JP2004312814A - 稼働装置および電気機器 - Google Patents
稼働装置および電気機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004312814A JP2004312814A JP2003100099A JP2003100099A JP2004312814A JP 2004312814 A JP2004312814 A JP 2004312814A JP 2003100099 A JP2003100099 A JP 2003100099A JP 2003100099 A JP2003100099 A JP 2003100099A JP 2004312814 A JP2004312814 A JP 2004312814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating body
- operating device
- driven body
- base
- driven
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Details Of Cameras Including Film Mechanisms (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
【課題】機器全体を小型化できる稼働装置および電気機器を提供すること。
【解決手段】この稼働装置は、ネジ溝４３を有するベース４と、ネジ部５２を有すると共に、このネジ部５２にてベース４のネジ溝４３に対して回転可能に螺合される被駆動体５とを有する。また、稼働装置は、交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部６６および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層して成ると共に、ベース４に対して固定設置される振動体６を有する超音波モータとを備える。そして、被駆動体５が、振動体６から動力を伝達されて回転し、ネジ溝４３とネジ部５２との螺合によりその回転軸方向に変位する。
【選択図】図３
【解決手段】この稼働装置は、ネジ溝４３を有するベース４と、ネジ部５２を有すると共に、このネジ部５２にてベース４のネジ溝４３に対して回転可能に螺合される被駆動体５とを有する。また、稼働装置は、交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部６６および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層して成ると共に、ベース４に対して固定設置される振動体６を有する超音波モータとを備える。そして、被駆動体５が、振動体６から動力を伝達されて回転し、ネジ溝４３とネジ部５２との螺合によりその回転軸方向に変位する。
【選択図】図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、稼働装置および電気機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、超音波モータによりカメラレンズの移動機構を駆動する稼働装置が知られている。かかる技術としては、特許文献１に記載される技術が知られている。
しかしながら、前記特許文献１に記載されている稼働装置では、棒状の超音波モータ等の大型モータにより、被駆動体の駆動機構を構成していたので、機器全体が大型化するという問題点があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１１６３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機器全体を小型化できる稼働装置および電気機器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の稼働装置は、ベースと、
前記ベースに対して回転可能に設けられた被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置され、前記被駆動体を回転させる平面構造の振動体を有する超音波モータと、
前記被駆動体の回転運動を、前記振動体の面外方向の直線運動に変換し、該被駆動体をその直線方向に変位させる変換機構とを備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、被駆動体の回転運動を、振動体の面外方向の直線運動に変換できる利点がある。
また、この超音波モータは、圧電素子と補強板とを積層した構造を有するので、薄型である。したがって、被駆動体の駆動系を薄型に構成できるので、稼働装置を小型化できる利点がある。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
【０００７】
本発明の稼働装置は、ベースと、
前記ベースに対して回転可能に設けられた被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置され、前記被駆動体を回転させる振動体を有する超音波モータと、
前記被駆動体の回転運動を、その回転軸方向の成分を有する直線運動に変換し、該被駆動体をその直線方向に変位させる変換機構とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、被駆動体の回転運動を、その回転軸方向の成分を有する直線運動に変換できる利点がある。
また、この超音波モータは、圧電素子と補強板とを積層した構造を有するので、薄型である。したがって、被駆動体の駆動系を薄型に構成できるので、稼働装置を小型化できる利点がある。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
【０００９】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体に設けられた光学系と、前記ベースに設けられた撮像素子とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記直線方向に向けて配置されるのが好ましい。
これにより、被駆動体の変位により光学系が移動して撮像素子との距離が変化し、フォーカスが調整される。
【００１０】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体に設けられた撮像素子と、前記ベースに設けられた光学系とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記直線方向に向けて配置されるのが好ましい。
これにより、被駆動体の変位により撮像素子が移動して光学系との距離が変化し、フォーカスが調整される。
【００１１】
本発明の稼働装置は、第１ネジ部を有するベースと、
第２ネジ部を有し、該第２ネジ部にて前記ベースの第１ネジ部に対して回転可能に螺合される被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置される振動体を有する超音波モータとを備え、
前記被駆動体が、前記振動体から動力を伝達されて回転し、前記第１ネジ部と前記第２ネジ部との螺合によりその回転軸方向に変位することを特徴とする。
【００１２】
これにより、被駆動体の回転運動を、回転軸方向の運動に変換できる利点がある。
また、この超音波モータは、圧電素子と補強板とを積層した構造を有するので、薄型である。したがって、被駆動体の駆動系を薄型に構成できるので、稼働装置を小型化できる利点がある。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
【００１３】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体に設けられた光学系と、前記ベースに設けられた撮像素子とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記被駆動体の回転軸方向に向けて配置されるのが好ましい。
これにより、被駆動体の変位により光学系が移動して撮像素子との距離が変化し、フォーカスが調整される。
【００１４】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体に設けられた撮像素子と、前記ベースに設けられた光学系とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記被駆動体の回転軸方向に向けて配置されるのが好ましい。
これにより、被駆動体の変位により撮像素子が移動して光学系との距離が変化し、フォーカスが調整される。
【００１５】
本発明の稼働装置では、前記振動体が、中間機構を介して前記被駆動体を回転させるのが好ましい。
これにより、振動体と被駆動体との配置構成の自由度を高められる利点がある。
本発明の稼働装置では、前記中間機構が、減速機構であるのが好ましい。
これにより、被駆動体を大きなトルクで駆動できる利点がある。
【００１６】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体が、周面を備えた被接触部を有し、該被接触部にて直接的に前記接触部に接触して前記振動体から動力を伝達されるのが好ましい。
本発明の稼働装置では、前記振動体と前記被駆動体との間に介在し、前記接触部に接触する被接触部を有し、
前記振動体が、前記被接触部を介して前記被駆動体に動力を伝達するのが好ましい。
本発明の稼働装置では、前記被接触部は、回転可能に設けられたロータであるのが好ましい。
【００１７】
本発明の稼働装置では、前記振動体が平面構造を有し、かつ、前記被接触部および前記振動体が略同一平面上に配置されるのが好ましい。
この発明では、被接触部および前記振動体が、同一平面上に配置されるので、被駆動体の駆動機構を平面的に構成できる利点がある。特に、振動体が平面構造を有する場合には、この駆動機構をさらに薄型化できるので、装置全体を小型化（薄型化）できる利点がある。
【００１８】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体と前記振動体とが、前記ベースの異なる面上に配置されており、
前記振動体からの動力を前記被駆動体に伝達する中間機構を有するのが好ましい。
本発明の電気機器は、本発明の稼働装置を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の稼働装置および電気機器（電子機器）を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態にかかる稼働装置を示す斜視図である。図２は、図１に記載した稼働装置を示す平面図である。図３は、図２に記載した稼働装置を示すＡ−Ａ視断面図である。この稼働装置１は、ベース４と、被駆動体５と、振動体６とを含み構成される。ベース４は、板状部４１の平面上に円筒部４２を設けた形状を有する。また、ベース４は、円筒部４２の内壁面にネジ溝（第１ネジ部）４３を形成される。ネジ溝４３は、板状部４１の平面に対して、軸方向を略垂直に向けて形成される。また、ベース４は、円筒部４２の底部に撮像素子（固体撮像素子）２２を配置される。この撮像素子２２は、例えば、イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）である。稼働装置１は、このベース４にて取付台や壁面等（図示省略）の所定の位置に固定設置される。なお、被駆動体５は、板状部４１の内部にデータ処理用のＩＣチップ（図示省略）を有する。
【００２１】
被駆動体５は、略円筒形状を有し、内部に光学系２１を配置される。この光学系２１は、この稼働装置１ではレンズまたはレンズ群であるが、これに限らず、例えば、ピンホールであってもよい。この光学系２１とベース４の撮像素子２２とは、稼働装置１の撮像ユニットを構成する。また、被駆動体５は、周面の下方部分にネジ部（第２ネジ部）５２が形成されると共に、このネジ部５２にてベース４のネジ溝４３に螺合される。ただし、被駆動体５は、ベース４に対して緩めに螺合されて、外部からの摩擦接触により容易に回転できる。また、被駆動体５は、ベース４に設置された状態にて、光学系２１をベース４の撮像素子２２に対向させる。ここで、光学系２１および撮像素子２２は、その光軸が被駆動体５の回転軸方向に沿うように配置される。なお、ベース４および被駆動体５の形状および結合構造は、この第１実施形態の形状に限定されず、稼働装置１の機能に応じて当業者自明の範囲内にて適宜設計変更して良い。
【００２２】
振動体６は、略長方形状を有する薄型の板状形状を有し、その長辺の側部に腕部６８を有する。振動体６は、ベース４の板状部４１に対して、その平面を略平行に向けつつ僅かに浮かせた状態で配置される（図３参照）。これにより、振動体６は、その振動方向を、ベース４の平面方向に向ける。また、振動体６は、ベース４の板状部４１に対して、その腕部６８にてボルト１３を介して固定設置される。また、振動体６は、その短辺の側部に接触部６６を有する。振動体６は、この接触部６６にて、被駆動体５の周面に接触する。なお、この接触部６６が接触する部分もしくは部材を、以下、被接触部と呼び符号５１を付す。この第１実施形態では、被駆動体５の上方部分が被接触部５１となる。また、振動体６は、接触部６６の先端部を、被接触部５１（被駆動体５）の半径方向からその周面に当接する。このとき、振動体６は、接触部６６を、腕部６８の弾性により、被接触部５１の側面に対して弾性的に付勢する。これにより、接触部６６と被接触部５１との間に十分な摩擦力が形成され、振動体６の振動が被接触部５１に対して確実に伝達される。また、振動体６は、外部の通電回路（図示省略）に接続されて、その駆動を制御される。そして、振動体６および通電回路は、この稼働装置１を駆動する超音波モータとして機能する。なお、この振動体６の詳細な構成および機能については、後述する。
【００２３】
図４は、この第１実施形態にかかる稼働装置の作用を示す説明図である。この稼働装置１において、振動体６は、外部の通電回路から高周波数の交流電流を印加されて高速で伸縮運動し、その接触部６６を被接触部５１の周面に高速かつ反復的に衝突させる。すると、振動体６側がベース４に固定されているので、接触部６６と被接触部５１との摩擦接触により、被接触部５１が所定方向に回転する。すると、被駆動体５全体が回転してベース４のネジ溝４３により送られ、その回転にかかる軸方向、すなわち、ベース４の平面に対して垂直成分を有する方向に変位する。これにより、光学系２１と撮像素子２２との距離が変化して、撮像ユニットのフォーカスが調整される。
なお、前記ネジ部およびネジ溝４３により、被駆動体５の回転運動を、振動体６の面外方向の直線運動（回転軸方向の成分を有する直線運動）に変換し、被駆動体５をその直線方向に変位させる変換機構が構成される。
【００２４】
このように、この稼働装置１では、振動体６の駆動により被駆動体５を変位させて、撮像ユニットのフォーカスを任意に調整できるので、特に、フォーカス調整機能を要する電気機器に適用される場合に好ましい。また、被駆動体５の回転方向は、振動体６への交流電流の入力パターンの選択により、任意に変更可能である。これにより、正逆の両方向に被駆動体５を変位させて、フォーカスを遠近両方向に調整できる利点がある。特に、この振動体６は、印加電流の調整により、その駆動量の微調整が可能である。したがって、振動体６の駆動制御により被駆動体５を微少変位させ得るので、撮像ユニットのフォーカスを微調整できる利点がある。なお、振動体６の駆動パターンについては後述する。
【００２５】
この稼働装置１によれば、ベース４の平面方向にかかる振動体６の振動により、被駆動体５をベース４の平面に対して垂直成分を有する方向に変位させ得る利点がある。また、被駆動体５の駆動部として薄板構造の振動体６を用いるので、装置全体を薄型化および小型化できる利点がある。また、振動体６が薄板構造を有するので、被駆動体５の駆動部（振動体６）を薄型かつ平面的に構成できる。これにより、稼働装置１全体を小型（薄型）に構成できる利点がある。また、この稼働装置１では、被駆動体５および振動体６がベース４上に配置されるので、その組み立てが容易である。
【００２６】
なお、この第１実施形態において、稼働装置１は、撮像ユニット（光学系２１および撮像素子２２）を有する撮像装置であり、例えば、デジタルカメラ、携帯電話用カメラ、監視カメラ、テレビ電話、カメラ付パーソナルコンピュータその他の電気機器に適用される。特に、この稼働装置１は、振動体６の駆動制御により撮像ユニットのフォーカスを微調整できるので、かかる微調整が要求される電気機器に好適である。
【００２７】
図５は、図１に記載した振動体を示す斜視図である。図６および図７は、図５に記載した振動体の動作を示す説明図である。この振動体６は、単一の補強板６３を中心に配置し、この補強板６３を一対の圧電素子６２、６４で挟み込み、これらを積層して構成される。また、振動体６は、電極６１ａ〜６１ｄと、電極６５ａ〜６５ｄ（図示省略。各符号のみを括弧内に示す。）とを、その表裏の所定の位置に配置される。
【００２８】
補強板６３は、略長方形の板状構造を有し、その厚みが各圧電素子６２、６４より薄い。これにより、振動体６を高い効率で振動させ得る利点がある。また、補強板６３は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、銅、銅系合金その他の金属材料から成る。ただし、補強板６３の構成材料は、これに限定されない。補強板６３は、振動体６全体を補強する機能を有し、過振幅や外力等による振動体６の損傷を防止する。また、補強板６３は、圧電素子６２、６４間にて、これらを導通させる共通の電極として機能する。
【００２９】
圧電素子６２、６４は、補強板６３と略合同な長方形の板状構造を有する。圧電素子６２、６４は、相互に対向して補強板６３を表裏から挟み込み、補強板６３に対して平面位置を揃えて積層される。また、圧電素子６２、６４は、補強板６３に対して固着され、一体化されて単一構造物を構成する。これにより、振動体６の強度を向上できる利点がある。また、圧電素子６２、６４は、電圧の印加により伸縮可能な材料から成る。かかる材料としては、例えば、チタン酸ジルコニウム酸鉛、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等がある。
【００３０】
電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄは、短冊状の金属部材から成り、圧電素子６２、６４上の所定の位置に設置される。ここで、これらの電極は、圧電素子６２、６４の長辺に対して略半分の長さを有し、各圧電素子６２、６４上の長辺側の縁部に沿って、長手方向にそれぞれ２枚ずつ並べて配置される。これにより、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄは、各圧電素子６２、６４上にそれぞれ４枚ずつ並べられ、各圧電素子６２、６４の長手方向の中心線および幅方向の中心線に対して相互に対称に位置する（図５参照）。また、電極６１ｆ、６５ｆは、圧電素子６２、６４の長辺に対して略同一の長さを有し、各圧電素子６２、６４の長手方向の中心線上に配置される。
【００３１】
ここで、電極６１ａ〜６１ｄと、電極６５ａ〜６５ｄとは、振動体６の表裏にて相互に対向して配置される。図５中にて、括弧書きにて付した符号は、振動体６を挟み相互に対向する電極であることを示している。また、各圧電素子６２、６４上にて対角線を構成する電極６１ａおよび電極６１ｃの組、ならびに、電極６５ａおよび電極６５ｃの組とは、それぞれ各組内にて導通され、外部の通電回路に接続される。同様に、電極６１ｂおよび電極６１ｄの組、ならびに、電極６５ｂおよび６５ｄの組も、それぞれ各組内にて導通され、外部の通電回路に接続される。これにより、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄは、通電回路からの電圧の印加により、これらの組み合わせにて通電する。なお、いずれの組み合わせにより通電させるかは、後述する通電回路の構成により、任意に選択できる。
【００３２】
また、振動体６は、一方の短辺の中央、すなわち、長手方向の先端部の中央に、接触部６６を有する。この接触部６６は、補強板（振動板）６３に対して単一部材により一体的に形成される。すなわち、本実施形態では、接触部６６が、振動体６の短辺の一部に突出した凸部により形成される。これにより、接触部６６を振動体６に対して強固に設置できる利点がある。特に、接触部６６は、稼働装置１の稼働時にて、振動体６の振動により高速かつ反復的に、高い押圧力にて被接触部５１に衝突する。したがって、かかる構成により、接触部６６の耐久性を高め得る利点がある。また、接触部６６は、半円形状の先端部を有する（図５参照）。かかる接触部６６は、角形の先端部を有する場合と比較して、被接触部５１の側面に安定的に摩擦接触する。これにより、振動体６の作用方向が多少ずれた場合にも、振動体６からの押圧力を確実に被接触部５１に伝達できる利点がある。
【００３３】
また、振動体６は、一方の長辺の中央、すなわち、長手方向の側部中央に、長辺に対して略垂直に突出する腕部６８を有する。この腕部６８は、補強板６３に対して単一部材により一体的に形成される。これにより、腕部６８を振動体６に対して強固に設置できる利点がある。振動体６は、腕部６８の先端に設けられた孔６８１にボルト１３を挿入され、このボルト１３によりベース４に対して固定設置される。また、振動体６は、腕部６８によりベース４の内壁面に対して浮上した状態で支持される（図２参照）。かかる構成では、振動体６とベース４との摩擦がないので、振動体６の振動が拘束され難く、振動体６の自由な振動を実現できる利点がある。また、腕部６８は、補強板６３が金属材料から成るので、弾性を有する。振動体６は、この弾性により接触部６６を被接触部５１の側面に付勢し、この状態にて腕部６８により支持される。また、振動体６の補強板６３は、この腕部６８にてアース（接地）されている。
【００３４】
ここで、腕部６８は、振動体６の側方であって、振動体６の振動の節となる位置に設けられる。この位置は、振動解析その他公知の手法により当業者自明の範囲内にて適宜決定してよい。例えば、この稼働装置１のように、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄが、振動体６の長手方向および幅方向に対称に設けられる場合には、この振動体６の長手方向の略中央付近が振動の節となる。そこで、この稼働装置１では、腕部６８を振動体６の長辺の略中央に設ける。すると、振動体６の振動時にて、腕部６８が振動体６の振動を阻害しないので、腕部６８から外部への振動エネルギーの消散を抑制できる。これにより、被接触部５１を効率的に駆動できる利点がある。
【００３５】
図６および図７は、図５に記載した振動体の動作を示す説明図である。図６は、被接触部が図中の反時計回りに回転する場合を示し、図７は、被接触部が図６に示す方向とは逆方向に回転する場合を示している。
図６に示す状態では、まず、振動体６が、外部の通電回路（図示省略）から交流電圧を印加される。すると、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが通電され、これらの電極と補強板６３との間に交流電圧が印加される。圧電素子６２、６４は、この交流電圧により、電極が設置された部分にて、高速かつ反復的に部分的に伸縮する。ここで、圧電素子６２、６４は、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃの設置部分にて、図中の矢印ａの方向に伸縮する。これにより、振動体６は、全体として略Ｓ字状に屈曲した微少振動を行う。この振動により、振動体６の接触部６６は、図中の矢印ｂで示す方向に往復運動するか、もしくは、図中の矢印ｃで示す方向に楕円運動する。被接触部５１は、この運動により接触部６６から押圧力を受ける。具体的には、被接触部５１は、接触部６６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（被接触部５１の径方向の変位）により、接触部６６と外周面５１１との間に摩擦力を受け、また、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（被接触部５１の円周方向の変位）により、図中の反時計回りの回転力を受ける。そして、被接触部５１は、この押圧力を高速かつ反復的に接触部６６から受けて、図中の反時計回りに回転する。
【００３６】
一方、図７に示す状態では、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが通電される。すなわち、図６に示す状態とは対称に、電極が通電される。すると、図６に示す状態と対称に振動体６が振動し、被接触部５１が接触部６６により押圧力を受けて、図中の時計回りに回転する。したがって、通電パターンの選択により、被接触部５１を時計回りおよび反時計回りの双方向に駆動できる利点がある。なお、図７に示す状態では、通電されない他の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。
【００３７】
図８は、図１〜図７に記載した振動体の通電回路を示すブロック図である。この通電回路２０は、駆動回路８と、スイッチ９とを含み構成される。通電回路２０は、振動体６に交流電圧を印加して振動体６を駆動する。また、通電回路２０は、通電パターンを切換えて振動体６の振動モードを切り換える機能と、振動体６から電圧を検出して振動をフィードバック制御する機能とを有する。
【００３８】
駆動回路８は、発振回路８１と、増幅回路８２と、回転量制御回路８３とを含み構成される。この駆動回路８では、発振回路８１が交流電圧を出力し、増幅回路８２がこの交流電圧を増幅して、振動体６に印加する。回転量制御回路８３は、発振回路８１および増幅回路８２を制御し、被接触部５１の回転量が指示された目標値となるように、振動体６に印加される交流電圧を調整する。
【００３９】
スイッチ９は、交流電圧を印加される電極と、振動検出手段を構成する電極とを切り換え、これにより、被接触部５１の回転方向を切り換える。このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、端子９７を振動体６の電極６１ｄに接続され、端子９８を電極６１ａに接続される。また、スイッチ９は、端子９３、９６をそれぞれ増幅回路８２の出力側に接続され、各端子９３、９６を介して、増幅回路８２から交流電圧を印加される。また、スイッチ９は、端子９４、９５をそれぞれ発振回路８１の入力側に接続される。
【００４０】
この通電回路２０において、まず、被接触部５１の駆動にあたり、被接触部５１の回転量（回転回数や回転角度）を回転量制御回路８３に入力する。そして、被接触部５１を図８中の反時計回り（正方向）に回転させる場合には、スイッチ９を切り換えて、端子９４と端子９７とを接続すると共に、端子９６と端子９８とを接続する。すると、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが、増幅回路８２の出力側に導通される。これにより、振動体６の圧電素子６２、６４に交流電圧が印加されて、振動体６が縦振動および屈曲振動し、被接触部５１が接触部６６に叩かれて図８中の反時計回りに回転する。
【００４１】
また、この状態では、他の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが、駆動回路８の発振回路８１の入力側に導通される。これらの電極は、振動体６の駆動時にて検出電極となり、通電された電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、被接触部５１を効率良く移動させ得る利点がある。また、回転量制御回路８３は、被接触部５１の回転量が指示された目標値になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動して被接触部５１を回転させる。
【００４２】
一方、被接触部５１を図８中の時計回り（逆方向）に回転させる場合には、スイッチ９を切り換えて、端子９３と端子９７とを接続すると共に、端子９５と端子９８とを接続する。すると、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが、増幅回路８２の出力側に導通される。これにより、被接触部５１が図８中の反時計回りに回転する。また、この状態では、他の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが駆動回路８の発振回路８１の入力側に導通され、検出電極として機能する。なお、これらの作用については、被接触部５１を反時計回りに回転させる場合と同様なので、その記載を省略する。
【００４３】
この稼働装置１によれば、振動体６が薄型の板状形状を有するので、機器全体を薄型化し、また小型化できる利点がある。特に、電気光学機器の分野では、近年、薄型化および小型化に対する要請が極めて強く、当業者がこれに多額の研究開発費を投じる傾向にある。この点において、この振動体６により駆動部を構成された稼働装置１は、極めて有用である。また、振動体６が摩擦力（押圧力）により被接触部５１を駆動するので、磁力により駆動されるモータと比較して、高い駆動トルクおよび効率を得られる利点がある。これにより、変速機構（減速機構）を介すことなく、被接触部５１を十分な力で駆動できる利点がある。
【００４４】
また、この稼働装置１によれば、振動体６の電気ノイズが、磁力により駆動されるモータと比較して極めて小さいので、電気ノイズにより周辺機器が受ける影響を低減できる利点がある。また、変速機構を要しないので、エネルギー損失が少ないという利点もある。また、被接触部５１を振動体６で直接駆動し、別途減速機構を設ける必要がないので、機器を軽量化、小型化および薄型化できる利点がある。また、これにより、構造を極めて簡素化できると共に、製品を容易に製造できるので、製造コストを低減できる利点がある。
【００４５】
また、この稼働装置１によれば、振動体６の面内振動を被接触部５１の回転に直接変換できるので、変換に伴なうエネルギー損失を低減して高い駆動効率を得られる利点がある。また、被接触部５１の停止状態にて、振動体６の接触部６６が摩擦接触状態にて被接触部５１に付勢するので、被接触部５１の回転を抑制して、被接触部５１を停止位置に安定的に保持できる利点がある。また、単一の振動体６で被接触部５１を正逆の両方向に駆動させ得るので、駆動方向毎に専用の振動体を設ける場合と比較して、部品点数を低減できる利点がある。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、この稼働装置１の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の稼働装置の第２実施形態における振動体の斜視図であり、図１０は、本発明の稼働装置の第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
以下、第２実施形態の稼働装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００４７】
第２実施形態の稼働装置１は、被接触部５１を停止状態に維持、すなわち、被駆動体５を停止状態に維持する第１のモードと、被接触部５１の回転を可能（被接触部５１をフリー状態）、すなわち、被駆動体５の移動を可能（被駆動体５をフリー状態）にする第２のモードと、被接触部５１を正方向に回転させる第３のモードと、被接触部５１を逆方向に回転させる第４のモードとを有しており、各電極への通電パターンの選択により振動体６の振動パターンを変更して、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されている。以下、具体的に説明する。
【００４８】
図９に示すように、振動体６は、圧電素子６２の図９中上側に、板状の５つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅが設置され、圧電素子６４の図９中下側に、板状の５つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅ（図９中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）が設置されている。
【００４９】
すなわち、圧電素子６２を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。
【００５０】
そして、圧電素子６２の中央部に長方形状をなす電極６１ｅが設置され、同様に、圧電素子６４の中央部に長方形状をなす電極６５ｅが設置されている。各電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、その長手方向（長辺の方向）と振動体６の長手方向（長辺の方向）とが略一致するように配置されている。これら電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、検出電極であり、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）、すなわち、振動体６の振動の長手方向の成分（縦振動成分）により誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。また、前記電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、第２のモードで用いられる。
なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅが配置されている。
【００５１】
一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続されている。また、同様に、中央部の電極６１ｅと、この裏側に位置する電極６５ｅとは、電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
【００５２】
図１０に示すように、第２実施形態の稼働装置１の通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および回転量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９と、スイッチ１６とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、被接触部５１の回転方向を切り替える。
【００５３】
このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
【００５４】
スイッチ１６は、連動する２つのスイッチ部１６１および１６２を有している。
スイッチ部１６１の端子１６３は、スイッチ９の端子９４および９５に接続されており、端子１６４は、振動体６の電極６１ｅに接続されている。
そして、スイッチ部１６１の端子１６７は、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
【００５５】
また、スイッチ部１６２の端子１６６は、スイッチ９の端子９８および振動体６の電極６１ａに接続されており、端子１６８は、スイッチ９の端子９７および振動体６の電極６１ｄに接続されている。
なお、駆動回路８については、前述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
次に、各モードについて説明する。
第１のモードでは、振動体６に対し、励振しない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも通電しない。この場合は、振動体６の接触部６６が被接触部５１に圧接し、接触部６６と被接触部５１との摩擦力により、被接触部５１を停止状態に維持し、これにより、被駆動体５を停止状態に維持することができる。すなわち、被駆動体５が移動するのを阻止し、被駆動体５を所定の位置に保持することができる。
【００５７】
また、第２のモードでは、被接触部５１の外周面５１１における接触部６６の当接位置での接線に対して略垂直な方向の振動を励振する。すなわち、振動体６の両対角線上の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に繰り返し伸縮、すなわち、長手方向に微小な振幅で振動（縦振動）する。換言すれば、振動体６の接触部６６は、長手方向（長辺の方向）に振動（往復運動）する。
【００５８】
被接触部５１は、振動体６が収縮するときに、接触部６６から離間してその接触部６６との間の摩擦力が無くなるか、または、前記摩擦力が減少し、フリー状態となり、図１０中の反時計回りおよび時計回りのいずれの方向にも自由に回転することができ、これにより、被駆動体５は、自由に移動することができる。一方、振動体６が伸張するときは、被接触部５１は、接触部６６から押圧力を受けるが、その方向は、前記接線に対して略垂直な方向であるので、被接触部５１は、図１０中の反時計回りおよび時計回りのいずれの方向にも回転せず、被駆動体５は、移動しない。
従って、振動体６の振動により、被接触部５１、すなわち、被駆動体５は、フリー状態となり、両方向に自由に移動することができる。
【００５９】
また、第３のモードでは、少なくとも被接触部５１の回転方向正方向の振動変位成分（図４に示す周方向成分Ｓ２）を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、被接触部５１は、図１０中の反時計回り（正方向）に回転する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
【００６０】
また、第４のモードでは、少なくとも被接触部５１の回転方向逆方向の振動変位成分（図５に示す周方向成分Ｓ２）を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、被接触部５１は、図１０中の時計回り（逆方向）に回転する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
【００６１】
次に、図１０に基づいて、稼働装置１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、被接触部５１（被駆動体５）の停止／フリーの指示や、被接触部５１の回転方向および回転量（被接触部５１の回転回数や回転角度）の指示があると、それに基づいて、スイッチ９、１６および駆動回路８の回転量制御回路８３が作動する。すなわち、前記第１のモード、第２のモード、第３のモードおよび第４のモードのいずれかに設定される。
【００６２】
被接触部５１を図１０中の反時計回り（正方向）に回転させる旨の指示（第３のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
【００６３】
駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、回転量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の接触部６６が、図４の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、被接触部５１は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに接触部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、図１中の反時計回り（正方向）に回転する。
【００６４】
そして、前記被接触部５１とともに被接触部５１が図１中の反時計回り（正方向）に回転し、これにより、被駆動体５が運動する。
この際、通電されていない（駆動していない）各電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
【００６５】
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、被駆動体５を効率良く移動させることができる。
また、回転量制御回路８３は、指示された被接触部５１の回転量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、回転量制御回路８３は、被接触部５１の回転量が、指示された被接触部５１の回転量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、被接触部５１を回転させる。
【００６６】
前記と逆に、被接触部５１を図１０中の時計回り（逆方向）に回転させる旨の指示（第４のモード）の場合には、図１０に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記被接触部５１を図１０中の反時計回りに回転させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００６７】
また、被接触部５１を停止状態に維持する指示、すなわち、被駆動体５を停止状態に維持する指示（第１のモード）の場合には、図１０に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。
そして、回転量制御回路８３は、発振回路８１および増幅回路８２を作動させない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しない。
【００６８】
被接触部５１には、振動体６の接触部６６が圧接（当接）し、接触部６６と被接触部５１との摩擦力により、被接触部５１が停止状態に維持され、これにより、被駆動体５が停止状態に維持される。すなわち、被駆動体５が移動するのが阻止され、被駆動体５は、所定の位置に保持される。
なお、第１のモードの場合には、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しなければ、スイッチ９および１６は、それぞれ、どのように切り替わっていてもよい。
【００６９】
また、被接触部５１をフリー状態にする指示、すなわち、被駆動体５をフリー状態にする指示（第２のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６４と端子１６７とが接続し、端子１６６と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ｅおよび６５ｅと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
【００７０】
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の接触部６６が、長手方向に振動（往復運動）し、被接触部５１、すなわち、被駆動体５は、フリー状態となり、両方向に自由に移動することができる。
【００７１】
この際、各電極６１ｅおよび６５ｅからは、それぞれ、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）が検出される。その検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の縦振動の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数の交流電圧を出力する。これにより、被接触部５１をより円滑に回転、すなわち、被駆動体５をより円滑に移動させることができる。
なお、第２のモードの場合には、スイッチ９は、どのように切り替わっていてもよい。
【００７２】
この第２実施形態の稼働装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この稼働装置１では、被接触部５１（被駆動体５）の停止状態を維持する状態、すなわち高摩擦状態と、被接触部５１の回転（被駆動体５の移動）を可能（被接触部５１や被駆動体５をフリー状態）にする状態、すなわち低摩擦状態と、被接触部５１を正方向へ回転させる状態と、被接触部５１を逆方向へ回転させる状態との４状態のうちから、任意の状態を選択することができるので、汎用性が広い。
【００７３】
なお、前述の振動体６においては、駆動するための電極を４分割して駆動する場合について説明したが、それは、縦振動と屈曲振動を選択的に励振するための一例を示したのであり、本発明では、前述の振動体６の構造や駆動の方法に限定されるものではない。
また、本発明では、前記第３のモードまたは第４のモードが省略され、被接触部５１が一方向にのみ回転するように構成されていてもよく、この場合も単一の振動体６で被駆動体５を、往復運動、すなわち、両方向に移動させることができる。
【００７４】
（第３実施形態）
次に、本発明の稼働装置の第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の稼働装置の第３実施形態にかかる振動体を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図１１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第３実施形態の稼働装置１について、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７５】
第３実施形態の稼働装置１は、第２実施形態にて記載した第１〜第４のモードに加えて、さらに、縦振動および屈曲振動が複合される第５のモードおよび第６のモードを備える点に特徴を有する。これらのモードは、第１〜第４のモードと同様に、各電極６１ａ〜６１ｄ、６１ｆ、６５ａ〜６５ｄ、６５ｆへの通電パターンの変更により任意に選択され得る。
【００７６】
この稼働装置１の振動体６は、第２実施形態の検出電極６１ｅ、６５ｅに代えて、圧電素子６２の図１１中上側に電極６１ｆを備え、また、図１１中下側に電極６５ｆを備える。これらの電極６１ｆ、６５ｆは、長方形の板状形状を有すると共に振動体６の長手方向の長さと略同一寸法を有し、振動体６の長手方向に沿って、その中央部に配置される。また、電極６１ｆおよび電極６５ｆは、振動体６の表裏にて電気的に接続され、他の電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄと同様に通電回路２０側に電気的に接続される（図示省略）。
【００７７】
図１２は、図１１に示す稼働装置における振動体が振動する様子を示す平面図である。
この稼働装置１において、第５のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが通電され、これらの電極と補強板６３との間に交流電圧が印加される。すると、これらの電極に対応する振動体６の部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６全体が屈曲二次振動する。この屈曲二次振動により、振動体６の接触部６６が、図１２中の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）し、または、矢印ｃで示すように楕円振動（楕円運動）する。これにより、被接触部５１が、接触部６６から繰り返し摩擦力（押圧力）を受けて、図１２中の反時計回りに回転する。
【００７８】
また、この第５のモードでは、さらに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電され、圧電素子６２、６４が、電極６１ｆおよび６５ｆの設置位置にて、高速かつ反復的に部分的に伸縮する。すると、振動体６が、長手方向の中心線上にて、長手方向に沿った部分的な微少振動を行う。これを縦一次振動という。この縦一次振動により、接触部６６は、振動体６の長手方向に押圧力を増加され、強い押圧力にて被接触部５１に付勢する。これにより、屈曲二次振動のみにより振動体６を駆動する場合と比較して、高い駆動力を得られる利点がある。
【００７９】
なお、この第５モードにおいて、通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として機能する。これらの電極は、振動体６の駆動時にて、通電された電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆ、６５ａ、６５ｃおよび６５ｆと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出して、発振回路８１に入力する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、誘起電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、被接触部５１を効率良く移動させ得る利点がある。なお、これらの通電されていない電極の作用は、第１実施形態と同様である。
【００８０】
図１３は、図１１に記載した振動体が振動する様子を示す平面図である。
この稼働装置１において、第６のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄ、並びに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。そして、振動体６が第５のモードとは対称に振動し、被接触部５１を図１３中の時計回りに回転させる。これにより、逆方向の回転についても、高い駆動力を得られる利点がある。
【００８１】
なお、この第６モードにおいて、通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として機能する。これらの電極は、振動体６の駆動時にて、通電された電極６１ｂ、６１ｄ、６１ｆ、６５ｂ、６５ｄおよび６５ｆと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出して、発振回路８１に入力する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、誘起電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、被接触部５１を効率良く移動させ得る利点がある。なお、これらの通電されていない電極の作用は、第１実施形態と同様である。
【００８２】
ここで、図１１に示すように、振動体６の本体部の、交流電圧の印加により伸縮する方向（伸縮方向）である長手方向の寸法（接触部６６の突出方向にかかる本体部の寸法）、すなわち長辺の長さ寸法を、長さ寸法Ｌ（以下、単に寸法Ｌとも言う）とし、振動体６の本体部の長手方向に対して略垂直な方向の寸法（接触部６６の突出方向に対して略垂直な方向にかかる本体部の寸法）、すなわち短辺の長さ寸法を、幅寸法Ａ（以下、単に寸法Ａとも言う）としたとき、その長さ寸法Ｌと幅寸法Ａとの比（Ｌ／Ａ）は、特に限定されないが、長さ寸法Ｌと幅寸法Ａとの比（Ｌ／Ａ）は、２〜５程度が好ましく、３〜４程度がより好ましく、３．５４程度が特に好ましい。上記条件では、縦一次振動と屈曲二次振動の共振周波数の関係が適正となり、良好な駆動効率を得ることが出来る。
【００８３】
なお、この稼働装置１において、振動体６の振動モードは、上記第１〜第６のモードに限定されず、当業者自明の範囲内にて任意の振動モードを採用してもよい。例えば、図１１に記載した振動体６において、▲１▼電極６１ｆ、６５ｆのみに交流電圧を印加して、振動体６に縦一次の振動を励起してもよいし、▲２▼電極６１ａ〜６１ｆ、６５ａ〜６５ｆのすべてに交流電圧を印加し、かつ所定の電極に対する電圧の印加タイミングをずらし、振動体６に縦一次および屈曲三次の複合振動を励起してもよい。
【００８４】
図１６は、図１１に記載した振動体の電気的特性を示すグラフである。同図では、横軸に振動体６の駆動時における振動周波数［Ｈｚ］をとり、縦軸に振動体６が被接触部５１を押圧していないときの圧電素子６２、６４のインピーダンス［Ω］をとる。
図１６に示すように、この振動体６は、縦一次振動の共振周波数ｆ１と、屈曲二次の共振周波数ｆ２とを有する。これらの共振周波数ｆ１、ｆ２では、いずれもインピーダンスが極小値をとる。ここで、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２は、振動体６固有の周波数である。共振周波数ｆ１、ｆ２は、振動体６の形状や大きさ、接触部６６の位置等の選択により、任意に設計変更可能である。この振動体６では、共振周波数ｆ１、ｆ２が相互に近接するように設定される。例えば、この振動体６では、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２が、縦一次振動の共振周波数ｆ１に対して、例えば、約１［％］〜２［％］程度大きい。この構成において、これらの近傍の周波数、特に、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２の間の周波数にて振動体６を駆動すると、縦一次振動および屈曲二次振動の双方の複合振動が得られる。また、この複合振動は、縦一次振動および屈曲二次振動の双方の共振周波数ｆ１、ｆ２に近いため、双方の駆動特性を顕著に有する。これにより、振動体６の駆動状態にて、縦一次振動および屈曲二次振動の双方の駆動特性を効率的に得られる利点がある。
【００８５】
また、この振動体６では、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２が、相互に異なる数値となるように設定される（図１６参照）。すると、押圧状態では、共振点近傍にて圧電素子６２、６４のインピーダンス変化が鈍くなり、縦一次振動の共振周波数ｆ１と屈曲二次振動の共振周波数ｆ２の際目が不明瞭となる。また、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２の近傍にて、特に、共振周波数ｆ１、ｆ２の間の周波数にて、インピーダンスの値が低い周波数帯を幅広く形成できる。これにより、広い周波数帯にて縦一次振動および屈曲二次振動を結合した励振を行えると共に、駆動時の投入電力を安定化できる利点がある。
【００８６】
また、この稼働装置１では、振動体６が、縦一次振動の共振周波数ｆ１と、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２との間の振動周波数（駆動周波数）にて駆動される。この場合、振動体６の駆動周波数を縦一次振動の共振周波数ｆ１に近づけると、押圧力を増す方向の振動振幅が大きくなるので、振動体６の接触部６６と被接触部５１との間の摩擦力が増加して、駆動力が高くなる（高駆動力型となる）。また、振動体６の駆動周波数を屈曲二次振動の共振周波数ｆ２に近づけると、振動体６の振動変位の内、被接触部５１の回転方向の成分が大きくなるので、単位回数あたりの被接触部５１の回転量が増加して、駆動速度（回転速度）が高くなる（高速型となる）。このように、縦一次振動の共振周波数ｆ１と、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２とをずらすと共に、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２間の周波数帯にて駆動周波数を適宜設定（選択）することにより、例えば、駆動力や駆動速度に関して、任意の駆動特性を得られる利点がある。
【００８７】
また、この振動体６では、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２が、縦一次振動の共振周波数ｆ１よりも、ｆ１の０．５［％］〜３［％］程度大きいのが好ましく、１［％］〜２［％］程度大きいのがより好ましい。
屈曲二次振動の共振周波数ｆ２と縦一次振動の共振周波数ｆ１との差を前記範囲内に設定することにより、押圧状態で縦一次振動と屈曲二次振動が同時に起きる（結合する）ので摩擦力と駆動力とが同時に得られ、良好な駆動特性が得られる。
【００８８】
なお、これに限らず、縦一次振動の共振周波数ｆ１の方が、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２より大きくてもよい。この場合、縦一次振動の共振周波数ｆ１は、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２よりも、ｆ２の０．５［％］〜３［％］程度大きいのが好ましく、１［％］〜２［％］程度大きいのがより好ましい。さらに、より大きな電力を投入し、大きな機械的出力を得るためには、駆動周波数において、インピーダンスを下げることが好ましい。
【００８９】
また、この振動体６では、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２におけるインピーダンスの方が、縦一次振動の共振周波数ｆ１におけるインピーダンスより大きく、また、共振周波数ｆ１、ｆ２間にて、インピーダンスが極大となる周波数ｆ３を有する。そして、振動体６は、この縦一次振動の共振周波数ｆ１と、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２との間の所定の駆動周波数にて駆動されるのが好ましく、ｆ３とｆ２の間の所定の駆動周波数にて駆動されるのがより好ましい。これにより、振動体６の駆動時に縦振動と屈曲振動の振動位相をずらして励振することができる。したがって、接触部６６を楕円軌道ｃ（図６および図７参照）に沿って振動させることができ、振動体６から被接触部５１に対し、被接触部５１を引き戻す力を与えることなく、効率良く力を与えることができる。
なお、上記のように共振周波数ｆ１、ｆ２を異ならせたり、近接させたりする構成は、他の第１実施形態および第２実施形態にて適用してもよい。これにより、同様の効果を得られる利点がある。
【００９０】
なお、この第３実施形態の稼働装置１では、各圧電素子６２、６４上にそれぞれ５枚の電極６１ａ〜６１ｄ、６１ｆ、６５ａ〜６５ｄ、６５ｆを配置して、被接触部５１の正転および反転の双方向駆動を実現する（図５〜図８参照）。しかし、これに限らず、被接触部５１を一方向にのみ回転させる場合には、振動体６をより簡素な構成としてもよい。
【００９１】
図１４は、図１１に記載した振動体の変形例を示す斜視図である。この振動体６は、図１１に記載した振動体６と比較して、電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆに代えて、これらを結合した単一の電極６１ｇをこれらが配置された位置と同じ位置に設ける。また、電極６５ａ、６５ｃ、６５ｆに代えて、これらを結合した単一の電極６５ｇ（図示省略。各符号のみを括弧内に示す。）をこれらが配置された位置と同じ位置に設ける。また電極６１ｄを６５ｄとは独立に設ける。そして、他の電極６１ｂ、６５ｂ、６５ｄを省略する点に特徴を有する。
【００９２】
図１５は、図１４に記載した振動体が振動する様子を示す平面図である。この振動体６では、これらの単一電極６１ｇ、６５ｇが通電され、これらが配置された部分にて圧電素子６２、６４が高速かつ反復的に伸縮する（図１５参照）。すると、電極６１ｇ、６５ｇの部分のうち、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａ、６５ｃに対応する部分の伸縮により、第５モードの作用と同様に屈曲二次振動が発生する。また、電極６１ｇ、６５ｇの部分のうち、電極６１ｆ、６５ｆに対応する部分の伸縮により、第５モードの作用と同様に縦一次振動が発生する。これにより、縦一次振動と屈曲二次振動との複合振動が発生して、第５モードの作用と同様の作用により、被接触部５１が図１５中の反時計回りに回転する。
【００９３】
電極６１ｄは不図示の駆動回路８の発振回路８１と接続し、発振周波数を適正な値に保つために使用される。
なお、この振動体６では、被接触部５１の駆動方向は、この一方向のみである。この振動体６によれば、図１１に記載した振動体６と比較して、電極の数を低減できるので、製品の構造を簡素化できると共に製品の製造工程を短縮化できる利点がある。また、一方向のみの駆動なので通電回路２０のスイッチ９を省略でき、これにより、製品をより簡素化できる利点がある。
【００９４】
また、電極６１ｂ、６１ｄ、６１ｆに代えて、これらを結合した単一の電極６１（図示省略）を、これらが配置された位置と同じ位置に設ける。また、電極６５ｂ、６５ｄ、６５ｆに代えて、これらを結合した単一の電極（図示省略）をこれらが配置された位置と同じ位置に設け、他の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａ、６５ｃを省略してもよい。この場合は、被接触部５１は、前記と逆方向（図１５中の時計回り）に回転する。
【００９５】
（第４実施形態）
次に、本発明の稼働装置１の第４実施形態について説明する。
図１７は、本発明の稼働装置の第４実施形態を示す平面図である。
以下、第４実施形態の稼働装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９６】
上記した第１実施形態の稼働装置１では、接触部６６が振動体６の一短辺の中央に配置される。しかし、接触部６６の位置は、これに限定されない。例えば、図１７に示すように、接触部６６が、振動体６の短辺の中央からずれた位置、すなわち、振動体６の長手方向の中心線上から外れた位置に設けられてもよい。かかる構成では、▲１▼接触部６６の設置位置の偏りにより振動体６の重量にアンバランス、▲２▼振動体６を駆動する電極６１ａ〜６１ｆ、６５ａ〜６５ｆの配置のアンバランス、▲３▼被駆動体からの反力が振動体６の中心線から外れて作用することによるアンバランス等が生じる。すると、通電により振動体６が伸縮したときに、縦振動および屈曲振動の複合振動が振動体６に容易に誘発される。これにより、振動体６の駆動効率を高められる利点がある。
【００９７】
ここで、上記▲３▼の理由からすれば、接触部６６は図９のように短辺全体に突出していても振動体６の中心線に対し被接触部５１の中心がずれていれば同等な効果があるので、本発明には、それも含まれる。
同様に、接触部６６が短辺の中央部で突出していても振動体６の中心線と被接触部５１の中心がずれていれば同等であり、複合振動が誘発される。従って、本発明には、それも含まれる。
【００９８】
以下、図１９および図２０に基づいてさらに説明する。
上記▲１▼〜▲３▼の作用はそれぞれに独立したものであるので、自由に組み合わせることができる。例えば図１９に示すように、振動体６の短辺全てにわたって設けられた接触部６６に対して振動体６の中心線からずれた位置で被接触部５１と接触させる構成とすることで、上記▲２▼と▲３▼の作用により縦振動および屈曲振動の複合振動を振動体６に誘発させ、駆動効率の向上を図ることが出来る。
【００９９】
また、同様に図２０に示すように、台形形状の本体部を有する振動体６に対しても、長手方向の中心線からずれた位置に接触部６６を設け、被接触部５１と接触させる事で、被駆動体からの反力を振動体６の中心線から外れて作用させ、振動体６の長手方向と直行する方向の変位を発生させることが可能となり、駆動効率が向上する。
【０１００】
なお、この第４実施形態において、単一の電極６１、６５を圧電素子６２、６４の全面にそれぞれ設けた構成とすることも可能である。図１８は、図１７に記載した振動体の変形例を示す斜視図である。かかる構成によっても、上記振動体６のアンバランスにより縦振動および屈曲振動の複合振動が誘発されるので、簡易な電極構成で被接触部５１を効率良く駆動できる利点がある。
【０１０１】
図３２は、図１８に記載した振動体の変形例を示す斜視図である。同図に示すように、振動体６は、その補強板６３の一方の面（片側）に、圧電素子６２を設け、単一の電極６１を圧電素子６２の全面に設けた構成とすることも可能である。
かかる構成によっても、上記振動体６のアンバランスにより縦振動および屈曲振動の複合振動が誘発されるので、簡易な電極構成で被接触部５１を効率良く駆動できる利点がある。
【０１０２】
また、圧電素子６２および電極６１が補強板６３の一方の面（片側）のみに設けられるので、構造が簡易であり、振動体６の厚みを薄くすることができ、また、コストを低減することができる利点がある。
また、この圧電素子６２および電極６１を補強板６３の一方の面（片側）のみに設ける構成は、前述した種々の構成の振動体（超音波モータ）や後述する種々の構成の振動体に適用することができる。また、接触部６６の形状、数、位置や、電極の形状、数、位置等は、特に限定されない。
【０１０３】
すなわち、本発明では、振動体６は、接触部６６および腕部６８を一体的に形成された補強板６３上（補強板６３の一方の面側）に、交流電圧の印加により伸縮する圧電素子６２を設けた構造（平面構造）としてもよい。
また、このような補強板６３の一方の面（片側）のみに圧電素子６２を設けた振動体６は、前述した各実施形態や後述する各実施形態に適用することができる。
【０１０４】
（第５実施形態）
図２１は、本発明の稼働装置の第５実施形態における超音波モータを示す断面平面図である。なお、以下の説明では、図２１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第５実施形態の稼働装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０５】
同図に示すように、第５実施形態の稼働装置１（超音波モータ）では、その振動体６の補強板６３に、弾性（可撓性）を有する１対（２つ）の腕部６８が一体的に形成されている。
１対の腕部６８は、補強板６３の長手方向（図２１中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向であって、かつ、補強板６３（振動体６）を介して互いに反対方向に突出するように（図２１中左右対称に）設けられている。
この第５実施形態の稼働装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０６】
そして、この稼働装置１では、振動体６に１対の腕部６８が設けられているので、支持に対する剛性が高まり、駆動の反力等の外力に対しても安定した支持ができる。さらに、左右対称になるので、図２１中時計回り（右方向）の駆動特性と図２１中反時計回り（左方向）の駆動特性への影響を均一化でき、正逆方向の特性が等しいものを実現することができる。
また、この第５実施形態に、前述した第２〜第４実施形態や、後述する各実施形態を適用することができ、例えば、第３実施形態を適用することが好ましい。
【０１０７】
（第６実施形態）
次に、本発明の稼働装置１の第６実施形態について説明する。
以下、第６実施形態の稼働装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
上記第１実施形態の稼働装置１では、振動体６により略円筒形状の被駆動体５を駆動した。しかし、これに限らず、振動体６により他の形状、構造を有する被駆動体を駆動するよう構成してもよい。その被駆動体としては、例えば、円柱形状、断面扇形形状、断面円弧形状等を有する回転構造物等が挙げられる（図示省略）。
【０１０８】
（第７実施形態）
図２２は、この発明の第７実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。同図において、上記した実施形態の稼働装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この稼働装置１は、第１実施形態の稼働装置１と比較して、振動体６の構成および配置を工夫した点に特徴を有する。第１実施形態の稼働装置１では、振動体６が、その短辺の略中央に接触部６６を有する。そして、被接触部５１が、振動体６の長手方向の延長線上に配置される（図２参照）。一方、この第７実施形態の稼働装置１では、振動体６が、その長辺の端部に接触部６６を有する。この接触部６６は、振動体６の長手方向とは異なる方向に突出する。また、被接触部５１が、振動体６の側方、すなわち長手方向の延長線上から外れた位置に配置される（図２２参照）。これにより、振動体６と被接触部５１とを稼働装置１の厚み方向に対して平面的に重ねて配置できるので、稼働装置１の幅を小さくできる利点がある。なお、振動体６および被接触部５１の配置構成について、第１実施形態および第７実施形態のいずれの配置構成を採用するかは、稼働装置１の設置位置や使用目的に応じて、当業者自明の範囲内で適宜選択して良い。
【０１０９】
（第８実施形態）
図２３は、この発明の第８実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。同図において、上記した実施形態の稼働装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この稼働装置１は、第１実施形態の稼働装置１と比較して、光学系２１および撮像素子２２の配置を逆転した点に特徴を有する。すなわち、この稼働装置１では、光学系２１がベース４側に配置され、撮像素子２２が被駆動体５側に配置される。なお、この稼働装置１では、ベース４の板状部４１に開口部４４が設けられ、この開口部４４内に光学系２１が配置される。また、撮像ユニット２１、２２の撮像方向は、撮像素子２２側からこの開口部４４を抜けてベース４の背面側に向かう方向となる。この稼働装置１において、振動体６が駆動されて被駆動体５を回転させ、被駆動体５がベース４に対して遠近方向に変位すると、撮像素子２２側が変位して光学系２１との距離を変化させる。これにより、撮像ユニット２１、２２のフォーカスが調整される。
【０１１０】
（第９実施形態）
図２４は、この発明の第９実施形態にかかる稼働装置を示す要部断面図である。図２５（ａ）および図２６は、図２４に記載した稼働装置を示すＢ−Ｂ視断面図（図２５（ａ））およびＣ−Ｃ視断面図（図２６）である。これらの図において、上記した実施形態の稼働装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この稼働装置１では、被接触部５１が、被駆動体５に対して別個に設けられる点に特徴を有する。この被接触部５１は、円柱形状を有するロータであり、軸５４を介して、ベース４の板状部４１の平面上にその回転軸を立てて設置される。振動体６は、この被接触部５１の周面に接触部６６を摩擦接触させる。軸５４には、歯車５３が設けられる。また、被駆動体５は、その周面の上部側に歯溝５５を形成される。歯車５３は、被接触部５１よりも大径であり、被駆動体５の歯溝５５と噛み合わされて設置される。
【０１１１】
図２７は、図２４に記載した稼働装置の動作を示す説明図である。この稼働装置１において、振動体６が外部の通電回路２０から高周波電流を印加されて振動すると、被接触部５１が振動体６の接触部６６に叩かれて軸５４周りに回転する。すると、歯車５３が軸５４を介して被接触部５１と共に回転し、被駆動体５と噛み合って被駆動体５を回転させる。すると、被駆動体５が、送られてベース４に対して遠近方向に変位する。これにより、光学系２１と撮像素子２２との距離が変化して、撮像ユニット２１、２２のフォーカスが調整される。この稼働装置１によれば、振動体６と被駆動体５との間に介在する中間機構５１、５３の配置や大きさを変更することにより、被駆動体５に対する振動体６の配置を任意に変更できる利点がある（図２および図２４参照）。これにより、振動体６の配置の自由度を高められる。また、この稼働装置１において、例えば、図２５（ｂ）に示すように、被接触部５１の径を歯車５３の径よりも大きくすれば、これら中間機構５１、５３が減速機構として機能して、被駆動体５がゆっくりと回転する。これにより、被駆動体５を大きなトルクで駆動できる利点がある。
【０１１２】
（第１０実施形態）
図２８は、この発明の第１０実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。図２９および図３０は、図２８に記載した稼働装置を示す背面図（図２９）およびＤ−Ｄ視断面図（図３０）である。これらの図において、上記した実施形態の稼働装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この稼働装置１では、第９実施形態の稼働装置１と比較して、被駆動体５および歯車５３をベース４の前面側に配置し、振動体６および被接触部５１をベース４の背面側に配置した点に特徴を有する。振動体６は、ベース４の板状部４１の背面側にボルト１３を介して固定設置され、被接触部５１の周面にその接触部６６を摩擦接触させる。被接触部５１は、軸５４を介して歯車５３と結合され、板状部４１の背面側に回転可能に設置される。軸５４は、ベース４の板状部４１を貫通し、ベース４の背面側から前面側に抜ける。歯車５３は、ベース４の前面側に配置され、軸５４により回転可能に支持される。歯車５３は、被駆動体５の周面上部に形成された歯溝５５と噛み合う。被駆動体５は、周面下部のネジ部５２にて、ベース４の円筒部４２に螺合される。
【０１１３】
この稼働装置１において、振動体６が外部の通電回路２０から高周波電流を印加されて振動すると、被接触部５１が振動体６の接触部６６に叩かれて軸５４周りに回転する。すると、歯車５３が軸５４を介して被接触部５１と共に回転し、被駆動体５と噛み合って被駆動体５を回転させる。すると、被駆動体５が、送られてベース４に対して遠近方向に変位する。これにより、光学系２１と撮像素子２２との距離が変化して、撮像ユニット２１、２２のフォーカスが調整される。
【０１１４】
この稼働装置１によれば、振動体６および被接触部５１がベース４の背面側に配置されるので、第９実施形態の稼働装置１と比較して、ベース４の前面側を広く使える利点がある。したがって、より大きな光学系２１を有する被駆動体５を設けられる利点がある（図２４および図２８参照）。また、同じ大きさの被駆動体５を用いる場合にあっては、ベース４側を小型化できる利点がある。また、振動体６は、薄型の板状形状を有するので、ベース４の背面側に配置されても、稼働装置１自体の厚みを余り増加させない。したがって、稼働装置１を薄型に維持しつつ、被駆動体５の駆動系を構成できる利点がある。なお、この稼働装置１において、ベース４の背面側に減速機構その他の中間機構をさらに設けても良い（図示省略）。この稼働装置１では、ベース４の背面側を広く使えるので、第９実施形態の稼働装置１と比較して、中間機構を自在に構成できる利点がある。
また、図３１に示すように、被駆動体５側にネジ溝（第２ネジ部）５２ａを設け、ベース４側にネジ部（第１ネジ部）４３ａを設け、ベース４側が被駆動体５の外側から螺合してもよい。なお、これは、各実施形態でも同様である。
【０１１５】
以上、本発明の稼働装置および電気機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
なお、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかる稼働装置を示す斜視図である。
【図２】図１に記載した稼働装置を示す平面図である。
【図３】図２に記載した稼働装置を示すＡ−Ａ視断面図である。
【図４】第１実施形態にかかる稼働装置の作用を示す説明図である。
【図５】図１に記載した振動体を示す斜視図である。
【図６】図５に記載した振動体の動作を示す説明図である。
【図７】図５に記載した振動体の動作を示す説明図である。
【図８】振動体の通電回路を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態における振動体の斜視図である。
【図１０】第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
【図１１】第３実施形態にかかる振動体を示す斜視図である。
【図１２】振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図１３】振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図１４】振動体の変形例を示す斜視図である。
【図１５】振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図１６】振動体の電気的特性を示すグラフである。
【図１７】稼働装置の第４実施形態を示す平面図である。
【図１８】振動体の変形例を示す斜視図である。
【図１９】振動体の変形例を示す斜視図である。
【図２０】振動体の変形例を示す斜視図である。
【図２１】第５実施形態の超音波モータを示す断面平面図である。
【図２２】第７実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。
【図２３】第８実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。
【図２４】第９実施形態にかかる稼働装置を示す要部断面図である。
【図２５】図２４に記載した稼働装置を示すＢ−Ｂ視断面図である。
【図２６】図２４に記載した稼働装置を示すＣ−Ｃ視断面図である。
【図２７】図２４に記載した稼働装置の動作を示す説明図である。
【図２８】第１０実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。
【図２９】図２８に記載した稼働装置を示す背面図である。
【図３０】図２８に記載した稼働装置を示すＤ−Ｄ視断面図である。
【図３１】第１０実施形態の稼働装置の変形例を示す断面図である。
【図３２】振動体の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…稼働装置、２１…光学系、２２…撮像素子、４…ベース、４１…板状部、４２…円筒部、４３、５２ａ…ネジ溝、４４…開口部、５…被駆動体、５１…被接触部、６…振動体、８…駆動回路、９…スイッチ、１３、１３Ａ、１３Ｂ…ボルト、１６…スイッチ、２０…通電回路、４３ａ、５２…ネジ部、５３…歯車、５４…軸、５５…歯溝、６１ａ〜６１ｇ、６５ａ〜６５ｇ…電極、６２、６４…圧電素子、６３…補強板、６６…接触部、６８…腕部、６８１…孔、８１…発振回路、８２…増幅回路、８３…回転量制御回路、９１、９２…スイッチ部、９３〜９８、１６３〜１６８…端子、１６１、１６２…スイッチ部、５１１…外周面
【発明の属する技術分野】
本発明は、稼働装置および電気機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、超音波モータによりカメラレンズの移動機構を駆動する稼働装置が知られている。かかる技術としては、特許文献１に記載される技術が知られている。
しかしながら、前記特許文献１に記載されている稼働装置では、棒状の超音波モータ等の大型モータにより、被駆動体の駆動機構を構成していたので、機器全体が大型化するという問題点があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１１６３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機器全体を小型化できる稼働装置および電気機器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の稼働装置は、ベースと、
前記ベースに対して回転可能に設けられた被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置され、前記被駆動体を回転させる平面構造の振動体を有する超音波モータと、
前記被駆動体の回転運動を、前記振動体の面外方向の直線運動に変換し、該被駆動体をその直線方向に変位させる変換機構とを備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、被駆動体の回転運動を、振動体の面外方向の直線運動に変換できる利点がある。
また、この超音波モータは、圧電素子と補強板とを積層した構造を有するので、薄型である。したがって、被駆動体の駆動系を薄型に構成できるので、稼働装置を小型化できる利点がある。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
【０００７】
本発明の稼働装置は、ベースと、
前記ベースに対して回転可能に設けられた被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置され、前記被駆動体を回転させる振動体を有する超音波モータと、
前記被駆動体の回転運動を、その回転軸方向の成分を有する直線運動に変換し、該被駆動体をその直線方向に変位させる変換機構とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、被駆動体の回転運動を、その回転軸方向の成分を有する直線運動に変換できる利点がある。
また、この超音波モータは、圧電素子と補強板とを積層した構造を有するので、薄型である。したがって、被駆動体の駆動系を薄型に構成できるので、稼働装置を小型化できる利点がある。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
【０００９】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体に設けられた光学系と、前記ベースに設けられた撮像素子とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記直線方向に向けて配置されるのが好ましい。
これにより、被駆動体の変位により光学系が移動して撮像素子との距離が変化し、フォーカスが調整される。
【００１０】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体に設けられた撮像素子と、前記ベースに設けられた光学系とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記直線方向に向けて配置されるのが好ましい。
これにより、被駆動体の変位により撮像素子が移動して光学系との距離が変化し、フォーカスが調整される。
【００１１】
本発明の稼働装置は、第１ネジ部を有するベースと、
第２ネジ部を有し、該第２ネジ部にて前記ベースの第１ネジ部に対して回転可能に螺合される被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置される振動体を有する超音波モータとを備え、
前記被駆動体が、前記振動体から動力を伝達されて回転し、前記第１ネジ部と前記第２ネジ部との螺合によりその回転軸方向に変位することを特徴とする。
【００１２】
これにより、被駆動体の回転運動を、回転軸方向の運動に変換できる利点がある。
また、この超音波モータは、圧電素子と補強板とを積層した構造を有するので、薄型である。したがって、被駆動体の駆動系を薄型に構成できるので、稼働装置を小型化できる利点がある。
そして、特に、振動体は、交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子と、接触部および腕部が一体的に形成された補強板と、交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子とをこの順に積層してなるので、低い電圧で大きな駆動力および高い駆動速度とが得られ、また、面内方向の伸縮を利用して駆動するので、駆動効率を極めて高くすることができる。
【００１３】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体に設けられた光学系と、前記ベースに設けられた撮像素子とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記被駆動体の回転軸方向に向けて配置されるのが好ましい。
これにより、被駆動体の変位により光学系が移動して撮像素子との距離が変化し、フォーカスが調整される。
【００１４】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体に設けられた撮像素子と、前記ベースに設けられた光学系とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記被駆動体の回転軸方向に向けて配置されるのが好ましい。
これにより、被駆動体の変位により撮像素子が移動して光学系との距離が変化し、フォーカスが調整される。
【００１５】
本発明の稼働装置では、前記振動体が、中間機構を介して前記被駆動体を回転させるのが好ましい。
これにより、振動体と被駆動体との配置構成の自由度を高められる利点がある。
本発明の稼働装置では、前記中間機構が、減速機構であるのが好ましい。
これにより、被駆動体を大きなトルクで駆動できる利点がある。
【００１６】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体が、周面を備えた被接触部を有し、該被接触部にて直接的に前記接触部に接触して前記振動体から動力を伝達されるのが好ましい。
本発明の稼働装置では、前記振動体と前記被駆動体との間に介在し、前記接触部に接触する被接触部を有し、
前記振動体が、前記被接触部を介して前記被駆動体に動力を伝達するのが好ましい。
本発明の稼働装置では、前記被接触部は、回転可能に設けられたロータであるのが好ましい。
【００１７】
本発明の稼働装置では、前記振動体が平面構造を有し、かつ、前記被接触部および前記振動体が略同一平面上に配置されるのが好ましい。
この発明では、被接触部および前記振動体が、同一平面上に配置されるので、被駆動体の駆動機構を平面的に構成できる利点がある。特に、振動体が平面構造を有する場合には、この駆動機構をさらに薄型化できるので、装置全体を小型化（薄型化）できる利点がある。
【００１８】
本発明の稼働装置では、前記被駆動体と前記振動体とが、前記ベースの異なる面上に配置されており、
前記振動体からの動力を前記被駆動体に伝達する中間機構を有するのが好ましい。
本発明の電気機器は、本発明の稼働装置を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の稼働装置および電気機器（電子機器）を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態にかかる稼働装置を示す斜視図である。図２は、図１に記載した稼働装置を示す平面図である。図３は、図２に記載した稼働装置を示すＡ−Ａ視断面図である。この稼働装置１は、ベース４と、被駆動体５と、振動体６とを含み構成される。ベース４は、板状部４１の平面上に円筒部４２を設けた形状を有する。また、ベース４は、円筒部４２の内壁面にネジ溝（第１ネジ部）４３を形成される。ネジ溝４３は、板状部４１の平面に対して、軸方向を略垂直に向けて形成される。また、ベース４は、円筒部４２の底部に撮像素子（固体撮像素子）２２を配置される。この撮像素子２２は、例えば、イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）である。稼働装置１は、このベース４にて取付台や壁面等（図示省略）の所定の位置に固定設置される。なお、被駆動体５は、板状部４１の内部にデータ処理用のＩＣチップ（図示省略）を有する。
【００２１】
被駆動体５は、略円筒形状を有し、内部に光学系２１を配置される。この光学系２１は、この稼働装置１ではレンズまたはレンズ群であるが、これに限らず、例えば、ピンホールであってもよい。この光学系２１とベース４の撮像素子２２とは、稼働装置１の撮像ユニットを構成する。また、被駆動体５は、周面の下方部分にネジ部（第２ネジ部）５２が形成されると共に、このネジ部５２にてベース４のネジ溝４３に螺合される。ただし、被駆動体５は、ベース４に対して緩めに螺合されて、外部からの摩擦接触により容易に回転できる。また、被駆動体５は、ベース４に設置された状態にて、光学系２１をベース４の撮像素子２２に対向させる。ここで、光学系２１および撮像素子２２は、その光軸が被駆動体５の回転軸方向に沿うように配置される。なお、ベース４および被駆動体５の形状および結合構造は、この第１実施形態の形状に限定されず、稼働装置１の機能に応じて当業者自明の範囲内にて適宜設計変更して良い。
【００２２】
振動体６は、略長方形状を有する薄型の板状形状を有し、その長辺の側部に腕部６８を有する。振動体６は、ベース４の板状部４１に対して、その平面を略平行に向けつつ僅かに浮かせた状態で配置される（図３参照）。これにより、振動体６は、その振動方向を、ベース４の平面方向に向ける。また、振動体６は、ベース４の板状部４１に対して、その腕部６８にてボルト１３を介して固定設置される。また、振動体６は、その短辺の側部に接触部６６を有する。振動体６は、この接触部６６にて、被駆動体５の周面に接触する。なお、この接触部６６が接触する部分もしくは部材を、以下、被接触部と呼び符号５１を付す。この第１実施形態では、被駆動体５の上方部分が被接触部５１となる。また、振動体６は、接触部６６の先端部を、被接触部５１（被駆動体５）の半径方向からその周面に当接する。このとき、振動体６は、接触部６６を、腕部６８の弾性により、被接触部５１の側面に対して弾性的に付勢する。これにより、接触部６６と被接触部５１との間に十分な摩擦力が形成され、振動体６の振動が被接触部５１に対して確実に伝達される。また、振動体６は、外部の通電回路（図示省略）に接続されて、その駆動を制御される。そして、振動体６および通電回路は、この稼働装置１を駆動する超音波モータとして機能する。なお、この振動体６の詳細な構成および機能については、後述する。
【００２３】
図４は、この第１実施形態にかかる稼働装置の作用を示す説明図である。この稼働装置１において、振動体６は、外部の通電回路から高周波数の交流電流を印加されて高速で伸縮運動し、その接触部６６を被接触部５１の周面に高速かつ反復的に衝突させる。すると、振動体６側がベース４に固定されているので、接触部６６と被接触部５１との摩擦接触により、被接触部５１が所定方向に回転する。すると、被駆動体５全体が回転してベース４のネジ溝４３により送られ、その回転にかかる軸方向、すなわち、ベース４の平面に対して垂直成分を有する方向に変位する。これにより、光学系２１と撮像素子２２との距離が変化して、撮像ユニットのフォーカスが調整される。
なお、前記ネジ部およびネジ溝４３により、被駆動体５の回転運動を、振動体６の面外方向の直線運動（回転軸方向の成分を有する直線運動）に変換し、被駆動体５をその直線方向に変位させる変換機構が構成される。
【００２４】
このように、この稼働装置１では、振動体６の駆動により被駆動体５を変位させて、撮像ユニットのフォーカスを任意に調整できるので、特に、フォーカス調整機能を要する電気機器に適用される場合に好ましい。また、被駆動体５の回転方向は、振動体６への交流電流の入力パターンの選択により、任意に変更可能である。これにより、正逆の両方向に被駆動体５を変位させて、フォーカスを遠近両方向に調整できる利点がある。特に、この振動体６は、印加電流の調整により、その駆動量の微調整が可能である。したがって、振動体６の駆動制御により被駆動体５を微少変位させ得るので、撮像ユニットのフォーカスを微調整できる利点がある。なお、振動体６の駆動パターンについては後述する。
【００２５】
この稼働装置１によれば、ベース４の平面方向にかかる振動体６の振動により、被駆動体５をベース４の平面に対して垂直成分を有する方向に変位させ得る利点がある。また、被駆動体５の駆動部として薄板構造の振動体６を用いるので、装置全体を薄型化および小型化できる利点がある。また、振動体６が薄板構造を有するので、被駆動体５の駆動部（振動体６）を薄型かつ平面的に構成できる。これにより、稼働装置１全体を小型（薄型）に構成できる利点がある。また、この稼働装置１では、被駆動体５および振動体６がベース４上に配置されるので、その組み立てが容易である。
【００２６】
なお、この第１実施形態において、稼働装置１は、撮像ユニット（光学系２１および撮像素子２２）を有する撮像装置であり、例えば、デジタルカメラ、携帯電話用カメラ、監視カメラ、テレビ電話、カメラ付パーソナルコンピュータその他の電気機器に適用される。特に、この稼働装置１は、振動体６の駆動制御により撮像ユニットのフォーカスを微調整できるので、かかる微調整が要求される電気機器に好適である。
【００２７】
図５は、図１に記載した振動体を示す斜視図である。図６および図７は、図５に記載した振動体の動作を示す説明図である。この振動体６は、単一の補強板６３を中心に配置し、この補強板６３を一対の圧電素子６２、６４で挟み込み、これらを積層して構成される。また、振動体６は、電極６１ａ〜６１ｄと、電極６５ａ〜６５ｄ（図示省略。各符号のみを括弧内に示す。）とを、その表裏の所定の位置に配置される。
【００２８】
補強板６３は、略長方形の板状構造を有し、その厚みが各圧電素子６２、６４より薄い。これにより、振動体６を高い効率で振動させ得る利点がある。また、補強板６３は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、銅、銅系合金その他の金属材料から成る。ただし、補強板６３の構成材料は、これに限定されない。補強板６３は、振動体６全体を補強する機能を有し、過振幅や外力等による振動体６の損傷を防止する。また、補強板６３は、圧電素子６２、６４間にて、これらを導通させる共通の電極として機能する。
【００２９】
圧電素子６２、６４は、補強板６３と略合同な長方形の板状構造を有する。圧電素子６２、６４は、相互に対向して補強板６３を表裏から挟み込み、補強板６３に対して平面位置を揃えて積層される。また、圧電素子６２、６４は、補強板６３に対して固着され、一体化されて単一構造物を構成する。これにより、振動体６の強度を向上できる利点がある。また、圧電素子６２、６４は、電圧の印加により伸縮可能な材料から成る。かかる材料としては、例えば、チタン酸ジルコニウム酸鉛、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等がある。
【００３０】
電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄは、短冊状の金属部材から成り、圧電素子６２、６４上の所定の位置に設置される。ここで、これらの電極は、圧電素子６２、６４の長辺に対して略半分の長さを有し、各圧電素子６２、６４上の長辺側の縁部に沿って、長手方向にそれぞれ２枚ずつ並べて配置される。これにより、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄは、各圧電素子６２、６４上にそれぞれ４枚ずつ並べられ、各圧電素子６２、６４の長手方向の中心線および幅方向の中心線に対して相互に対称に位置する（図５参照）。また、電極６１ｆ、６５ｆは、圧電素子６２、６４の長辺に対して略同一の長さを有し、各圧電素子６２、６４の長手方向の中心線上に配置される。
【００３１】
ここで、電極６１ａ〜６１ｄと、電極６５ａ〜６５ｄとは、振動体６の表裏にて相互に対向して配置される。図５中にて、括弧書きにて付した符号は、振動体６を挟み相互に対向する電極であることを示している。また、各圧電素子６２、６４上にて対角線を構成する電極６１ａおよび電極６１ｃの組、ならびに、電極６５ａおよび電極６５ｃの組とは、それぞれ各組内にて導通され、外部の通電回路に接続される。同様に、電極６１ｂおよび電極６１ｄの組、ならびに、電極６５ｂおよび６５ｄの組も、それぞれ各組内にて導通され、外部の通電回路に接続される。これにより、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄは、通電回路からの電圧の印加により、これらの組み合わせにて通電する。なお、いずれの組み合わせにより通電させるかは、後述する通電回路の構成により、任意に選択できる。
【００３２】
また、振動体６は、一方の短辺の中央、すなわち、長手方向の先端部の中央に、接触部６６を有する。この接触部６６は、補強板（振動板）６３に対して単一部材により一体的に形成される。すなわち、本実施形態では、接触部６６が、振動体６の短辺の一部に突出した凸部により形成される。これにより、接触部６６を振動体６に対して強固に設置できる利点がある。特に、接触部６６は、稼働装置１の稼働時にて、振動体６の振動により高速かつ反復的に、高い押圧力にて被接触部５１に衝突する。したがって、かかる構成により、接触部６６の耐久性を高め得る利点がある。また、接触部６６は、半円形状の先端部を有する（図５参照）。かかる接触部６６は、角形の先端部を有する場合と比較して、被接触部５１の側面に安定的に摩擦接触する。これにより、振動体６の作用方向が多少ずれた場合にも、振動体６からの押圧力を確実に被接触部５１に伝達できる利点がある。
【００３３】
また、振動体６は、一方の長辺の中央、すなわち、長手方向の側部中央に、長辺に対して略垂直に突出する腕部６８を有する。この腕部６８は、補強板６３に対して単一部材により一体的に形成される。これにより、腕部６８を振動体６に対して強固に設置できる利点がある。振動体６は、腕部６８の先端に設けられた孔６８１にボルト１３を挿入され、このボルト１３によりベース４に対して固定設置される。また、振動体６は、腕部６８によりベース４の内壁面に対して浮上した状態で支持される（図２参照）。かかる構成では、振動体６とベース４との摩擦がないので、振動体６の振動が拘束され難く、振動体６の自由な振動を実現できる利点がある。また、腕部６８は、補強板６３が金属材料から成るので、弾性を有する。振動体６は、この弾性により接触部６６を被接触部５１の側面に付勢し、この状態にて腕部６８により支持される。また、振動体６の補強板６３は、この腕部６８にてアース（接地）されている。
【００３４】
ここで、腕部６８は、振動体６の側方であって、振動体６の振動の節となる位置に設けられる。この位置は、振動解析その他公知の手法により当業者自明の範囲内にて適宜決定してよい。例えば、この稼働装置１のように、電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄが、振動体６の長手方向および幅方向に対称に設けられる場合には、この振動体６の長手方向の略中央付近が振動の節となる。そこで、この稼働装置１では、腕部６８を振動体６の長辺の略中央に設ける。すると、振動体６の振動時にて、腕部６８が振動体６の振動を阻害しないので、腕部６８から外部への振動エネルギーの消散を抑制できる。これにより、被接触部５１を効率的に駆動できる利点がある。
【００３５】
図６および図７は、図５に記載した振動体の動作を示す説明図である。図６は、被接触部が図中の反時計回りに回転する場合を示し、図７は、被接触部が図６に示す方向とは逆方向に回転する場合を示している。
図６に示す状態では、まず、振動体６が、外部の通電回路（図示省略）から交流電圧を印加される。すると、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが通電され、これらの電極と補強板６３との間に交流電圧が印加される。圧電素子６２、６４は、この交流電圧により、電極が設置された部分にて、高速かつ反復的に部分的に伸縮する。ここで、圧電素子６２、６４は、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃの設置部分にて、図中の矢印ａの方向に伸縮する。これにより、振動体６は、全体として略Ｓ字状に屈曲した微少振動を行う。この振動により、振動体６の接触部６６は、図中の矢印ｂで示す方向に往復運動するか、もしくは、図中の矢印ｃで示す方向に楕円運動する。被接触部５１は、この運動により接触部６６から押圧力を受ける。具体的には、被接触部５１は、接触部６６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（被接触部５１の径方向の変位）により、接触部６６と外周面５１１との間に摩擦力を受け、また、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（被接触部５１の円周方向の変位）により、図中の反時計回りの回転力を受ける。そして、被接触部５１は、この押圧力を高速かつ反復的に接触部６６から受けて、図中の反時計回りに回転する。
【００３６】
一方、図７に示す状態では、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが通電される。すなわち、図６に示す状態とは対称に、電極が通電される。すると、図６に示す状態と対称に振動体６が振動し、被接触部５１が接触部６６により押圧力を受けて、図中の時計回りに回転する。したがって、通電パターンの選択により、被接触部５１を時計回りおよび反時計回りの双方向に駆動できる利点がある。なお、図７に示す状態では、通電されない他の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが、振動体６の振動を検出する振動検出手段を構成する。
【００３７】
図８は、図１〜図７に記載した振動体の通電回路を示すブロック図である。この通電回路２０は、駆動回路８と、スイッチ９とを含み構成される。通電回路２０は、振動体６に交流電圧を印加して振動体６を駆動する。また、通電回路２０は、通電パターンを切換えて振動体６の振動モードを切り換える機能と、振動体６から電圧を検出して振動をフィードバック制御する機能とを有する。
【００３８】
駆動回路８は、発振回路８１と、増幅回路８２と、回転量制御回路８３とを含み構成される。この駆動回路８では、発振回路８１が交流電圧を出力し、増幅回路８２がこの交流電圧を増幅して、振動体６に印加する。回転量制御回路８３は、発振回路８１および増幅回路８２を制御し、被接触部５１の回転量が指示された目標値となるように、振動体６に印加される交流電圧を調整する。
【００３９】
スイッチ９は、交流電圧を印加される電極と、振動検出手段を構成する電極とを切り換え、これにより、被接触部５１の回転方向を切り換える。このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、端子９７を振動体６の電極６１ｄに接続され、端子９８を電極６１ａに接続される。また、スイッチ９は、端子９３、９６をそれぞれ増幅回路８２の出力側に接続され、各端子９３、９６を介して、増幅回路８２から交流電圧を印加される。また、スイッチ９は、端子９４、９５をそれぞれ発振回路８１の入力側に接続される。
【００４０】
この通電回路２０において、まず、被接触部５１の駆動にあたり、被接触部５１の回転量（回転回数や回転角度）を回転量制御回路８３に入力する。そして、被接触部５１を図８中の反時計回り（正方向）に回転させる場合には、スイッチ９を切り換えて、端子９４と端子９７とを接続すると共に、端子９６と端子９８とを接続する。すると、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが、増幅回路８２の出力側に導通される。これにより、振動体６の圧電素子６２、６４に交流電圧が印加されて、振動体６が縦振動および屈曲振動し、被接触部５１が接触部６６に叩かれて図８中の反時計回りに回転する。
【００４１】
また、この状態では、他の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが、駆動回路８の発振回路８１の入力側に導通される。これらの電極は、振動体６の駆動時にて検出電極となり、通電された電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、被接触部５１を効率良く移動させ得る利点がある。また、回転量制御回路８３は、被接触部５１の回転量が指示された目標値になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動して被接触部５１を回転させる。
【００４２】
一方、被接触部５１を図８中の時計回り（逆方向）に回転させる場合には、スイッチ９を切り換えて、端子９３と端子９７とを接続すると共に、端子９５と端子９８とを接続する。すると、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが、増幅回路８２の出力側に導通される。これにより、被接触部５１が図８中の反時計回りに回転する。また、この状態では、他の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃが駆動回路８の発振回路８１の入力側に導通され、検出電極として機能する。なお、これらの作用については、被接触部５１を反時計回りに回転させる場合と同様なので、その記載を省略する。
【００４３】
この稼働装置１によれば、振動体６が薄型の板状形状を有するので、機器全体を薄型化し、また小型化できる利点がある。特に、電気光学機器の分野では、近年、薄型化および小型化に対する要請が極めて強く、当業者がこれに多額の研究開発費を投じる傾向にある。この点において、この振動体６により駆動部を構成された稼働装置１は、極めて有用である。また、振動体６が摩擦力（押圧力）により被接触部５１を駆動するので、磁力により駆動されるモータと比較して、高い駆動トルクおよび効率を得られる利点がある。これにより、変速機構（減速機構）を介すことなく、被接触部５１を十分な力で駆動できる利点がある。
【００４４】
また、この稼働装置１によれば、振動体６の電気ノイズが、磁力により駆動されるモータと比較して極めて小さいので、電気ノイズにより周辺機器が受ける影響を低減できる利点がある。また、変速機構を要しないので、エネルギー損失が少ないという利点もある。また、被接触部５１を振動体６で直接駆動し、別途減速機構を設ける必要がないので、機器を軽量化、小型化および薄型化できる利点がある。また、これにより、構造を極めて簡素化できると共に、製品を容易に製造できるので、製造コストを低減できる利点がある。
【００４５】
また、この稼働装置１によれば、振動体６の面内振動を被接触部５１の回転に直接変換できるので、変換に伴なうエネルギー損失を低減して高い駆動効率を得られる利点がある。また、被接触部５１の停止状態にて、振動体６の接触部６６が摩擦接触状態にて被接触部５１に付勢するので、被接触部５１の回転を抑制して、被接触部５１を停止位置に安定的に保持できる利点がある。また、単一の振動体６で被接触部５１を正逆の両方向に駆動させ得るので、駆動方向毎に専用の振動体を設ける場合と比較して、部品点数を低減できる利点がある。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、この稼働装置１の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の稼働装置の第２実施形態における振動体の斜視図であり、図１０は、本発明の稼働装置の第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
以下、第２実施形態の稼働装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００４７】
第２実施形態の稼働装置１は、被接触部５１を停止状態に維持、すなわち、被駆動体５を停止状態に維持する第１のモードと、被接触部５１の回転を可能（被接触部５１をフリー状態）、すなわち、被駆動体５の移動を可能（被駆動体５をフリー状態）にする第２のモードと、被接触部５１を正方向に回転させる第３のモードと、被接触部５１を逆方向に回転させる第４のモードとを有しており、各電極への通電パターンの選択により振動体６の振動パターンを変更して、第１のモードと、第２のモードと、第３のモードと、第４のモードとのいずれかを選択し得るよう構成されている。以下、具体的に説明する。
【００４８】
図９に示すように、振動体６は、圧電素子６２の図９中上側に、板状の５つの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅが設置され、圧電素子６４の図９中下側に、板状の５つの電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅ（図９中、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）が設置されている。
【００４９】
すなわち、圧電素子６２を４つの長方形の領域にほぼ等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄが設置され、同様に、圧電素子６４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄが設置されている。
【００５０】
そして、圧電素子６２の中央部に長方形状をなす電極６１ｅが設置され、同様に、圧電素子６４の中央部に長方形状をなす電極６５ｅが設置されている。各電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、その長手方向（長辺の方向）と振動体６の長手方向（長辺の方向）とが略一致するように配置されている。これら電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、検出電極であり、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）、すなわち、振動体６の振動の長手方向の成分（縦振動成分）により誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。また、前記電極６１ｅおよび６５ｅは、それぞれ、第２のモードで用いられる。
なお、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄおよび６１ｅの裏側に、それぞれ、電極６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄおよび６５ｅが配置されている。
【００５１】
一方の対角線上の電極６１ａおよび６１ｃと、これらの裏側に位置する電極６５ａおよび６５ｃとは、すべて電気的に接続され、同様に、他方の対角線上の電極６１ｂおよび６１ｄと、これらの裏側に位置する電極６５ｂおよび６５ｄとは、すべて電気的に接続されている。また、同様に、中央部の電極６１ｅと、この裏側に位置する電極６５ｅとは、電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）されている。
【００５２】
図１０に示すように、第２実施形態の稼働装置１の通電回路２０は、発振回路８１、増幅回路８２および回転量制御回路８３を備えた駆動回路８と、スイッチ９と、スイッチ１６とを有している。
スイッチ９は、通電する電極と、振動検出手段として利用する電極とを切り替える切替手段であり、スイッチ９の切り替えにより、被接触部５１の回転方向を切り替える。
【００５３】
このスイッチ９は、連動する２つのスイッチ部９１および９２を有しており、振動体６の電極６１ｄは、スイッチ部９１の端子９７に接続され、電極６１ａは、スイッチ部９２の端子９８に接続されている。
そして、スイッチ部９１の端子９３およびスイッチ部９２の端子９６は、それぞれ、駆動回路８の増幅回路８２の出力側に接続されており、増幅回路８２から各端子９３および９６に、それぞれ交流電圧が印加されるようになっている。
また、振動体６の補強板６３は、アース（接地）されている。
また、スイッチ部９１の端子９４およびスイッチ部９２の端子９５は、それぞれ、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
【００５４】
スイッチ１６は、連動する２つのスイッチ部１６１および１６２を有している。
スイッチ部１６１の端子１６３は、スイッチ９の端子９４および９５に接続されており、端子１６４は、振動体６の電極６１ｅに接続されている。
そして、スイッチ部１６１の端子１６７は、駆動回路８の発振回路８１の入力側に接続されている。
【００５５】
また、スイッチ部１６２の端子１６６は、スイッチ９の端子９８および振動体６の電極６１ａに接続されており、端子１６８は、スイッチ９の端子９７および振動体６の電極６１ｄに接続されている。
なお、駆動回路８については、前述した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
次に、各モードについて説明する。
第１のモードでは、振動体６に対し、励振しない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも通電しない。この場合は、振動体６の接触部６６が被接触部５１に圧接し、接触部６６と被接触部５１との摩擦力により、被接触部５１を停止状態に維持し、これにより、被駆動体５を停止状態に維持することができる。すなわち、被駆動体５が移動するのを阻止し、被駆動体５を所定の位置に保持することができる。
【００５７】
また、第２のモードでは、被接触部５１の外周面５１１における接触部６６の当接位置での接線に対して略垂直な方向の振動を励振する。すなわち、振動体６の両対角線上の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、振動体６は、長手方向（長辺の方向）に繰り返し伸縮、すなわち、長手方向に微小な振幅で振動（縦振動）する。換言すれば、振動体６の接触部６６は、長手方向（長辺の方向）に振動（往復運動）する。
【００５８】
被接触部５１は、振動体６が収縮するときに、接触部６６から離間してその接触部６６との間の摩擦力が無くなるか、または、前記摩擦力が減少し、フリー状態となり、図１０中の反時計回りおよび時計回りのいずれの方向にも自由に回転することができ、これにより、被駆動体５は、自由に移動することができる。一方、振動体６が伸張するときは、被接触部５１は、接触部６６から押圧力を受けるが、その方向は、前記接線に対して略垂直な方向であるので、被接触部５１は、図１０中の反時計回りおよび時計回りのいずれの方向にも回転せず、被駆動体５は、移動しない。
従って、振動体６の振動により、被接触部５１、すなわち、被駆動体５は、フリー状態となり、両方向に自由に移動することができる。
【００５９】
また、第３のモードでは、少なくとも被接触部５１の回転方向正方向の振動変位成分（図４に示す周方向成分Ｓ２）を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに通電し、これらの電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、被接触部５１は、図１０中の反時計回り（正方向）に回転する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
【００６０】
また、第４のモードでは、少なくとも被接触部５１の回転方向逆方向の振動変位成分（図５に示す周方向成分Ｓ２）を有する振動を励振する。すなわち、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄに通電し、これらの電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に、交流電圧を印加する。これにより、第１実施形態で述べたように、被接触部５１は、図１０中の時計回り（逆方向）に回転する。この際、振動体６の対角線上に位置する通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として利用される。
【００６１】
次に、図１０に基づいて、稼働装置１の作用を説明する。
電源スイッチがオンの状態において、被接触部５１（被駆動体５）の停止／フリーの指示や、被接触部５１の回転方向および回転量（被接触部５１の回転回数や回転角度）の指示があると、それに基づいて、スイッチ９、１６および駆動回路８の回転量制御回路８３が作動する。すなわち、前記第１のモード、第２のモード、第３のモードおよび第４のモードのいずれかに設定される。
【００６２】
被接触部５１を図１０中の反時計回り（正方向）に回転させる旨の指示（第３のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９４と端子９７が接続し、端子９６と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃとが導通し、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
【００６３】
駆動回路８の発振回路８１および増幅回路８２は、それぞれ、回転量制御回路８３により制御される。
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６の接触部６６が、図４の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）し、被接触部５１は、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃに対応する部分が伸長するときに接触部６６から摩擦力（押圧力）を受け、この繰り返しの摩擦力（押圧力）によって、図１中の反時計回り（正方向）に回転する。
【００６４】
そして、前記被接触部５１とともに被接触部５１が図１中の反時計回り（正方向）に回転し、これにより、被駆動体５が運動する。
この際、通電されていない（駆動していない）各電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、それぞれ、検出電極となり、電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）の検出に用いられる。
【００６５】
前記検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、被駆動体５を効率良く移動させることができる。
また、回転量制御回路８３は、指示された被接触部５１の回転量（目標値）に基づいて、各電極への通電を制御する。
すなわち、回転量制御回路８３は、被接触部５１の回転量が、指示された被接触部５１の回転量（目標値）になるまで発振回路８１および増幅回路８２を作動させ、振動体６を駆動し、被接触部５１を回転させる。
【００６６】
前記と逆に、被接触部５１を図１０中の時計回り（逆方向）に回転させる旨の指示（第４のモード）の場合には、図１０に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わるとともに、スイッチ９の端子９３と端子９７が接続し、端子９５と端子９８が接続するようにスイッチ９が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。以降の動作は、前記被接触部５１を図１０中の反時計回りに回転させる旨の指示の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００６７】
また、被接触部５１を停止状態に維持する指示、すなわち、被駆動体５を停止状態に維持する指示（第１のモード）の場合には、図１０に示すように、スイッチ１６の端子１６３と端子１６７とが接続し、端子１６５と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。
そして、回転量制御回路８３は、発振回路８１および増幅回路８２を作動させない。すなわち、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しない。
【００６８】
被接触部５１には、振動体６の接触部６６が圧接（当接）し、接触部６６と被接触部５１との摩擦力により、被接触部５１が停止状態に維持され、これにより、被駆動体５が停止状態に維持される。すなわち、被駆動体５が移動するのが阻止され、被駆動体５は、所定の位置に保持される。
なお、第１のモードの場合には、振動体６のいずれの電極へも交流電圧を印加しなければ、スイッチ９および１６は、それぞれ、どのように切り替わっていてもよい。
【００６９】
また、被接触部５１をフリー状態にする指示、すなわち、被駆動体５をフリー状態にする指示（第２のモード）の場合には、スイッチ１６の端子１６４と端子１６７とが接続し、端子１６６と端子１６８とが接続するようにスイッチ１６が切り替わる。これにより、駆動回路８の増幅回路８２の出力側と、振動体６の電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄとが導通し、振動体６の電極６１ｅおよび６５ｅと、駆動回路８の発振回路８１の入力側とが導通する。
【００７０】
発振回路８１から出力される交流電圧は、増幅回路８２で増幅され、電極６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄと、補強板６３との間に印加される。これにより、前述したように、振動体６の接触部６６が、長手方向に振動（往復運動）し、被接触部５１、すなわち、被駆動体５は、フリー状態となり、両方向に自由に移動することができる。
【００７１】
この際、各電極６１ｅおよび６５ｅからは、それぞれ、電極６１ｅおよび６５ｅと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）が検出される。その検出された誘起電圧（検出電圧）は、発振回路８１へ入力され、発振回路８１は、その検出電圧に基づいて、振動体６の縦振動の振幅が最大、すなわち、検出電圧が最大になるような周波数の交流電圧を出力する。これにより、被接触部５１をより円滑に回転、すなわち、被駆動体５をより円滑に移動させることができる。
なお、第２のモードの場合には、スイッチ９は、どのように切り替わっていてもよい。
【００７２】
この第２実施形態の稼働装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この稼働装置１では、被接触部５１（被駆動体５）の停止状態を維持する状態、すなわち高摩擦状態と、被接触部５１の回転（被駆動体５の移動）を可能（被接触部５１や被駆動体５をフリー状態）にする状態、すなわち低摩擦状態と、被接触部５１を正方向へ回転させる状態と、被接触部５１を逆方向へ回転させる状態との４状態のうちから、任意の状態を選択することができるので、汎用性が広い。
【００７３】
なお、前述の振動体６においては、駆動するための電極を４分割して駆動する場合について説明したが、それは、縦振動と屈曲振動を選択的に励振するための一例を示したのであり、本発明では、前述の振動体６の構造や駆動の方法に限定されるものではない。
また、本発明では、前記第３のモードまたは第４のモードが省略され、被接触部５１が一方向にのみ回転するように構成されていてもよく、この場合も単一の振動体６で被駆動体５を、往復運動、すなわち、両方向に移動させることができる。
【００７４】
（第３実施形態）
次に、本発明の稼働装置の第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の稼働装置の第３実施形態にかかる振動体を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図１１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第３実施形態の稼働装置１について、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７５】
第３実施形態の稼働装置１は、第２実施形態にて記載した第１〜第４のモードに加えて、さらに、縦振動および屈曲振動が複合される第５のモードおよび第６のモードを備える点に特徴を有する。これらのモードは、第１〜第４のモードと同様に、各電極６１ａ〜６１ｄ、６１ｆ、６５ａ〜６５ｄ、６５ｆへの通電パターンの変更により任意に選択され得る。
【００７６】
この稼働装置１の振動体６は、第２実施形態の検出電極６１ｅ、６５ｅに代えて、圧電素子６２の図１１中上側に電極６１ｆを備え、また、図１１中下側に電極６５ｆを備える。これらの電極６１ｆ、６５ｆは、長方形の板状形状を有すると共に振動体６の長手方向の長さと略同一寸法を有し、振動体６の長手方向に沿って、その中央部に配置される。また、電極６１ｆおよび電極６５ｆは、振動体６の表裏にて電気的に接続され、他の電極６１ａ〜６１ｄ、６５ａ〜６５ｄと同様に通電回路２０側に電気的に接続される（図示省略）。
【００７７】
図１２は、図１１に示す稼働装置における振動体が振動する様子を示す平面図である。
この稼働装置１において、第５のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄが通電され、これらの電極と補強板６３との間に交流電圧が印加される。すると、これらの電極に対応する振動体６の部分がそれぞれ繰り返し伸縮し、振動体６全体が屈曲二次振動する。この屈曲二次振動により、振動体６の接触部６６が、図１２中の矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）し、または、矢印ｃで示すように楕円振動（楕円運動）する。これにより、被接触部５１が、接触部６６から繰り返し摩擦力（押圧力）を受けて、図１２中の反時計回りに回転する。
【００７８】
また、この第５のモードでは、さらに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電され、圧電素子６２、６４が、電極６１ｆおよび６５ｆの設置位置にて、高速かつ反復的に部分的に伸縮する。すると、振動体６が、長手方向の中心線上にて、長手方向に沿った部分的な微少振動を行う。これを縦一次振動という。この縦一次振動により、接触部６６は、振動体６の長手方向に押圧力を増加され、強い押圧力にて被接触部５１に付勢する。これにより、屈曲二次振動のみにより振動体６を駆動する場合と比較して、高い駆動力を得られる利点がある。
【００７９】
なお、この第５モードにおいて、通電されていない電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として機能する。これらの電極は、振動体６の駆動時にて、通電された電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆ、６５ａ、６５ｃおよび６５ｆと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出して、発振回路８１に入力する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、誘起電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、被接触部５１を効率良く移動させ得る利点がある。なお、これらの通電されていない電極の作用は、第１実施形態と同様である。
【００８０】
図１３は、図１１に記載した振動体が振動する様子を示す平面図である。
この稼働装置１において、第６のモードでは、振動体６の対角線上に位置する電極６１ｂ、６１ｄ、６５ｂおよび６５ｄ、並びに、振動体６の中央部の電極６１ｆおよび６５ｆが通電される。そして、振動体６が第５のモードとは対称に振動し、被接触部５１を図１３中の時計回りに回転させる。これにより、逆方向の回転についても、高い駆動力を得られる利点がある。
【００８１】
なお、この第６モードにおいて、通電されていない電極６１ａ、６１ｃ、６５ａおよび６５ｃは、振動体６の振動を検出する振動検出手段として機能する。これらの電極は、振動体６の駆動時にて、通電された電極６１ｂ、６１ｄ、６１ｆ、６５ｂ、６５ｄおよび６５ｆと、補強板６３との間に誘起される電圧（誘起電圧）を検出して、発振回路８１に入力する。発振回路８１は、検出された誘起電圧に基づいて、振動体６の振幅が最大、すなわち、誘起電圧が最大になるような周波数（共振周波数）の交流電圧を出力する。これにより、被接触部５１を効率良く移動させ得る利点がある。なお、これらの通電されていない電極の作用は、第１実施形態と同様である。
【００８２】
ここで、図１１に示すように、振動体６の本体部の、交流電圧の印加により伸縮する方向（伸縮方向）である長手方向の寸法（接触部６６の突出方向にかかる本体部の寸法）、すなわち長辺の長さ寸法を、長さ寸法Ｌ（以下、単に寸法Ｌとも言う）とし、振動体６の本体部の長手方向に対して略垂直な方向の寸法（接触部６６の突出方向に対して略垂直な方向にかかる本体部の寸法）、すなわち短辺の長さ寸法を、幅寸法Ａ（以下、単に寸法Ａとも言う）としたとき、その長さ寸法Ｌと幅寸法Ａとの比（Ｌ／Ａ）は、特に限定されないが、長さ寸法Ｌと幅寸法Ａとの比（Ｌ／Ａ）は、２〜５程度が好ましく、３〜４程度がより好ましく、３．５４程度が特に好ましい。上記条件では、縦一次振動と屈曲二次振動の共振周波数の関係が適正となり、良好な駆動効率を得ることが出来る。
【００８３】
なお、この稼働装置１において、振動体６の振動モードは、上記第１〜第６のモードに限定されず、当業者自明の範囲内にて任意の振動モードを採用してもよい。例えば、図１１に記載した振動体６において、▲１▼電極６１ｆ、６５ｆのみに交流電圧を印加して、振動体６に縦一次の振動を励起してもよいし、▲２▼電極６１ａ〜６１ｆ、６５ａ〜６５ｆのすべてに交流電圧を印加し、かつ所定の電極に対する電圧の印加タイミングをずらし、振動体６に縦一次および屈曲三次の複合振動を励起してもよい。
【００８４】
図１６は、図１１に記載した振動体の電気的特性を示すグラフである。同図では、横軸に振動体６の駆動時における振動周波数［Ｈｚ］をとり、縦軸に振動体６が被接触部５１を押圧していないときの圧電素子６２、６４のインピーダンス［Ω］をとる。
図１６に示すように、この振動体６は、縦一次振動の共振周波数ｆ１と、屈曲二次の共振周波数ｆ２とを有する。これらの共振周波数ｆ１、ｆ２では、いずれもインピーダンスが極小値をとる。ここで、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２は、振動体６固有の周波数である。共振周波数ｆ１、ｆ２は、振動体６の形状や大きさ、接触部６６の位置等の選択により、任意に設計変更可能である。この振動体６では、共振周波数ｆ１、ｆ２が相互に近接するように設定される。例えば、この振動体６では、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２が、縦一次振動の共振周波数ｆ１に対して、例えば、約１［％］〜２［％］程度大きい。この構成において、これらの近傍の周波数、特に、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２の間の周波数にて振動体６を駆動すると、縦一次振動および屈曲二次振動の双方の複合振動が得られる。また、この複合振動は、縦一次振動および屈曲二次振動の双方の共振周波数ｆ１、ｆ２に近いため、双方の駆動特性を顕著に有する。これにより、振動体６の駆動状態にて、縦一次振動および屈曲二次振動の双方の駆動特性を効率的に得られる利点がある。
【００８５】
また、この振動体６では、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２が、相互に異なる数値となるように設定される（図１６参照）。すると、押圧状態では、共振点近傍にて圧電素子６２、６４のインピーダンス変化が鈍くなり、縦一次振動の共振周波数ｆ１と屈曲二次振動の共振周波数ｆ２の際目が不明瞭となる。また、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２の近傍にて、特に、共振周波数ｆ１、ｆ２の間の周波数にて、インピーダンスの値が低い周波数帯を幅広く形成できる。これにより、広い周波数帯にて縦一次振動および屈曲二次振動を結合した励振を行えると共に、駆動時の投入電力を安定化できる利点がある。
【００８６】
また、この稼働装置１では、振動体６が、縦一次振動の共振周波数ｆ１と、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２との間の振動周波数（駆動周波数）にて駆動される。この場合、振動体６の駆動周波数を縦一次振動の共振周波数ｆ１に近づけると、押圧力を増す方向の振動振幅が大きくなるので、振動体６の接触部６６と被接触部５１との間の摩擦力が増加して、駆動力が高くなる（高駆動力型となる）。また、振動体６の駆動周波数を屈曲二次振動の共振周波数ｆ２に近づけると、振動体６の振動変位の内、被接触部５１の回転方向の成分が大きくなるので、単位回数あたりの被接触部５１の回転量が増加して、駆動速度（回転速度）が高くなる（高速型となる）。このように、縦一次振動の共振周波数ｆ１と、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２とをずらすと共に、これらの共振周波数ｆ１、ｆ２間の周波数帯にて駆動周波数を適宜設定（選択）することにより、例えば、駆動力や駆動速度に関して、任意の駆動特性を得られる利点がある。
【００８７】
また、この振動体６では、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２が、縦一次振動の共振周波数ｆ１よりも、ｆ１の０．５［％］〜３［％］程度大きいのが好ましく、１［％］〜２［％］程度大きいのがより好ましい。
屈曲二次振動の共振周波数ｆ２と縦一次振動の共振周波数ｆ１との差を前記範囲内に設定することにより、押圧状態で縦一次振動と屈曲二次振動が同時に起きる（結合する）ので摩擦力と駆動力とが同時に得られ、良好な駆動特性が得られる。
【００８８】
なお、これに限らず、縦一次振動の共振周波数ｆ１の方が、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２より大きくてもよい。この場合、縦一次振動の共振周波数ｆ１は、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２よりも、ｆ２の０．５［％］〜３［％］程度大きいのが好ましく、１［％］〜２［％］程度大きいのがより好ましい。さらに、より大きな電力を投入し、大きな機械的出力を得るためには、駆動周波数において、インピーダンスを下げることが好ましい。
【００８９】
また、この振動体６では、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２におけるインピーダンスの方が、縦一次振動の共振周波数ｆ１におけるインピーダンスより大きく、また、共振周波数ｆ１、ｆ２間にて、インピーダンスが極大となる周波数ｆ３を有する。そして、振動体６は、この縦一次振動の共振周波数ｆ１と、屈曲二次振動の共振周波数ｆ２との間の所定の駆動周波数にて駆動されるのが好ましく、ｆ３とｆ２の間の所定の駆動周波数にて駆動されるのがより好ましい。これにより、振動体６の駆動時に縦振動と屈曲振動の振動位相をずらして励振することができる。したがって、接触部６６を楕円軌道ｃ（図６および図７参照）に沿って振動させることができ、振動体６から被接触部５１に対し、被接触部５１を引き戻す力を与えることなく、効率良く力を与えることができる。
なお、上記のように共振周波数ｆ１、ｆ２を異ならせたり、近接させたりする構成は、他の第１実施形態および第２実施形態にて適用してもよい。これにより、同様の効果を得られる利点がある。
【００９０】
なお、この第３実施形態の稼働装置１では、各圧電素子６２、６４上にそれぞれ５枚の電極６１ａ〜６１ｄ、６１ｆ、６５ａ〜６５ｄ、６５ｆを配置して、被接触部５１の正転および反転の双方向駆動を実現する（図５〜図８参照）。しかし、これに限らず、被接触部５１を一方向にのみ回転させる場合には、振動体６をより簡素な構成としてもよい。
【００９１】
図１４は、図１１に記載した振動体の変形例を示す斜視図である。この振動体６は、図１１に記載した振動体６と比較して、電極６１ａ、６１ｃ、６１ｆに代えて、これらを結合した単一の電極６１ｇをこれらが配置された位置と同じ位置に設ける。また、電極６５ａ、６５ｃ、６５ｆに代えて、これらを結合した単一の電極６５ｇ（図示省略。各符号のみを括弧内に示す。）をこれらが配置された位置と同じ位置に設ける。また電極６１ｄを６５ｄとは独立に設ける。そして、他の電極６１ｂ、６５ｂ、６５ｄを省略する点に特徴を有する。
【００９２】
図１５は、図１４に記載した振動体が振動する様子を示す平面図である。この振動体６では、これらの単一電極６１ｇ、６５ｇが通電され、これらが配置された部分にて圧電素子６２、６４が高速かつ反復的に伸縮する（図１５参照）。すると、電極６１ｇ、６５ｇの部分のうち、電極６１ａ、６１ｃ、６５ａ、６５ｃに対応する部分の伸縮により、第５モードの作用と同様に屈曲二次振動が発生する。また、電極６１ｇ、６５ｇの部分のうち、電極６１ｆ、６５ｆに対応する部分の伸縮により、第５モードの作用と同様に縦一次振動が発生する。これにより、縦一次振動と屈曲二次振動との複合振動が発生して、第５モードの作用と同様の作用により、被接触部５１が図１５中の反時計回りに回転する。
【００９３】
電極６１ｄは不図示の駆動回路８の発振回路８１と接続し、発振周波数を適正な値に保つために使用される。
なお、この振動体６では、被接触部５１の駆動方向は、この一方向のみである。この振動体６によれば、図１１に記載した振動体６と比較して、電極の数を低減できるので、製品の構造を簡素化できると共に製品の製造工程を短縮化できる利点がある。また、一方向のみの駆動なので通電回路２０のスイッチ９を省略でき、これにより、製品をより簡素化できる利点がある。
【００９４】
また、電極６１ｂ、６１ｄ、６１ｆに代えて、これらを結合した単一の電極６１（図示省略）を、これらが配置された位置と同じ位置に設ける。また、電極６５ｂ、６５ｄ、６５ｆに代えて、これらを結合した単一の電極（図示省略）をこれらが配置された位置と同じ位置に設け、他の電極６１ａ、６１ｃ、６５ａ、６５ｃを省略してもよい。この場合は、被接触部５１は、前記と逆方向（図１５中の時計回り）に回転する。
【００９５】
（第４実施形態）
次に、本発明の稼働装置１の第４実施形態について説明する。
図１７は、本発明の稼働装置の第４実施形態を示す平面図である。
以下、第４実施形態の稼働装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９６】
上記した第１実施形態の稼働装置１では、接触部６６が振動体６の一短辺の中央に配置される。しかし、接触部６６の位置は、これに限定されない。例えば、図１７に示すように、接触部６６が、振動体６の短辺の中央からずれた位置、すなわち、振動体６の長手方向の中心線上から外れた位置に設けられてもよい。かかる構成では、▲１▼接触部６６の設置位置の偏りにより振動体６の重量にアンバランス、▲２▼振動体６を駆動する電極６１ａ〜６１ｆ、６５ａ〜６５ｆの配置のアンバランス、▲３▼被駆動体からの反力が振動体６の中心線から外れて作用することによるアンバランス等が生じる。すると、通電により振動体６が伸縮したときに、縦振動および屈曲振動の複合振動が振動体６に容易に誘発される。これにより、振動体６の駆動効率を高められる利点がある。
【００９７】
ここで、上記▲３▼の理由からすれば、接触部６６は図９のように短辺全体に突出していても振動体６の中心線に対し被接触部５１の中心がずれていれば同等な効果があるので、本発明には、それも含まれる。
同様に、接触部６６が短辺の中央部で突出していても振動体６の中心線と被接触部５１の中心がずれていれば同等であり、複合振動が誘発される。従って、本発明には、それも含まれる。
【００９８】
以下、図１９および図２０に基づいてさらに説明する。
上記▲１▼〜▲３▼の作用はそれぞれに独立したものであるので、自由に組み合わせることができる。例えば図１９に示すように、振動体６の短辺全てにわたって設けられた接触部６６に対して振動体６の中心線からずれた位置で被接触部５１と接触させる構成とすることで、上記▲２▼と▲３▼の作用により縦振動および屈曲振動の複合振動を振動体６に誘発させ、駆動効率の向上を図ることが出来る。
【００９９】
また、同様に図２０に示すように、台形形状の本体部を有する振動体６に対しても、長手方向の中心線からずれた位置に接触部６６を設け、被接触部５１と接触させる事で、被駆動体からの反力を振動体６の中心線から外れて作用させ、振動体６の長手方向と直行する方向の変位を発生させることが可能となり、駆動効率が向上する。
【０１００】
なお、この第４実施形態において、単一の電極６１、６５を圧電素子６２、６４の全面にそれぞれ設けた構成とすることも可能である。図１８は、図１７に記載した振動体の変形例を示す斜視図である。かかる構成によっても、上記振動体６のアンバランスにより縦振動および屈曲振動の複合振動が誘発されるので、簡易な電極構成で被接触部５１を効率良く駆動できる利点がある。
【０１０１】
図３２は、図１８に記載した振動体の変形例を示す斜視図である。同図に示すように、振動体６は、その補強板６３の一方の面（片側）に、圧電素子６２を設け、単一の電極６１を圧電素子６２の全面に設けた構成とすることも可能である。
かかる構成によっても、上記振動体６のアンバランスにより縦振動および屈曲振動の複合振動が誘発されるので、簡易な電極構成で被接触部５１を効率良く駆動できる利点がある。
【０１０２】
また、圧電素子６２および電極６１が補強板６３の一方の面（片側）のみに設けられるので、構造が簡易であり、振動体６の厚みを薄くすることができ、また、コストを低減することができる利点がある。
また、この圧電素子６２および電極６１を補強板６３の一方の面（片側）のみに設ける構成は、前述した種々の構成の振動体（超音波モータ）や後述する種々の構成の振動体に適用することができる。また、接触部６６の形状、数、位置や、電極の形状、数、位置等は、特に限定されない。
【０１０３】
すなわち、本発明では、振動体６は、接触部６６および腕部６８を一体的に形成された補強板６３上（補強板６３の一方の面側）に、交流電圧の印加により伸縮する圧電素子６２を設けた構造（平面構造）としてもよい。
また、このような補強板６３の一方の面（片側）のみに圧電素子６２を設けた振動体６は、前述した各実施形態や後述する各実施形態に適用することができる。
【０１０４】
（第５実施形態）
図２１は、本発明の稼働装置の第５実施形態における超音波モータを示す断面平面図である。なお、以下の説明では、図２１中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第５実施形態の稼働装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０５】
同図に示すように、第５実施形態の稼働装置１（超音波モータ）では、その振動体６の補強板６３に、弾性（可撓性）を有する１対（２つ）の腕部６８が一体的に形成されている。
１対の腕部６８は、補強板６３の長手方向（図２１中上下方向）ほぼ中央に、長手方向とほぼ垂直な方向であって、かつ、補強板６３（振動体６）を介して互いに反対方向に突出するように（図２１中左右対称に）設けられている。
この第５実施形態の稼働装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０６】
そして、この稼働装置１では、振動体６に１対の腕部６８が設けられているので、支持に対する剛性が高まり、駆動の反力等の外力に対しても安定した支持ができる。さらに、左右対称になるので、図２１中時計回り（右方向）の駆動特性と図２１中反時計回り（左方向）の駆動特性への影響を均一化でき、正逆方向の特性が等しいものを実現することができる。
また、この第５実施形態に、前述した第２〜第４実施形態や、後述する各実施形態を適用することができ、例えば、第３実施形態を適用することが好ましい。
【０１０７】
（第６実施形態）
次に、本発明の稼働装置１の第６実施形態について説明する。
以下、第６実施形態の稼働装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
上記第１実施形態の稼働装置１では、振動体６により略円筒形状の被駆動体５を駆動した。しかし、これに限らず、振動体６により他の形状、構造を有する被駆動体を駆動するよう構成してもよい。その被駆動体としては、例えば、円柱形状、断面扇形形状、断面円弧形状等を有する回転構造物等が挙げられる（図示省略）。
【０１０８】
（第７実施形態）
図２２は、この発明の第７実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。同図において、上記した実施形態の稼働装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この稼働装置１は、第１実施形態の稼働装置１と比較して、振動体６の構成および配置を工夫した点に特徴を有する。第１実施形態の稼働装置１では、振動体６が、その短辺の略中央に接触部６６を有する。そして、被接触部５１が、振動体６の長手方向の延長線上に配置される（図２参照）。一方、この第７実施形態の稼働装置１では、振動体６が、その長辺の端部に接触部６６を有する。この接触部６６は、振動体６の長手方向とは異なる方向に突出する。また、被接触部５１が、振動体６の側方、すなわち長手方向の延長線上から外れた位置に配置される（図２２参照）。これにより、振動体６と被接触部５１とを稼働装置１の厚み方向に対して平面的に重ねて配置できるので、稼働装置１の幅を小さくできる利点がある。なお、振動体６および被接触部５１の配置構成について、第１実施形態および第７実施形態のいずれの配置構成を採用するかは、稼働装置１の設置位置や使用目的に応じて、当業者自明の範囲内で適宜選択して良い。
【０１０９】
（第８実施形態）
図２３は、この発明の第８実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。同図において、上記した実施形態の稼働装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この稼働装置１は、第１実施形態の稼働装置１と比較して、光学系２１および撮像素子２２の配置を逆転した点に特徴を有する。すなわち、この稼働装置１では、光学系２１がベース４側に配置され、撮像素子２２が被駆動体５側に配置される。なお、この稼働装置１では、ベース４の板状部４１に開口部４４が設けられ、この開口部４４内に光学系２１が配置される。また、撮像ユニット２１、２２の撮像方向は、撮像素子２２側からこの開口部４４を抜けてベース４の背面側に向かう方向となる。この稼働装置１において、振動体６が駆動されて被駆動体５を回転させ、被駆動体５がベース４に対して遠近方向に変位すると、撮像素子２２側が変位して光学系２１との距離を変化させる。これにより、撮像ユニット２１、２２のフォーカスが調整される。
【０１１０】
（第９実施形態）
図２４は、この発明の第９実施形態にかかる稼働装置を示す要部断面図である。図２５（ａ）および図２６は、図２４に記載した稼働装置を示すＢ−Ｂ視断面図（図２５（ａ））およびＣ−Ｃ視断面図（図２６）である。これらの図において、上記した実施形態の稼働装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この稼働装置１では、被接触部５１が、被駆動体５に対して別個に設けられる点に特徴を有する。この被接触部５１は、円柱形状を有するロータであり、軸５４を介して、ベース４の板状部４１の平面上にその回転軸を立てて設置される。振動体６は、この被接触部５１の周面に接触部６６を摩擦接触させる。軸５４には、歯車５３が設けられる。また、被駆動体５は、その周面の上部側に歯溝５５を形成される。歯車５３は、被接触部５１よりも大径であり、被駆動体５の歯溝５５と噛み合わされて設置される。
【０１１１】
図２７は、図２４に記載した稼働装置の動作を示す説明図である。この稼働装置１において、振動体６が外部の通電回路２０から高周波電流を印加されて振動すると、被接触部５１が振動体６の接触部６６に叩かれて軸５４周りに回転する。すると、歯車５３が軸５４を介して被接触部５１と共に回転し、被駆動体５と噛み合って被駆動体５を回転させる。すると、被駆動体５が、送られてベース４に対して遠近方向に変位する。これにより、光学系２１と撮像素子２２との距離が変化して、撮像ユニット２１、２２のフォーカスが調整される。この稼働装置１によれば、振動体６と被駆動体５との間に介在する中間機構５１、５３の配置や大きさを変更することにより、被駆動体５に対する振動体６の配置を任意に変更できる利点がある（図２および図２４参照）。これにより、振動体６の配置の自由度を高められる。また、この稼働装置１において、例えば、図２５（ｂ）に示すように、被接触部５１の径を歯車５３の径よりも大きくすれば、これら中間機構５１、５３が減速機構として機能して、被駆動体５がゆっくりと回転する。これにより、被駆動体５を大きなトルクで駆動できる利点がある。
【０１１２】
（第１０実施形態）
図２８は、この発明の第１０実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。図２９および図３０は、図２８に記載した稼働装置を示す背面図（図２９）およびＤ−Ｄ視断面図（図３０）である。これらの図において、上記した実施形態の稼働装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この稼働装置１では、第９実施形態の稼働装置１と比較して、被駆動体５および歯車５３をベース４の前面側に配置し、振動体６および被接触部５１をベース４の背面側に配置した点に特徴を有する。振動体６は、ベース４の板状部４１の背面側にボルト１３を介して固定設置され、被接触部５１の周面にその接触部６６を摩擦接触させる。被接触部５１は、軸５４を介して歯車５３と結合され、板状部４１の背面側に回転可能に設置される。軸５４は、ベース４の板状部４１を貫通し、ベース４の背面側から前面側に抜ける。歯車５３は、ベース４の前面側に配置され、軸５４により回転可能に支持される。歯車５３は、被駆動体５の周面上部に形成された歯溝５５と噛み合う。被駆動体５は、周面下部のネジ部５２にて、ベース４の円筒部４２に螺合される。
【０１１３】
この稼働装置１において、振動体６が外部の通電回路２０から高周波電流を印加されて振動すると、被接触部５１が振動体６の接触部６６に叩かれて軸５４周りに回転する。すると、歯車５３が軸５４を介して被接触部５１と共に回転し、被駆動体５と噛み合って被駆動体５を回転させる。すると、被駆動体５が、送られてベース４に対して遠近方向に変位する。これにより、光学系２１と撮像素子２２との距離が変化して、撮像ユニット２１、２２のフォーカスが調整される。
【０１１４】
この稼働装置１によれば、振動体６および被接触部５１がベース４の背面側に配置されるので、第９実施形態の稼働装置１と比較して、ベース４の前面側を広く使える利点がある。したがって、より大きな光学系２１を有する被駆動体５を設けられる利点がある（図２４および図２８参照）。また、同じ大きさの被駆動体５を用いる場合にあっては、ベース４側を小型化できる利点がある。また、振動体６は、薄型の板状形状を有するので、ベース４の背面側に配置されても、稼働装置１自体の厚みを余り増加させない。したがって、稼働装置１を薄型に維持しつつ、被駆動体５の駆動系を構成できる利点がある。なお、この稼働装置１において、ベース４の背面側に減速機構その他の中間機構をさらに設けても良い（図示省略）。この稼働装置１では、ベース４の背面側を広く使えるので、第９実施形態の稼働装置１と比較して、中間機構を自在に構成できる利点がある。
また、図３１に示すように、被駆動体５側にネジ溝（第２ネジ部）５２ａを設け、ベース４側にネジ部（第１ネジ部）４３ａを設け、ベース４側が被駆動体５の外側から螺合してもよい。なお、これは、各実施形態でも同様である。
【０１１５】
以上、本発明の稼働装置および電気機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
なお、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかる稼働装置を示す斜視図である。
【図２】図１に記載した稼働装置を示す平面図である。
【図３】図２に記載した稼働装置を示すＡ−Ａ視断面図である。
【図４】第１実施形態にかかる稼働装置の作用を示す説明図である。
【図５】図１に記載した振動体を示す斜視図である。
【図６】図５に記載した振動体の動作を示す説明図である。
【図７】図５に記載した振動体の動作を示す説明図である。
【図８】振動体の通電回路を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態における振動体の斜視図である。
【図１０】第２実施形態における回路構成を示すブロック図である。
【図１１】第３実施形態にかかる振動体を示す斜視図である。
【図１２】振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図１３】振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図１４】振動体の変形例を示す斜視図である。
【図１５】振動体が振動する様子を示す平面図である。
【図１６】振動体の電気的特性を示すグラフである。
【図１７】稼働装置の第４実施形態を示す平面図である。
【図１８】振動体の変形例を示す斜視図である。
【図１９】振動体の変形例を示す斜視図である。
【図２０】振動体の変形例を示す斜視図である。
【図２１】第５実施形態の超音波モータを示す断面平面図である。
【図２２】第７実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。
【図２３】第８実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。
【図２４】第９実施形態にかかる稼働装置を示す要部断面図である。
【図２５】図２４に記載した稼働装置を示すＢ−Ｂ視断面図である。
【図２６】図２４に記載した稼働装置を示すＣ−Ｃ視断面図である。
【図２７】図２４に記載した稼働装置の動作を示す説明図である。
【図２８】第１０実施形態にかかる稼働装置を示す平面図である。
【図２９】図２８に記載した稼働装置を示す背面図である。
【図３０】図２８に記載した稼働装置を示すＤ−Ｄ視断面図である。
【図３１】第１０実施形態の稼働装置の変形例を示す断面図である。
【図３２】振動体の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…稼働装置、２１…光学系、２２…撮像素子、４…ベース、４１…板状部、４２…円筒部、４３、５２ａ…ネジ溝、４４…開口部、５…被駆動体、５１…被接触部、６…振動体、８…駆動回路、９…スイッチ、１３、１３Ａ、１３Ｂ…ボルト、１６…スイッチ、２０…通電回路、４３ａ、５２…ネジ部、５３…歯車、５４…軸、５５…歯溝、６１ａ〜６１ｇ、６５ａ〜６５ｇ…電極、６２、６４…圧電素子、６３…補強板、６６…接触部、６８…腕部、６８１…孔、８１…発振回路、８２…増幅回路、８３…回転量制御回路、９１、９２…スイッチ部、９３〜９８、１６３〜１６８…端子、１６１、１６２…スイッチ部、５１１…外周面
Claims (15)
- ベースと、
前記ベースに対して回転可能に設けられた被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置され、前記被駆動体を回転させる平面構造の振動体を有する超音波モータと、
前記被駆動体の回転運動を、前記振動体の面外方向の直線運動に変換し、該被駆動体をその直線方向に変位させる変換機構とを備えることを特徴とする稼働装置。 - ベースと、
前記ベースに対して回転可能に設けられた被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置され、前記被駆動体を回転させる振動体を有する超音波モータと、
前記被駆動体の回転運動を、その回転軸方向の成分を有する直線運動に変換し、該被駆動体をその直線方向に変位させる変換機構とを備えることを特徴とする稼働装置。 - 前記被駆動体に設けられた光学系と、前記ベースに設けられた撮像素子とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記直線方向に向けて配置される請求項１または２に記載の稼働装置。 - 前記被駆動体に設けられた撮像素子と、前記ベースに設けられた光学系とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記直線方向に向けて配置される請求項１または２に記載の稼働装置。 - 第１ネジ部を有するベースと、
第２ネジ部を有し、該第２ネジ部にて前記ベースの第１ネジ部に対して回転可能に螺合される被駆動体と、
交流電圧の印加により伸縮する第１圧電素子、接触部および腕部を一体的に形成された補強板、ならびに交流電圧の印加により伸縮する第２圧電素子をこの順に積層してなり、前記ベースに対して固定設置される振動体を有する超音波モータとを備え、
前記被駆動体が、前記振動体から動力を伝達されて回転し、前記第１ネジ部と前記第２ネジ部との螺合によりその回転軸方向に変位することを特徴とする稼働装置。 - 前記被駆動体に設けられた光学系と、前記ベースに設けられた撮像素子とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記被駆動体の回転軸方向に向けて配置される請求項５に記載の稼働装置。 - 前記被駆動体に設けられた撮像素子と、前記ベースに設けられた光学系とを有する撮像ユニットを備え、
前記光学系が、該光学系の光軸を前記被駆動体の回転軸方向に向けて配置される請求項５に記載の稼働装置。 - 前記振動体が、中間機構を介して前記被駆動体を回転させる請求項１ないし７のいずれかに記載の稼働装置。
- 前記中間機構が、減速機構である請求項８に記載の稼働装置。
- 前記被駆動体が、周面を備えた被接触部を有し、該被接触部にて直接的に前記接触部に接触して前記振動体から動力を伝達される請求項１ないし７のいずれかに記載の稼働装置。
- 前記振動体と前記被駆動体との間に介在し、前記接触部に接触する被接触部を有し、
前記振動体が、前記被接触部を介して前記被駆動体に動力を伝達する請求項１ないし９のいずれかに記載の稼働装置。 - 前記被接触部は、回転可能に設けられたロータである請求項１１に記載の稼働装置。
- 前記振動体が平面構造を有し、かつ、前記被接触部および前記振動体が略同一平面上に配置される請求項１０ないし１２のいずれかに記載の稼働装置。
- 前記被駆動体と前記振動体とが、前記ベースの異なる面上に配置されており、
前記振動体からの動力を前記被駆動体に伝達する中間機構を有する請求項１ないし７のいずれかに記載の稼働装置。 - 請求項１ないし１４のいずれかに記載の稼働装置を有することを特徴とする電気機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003100099A JP2004312814A (ja) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | 稼働装置および電気機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003100099A JP2004312814A (ja) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | 稼働装置および電気機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004312814A true JP2004312814A (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=33464330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003100099A Pending JP2004312814A (ja) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | 稼働装置および電気機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004312814A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012135072A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Canon Inc | 振動型駆動装置の振動体及び振動型駆動装置 |
| JP2023524184A (ja) * | 2021-04-14 | 2023-06-09 | 北京小米移動軟件有限公司 | フィルタチェンジャー |
| JP2023524183A (ja) * | 2021-04-14 | 2023-06-09 | 北京小米移動軟件有限公司 | カメラアクチュエータ |
| US11746863B2 (en) | 2018-05-31 | 2023-09-05 | Seiko Epson Corporation | Rotary-to-linear motion converter |
-
2003
- 2003-04-03 JP JP2003100099A patent/JP2004312814A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012135072A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Canon Inc | 振動型駆動装置の振動体及び振動型駆動装置 |
| US11746863B2 (en) | 2018-05-31 | 2023-09-05 | Seiko Epson Corporation | Rotary-to-linear motion converter |
| JP2023524184A (ja) * | 2021-04-14 | 2023-06-09 | 北京小米移動軟件有限公司 | フィルタチェンジャー |
| JP2023524183A (ja) * | 2021-04-14 | 2023-06-09 | 北京小米移動軟件有限公司 | カメラアクチュエータ |
| JP7350070B2 (ja) | 2021-04-14 | 2023-09-25 | 北京小米移動軟件有限公司 | フィルタチェンジャー |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004320979A (ja) | 稼働装置および電気機器 | |
| JP4052249B2 (ja) | 回転／移動変換アクチュエータ | |
| JP4103799B2 (ja) | リニアアクチュエータ | |
| US5872417A (en) | Multiple degrees of freedom vibration actuator | |
| US8058773B2 (en) | Ultrasonic motor and ultrasonic vibrator | |
| US7105984B2 (en) | Drive unit and an operating apparatus | |
| JP2012500618A (ja) | 減電圧リニアモータシステムおよびその方法 | |
| JPH1132491A (ja) | 超音波モータ及び超音波モータ付電子機器 | |
| US11114954B2 (en) | Ultrasonic motor having generators formed of cooperating and spaced apart first and second sub-generators | |
| JP2004320980A (ja) | 稼働装置および電気機器 | |
| JP2004266943A (ja) | 超音波モータ、稼働装置、光学系切換機構および電気機器 | |
| JP2006149180A (ja) | 平板型圧電超音波モーター | |
| JP2004312814A (ja) | 稼働装置および電気機器 | |
| JP2004239408A (ja) | 回転運動変換装置 | |
| JP2004304963A (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JPH05137359A (ja) | 超音波振動子および超音波駆動装置 | |
| JP2005073465A (ja) | 駆動装置 | |
| JP2009219352A (ja) | 積層圧電振動子、超音波モータおよび超音波モータ付電子機器 | |
| JP3830028B2 (ja) | ワイヤーアクチュエータ | |
| JP2003259670A (ja) | 可撓体アクチュエータ | |
| JP2004336862A (ja) | 超音波モータの駆動回路およびアクチュエータ | |
| JPH05316756A (ja) | 超音波振動子およびこの振動子を有する駆動装置 | |
| JP2971971B2 (ja) | 超音波アクチュエータ | |
| JPH05111268A (ja) | 圧電アクチユエータ | |
| JP2005287106A (ja) | 圧電アクチュエータ |