動体
２ 弾性体
３ 突起部
４ 圧電素子
５ フレキシブル基板
６ 被駆動体
７，１１，１４，１５ 振動絶縁部材
８ 押圧部材
９ 電極端子部
１０，１６ フレキシブル基板
１３ 押圧部材
１７ 肉厚部
１００，１００Ａ〜１００Ｅ 振動型アクチュエータ
２００ 駆動ユニット
２５０ 並進駆動装置
３００ 撮像装置

Claims (10)

1. 弾性体と電気−機械エネルギ変換素子とが接合されてなる振動体と、
   前記振動体と加圧接触する被駆動体と、
   前記振動体を前記被駆動体に対して押圧するための加圧力を前記振動体に作用させる押圧部材と、
   前記振動体と前記押圧部材との間に配置される振動絶縁部材と、を備え、
   前記電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印加することで前記振動体に励起される第１の振動モードの振動と第２の振動モードの振動によって前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータであって、
   前記押圧部材からの加圧力によって前記電気−機械エネルギ変換素子に作用する面圧が、前記第１の振動モードの節線の一部とその近傍を含む第１の領域と前記第２の振動モードの節線の一部とその近傍を含む第２の領域の両領域で、他の領域よりも高いことを特徴とする振動型アクチュエータ。
2. 前記第１の領域は、前記第２の振動モードの振動の腹部の一部を含み、前記第２の領域は、前記第１の振動モードの振動の腹部の一部を含むことを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
3. 前記振動絶縁部材は、前記第１の領域と前記第２の領域で前記振動体と接触する形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
4. 前記押圧部材において前記振動絶縁部材と接触する面は、前記第１の領域と前記第２の領域に対応する領域が他の領域よりも突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記電気−機械エネルギ変換素子は圧電素子であり、
   前記振動体は、前記圧電素子に接合されたフレキシブル基板を備え、
   前記フレキシブル基板は、前記第１の領域と前記第２の領域に対応する領域が他の領域よりも肉厚に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記フレキシブル基板において前記肉厚に形成されている領域は、前記電気−機械エネルギ変換素子に設けられた電極と電気的に接続される電極端子部を避けて設けられていることを特徴とする請求項５に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記電気−機械エネルギ変換素子と前記弾性体において前記電気−機械エネルギ変換素子が接合された部分はそれぞれ、平板状で略矩形の形状を有し、
   前記振動体は、前記振動体と前記被駆動体との相対的な移動方向に所定の間隔で前記弾性体に配置され、前記被駆動体と加圧接触する２つの突起部を有し、
   前記第１の振動モードは、前記弾性体の振動体の長手方向に直交する節線を有する２次の屈曲振動であり、前記第２の振動モードは、前記振動体の短手方向に直交する節線を有する１次の屈曲振動であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
8. 前記振動絶縁部材にかかる面圧は、前記振動絶縁部材が加圧されたときに弾性を失う面圧よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
9. 前記振動絶縁部材は、フェルト、合成皮革、モルトプレーン、ゴムのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、
    前記振動型アクチュエータの駆動によって位置決めされる部材と、を備えることを特徴とする電子機器。