JPH09312981A - 振動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の振動アクチュエータでは、振動子を支
持する固定軸による振動減衰及び、周囲部品への振動伝
搬による悪影響を解消できなかった。 【解決手段】 固定軸１５と、固定軸１５により固定さ
れる振動子１１と、固定軸１５により回動自在に支持さ
れて振動子１１の端面に加圧接触される移動子１２とを
備える超音波アクチュエータ１０であって、固定軸１５
は大径部１５ａを介して振動子１１に接触するととも
に、固定軸１５の大径部１５ａの近傍には、振動子１１
に発生する少なくとも一つの振動の変位方向と同一方向
に関する捩じり剛性低下部である極小径部１５ｆ，１５
ｇが溝状に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定部材と、この
固定部材により固定される振動子と、固定部材により回
動自在に支持されて振動子に加圧接触される相対運動部
材とを備える振動アクチュエータに関し、特に、振動ア
クチュエータの支持損失の低減と、搭載機器内における
他の部品への振動絶縁とをともに図るものである。

【０００２】

【従来の技術】小型，軽量，低速性さらには高トルク等
を特徴とする振動アクチュエータは、カメラを始めとす
る様々な製品において実用化が次々に図られており、近
年では、その開発がよりいっそう活発化してきている。

【０００３】図１６は、縦−捩じり振動型の振動アクチ
ュエータの従来例の構造を示した斜視図である。従来、
この種の振動アクチュエータでは、固定子（ステータ）
１０１は、２つの円柱型の振動子１０２，１０３間に捩
じり振動用の圧電素子１０４が配置されるとともに、振
動子１０３の上側に縦振動用の圧電素子１０５が配置さ
れる。捩じり振動用の圧電素子１０４は周方向に分極さ
れ、一方、縦振動用の圧電素子１０５は厚み方向に分極
される。さらに、移動子（ロータ）１０６は、縦振動用
の圧電素子１０５の上側に配置される。

【０００４】固定子１０１を構成する振動子１０２，１
０３及び圧電素子１０４，１０５は、シャフト１０７の
ねじ部に螺合されて固定され、移動子１０６は、ボール
ベアリング１０８を介してシャフト１０７に回転可能に
設けられる。シャフト１０７の先端にはばね１０９を介
してナット１１０が螺合し、移動子１０６を固定子１０
１に加圧力Ｆで加圧接触させる。

【０００５】捩じり振動用圧電素子１０４と縦振動用圧
電素子１０５とは、発振器１１１から発振される同一周
波数の電圧を、移相器１１２により位相制御して駆動さ
れる。

【０００６】捩じり振動用圧電素子１０４は、移動子１
０６が回転するための機械的変位を与え、一方、縦振動
用圧電素子１０５は固定子１０１と移動子１０６との間
に働く摩擦力を、圧電素子１０４による捩じり振動の周
期に同期させて周期的に変動させることにより、振動を
一方向への運動に変換するクラッチ的役割を果たしてい
る。

【０００７】図１７は、この従来の振動アクチュエータ
の固定子１０１を展開して示した斜視図である。捩じり
振動用圧電素子１０４は、周方向に分極する必要がある
ため、圧電材料を図１７に示すように、６〜８個程度の
扇形の小片に一端分割し、各小片を分極した後に再度環
状に組み合わせていた。なお、符号１０４ａは電極であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の振動アクチュエータでは、捩じり振動用圧電素子１０
４を環状に組み合わせる時に、形状精度を出すことが難
しかった。

【０００９】一方、縦振動用圧電素子１０５，及び捩じ
り振動用圧電素子１０４それぞれの面積は、ともに、固
定子１０６の断面積と略等しいか、又は、固定子１０６
の断面積よりも小さかった。また、シャフト１０７を貫
通させるために縦振動用圧電素子１０５，及び捩じり振
動用圧電素子１０４それぞれの中央部に貫通穴を開ける
必要もあり、そのために、縦振動用圧電素子１０５，及
び捩じり振動用圧電素子１０４それぞれの面積はさらに
小さくなり、振動アクチュエータの高トルク化及び高回
転化をともに図ることが難しかった。

【００１０】このような問題を解決するために、本出願
人は、既に特願平６−２７５０２２号により、高トルク
及び高回転で駆動することができ、しかも、構造及び製
造がともに容易な異形モード縮退型の振動アクチュエー
タを提案した。

【００１１】図１８は、この異形モード縮退型の振動ア
クチュエータの一例の構造を示す断面図であり、図１９
は、この振動アクチュエータを構成する振動子２を抽出
して示す斜視図である。

【００１２】図１８において、円柱状の固定軸１の外周
面には、中空円筒状の弾性体である振動子２が、固定軸
１の略中心部１ａに螺合する取付ボルト３ａ，３ｂによ
り貫着される。

【００１３】振動子２は、図１８に示すように、二つの
厚肉の半円管状弾性体２ａ，２ｂを組み合わせて構成さ
れており、その接合面には、圧電定数ｄ₁₅を用いる捩じ
り振動用の圧電素子４，４と圧電定数ｄ₃₁を用いる縦振
動用の圧電素子５，５とがそれぞれ２枚ずつ計４枚挟持
される。

【００１４】図１８において、振動子２の上端面である
駆動面Ｄには、中央部に配置されたベアリング６により
固定軸１に回動自在に配置された相対運動部材である移
動子７が接触する。

【００１５】移動子７は、厚肉円環状の移動子母材７ａ
と、振動子２の駆動面Ｄに接触する摺動材７ｂとから構
成され、移動子母材７ａの内周部に嵌合されたベアリン
グ６によって固定軸１に対して位置決めされる。

【００１６】また、移動子７は、加圧部材である皿バネ
８（スプリングバネ又は板バネ等であってもよい。）に
より、弾性体２の駆動面Ｄに適当な接触圧力で加圧接触
される。

【００１７】このように、固定軸１は、振動子２を固定
・保持するとともに移動子７を半径方向に回動自在に位
置決めし、振動アクチュエータとして駆動する際の軸振
れの発生を防止する。この固定軸１の先端にはネジ部１
ｂが形成され、このネジ部１ｂに、皿バネ８の加圧力を
調整するための加圧力調整部材であるナット９が螺合す
る。

【００１８】このように構成された振動アクチュエータ
は、圧電素子４，５それぞれに図示しない駆動電圧発生
装置から駆動電圧を印加されることにより励振し、振動
子２には捩じり振動及び縦振動が調和的に発生する。捩
じり振動及び縦振動それぞれの共振周波数が略一致する
と、捩じり振動及び縦振動が同時に生じ（縮退）、駆動
面Ｄに楕円運動が発生し、この楕円運動が駆動力となっ
て、加圧接触する移動子７が固定軸１周りに回転駆動さ
れる。

【００１９】振動アクチュエータは、弾性体２ａ，２ｂ
と電気機械変換素子４，５の組み合わせにより振動子２
を構成する。そして、振動アクチュエータは電気機械変
換素子４，５の逆圧電効果を用いることによって、主に
振動子２の寸法，形状や材料定数等により決定される共
振モードを励振し、そのときに振動子２に発生する大振
幅を利用することにより移動子７を駆動させる。

【００２０】このように振動アクチュエータは、振動子
２に複数の振動を励起し、励起した複数の振動を駆動力
として取り出す。したがって、高効率の振動アクチュエ
ータを得るためには、振動子２に発生する振動振幅を移
動子７にできるだけ効率的に伝達することが必要にな
る。一方、振動子２は、移動子７との位置決めや、搭載
対象機器等への搭載のために、固定部材である固定軸１
に取り付ける必要がある。この固定軸１は、振動子２の
位置決めを正確に行うためにある程度の位置合わせを行
うことや、振動子２の保持のために必要な固定面積を確
保することが必要であった。そのため、従来は、振動子
２をボルト３ａ，３ｂ等により固定軸１へ強固に固定し
ていた。

【００２１】しかし、振動子２をボルト３ａ，３ｂ等に
より固定軸１へ固定すると、たとえ、その固定位置が振
動子２に励起される複数の振動の節付近であっても、大
きな固定面積を用いるとともに高剛性な固定法であるた
め、振動子２に発生する各振動のエネルギー散逸（エネ
ルギー減衰）、つまり振動子２の支持損失を免れること
ができなかった。

【００２２】このような支持損失を少しでも低減するた
め、従来より、固定面積を小さくしたり支持部材の剛性
を低下させることを目的に、振動子２と固定軸１とを、
ボルト３ａ，３ｂではなく、ピンにより連結・固定する
こと等も検討されてきた。

【００２３】図２０は、振動子２と固定軸１とを、ピン
３ｃを支持部材として用いることにより、固定した形態
を示す拡大断面図である。ピン３ｃを用いることによ
り、振動子２の固定面積を低減するとともに、支持部材
の剛性を低下させて振動子２における支持損失の低減を
図るものである。

【００２４】図２０に示すように、ピン３ｃを支持部材
として用いることにより、支持損失を低減することは確
かに可能である。しかし、この場合、振動子２と固定軸
１との間の固定面積が減少するため、振動アクチュエー
タの駆動に伴って固定軸１に対して振動子２が振れてし
まう。そのため、振動子２を固定軸１に対して正確に位
置決めするために、振動子２と固定軸１との間の隙間
に、環状のカラーＡ１，Ａ２等の別部材を装着する必要
があった。

【００２５】しかし、図２０に示すように、振動子２と
固定軸１との間の隙間にカラーＡ１，Ａ２を用いても、
カラーＡ１，Ａ２と振動子内周面，固定軸外周面との間
には、嵌め合いを行うだけの隙間が必要となる。そのた
め、振動子２と固定軸１との正確な位置決めは極めて難
しいという課題があった。

【００２６】さらに、従来は、振動アクチュエータを搭
載対象機器の一部に組み込んだ場合、振動子２に発生す
る振動が固定軸１を介して伝搬し、この振動アクチュエ
ータの周囲近傍に搭載されている他の部品（例えばセン
サ等）に悪影響を与えてしまうという課題があった。

【００２７】このような場合、振動アクチュエータの駆
動周波数を、前述した他の部品にとって好ましくない周
波数帯域から外すように、設計することになる。しか
し、これでは、振動アクチュエータの設計の自由度が著
しく阻害されることになる。

【００２８】また、別の対策として、振動アクチュエー
タと他の部品との間の距離をできるだけ大きくすること
や、振動絶縁のために防振材等を振動アクチュエータ近
傍に設けることも考えられる。しかし、これでは、振動
アクチュエータや搭載対象機器の設計上、様々な拘束要
件を発生させ、同様に、搭載対象機器に対する設計の自
由度を著しく損なうことになってしまう。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した異
形モード縮退型の振動アクチュエータにおいて、振動子
を固定するための固定軸の一部の剛性を、利用する少な
くとも一方の振動モードの変位方向に対して低くなるよ
うに加工することにより、振動子の振動減衰をできるだ
け抑制して、上述した課題の解決を図るものである。

【００３０】請求項１の発明は、棒状の固定部材と、こ
の固定部材が軸方向に向けた貫通部を貫通した状態で固
定部材により固定されるとともに、複数の振動を発生す
ることにより端面に駆動力を発生する中空円柱状の振動
子と、前述した固定部材により回動自在に支持されると
ともに、振動子の端面に加圧接触される厚肉円環状の相
対運動部材とを備える振動アクチュエータであって、固
定部材は、軸方向の一部に形成された大径部を介して振
動子に接触するとともに、固定部材の大径部を除く他の
部分には、振動子に発生する少なくとも一つの振動の変
位方向と同一方向又は略同一方向に関する剛性低下部が
形成されることを特徴とする。

【００３１】請求項２の発明は、請求項１に記載された
振動アクチュエータにおいて、剛性低下部が、捩じり剛
性低下部及び曲げ剛性低下部の一方又は双方であること
を特徴とする。

【００３２】請求項３の発明は、請求項２に記載された
振動アクチュエータにおいて、捩じり剛性低下部が極小
径部であるとともに、曲げ剛性低下部が断面積減少部で
あることを特徴とする。

【００３３】請求項４の発明は、請求項３に記載された
振動アクチュエータにおいて、極小径部が、固定部材に
設けられた溝部又は凹部により形成されるとともに、断
面積減少部が、固定部材に設けられた穴部により形成さ
れることを特徴とする。

【００３４】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載された振動アクチュエータに
おいて、剛性低下部が、大径部の近傍の位置に形成され
ることを特徴とする。

【００３５】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
までのいずれか１項に記載された振動アクチュエータに
おいて、大径部の振動子との接触部は、大径部の外周面
の一部であることを特徴とする。

【００３６】請求項７の発明は、請求項６に記載された
振動アクチュエータにおいて、接触部が、振動子に発生
する振動の節部に接触する位置に設けられることを特徴
とする。

【００３７】請求項８の発明は、請求項６又は請求項７
に記載された振動アクチュエータにおいて、接触部の一
部には、さらに、振動子に接触しない非接触部分が形成
されることを特徴とする。

【００３８】請求項９の発明は、請求項８に記載された
振動アクチュエータにおいて、非接触部分が、前記接触
部に設けられたざぐり穴により、形成されることを特徴
とする。

【００３９】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、添付図面を参照しながら、本発
明の実施形態を詳細に説明する。なお、以降の各実施形
態の説明は、振動アクチュエータとして超音波の振動域
を利用する超音波アクチュエータを例にとって、行う。

【００４０】図１は、本発明の第１実施形態の超音波ア
クチュエータ１０を説明する縦断面図である。図２は、
図１における振動子１１と固定軸１５との固定部を拡大
して示す縦断面図である。また、図３は、図１における
Ａ−Ａ断面図である。さらに、図４は、この超音波アク
チュエータ１０に用いる振動子１１の構造を示す説明図
であり、図４（Ａ）は上面図、図４（Ｂ）は正面図であ
る。

【００４１】第１実施形態の超音波アクチュエータ１０
は、円柱状の弾性体である振動子１１と，振動子１１の
端面である駆動面Ｄに加圧接触する円柱状の相対運動部
材である移動子１２とを備える。

【００４２】振動子１１は、二つの半円管型弾性体１１
ａ，１１ｂと、これらに挟持される２枚ずつ合計４枚の
圧電定数ｄ₁₅を用い振動子１１の長手方向に剪断変位を
発生する捩じり振動発生用の圧電素子１３ａと、２枚ず
つ合計４枚の圧電定数ｄ₃₁を用い振動子１１の長手方向
に伸縮変位を発生する縦振動発生用の圧電素子１３ｂ
と、各圧電素子１３ａ，１３ｂそれぞれに接続される電
極１４とを備える

【００４３】半円管型弾性体１１ａ，１１ｂは、本実施
形態ではステンレス鋼（鉄系合金又は銅合金等の他の金
属材料ないしはプラスチック等の弾性材料でもよい。）
により構成されており、このステンレス鋼からなる厚肉
の円管体をその回転軸を含む平面で縦に２分割すること
により製造される。

【００４４】圧電素子１３ａ，１３ｂは、いずれも電気
エネルギーを機械的変位（機械エネルギー）に変換する
電気機械変換素子であり、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸
鉛）等により矩形の薄板状に形成される。また、電極１
４は、圧電素子１３ａ，１３ｂと同一形状の薄板状を呈
し、本実施形態では銅製電極が使用される。

【００４５】振動子１１は、圧電素子１３ａ，１３ｂ及
び電極１４を、図３及び図４に示すように交互に積層す
るとともに、これらを半円管型弾性体１１ａ，１１ｂに
より挟持し、それぞれを接着することによって、略円筒
状に組み立てられる。

【００４６】移動子１２は、本実施形態ではアルミニウ
ム合金（他の軽合金又はステンレス鋼等であってもよ
い。）からなる移動子母材１２ａを主体とする。移動子
母材１２ａの２つの平面のうちの振動子１１と接触する
側の端面には、振動子１１との摺動抵抗を低減するため
の円環状の摺動材１２ｂが貼付される。

【００４７】振動子１１の中心部に設けられた中空部
に、棒状の固定部材である固定軸１５が挿設される。こ
の固定軸１５は本実施形態ではステンレス鋼（銅合金，
アルミニウム合金ないしは樹脂材等であってもよい。）
により製造される。

【００４８】固定軸１５の略中央部には、図３に示す横
断面形状の大径部１５ａが設けられており、この大径部
１５ａの二つの円弧状側面１５ｂ，１５ｃのうちの図面
上左側に位置する円弧状側面１５ｂが、半円管型弾性体
１１ａの内周面に設けられた同一の曲率半径の円周状の
取付基準部１１ｃに押し付けられて接触する。すなわ
ち、この円弧状側面１５ｂは、取付基準部１１ｃに当接
する接触部である。

【００４９】そして、互いに押し付けられた円弧状側面
１５ｂ及び取付基準部１１ｃを介して、半円管型弾性体
１１ａ，１１ｂに螺着される締結部材であるボルト１６
ａ，１６ｂにより、弾性体１１は固定軸１５に締結・固
定される。

【００５０】このボルト１６ａ，１６ｂは、固定軸１５
の円弧状側面１５ｂを弾性体１１の取付基準部１１ｃへ
向けて当接させる当接部材としても機能する。本実施形
態では、もう一つの円弧状側面１５ｃは半円管型弾性体
１１ｂの内周面１１ｄには接触しておらず、固定軸１５
は、取付基準部１１ｃにだけ接触して、振動子１１の中
空部に対して偏心した状態で配置される。

【００５１】振動子１１の上端面である駆動面Ｄには、
中央部に配置されたベアリング１７により固定軸１５に
回動自在に配置された相対運動部材である移動子１２が
接触する。

【００５２】移動子１２は、本実施形態では加圧部材で
ある皿バネ１８（スプリングバネ又は板バネ等であって
もよい。）により、振動子１１の駆動面Ｄに適当な接触
圧力で加圧接触される。

【００５３】このように、固定軸１５は、振動子１１を
固定するとともに移動子１２を半径方向に回動自在に位
置決めし、振動アクチュエータとして駆動する際の軸振
れの発生を防止する。この固定軸１５は、先端にねじ部
１５ｄが形成され、皿バネ１８の加圧力を調整するため
の加圧力調整部材であるナット１９が螺合する。ナット
１９のねじ部１５ｄに対する螺着位置を調整することに
より、皿バネ１８の加圧力が調整される。

【００５４】固定軸１５の他端にはねじ部１５ｅが刻設
されており、固定体２０のねじ部２０ａに螺合する。こ
のように、振動子１１の取付基準部１１ｃだけが固定軸
１５に接触しており、振動子１１の他の部分は固定軸１
５には接触しておらず、振動子１１と固定軸１５との間
の接触面積（固定面積）が大幅に低減される。そのた
め、振動子１１の振動損失が従来よりも著しく低減さ
れ、移動子１２の駆動効率や駆動力が向上する。

【００５５】また、振動子１１と固定軸１５との間の接
触面積が大幅に低減されるために、接触部の接触圧力が
均一化される。そのため、超音波アクチュエータ駆動時
のビビリ音等の異音の発生が抑制される。

【００５６】また、大径部１５ａの円弧状側面１５ｂの
曲率半径を、振動子１１の内面の曲率半径に一致させる
とともに、固定軸１５を振動子１１に偏心させて固定す
るため、偏心させない場合に比較すると、接触面積をよ
りいっそう低減でき、さらに大きな効果を得ることがで
きる。

【００５７】さらに、前述した図１８に示す構造では、
振動子２と圧電素子４，５とを接合した後に、弾性体２
の内径と固定軸１の外径とが一致するように、固定軸１
の外面に機械加工（研削等）を行う必要があった。しか
し、本実施形態では固定軸１５を振動子２の中空部に偏
心させて固定するため、換言すれば、振動子２の中空部
の内径よりも小さな外径の固定軸１５を用いるため、固
定軸１５に対するこのような機械加工を行う必要がなく
なる。

【００５８】さらに、本実施形態では、大径部の近傍の
位置に、振動子１１に発生する捩じり振動の変位方向と
同一方向に関する捩じり剛性低下部が形成される。この
捩じり剛性低下部は、本実施形態では、固定軸１５の外
周面に溝状に形成された極小径部１５ｆ，１５ｇによ
り、形成される。

【００５９】すなわち、本実施形態では、固定軸１５に
対して振動子１１を、捩じり振動の腹位置近傍で固定し
たことになるため、捩じり振動の振動減衰が大きくなる
可能性がある。そこで、捩じり振動の振動減衰をできる
だけ小さくするため、大径部１５ａの軸方向両端側近傍
には、極小径部１５ｆ，１５ｇを形成して、振動子１１
に発生する捩じり振動の変位方向に関する捩じり剛性の
低下を図ってある。

【００６０】なお、極小径部１５ｆ，１５ｇの形成位置
は、大径部１５ａの軸方向両端側近傍である必要はない
が、この位置とすることにより、振動減衰が小さくなる
ため、望ましい。

【００６１】本実施形態によれば、縦振動に対しては大
径部１５ａをその振動の節位置に接触させることによ
り、一方、捩じり振動に対しては固定軸１５に極小径部
１５ｆ，１５ｇを形成することにより、いずれの振動に
対しても支持損失を極めて低減しながら、固定軸１５に
対して正確な位置に振動子１１を配置することができ
る。

【００６２】特に、振動子１１の駆動周波数に対して、
「振動子１１全体を一つの慣性体とするとともにその時
の捩じり剛性を極小径部１５ｆ，１５ｇの捩じり剛性と
するときの振動系」によって決定される振動モードの周
波数が非常に低くなることが、支持損失の低減と外部へ
の振動絶縁との観点からは、望ましい。つまり、前記の
条件の場合、振動子１１に発生する振動の振動数は、
「振動子１１全体を一つの慣性体とし、その際の捩じり
剛性を極小径部１５ｆ，１５ｇの捩じり剛性とする時の
振動系」によって決定される振動モード群の周波数に対
し、極めて高域であるため、後者の振動系はその振動速
度に追従することができない。したがって、いわゆる
「振動絶縁」が発生し、振動子１１の振動は極小径部１
５ｆ，１５ｇにより遮断され、固定軸１５の大径部１５
ａ以外の部分へは伝搬していき難くなる。

【００６３】図５は、本実施形態の超音波アクチュエー
タ１０の駆動回路を示すブロック図である。すなわち、
駆動回路は、駆動信号を発振する発振部３１と，この駆
動信号を（１／４）λ（λ：波長）位相差のある信号に
分ける移相部３２と，捩じり振動用圧電素子１３ａに入
力する駆動信号を増幅するＴ増幅部３３と，縦振動用圧
電素子１３ｂに入力する駆動信号を増幅するＬ増幅部３
４とから構成される。

【００６４】制御回路は、捩じり振動を検出する検出部
３５と，検出部３５の検出量に応じて発振部の周波数や
電圧等を制御する制御部３６とから構成される。検出部
３５は、振動子１１の駆動面Ｄとは反対の底面に貼られ
た機械電気変換素子（図示しない）を備え、発生する捩
じりに伴ってこの機械電気変換素子に発生する電圧を検
出することにより間接的に捩じり変位を検出できる。こ
のように、検出部３５は、振動子１１の捩じり振動を電
圧によって検出する。移動子１２の駆動速度や駆動トル
クは、この電圧の値に基づいて推定される。

【００６５】制御部３６は、検出部３５の検出結果によ
り振動子１１の駆動周波数や電圧を制御する。例えば、
検出量が所定の値よりも大きい場合には駆動周波数を高
くしたり、電圧を小さくしたりする。一方、検出量が所
定の値よりも小さい場合には駆動周波数を低くしたり、
電圧を高くしたりする。

【００６６】次に、図６を参照しながら、本実施形態の
超音波アクチュエータ１０において、振動子１１に発生
する縦１次振動と捩じり１次振動とを組み合わせて、駆
動面Ｄに楕円運動を生じることを経時的に説明する。

【００６７】図６に示すように、捩じり振動の周期と、
縦振動の周期との位相差を（１／４）λ（λ：波長）ず
らすと、駆動面Ｄ上の定点には楕円運動が生じる。ｔ＝
（６／４）πの時点では、捩じり振動Ｔの変位は左側に
最大であり、一方、縦振動Ｔの変位は零である。この状
態では、移動子１２は、加圧部材１８によって振動子１
１の駆動面Ｄに加圧接触する。

【００６８】この状態から、ｔ＝（７／４）π〜０〜
（２／４）πまでは、捩じり振動Ｔは、左側の最大から
右側の最大まで変位し、一方、縦振動Ｔは、零から上側
の最大に変位し再び零に戻る。したがって、振動子１１
の駆動面Ｄの定点は、移動子１２を押しながら右方向に
回転し、移動子１２は右方向に駆動される。

【００６９】次に、ｔ＝（２／４）π〜（６／４）πま
では、捩じり振動Ｔは、右側の最大から左側の最大まで
変位し、一方、縦振動Ｔは、零から下側の最大に変位し
再び零に戻る。したがって、振動子１１の駆動面Ｄの定
点は、移動子１２から離れながら左方向に回転するた
め、移動子１２は左方向へは駆動されない。このとき
に、移動子１２は、加圧部材１８により加圧されていて
も固有振動数が異なるため、振動子１１の縮みに追従し
ない。

【００７０】なお、捩じり振動Ｔの振動数Ｔ₁ を捩じり
振動Ｔの共振周波数ω_0Tに略一致させるとともに、縦振
動Ｌの振動数Ｌ₁ を縦振動Ｌの共振周波数ω_0Lに略一致
させると、共振して楕円運動が拡大する。

【００７１】捩じり振動Ｔの共振周波数ω_0T，及び縦振
動Ｌの共振周波数ω_0Lの近似式を下記及びにより示
す。 共振周波数ω_0T＝Ｌｓ×（Ｇ／ρ）² ／２ ・・・・・・・ 共振周波数ω_0L＝Ｌｓ×（Ｅ／ρ）² ／２ ・・・・・・・ ただし、Ｌｓ：振動子の長手方向の長さ，Ｅ：縦弾性
率，Ｇ：横弾性率，ρ：密度である。

【００７２】このように、式及び式によれば、振動
子１１の長手方向の長さを調整することにより、捩じり
振動Ｔの共振周波数ω_0Tと，縦振動Ｌの共振周波数ω_0L
とを近接ないしは一致させるように調整することができ
る。

【００７３】（第２実施形態）図７は、本発明の第２実
施形態の超音波アクチュエータの構造を示す断面図であ
る。

【００７４】なお、以降の各実施形態の説明では、前述
した第１実施形態と相違する部分のみを説明し、共通す
る部分については同一の図中符号を付すことにより重複
する説明を省略する。

【００７５】本実施形態の超音波アクチュエータ１０−
１では、振動子１１の外周面下端部近傍に溝状に小径部
２１が形成されており、この小径部２１によって区切ら
れることにより第１大径部２２，第２大径部２３が配置
される。

【００７６】小径部２１は２分割される前の弾性体母材
に、例えば切削加工等の適宜手段により形成される。図
８は、本実施形態の超音波アクチュエータの弾性体１１
に、１次の縦振動と２次の捩じり振動とが生じることを
示す説明図である。

【００７７】本実施形態の超音波アクチュエータ１０−
１では、図８（Ａ）に示すように、第１大径部２２と第
２大径部２３との間に捩じり剛性の低い小径部２１が設
けられており、かつ第１大径部２２の長さが第２大径部
２３よりも長い。したがって、図８（Ｂ）に示すよう
に、捩じり振動は、小径部２１と第１大径部２２の軸方
向略中央部とに振動の節が２つ生じる２次モードとな
る。

【００７８】一方、縦振動は、小径部２１を設けたこと
による弾性体１１の形状変化を受け難いため、小径部２
１，第１大径部２２及び第２大径部２３を含んだ全長の
真中に振動の節が一つ生じる１次モードなる。なお、こ
の場合、駆動面Ｄは、捩じり振動，縦振動とも振幅が大
きい振動の腹になる。

【００７９】捩じり振動の固有振動数は、小径部２１，
第１大径部２２及び第２大径部２３の合計長さによって
決定されるが、その中でも第２大径部２３の長さの影響
は受け難いといった特性がある。一方、縦振動の固有振
動数も、小径部２１，第１大径部２２及び第２大径部２
３の合計長さによって決定されるが、第２大径部２３の
長さを変えていくと、固有振動数を変化させていくこと
ができる。したがって、第２大径部２３の長さを変えて
いくこと（小径部２１の設置位置を変更すること）によ
り、捩じり振動及び縦振動それぞれの固有振動数を調整
して、これらを接近又は一致させることができる。

【００８０】なお、本実施形態では、捩じり振動の節位
置で振動子１１を支持するようにしたが、これは前述し
たように、捩じり振動が超音波アクチュエータの駆動力
に大きく影響するため、その振動をできるだけ減衰させ
ないためである。これは、第１実施形態でも同様に適用
できる。

【００８１】（第３実施形態）図９は、本発明の第３実
施形態の超音波アクチュエータ４０の構成を示す縦断面
図である。

【００８２】本実施形態は、略述すると、第１実施形態
及び第２実施形態をさらに発展させたものであり、振動
子と固定軸との位置合わせを正確に行いながら、振動子
のエネルギー散逸をより低減するものである。

【００８３】振動子４１は、駆動信号により励振される
電気機械変換素子である複数の圧電素子（図９では図示
しない。圧電素子の配置等は、図９とは９０°異なる断
面を示す図１０を参照しながら説明する。）と、これら
の圧電素子を接合して、圧電素子の励振により１次の縦
振動と２次の捩じり振動とが生じることにより、駆動面
４２ｃに駆動力が発生する弾性体４２ａ，４２ｂとから
構成される。

【００８４】弾性体４２ａ，４２ｂは、図９に示すよう
に、その外周面に溝状に形成された３つの小径部４３
ａ，４３ｂ，４３ｃと，これらの小径部４３ａ〜４３ｃ
により区切られて形成される４つの大径部４３Ａ，４３
Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄとを有する。

【００８５】弾性体４２ａ，４２ｂは、中空円柱状の弾
性部材を中心軸を含む縦面で２分割することにより得ら
れ、二つの分割面の間に前述した圧電素子を挟持する。
図１０は、本実施形態で用いる振動子４１の構成の説明
図であり、図１０（ａ）は中心線より半分を断面で示す
側面図，図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＡ−Ａ断
面，Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面を、駆動電圧の印加状況
とともに示す説明図である。

【００８６】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すよう
に、圧電体４４ａ，４４ｂは振動子軸方向に関する３群
からなっており、圧電体４４ａ，４４ｂの各群はそれぞ
れ２層からなる。３群のうちの１群の圧電体は、１次の
縦振動の節付近に圧電定数ｄ₃₁を用いる圧電体４４ｂ
を、残りの２群の圧電体は、それぞれ２次の捩じり振動
の節付近の２か所に圧電定数ｄ₁₅を用いる圧電体４４ａ
を配置している。

【００８７】圧電定数ｄ₁₅を用いる圧電体４４ａは、弾
性体４２ａ，４２ｂの長手方向に対して剪断変位を発生
する。図１０（ｂ）におけるＡ−Ａ断面，Ｃ−Ｃ断面そ
れぞれの捩じれる方向が逆になるように圧電体４４ａを
配置する。圧電体４４ａがこのように配置されてそれぞ
れが剪断変形すると、振動子４１に２次の捩じり変位が
発生する。

【００８８】後者の圧電定数ｄ₃₁を用いる圧電体４４ｂ
は、弾性体４２ａ，４２ｂの長手方向に対して伸縮変位
を発生する。図１０（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面の２組の
縦振動用圧電体４４ｂは、全てある電位が発生された場
合に、同じ方向に変位が生じるように配置する。

【００８９】以上のように、圧電定数ｄ₁₅を用いる捩じ
り振動用圧電体４４ａと、圧電定数ｄ₃₁を用いる縦振動
用圧電体４４ｂとを配置すると、捩じり振動用圧電体４
４ａに正弦波電圧を入力することにより振動子４１には
それに応じて捩じり運動が発生し、一方、縦振動用圧電
体４４ｂに正弦波電圧を入力することにより振動子４１
にはそれに応じて伸縮運動が発生する。

【００９０】弾性体４２ａ，４２ｂには、４つの大径部
４３Ａ〜４３Ｄの弾性体長さ方向略中心部に、圧電体積
層方向と平行に貫通穴４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ
が設けられる。また、後述する固定軸４７にも貫通穴４
５ａ〜４５ｄと同一ピッチで、貫通穴４７ａ〜４７ｄが
形成される。

【００９１】そして、前述した図１０に示す状態となる
ように、弾性体４２ａ，４２ｂの分割面に圧電体４４
ａ，４４ｂを挟み込み、弾性体４２ａ，４２ｂの中空部
に固定軸４７を貫通させ、貫通穴４５ａ〜４５ｄ，４７
ａ〜４７ｄにボルト４６ａ〜４６ｄを挿入して、両端部
にナット４８ａ〜４８を螺着することにより、弾性体４
２ａ，４２ｂは圧電体４４ａ，４４ｂを挟み込んだ状態
で、締結される。

【００９２】本実施形態では、弾性体４２ａ，４２ｂ
は、図９に示すように、１次の縦振動の節付近を含む小
径部４３ｂの内周面を介して、固定軸４７に固定され
る。この部分の構造は、後述する図１１を参照しなが
ら、詳細に説明する。

【００９３】図９において、移動子４９は、中空厚肉円
環状の移動子母材４９ａと、移動子母材４９ａの振動子
側端面に貼付されて振動子４１の駆動面４２ｃに接触す
る摺動材４９ｂとから構成される。移動子母材４９ａの
反振動子側端面の内周部には、位置決め手段であるベア
リング５０が嵌合される。このベアリング５０は固定軸
４７に固定されており、移動子４９は固定軸４７に対し
て回動自在に位置決めされる。

【００９４】固定軸４７の上端部にはねじ部が設けられ
ており、このねじ部に加圧力調整部材であるナット５１
が螺着される。また、ベアリング５０とナット５１との
間には、加圧手段である皿バネ５２（スプリングバネや
板バネ等であってもよい。）と、皿バネ５２の加圧力を
ベアリング５０に伝達する外向きフランジ付きの筒状体
である加圧力伝達部材５３とが、固定軸４７により保持
される。これにより、ナット５１の固定軸４７に対する
螺着位置を変更することにより、皿バネ５２のバネ力が
変更され、移動子４９と振動子４１との間の加圧力が調
整される。

【００９５】このように、固定軸４７は、振動子４１の
中空部を貫通して振動子４１を固定するとともに、移動
子４９を半径方向について回動自在に位置決めする。図
１１は、図９における弾性体４２ａ，４２ｂと固定軸４
７との固定状況を示す拡大断面図である。

【００９６】図９に示すように、本実施形態において
も、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、弾性体４
２ａ，４２ｂに発生する縦振動の節位置近傍（捩り振動
の腹位置近傍）の内周面の一部が、取付基準面４２ｃと
してある。

【００９７】一方、固定軸軸方向に関して取付基準面４
２ｃと同一範囲となる固定軸４７の一部には、その一部
に取付基準面４２ｃの曲率半径と同一の曲率半径の曲面
を有する大径部５４が形成される。大径部５４は、この
曲面を介して、取付基準面４２ｃに接触する。固定軸４
７の大径部５４以外の小径部５５は、弾性体４２ａ，４
２ｂの内周面には接触しない。すなわち、本実施形態に
おいても、大径部５４は弾性体４２ａ，４２ｂとの接触
部として作用し、小径部５５は非接触部として作用す
る。

【００９８】さらに、大径部５４の取付基準面４２ｃと
の接触面には、ざぐり穴５４ａが形成されており、取付
基準面４２ｃとの非接触部分が形成されている。すなわ
ち、本実施形態では、取付基準面４２ｃに接触する大径
部５４の局面のうちのざぐり穴５４ａ形成範囲を除く環
状の局面により、大径部５４は弾性体４２ａ，４２ｂに
接触する。

【００９９】固定軸４７に形成された大径部５４の接触
面を、弾性体４２ａの取付基準面４２ｃに密着させた状
態で、固定ボルト５６ａ，５６ｂを大径部５４に形成さ
れたねじ穴に螺着させることにより、弾性体４２ａ，４
２ｂは固定軸４７に固定・保持される。なお、固定ボル
ト５６ａは、ざぐり穴５４ａを貫通した状態で大径部５
４に螺着される。

【０１００】このように、本実施形態では、弾性体４２
ａ，４２ｂと固定軸４７との接触面積を最小限とするた
めに、大径部５４にざぐり穴５４ａを設けてある。この
ようにすることにより、振動子内周面に形成された取付
基準面４２ｃに接触する大径部５４の接触面積を少なく
することができるため、位置決め精度を低下させること
なく、振動子４１に接触する面積を最小限にすることが
できる。

【０１０１】換言すれば、２つの剛体同士の位置合わせ
は基本的に３点接触により決められるため、位置合わせ
のための接触面積部はその全てが位置合わせに寄与する
ものではなく、部分によっては単に振動を拘束している
に過ぎない部分もあると考えられる。本実施形態は、こ
のような部分にざぐり穴５４ａを形成するものである。

【０１０２】さらに、本実施形態では、固定軸４７に対
して振動子４１を、捩じり振動の腹位置近傍で固定した
ことになるため、捩じり振動の振動減衰が増加する可能
性がある。そこで、捩じり振動の振動減衰をできるだけ
小さくするため、大径部５４の軸方向両端側には、極小
径部５７ａ，５７ｂを形成して、振動子４１に発生する
捩じり振動の変位方向に関する捩じり剛性の低下を図っ
てある。

【０１０３】本実施形態によれば、縦振動に対してはざ
ぐり穴５４ａ付きの大径部５４をその振動の節位置に接
触させることにより、捩じり振動に対しては固定軸４７
に極小径部５７ａ，５７ｂを形成することにより、いず
れの振動に対しても支持損失を極めて低減しながら、固
定軸４７に対して、正確な位置に弾性体４２ａ，４２ｂ
を配置することができる。

【０１０４】特に、振動子の駆動周波数に対して、「振
動子４１全体を一つの慣性体とするとともにその時の捩
じり剛性を極小径部５７ａ，５７ｂの捩じり剛性とする
ときの振動系」によって決定される振動モードの周波数
が非常に低くなることが、支持損失の低減と外部への振
動絶縁との観点からは、望ましい。つまり、前記の条件
の場合、振動子４１に発生する振動の振動数は、「振動
子４１全体を一つの慣性体とし、その際の捩じり剛性を
極小径部５７ａ，５７ｂの捩じり剛性とする時の振動
系」によって決定される振動モード群の周波数に対し、
極めて高域であるため、後者の振動系はその振動速度に
追従することができない。したがって、いわゆる「振動
絶縁」が発生し、振動子４１の振動は極小径部５７ａ，
５７ｂにより遮断され、大径部５５へは伝搬していき難
くなる。

【０１０５】図１０（ｂ）において、駆動回路６０は、
図示しない駆動信号を発振する発振部６１と、駆動信号
を（１／４）λ（λ：波長）位相差のある信号に分ける
移相部６２と、捩じり振動用圧電体４４ａに入力する駆
動信号を増幅するＴ増幅部６３と、縦振動用圧電体４４
ｂに入力する駆動信号を増幅するＬ増幅部６４とから構
成される。

【０１０６】以上のような構成によると、発振部６１は
駆動信号を発振し、その駆動信号は移相部６２により２
つの（１／４）λ位相差のある信号に分割され、それぞ
れＴ増幅部６３及びＬ増幅部６４により増幅される。Ｔ
増幅部６３により増幅された駆動信号は、捩じり振動用
圧電体４４ａに入力され、Ｌ増幅部６４により増幅され
た駆動信号は縦振動用圧電体４４ｂに入力される。

【０１０７】駆動信号を入力された振動子４１には、圧
電体４４ａ，４４ｂの励振により、図１２に示すような
腹及び節を有する１次の縦振動と２次の捩じり振動とが
発生する。ここで、捩じり振動用圧電体４４ａと縦振動
用圧電体４４ｂとに印加する周期電圧の位相差を、（１
／４）λずらして設定することにより、図１３に示すよ
うに、楕円運動が駆動面４２ｃに発生する。なお、図１
３に示す駆動面４２ｃにおける楕円運動の変化は、図６
に示す変化と同様であるため、図１３に関する説明は省
略する。

【０１０８】このとき、捩じり振動は、捩じり剛性の弱
い小径部４３ａ，４３ｃの２ヵ所に節が生じ、駆動面が
腹となる。一方、縦振動は、小径部４２ｂ付近に節が生
じ、駆動面が腹となる。この駆動面に加圧された移動子
４９は、摩擦的に振動子４１より駆動力を受け、駆動さ
れる。

【０１０９】ここで、図１３に示すように、捩じり運動
の周期と伸縮運動の周期との位相差を（１／４）λずら
すと、駆動面上の点は楕円運動が発生する。この捩じり
振動の駆動周波数を捩じり振動の共振周波数に略一致さ
せるとともに、縦振動の駆動周波数を縦振動数の共振周
波数に略一致させると、共振して楕円運動が拡大する。

【０１１０】なお、本実施形態では、振動子４１のみで
捩じり共振振動数と縦共振周波数とをともに決定するこ
とができるため、移動子４９の形状を比較的自由に設定
することができる。このためには、振動子４１から移動
子４９への振動伝搬を小さくすることが必要であるが、
例えば、振動減衰の大きな摺動材４９ｂ（例えばポリフ
ロン等）を用いたり、移動子母材４９ａに減衰性の大き
な材料（例えばアルミニウム合金等）を用い移動子４９
自体の振動減衰を大きく確保すればよい。

【０１１１】（第４実施形態）図１４は、第４実施形態
の弾性体４２ａ，４２ｂと固定軸４７との固定状況を示
す拡大断面図である。

【０１１２】本実施形態は、図９〜図１３に示す第３実
施形態に対して、弾性体４２ａ，４２ｂと固定軸４７と
の固定位置を変更して、捩じり振動の腹位置近傍（縦振
動の腹位置近傍）により固定したものである。よって、
本実施形態の説明は、第３実施形態に対して相違する部
分のみについて行い、同一の部分については同一の図中
符号を付すことにより、重複する説明を適宜省略する。

【０１１３】本実施形態では、振動子４１に発生する縦
振動の振動変位方向と略垂直方向に関する曲げ剛性を低
下させるために、大径部５４の固定軸軸方向の両端側に
複数の剛性低下穴５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄが形
成されている。各剛性低下穴５８ａ〜５８ｄは、図面に
直交する方向に互いに平行に形成される。

【０１１４】これらの剛性低下穴５８ａ〜５８ｄを固定
軸４７に形成することにより、縦振動は、固定軸４７に
設けた剛性低下穴５８ａ及び５８ｂ，剛性低下穴５８ｃ
及び５８ｄ同士に挟まれる曲げ剛性が低下した曲げ剛性
低下部分５９ａ，５９ｂの働きによって縦振動変位を拘
束することなく、自然に近い状態で共振することが可能
となる。これにより、振動子４１の支持損失を著しく低
減することが可能となる。

【０１１５】特に、振動子４１の駆動周波数に対して、
「振動子４１全体を一つの慣性体、その時の曲げ剛性を
曲げ剛性低下部分５９ａ，５９ｂの捩じり剛性としたと
きの振動系」で定まる振動モードの周波数が非常に低く
なり、支持損失の低減と外部への振動絶縁との観点から
は望ましい。

【０１１６】（第５実施形態）図１５は、第５実施形態
の弾性体４２ａ，４２ｂと固定軸４７との固定状況を示
す拡大断面図である。

【０１１７】本実施形態は、略述すれば、図１１に示す
第３実施形態の固定軸と、図１４に示す第４実施形態の
固定軸とを組み合わせたものである。

【０１１８】すなわち、本実施形態は、図９〜図１３に
示す第３実施形態，図１４に示す第４実施形態に対し
て、弾性体４２ａ，４２ｂと固定軸４７との固定位置を
変更して、縦振動の腹位置近傍かつ捩じり振動の腹位置
近傍（大径部４３Ｃ）により固定したものである。

【０１１９】本実施形態の固定位置は、縦振動の節位
置，捩じり振動の節位置の双方を外れており、振動減衰
の解消の観点からは好ましくない。そこで、固定軸４７
の大径部５４の近傍に、剛性低下穴５８ａ〜５８ｄを形
成して縦振動の減衰を抑制するとともに、極小径部５７
ａ，５７ｂを形成して捩じり振動の減衰を抑制するよう
にしてある。固定軸４７の支持をこの位置で行う必要が
ある場合に有効である。

【０１２０】（変形形態）各実施形態では、捩じり１次
−縦１次又は、捩じり２次−縦１次の振動モードを生じ
る振動子を用いたが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、捩じりｍ次−縦ｎ次（ｍ，ｎ：自然数）の振動
モードを生じる振動子について等しく適用できるもので
ある。

【０１２１】また、電気機械変換素子として圧電素子を
用いたが、本発明はかかる態様のみに限定されるもので
はなく、電気エネルギーを機械的変位（機械エネルギ
ー）に変換できるものであれば等しく適用できる。例え
ば、磁歪素子や電歪素子等を替わりに用いることができ
る。また、振動子を構成する弾性体の形状は、円筒型に
限定されるものではなく、例えば四角柱状にしてもよ
い。

【０１２２】また、各実施形態では、振動子を固定軸に
固定するのに、ボルトを用いたが、本発明にかかる振動
アクチュエータはかかる態様に限定されるものではな
く、支持損失の低減の観点からは、図２０に示すような
ピンを用いることもできる。

【０１２３】さらに、各実施形態の説明では、振動アク
チュエータとして超音波の振動域を利用する超音波アク
チュエータを例にとったが、本発明にかかる振動アクチ
ュエータはこのような態様に限定されるものではなく、
他の振動域を利用する振動アクチュエータについても等
しく適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の超音波アクチュエータ
を説明する縦断面図である。

【図２】図１における振動子と固定軸との固定部を拡大
して示す縦断面図である。

【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】第１実施形態の超音波アクチュエータに用いる
振動子の構造を示す説明図であり、図４（Ａ）は上面
図、図４（Ｂ）は正面図である。

【図５】第１実施形態の超音波アクチュエータの駆動回
路を示すブロック図である。

【図６】第１実施形態の超音波アクチュエータにおい
て、振動子に発生する縦１次振動と捩じり１次振動とを
組み合わせて、駆動面Ｄに楕円運動を生じることを経時
的に示す説明図である。

【図７】第２実施形態の超音波アクチュエータの構造を
示す断面図である。

【図８】第２実施形態の超音波アクチュエータの弾性体
に、１次の縦振動と２次の捩じり振動とが生じることを
示す説明図である。

【図９】本発明の第３実施形態の超音波アクチュエータ
の構成を示す縦断面図である。

【図１０】本発明の第３実施形態で用いる振動子の構成
の説明図であり、図１０（ａ）は中心線より半分を断面
で示す側面図，図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＡ
−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面を、駆動電圧の印
加状況とともに示す説明図である。

【図１１】図９における弾性体と固定軸との固定状況を
示す拡大断面図である。

【図１２】駆動信号を入力された振動子に発生する、腹
及び節を有する１次の縦振動と２次の捩じり振動とを示
す説明図である。

【図１３】第３実施形態の超音波アクチュエータにおい
て、振動子に発生する縦１次振動と捩じり２次振動とを
組み合わせて、駆動面Ｄに楕円運動を生じることを経時
的に示す説明図である。

【図１４】第４実施形態の弾性体と固定軸との固定状況
を示す拡大断面図である。

【図１５】第５実施形態の弾性体と固定軸との固定状況
を示す拡大断面図である。

【図１６】縦−捩じり振動型の振動アクチュエータの従
来例を示した斜視図である。

【図１７】縦−捩じり振動型の振動アクチュエータのス
テータを展開して示した斜視図である。

【図１８】異形モード縮退型の振動アクチュエータの構
造を示す断面図である。

【図１９】異形モード縮退型の振動アクチュエータを構
成する弾性体を抽出して示す斜視図である。

【図２０】従来の固定方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０，１０−１ 振動アクチュエータ １１ 振動子（弾性体） １１ａ，１１ｂ 半円管状弾性体 １１ｃ 取付基準部 １１ｄ 内周面 １２ 移動子（相対運動部材） １２ａ 移動子母材 １２ｂ 摺動材 １３ａ，１３ｂ 圧電素子 １４ 電極 １５ 固定軸（支持部材） １５ａ 大径部 １５ｂ，１５ｃ 円弧状側面 １５ｄ ねじ部 １５ｆ，１５ｇ 極小径部 １６ａ，１６ｂ ボルト（固定部材，当接部材） １７ ベアリング １８ 加圧部材 １９ 加圧力調整部材 ２１ 小径部 ２２ 第１大径部 ２３ 第２大径部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状の固定部材と、 前記固定部材が軸方向に向けた貫通部を貫通した状態で
   前記固定部材により固定されるとともに、複数の振動を
   発生することにより端面に駆動力を発生する中空円柱状
   の振動子と、 前記固定部材により回動自在に支持されるとともに、前
   記振動子の前記端面に加圧接触される厚肉円環状の相対
   運動部材とを備える振動アクチュエータであって、 前記固定部材は、軸方向の一部に形成された大径部を介
   して前記振動子に接触するとともに、 前記固定部材の前記大径部を除く他の部分には、前記振
   動子に発生する少なくとも一つの前記振動の変位方向と
   同一方向又は略同一方向に関する剛性低下部が形成され
   ることを特徴とする振動アクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された振動アクチュエー
   タにおいて、 前記剛性低下部は、捩じり剛性低下部及び／又は曲げ剛
   性低下部であることを特徴とする振動アクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された振動アクチュエー
   タにおいて、 前記捩じり剛性低下部は極小径部であるとともに、前記
   曲げ剛性低下部は断面積減少部であることを特徴とする
   振動アクチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載された振動アクチュエー
   タにおいて、 前記極小径部は、前記固定部材に設けられた溝部又は凹
   部により形成されるとともに、 前記断面積減少部は、前記固定部材に設けられた穴部に
   より形成されることを特徴とする振動アクチュエータ。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４までのいずれか１
   項に記載された振動アクチュエータにおいて、 前記剛性低下部は、前記大径部の近傍の位置に形成され
   ることを特徴とする振動アクチュエータ。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までのいずれか１
   項に記載された振動アクチュエータにおいて、 前記大径部の前記振動子との接触部は、前記大径部の外
   周面の一部であることを特徴とする振動アクチュエー
   タ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載された振動アクチュエー
   タにおいて、 前記接触部は、前記振動子に発生する前記振動の節部に
   接触する位置に設けられることを特徴とする振動アクチ
   ュエータ。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７に記載された振動
   アクチュエータにおいて、 前記接触部の一部には、さらに、前記振動子に接触しな
   い非接触部分が形成されることを特徴とする振動アクチ
   ュエータ。
9. 【請求項９】 請求項８に記載された振動アクチュエー
   タにおいて、 前記非接触部分は、前記接触部に設けられたざぐり穴に
   より、形成されることを特徴とする振動アクチュエー
   タ。