超音波モータ及びそれを有するレンズ装置
【課題】 振動子の超音波振動を阻害せず、良好な加圧接触のために振動子が押圧する被駆動部の接触面の中央近傍には振動の節を設定する必要があり、設計自由度が制限された。
【解決手段】 超音波モータは、被駆動部と接触する接触面を有し、圧電素子を含む振動子であって、前記圧電素子によって励振された超音波振動によって前記被駆動部を駆動する振動子と、前記振動子を保持する保持部と、前記接触面を前記被駆動部に押圧するために、前記保持部を被駆動部に向かって付勢する付勢力を付与する加圧手段と、前記加圧手段を支持する固定部とを備え、前記保持部は、前記被駆動部の駆動方向における、前記接触面の両側において前記振動子を保持する構成とした。
【解決手段】 超音波モータは、被駆動部と接触する接触面を有し、圧電素子を含む振動子であって、前記圧電素子によって励振された超音波振動によって前記被駆動部を駆動する振動子と、前記振動子を保持する保持部と、前記接触面を前記被駆動部に押圧するために、前記保持部を被駆動部に向かって付勢する付勢力を付与する加圧手段と、前記加圧手段を支持する固定部とを備え、前記保持部は、前記被駆動部の駆動方向における、前記接触面の両側において前記振動子を保持する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧された振動子に楕円振動を発生させることにより被駆動部を駆動する超音波モータと、その超音波モータを使用したレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無音動作、低速から高速までの駆動が可能、高トルク出力などの特徴を活かして、例えば、カメラやレンズの駆動源として超音波モータが採用されている。特許文献１に開示された超音波モータは、回転軸を有する円環状の被駆動部と複数の振動子とから構成され、振動子は被駆動部に対し押圧された状態で接触している、いわゆる加圧接触状態となっており、円環状の被駆動部上に所定の間隔を隔てて配置されている。その加圧接触状態下で当該振動子に超音波振動が励起されると、振動子の被駆動部と接している部分に楕円運動が生じ、被駆動部が被駆動部の回転軸を中心に回転駆動される。当該振動子の被駆動部への加圧接触状態は、振動子の中央付近に設定された振動の節にあたる部分を板バネにより付勢することで得られる。そして、その押圧力の調節は、当該板バネの固定部近傍に設けられたビスと調節ワッシャーによってなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５８０５２号公報
【特許文献２】特開２００４−３０４８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された超音波モータにおいては、振動子に励起された超音波振動を阻害しないようにするために、振動子が押圧する箇所には振動の節を設定しなければならなかった。また、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を得るために接触面の中央で押圧する必要があり、そのためにも、振動子が押圧する接触面の中央近傍には振動の節を設定しなければならず、振動に対する設計自由度が制限される問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、振動子に発生する超音波振動により被駆動部を駆動する超音波モータにおいて、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を確保しながら、振動に対する設計自由度が改善された超音波モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の超音波モータは以下のような構成としている。
超音波モータは、被駆動部と接触する接触面を有し、圧電素子を含む振動子であって、前記圧電素子によって励振された超音波振動によって前記被駆動部を駆動する振動子と、前記振動子を保持する保持部と、前記接触面を前記被駆動部に押圧するために、前記保持部に向かって付勢する付勢力を付与する加圧手段と、前記加圧手段を支持する固定部とを備え、前記保持部は、前記被駆動部の駆動方向における、前記接触面の両側において前記振動子を保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、振動子に発生する超音波振動により被駆動部を駆動する超音波モータにおいて、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を確保しながら、振動に対する設計自由度が改善された超音波モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１における超音波モータの分解斜視図である。
【図２】図１に示される各部材を組込んだ状態の斜視図である。
【図３】振動子と小基台の接合状態を示す拡大斜視図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１における各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図である。（Ｃ）は、（Ｂ）のＡ部の拡大詳細図であり、弾性部材の押圧力の成分ベクトルを示す。
【図５】ロータ及びリング基台がそれぞれ傾いた状態を示す拡大断面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例２における各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例１］
以下、図を用いて本発明の実施例について説明する。なお、本実施例の超音波モータは、デジタルカメラ用のレンズ鏡筒などの駆動用アクチュエータとしてユニット化した回転駆動型モータを例に説明するが、使用用途はこれに限られたものではない。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例である超音波モータの分解斜視図である。なお、図において同一部材は同一記号で図示される。１０１は被駆動部であるロータで、後述する振動子１０９が押圧力を伴って加圧接触する接触面１０１ａを備える。１０２は、接触面１０１ａに押圧を伴う加圧接触状態で接触する振動板であり、１０３は、振動板１０２に接着剤などにより圧着されている圧電素子である。そして、振動板１０２に圧電素子１０３が圧着された状態で、圧電素子１０３に電圧を印加することにより楕円運動を発生させることができる。なお、振動板１０２と圧電素子１０３とで振動子１０９を構成している。そして、本実施例では３か所の振動子１０９でロータ１０１を回転駆動する。１０４は、振動子１０９を保持するための保持部としての小基台である。１０５は、固定部としてのリング基台であり、小基台１０４と、後述する加圧部材１０６及び板バネ１０７を保持する。１０６は、リング基台１０５の貫通穴部１０５ｂに嵌合する加圧部材であり、ロータ１０１の接触面１０１ａに対して垂直な方向にのみ移動可能に保持され、後述する板バネ１０７からの押圧力により小基台１０４を介して振動子１０９をロータ１０１に加圧接触させる。１０７は、弾性部材であるところの板バネであり、両端部をビス１０８にてリング基台１０５へ固定され、そして板バネの押圧力により振動子と被駆動部を加圧接触させる。そして、この加圧部材１０６と板バネ１０７が、本発明の加圧手段となる。
【００１１】
以上のように、上述した各部材が組込まれ、超音波モータとしてユニット化される。
【００１２】
図２は、図１の各部材を組込んだ状態の斜視図である。なお、図２において、振動子１０９まわりの構成は３か所とも全て同一であり、図の煩雑さを防ぐため、図中の手前側にだけ番号を付している。図に示すようにリング基台１０５の３か所において、それぞれ２つのビス１０８で固定された板バネ１０７により、加圧部材１０６と小基台１０４を介して振動子１０９に押圧力が付勢され、その結果、振動子１０９とロータ１０１の接触面１０１ａが加圧接触する。なお、実際のレンズ鏡筒などに組み込まれる際には、ロータ１０１をフォーカス機構やズーム機構に連結して駆動する。
【００１３】
次に、超音波モータの構成部材の詳細について説明する。図３は、図１及び図２における振動板１０２と小基台１０４の接続状態を説明するための拡大斜視図で、ロータ１０１側から見た図である。図において振動板１０２の中央の平板部１０２ａには、２か所の突起部１０２ｂが形成されている。突起部の上端面、すなわち、ロータ１０１の接触面１０１ａと当接する面は同一平面状に形成され、接触面との当接状態を良好にするため、製造工程時には研磨などにより均一な面に仕上げられる。
【００１４】
一方、図３に示す平板部１０２ａの裏面側（２か所の突起部１０２ｂが形成されている面と反対の面側）には圧電素子１０３が接着剤などにより圧着されている。なお、平板部１０２ａの裏側と圧電素子１０３の圧着は、圧着されればその方法は限定されない。この圧電素子１０３は複数の圧電素子膜を積層して一体化したものである。そして、この積層された圧電素子１０３に所望の交流電圧を印加することで励振させ、圧電素子１０３が圧着された振動板１０２に２つの振動モードを励起する。このとき２つの振動モードの振動位相が所望の位相差となるように設定することで、突起部１０２ｂには、図３の矢印で示すような楕円運動が発生する。この楕円運動を図１及び図２に示すような３か所の振動子１０９で発生させ、ロータ１０１の接触面１０１ａに伝達することで、ロータ１０１を回転駆動させることが可能となる。なお、前述の圧電素子の積層構造や振動モードに関する詳細は、特許文献２に記載されている内容と同様であるため、それらの説明は省略する。
【００１５】
次に、振動板１０２の両端には、小基台１０４の両側に形成された一段高い上面部１０４ａと接合するための２か所の接合部１０２ｃが形成されている。そして、振動板１０２は小基台１０４に、この接合部１０２ｃにおいて溶接や接着などにより接合されるが、振動板１０２と小基台１０４が接合されれば、その方法は限定されない。２か所の接合部１０２ｃと平板部１０２ａとの間には２か所の腕部（接続部）１０２ｄが形成され、この腕部１０２ｄを介して、振動板１０２と圧電素子１０３が小基台１０４に固定される。この腕部１０２ｄは、平板部１０２ａに発生する振動を接合部１０２ｃに伝達しにくい、すなわち、振動減衰率が高い構成とするため、図３に示すように平板部１０２ａや接合部１０２ｃに対して細い形状となっている。逆に言い換えると、剛体である小基台１０４が平板部１０２ａに発生する振動を阻害しないような連結の構成を、当該接合部１０２ｃによって実現している。また、小基台１０４の中央付近の平面部１０４ｂと、圧電素子１０３の平面部１０４ｂと対向する面（不図示）には所定の隙間２０３が形成されている。
【００１６】
振動子１０９とロータ１０１の接触面間の摩擦力で駆動する超音波モータでは、良好な接触状態を確保するため、平板部１０２ａの中央で押圧し、押圧ムラを少なくすることが重要である。平板部１０２ａの中央を押圧するためには、振動子１０９の中央を押圧することが必要となる。特許文献１に開示されている超音波モータでは、振動子を直接押圧している。そのため、振動子１０９に励起された超音波振動を阻害しないために、振動子１０９の中央は振動の節に設定する必要があった。従って、２つの振動モードを組み合わせて突起部１０２ｂに楕円運動を発生させようとした場合、どちら振動のモードについても振動子１０９の中央に振動の節を設定する必要があった。そのため、振動の設計自由度が制限されてしまうという問題があった。
【００１７】
しかしながら本発明の超音波モータでは、振動の伝搬を抑制する腕部１０２ｄを介して振動子１０９が保持部材１０４に保持されているため、振動子１０９の中央に振動の節を設定する必要がない。そのため、例えば特許文献２に記載されているように、２つある振動モードのうち、一方の振動モードの節が振動子１０９の中央に存在しない振動モードを設定することも可能となる。これにより振動の設計自由度が高い超音波モータを実現することができる。
【００１８】
本発明の超音波モータでは、突起部１０２ｂに対して駆動方向外側に腕部１０２ｄが設けられている。さらに当該腕部１０２ｄに対して駆動方向外側に接合部１０２ｃが設けられている。これにより、駆動方向と直交する方向、すなわちロータの径方向の大きさを抑えることができる。したがって、本発明により超音波モータの小型化を実現することができる。
【００１９】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図で、図２における３か所の振動子１０９のうち１か所の周囲のみを拡大している。なお、残りの２か所に関しては同様の構成を有するため説明を省略する。
【００２０】
図４（Ａ）は、ロータ１０１を上側とした図になっており、振動板１０２の２つの突起部１０２ｂにおいて、ロータ１０１の接触面１０１ａと接触する面である上端面のそれぞれの重心と、当該それぞれの重心を起点とするそれぞれの上端面の法線を含む面を切断面としている。
【００２１】
図４（Ｂ）は、図３における振動板１０２の突起部１０２ｂにおいて、接触面１０１ａと接触する全上端面の重心と接触面１０１ａの法線を含み、且つ図４（Ａ）に直交する面を切断面としている。ただし、全上端面とは、２つの上端面を全て含むものとする。
【００２２】
図４（Ａ）、（Ｂ）の２０１は、振動板１０２の突起部１０２ｂにおいて、接触面１０１ａと接触する全上端面の重心を通過し、当該接触面１０１ａの法線を含む中心線である。
【００２３】
突起部１０２ｂの上端面はロータ１０１の接触面１０１ａと当接し、加圧接触状態にある。また、振動板１０２は、両端の接合部１０２ｃが２か所の上面部１０４ａで小基台１０４と接合されている。そして、圧電素子１０３と小基台１０４の平面部１０４ｂの間には所定の隙間２０３が形成されている。
【００２４】
小基台１０４の下面側には穴部１０４ｃと長穴部１０４ｄが設けられ、リング基台１０５に形成された２か所の軸部１０５ａが嵌合している。小基台１０４の下側中央には当接部１０４ｅが設けられている。この当接部１０４ｅは、図４（Ａ）で示されるような円弧形状が、紙面奥行方向（図４（Ｂ）においては左右方向）に延在する半円筒形状となっている。そして、この当接部１０４ｅには加圧部材１０６の上端面１０６ａが接している。この上端面１０６ａは平面で形成されているため、当接部１０４ｅとの接触は、図４（Ａ）の紙面奥行方向（図４（Ｂ）においては左右方向）に長さを有する線接触となっている。なお、本実施例では当接部１０４ｅが前述のように円弧形状を有する半円筒形状としたが、当接部１０４ｅと加圧部材１０６の上端面１０６ａが直線の線接触を保てれば、その形状は限定されない。
【００２５】
リング基台１０５は、図１に示されるような板バネと対向する面に貫通穴部１０５ｂを有し、加圧部材１０６は、当該貫通穴部１０５ｂに嵌合して板バネと接触することで、板バネ１０７と協働することができる。なお、貫通穴部１０５ｂ及び加圧部材１０６の中心軸は、中心線２０１、すなわち接触面１０１ａに対して垂直な軸方向と概ね一致している。そして、図４（Ａ）、（Ｂ）の加圧部材１０６の下側の球面部１０６ｂには、板バネ１０７が変形して、その弾性力により加圧部材１０６を小基台１０４方向に付勢した状態で接触している。
【００２６】
板バネ１０７は、変形量の変化による押圧力のばらつきを低減するため、ある程度バネ定数を小さくする必要がある。従って、板バネは極力厚みを薄くし、長さもできるだけ長い方がよい。本実施例の板バネ１０７は薄板を用い、長さについては、円環状の超音波モータ内でできるだけ長いバネ長とするため、円弧形状で形成されている。そうすることで、加圧部材１０６の押圧方向の変位量に多少の変化が生じても板バネによる付勢力のばらつきを小さく抑えることができる。したがって、従来例のような押圧力に対する押圧力の調節機構が不要となる。以上のような構成で、ロータ１０１に対して振動子１０９は、小基台１０４と加圧部材１０６を介して板バネ１０７により押圧されている。
【００２７】
次に、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照し、板バネ１０７による押圧力の伝達構成について説明する。以下の説明において、押圧力ベクトルとは、各図の断面において押圧力の方向及び大きさを含む力のベクトルである。
【００２８】
まず、図４（Ａ）において、小基台１０４は、当接部１０４ｅで加圧部材１０６と接触している。また小基台１０４は、２か所の突起部１０２ｂでロータ１０１に接触しており、各接触面の重心は、中心線２０１からロータの駆動方向において等しい距離にある。一方、板バネ１０７と加圧部材１０６の接触に関し、本実施例では板バネが円弧形状で形成されているため、板バネ１０７の両端の支持部と、押圧力の入力点（板バネ１０７と加圧部材１０６の接触点）が一直線上に存在しない。従って、押圧力を発生させる際の板バネの断面は、図４（Ｂ）で示されるような、傾きを持つ状態となる。結果として、板バネ１０７によって加圧部材１０６に入力される押圧力のベクトルは矢印２０６ａとして図示することができる。加圧部材１０６と板バネ１０７の接触点は、中心線２０１上には存在せず、図４（Ｂ）においては中心線２０１の右側の点２０５にずれてしまう。
【００２９】
図４（Ｃ）に、図４（Ｂ）のＡ部の点２０５まわりの拡大詳細図を示す。板バネ１０７が加圧部材１０６に付与する押圧力はベクトル２０６ａで表され、中心線２０１に対して傾いている。従って、当該押圧力ベクトル２０６ａは、中心線２０１と平行な方向の成分ベクトル２０６ｂと、中心線２０１と垂直な方向の成分ベクトル２０６ｃに分解することができる。
【００３０】
加圧部材１０６は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、中心線２０１と概ね平行な方向にのみ自由度を持ってリング基台１０５に保持されているため、板バネ１０７が加圧部材１０６を押圧する押圧力ベクトル２０６ａは、中心線２０１方向の成分ベクトル２０６ｂに対応する力（ベクトル２０４ａ）で小基台１０４に伝達される。
【００３１】
一方、小基台１０４に伝達された押圧力（ベクトル２０４ａ）は、２つの突起部１０２ｂによって接触面１０１ａに伝達され、それぞれの突起部１０２ｂが接触面を押圧する力は押圧力ベクトル２０４ａの半分の大きさの押圧力（ベクトル２０４ｂ）となる。従って、２か所の突起部１０２ｂにおける押圧力を均等に保つことが可能となる。
【００３２】
なお、突起部１０２ｂと接触面１０１ａとの接触は面接触であるため、実際にはその面内で均一に分布した押圧力を呈するが、理解を容易にするため、面内の重心位置に働く力のベクトルとして表現している。また、加圧部材１０６と小基台１０４の当接部１０４ｅの接触は線接触であるため、実際にはその直線上で均一に分布した押圧力ベクトルとなるが、これも直線上の重心位置に働く力のベクトルとして表現している。以後、面接触や線接触の場合も重心位置における力のベクトルで表現する。
【００３３】
また、加圧部材１０６にはその側面部において、板バネ１０７によって、加圧部材１０６に入力される押圧力ベクトル２０６ａの中心線２０１と垂直な方向の成分ベクトル２０６ｃによる摩擦力が発生する。一方、軸部１０５ａでの嵌合においても摩擦力が発生する。これらの摩擦力は押圧力に対して十分に小さいため無視している。実際、この側面の仕上げをある程度滑らかにすれば、摩擦力の影響は無視できる程度に小さくできる。
【００３４】
本実施例では前述のように、加圧部材１０６がリング基台１０５に対して、概して、中心線２０１方向のみ自由度を有した状態で保持される構成となっている。従って、加圧部材１０６が小基台１０４へ与える押圧力ベクトル２０４ａは、中心線２０１と概ね一致させることができる。このとき、押圧力ベクトル２０４ａの大きさは、板バネによる押圧力ベクトル２０６ａの中心線２０１と平行な方向の成分ベクトル２０６ｂと等しくなる。これは、押圧力ベクトル２０６ａの成分ベクトル２０６ｂのみが押圧力ベクトル２０４ａとなるためである。押圧力ベクトル２０６ａ中心線２０１と垂直な方向の成分ベクトル２０６ｃは、加圧部材１０６の側面部における摩擦力に影響する。なお、加圧部材１０６の側面と貫通穴部１０５ｂの内面は、滑らかに仕上げることで、生じる摩擦力は押圧力に比べて十分小さく、加圧部材１０６のスムーズな進退を阻害することもない。最後に、１か所の突起部１０２ｂが接触面１０１ａに与える押圧力ベクトルは２０４ｂとなり、その大きさは押圧力ベクトル２０４ａの半分となる。これは、図４（Ａ）に示されるように突起部１０２ｂが２か所存在するためである。このように、図４（Ａ）、（Ｂ）の断面図を参照することにより、入力される押圧力ベクトル２０６ａの力点は中心線２０１からずれてしまい、またその方向は中心線２０１と平行ではないが、押圧力ベクトル２０４ａと２０４ｂは良好な押圧を保つことが可能となる。
【００３５】
一方、小基台１０４は当接部１０４ｅの直線状の接触部を介して押圧される構成となっている。従って、図４（Ａ）における断面においては、小基台１０４が傾き可能な構成となっており、仮に製造時の寸法誤差や外乱による部材の傾きが生じても、良好な加圧接触状態を保つことができる。
【００３６】
図５は、図４（Ａ）が示すのと同じ部材の同断面における断面図であり、図４（Ａ）の状態と比較してロータ１０１とリング基台１０５に、小基台１０４の当接部１０４ｅを回転中心として相対的な傾きが生じた場合を示している。図５においても、振動板１０２の突起部１０２ｂは、ロータ１０１の接触面１０１ａに追従し、良好な加圧接触状態を保っている。なお、小基台１０４とリング基台１０５は、穴部１０４ｃ及び長穴部１０４ｄと軸部１０５ｄで嵌合しているが、嵌合ガタ、すなわち嵌合隙間が設けられているため傾くことができる。よって、仮にロータ１０１やリング基台１０５に製造時の寸法誤差で傾きが生じた場合や、駆動時の振動や外乱により傾きが生じた場合でも、２か所の突起部１０２ｂにおける接触面１０１ｂへの良好な押圧が可能となる。
【００３７】
つまり、図４（Ａ）の断面において、図５に示すような傾きが部材間に生じた場合であっても、図４（Ａ）における小基台１０４の当接部１０４ｅと加圧部材１０６の接触を一点の点接触とし、傾きに対する接触面間の追従性を保つことで問題の解決を図っている。一方、図４（Ｂ）に示す断面では、小基台１０４の当接部１０４ｅと加圧部材１０６の接触を一直線の線接触とすることで、図４（Ｂ）の左右方向へ小基台１０４と加圧部材が互いに傾かない構成とした。
【００３８】
以上のように、本実施例では、振動の伝搬を抑制する腕部１０２ｄを介して振動子１０９が小基台１０４に保持されている。従って、振動の節の位置に制限がなくなるため、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を確保しながら、振動に対する設計自由度が改善された超音波モータを実現することが可能となる。
【００３９】
［実施例２］
実施例２は、実施例１の変形例であり、小基台１０４が加圧部材１０６と接触する当接部が、球面形状を有する形状とした例である。図６（Ａ）、（Ｂ）は、各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図で、３か所の振動子１０９のうち１か所のみを拡大している。なお、図が示す方向及び切断面の位置は、図４（Ａ）、（Ｂ）とそれぞれ同様である。図６（Ａ）、（Ｂ）を参照し、小基台１０４に球面形状を有する当接部１０４ｆを備えることで、加圧部材１０６は、図６（Ａ）の紙面奥行き方向（図６（Ｂ）においては左右方向）にも点接触となり、傾くことができる。よって、ロータ１０１やリング基台１０５の製造時の寸法誤差で径方向に傾きが生じた場合や、駆動時の振動や外乱により部材に図６（Ａ）の紙面奥行き方向（図６（Ｂ）においては左右方向）に傾きが生じた場合でも、２か所の突起部１０２ｂにおける良好な加圧接触を保つことが可能となる。なお、本実施例では当接部１０４ｅが前述のように球面形状を有する形状としたが、当接部１０４ｆと加圧部材１０６の上端面１０６ａが一点による点接触を保てれば、その形状は限定されない。
【００４０】
なお、上述の半球面形状の当接部１０４ｆ以外の構成要素、及び板バネ１０７からの押圧力の伝達方法は、実施例１と同様の構成であるためここでの説明は省略する。
【００４１】
以上のように、実施例２では小基台１０４と加圧部材１０６が球面形状を有する当接部１０４ｆで点接触する構成としたため、ロータの駆動方向のみならず、ロータの駆動方向と垂直な方向に傾きが生じたとしても、良好な加圧接触状態を保つことが可能である。
【００４２】
［実施例３］
フォーカスレンズやズームレンズ等を駆動するための駆動手段として実施例１又は２の超音波モータを有するレンズ装置を構成することによって、本発明の効果を享受することができるレンズ装置を実現することができる。
【００４３】
以上のように、振動子に発生する楕円振動により被駆動部を駆動する超音波モータにおいて、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を確保しながら、振動に対する設計自由度を改善することで、従来技術のように振動子が押圧する接触面の中心近傍に振動の節を設定しなくとも、当該接触面で良好な加圧接触状態が得られることが可能である。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０１ ロータ（被駆動部）
１０１ａ 接触面
１０２ 振動板
１０２ａ 平板部
１０２ｂ 突起部
１０２ｃ 接合部
１０２ｄ 腕部（接続部）
１０３ 圧電素子
１０４ 小基台（保持部）
１０５ リング基台
１０６ 加圧部材
１０７ 板バネ（弾性部材）
１０９ 振動子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧された振動子に楕円振動を発生させることにより被駆動部を駆動する超音波モータと、その超音波モータを使用したレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無音動作、低速から高速までの駆動が可能、高トルク出力などの特徴を活かして、例えば、カメラやレンズの駆動源として超音波モータが採用されている。特許文献１に開示された超音波モータは、回転軸を有する円環状の被駆動部と複数の振動子とから構成され、振動子は被駆動部に対し押圧された状態で接触している、いわゆる加圧接触状態となっており、円環状の被駆動部上に所定の間隔を隔てて配置されている。その加圧接触状態下で当該振動子に超音波振動が励起されると、振動子の被駆動部と接している部分に楕円運動が生じ、被駆動部が被駆動部の回転軸を中心に回転駆動される。当該振動子の被駆動部への加圧接触状態は、振動子の中央付近に設定された振動の節にあたる部分を板バネにより付勢することで得られる。そして、その押圧力の調節は、当該板バネの固定部近傍に設けられたビスと調節ワッシャーによってなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５８０５２号公報
【特許文献２】特開２００４−３０４８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された超音波モータにおいては、振動子に励起された超音波振動を阻害しないようにするために、振動子が押圧する箇所には振動の節を設定しなければならなかった。また、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を得るために接触面の中央で押圧する必要があり、そのためにも、振動子が押圧する接触面の中央近傍には振動の節を設定しなければならず、振動に対する設計自由度が制限される問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、振動子に発生する超音波振動により被駆動部を駆動する超音波モータにおいて、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を確保しながら、振動に対する設計自由度が改善された超音波モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の超音波モータは以下のような構成としている。
超音波モータは、被駆動部と接触する接触面を有し、圧電素子を含む振動子であって、前記圧電素子によって励振された超音波振動によって前記被駆動部を駆動する振動子と、前記振動子を保持する保持部と、前記接触面を前記被駆動部に押圧するために、前記保持部に向かって付勢する付勢力を付与する加圧手段と、前記加圧手段を支持する固定部とを備え、前記保持部は、前記被駆動部の駆動方向における、前記接触面の両側において前記振動子を保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、振動子に発生する超音波振動により被駆動部を駆動する超音波モータにおいて、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を確保しながら、振動に対する設計自由度が改善された超音波モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１における超音波モータの分解斜視図である。
【図２】図１に示される各部材を組込んだ状態の斜視図である。
【図３】振動子と小基台の接合状態を示す拡大斜視図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１における各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図である。（Ｃ）は、（Ｂ）のＡ部の拡大詳細図であり、弾性部材の押圧力の成分ベクトルを示す。
【図５】ロータ及びリング基台がそれぞれ傾いた状態を示す拡大断面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例２における各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例１］
以下、図を用いて本発明の実施例について説明する。なお、本実施例の超音波モータは、デジタルカメラ用のレンズ鏡筒などの駆動用アクチュエータとしてユニット化した回転駆動型モータを例に説明するが、使用用途はこれに限られたものではない。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例である超音波モータの分解斜視図である。なお、図において同一部材は同一記号で図示される。１０１は被駆動部であるロータで、後述する振動子１０９が押圧力を伴って加圧接触する接触面１０１ａを備える。１０２は、接触面１０１ａに押圧を伴う加圧接触状態で接触する振動板であり、１０３は、振動板１０２に接着剤などにより圧着されている圧電素子である。そして、振動板１０２に圧電素子１０３が圧着された状態で、圧電素子１０３に電圧を印加することにより楕円運動を発生させることができる。なお、振動板１０２と圧電素子１０３とで振動子１０９を構成している。そして、本実施例では３か所の振動子１０９でロータ１０１を回転駆動する。１０４は、振動子１０９を保持するための保持部としての小基台である。１０５は、固定部としてのリング基台であり、小基台１０４と、後述する加圧部材１０６及び板バネ１０７を保持する。１０６は、リング基台１０５の貫通穴部１０５ｂに嵌合する加圧部材であり、ロータ１０１の接触面１０１ａに対して垂直な方向にのみ移動可能に保持され、後述する板バネ１０７からの押圧力により小基台１０４を介して振動子１０９をロータ１０１に加圧接触させる。１０７は、弾性部材であるところの板バネであり、両端部をビス１０８にてリング基台１０５へ固定され、そして板バネの押圧力により振動子と被駆動部を加圧接触させる。そして、この加圧部材１０６と板バネ１０７が、本発明の加圧手段となる。
【００１１】
以上のように、上述した各部材が組込まれ、超音波モータとしてユニット化される。
【００１２】
図２は、図１の各部材を組込んだ状態の斜視図である。なお、図２において、振動子１０９まわりの構成は３か所とも全て同一であり、図の煩雑さを防ぐため、図中の手前側にだけ番号を付している。図に示すようにリング基台１０５の３か所において、それぞれ２つのビス１０８で固定された板バネ１０７により、加圧部材１０６と小基台１０４を介して振動子１０９に押圧力が付勢され、その結果、振動子１０９とロータ１０１の接触面１０１ａが加圧接触する。なお、実際のレンズ鏡筒などに組み込まれる際には、ロータ１０１をフォーカス機構やズーム機構に連結して駆動する。
【００１３】
次に、超音波モータの構成部材の詳細について説明する。図３は、図１及び図２における振動板１０２と小基台１０４の接続状態を説明するための拡大斜視図で、ロータ１０１側から見た図である。図において振動板１０２の中央の平板部１０２ａには、２か所の突起部１０２ｂが形成されている。突起部の上端面、すなわち、ロータ１０１の接触面１０１ａと当接する面は同一平面状に形成され、接触面との当接状態を良好にするため、製造工程時には研磨などにより均一な面に仕上げられる。
【００１４】
一方、図３に示す平板部１０２ａの裏面側（２か所の突起部１０２ｂが形成されている面と反対の面側）には圧電素子１０３が接着剤などにより圧着されている。なお、平板部１０２ａの裏側と圧電素子１０３の圧着は、圧着されればその方法は限定されない。この圧電素子１０３は複数の圧電素子膜を積層して一体化したものである。そして、この積層された圧電素子１０３に所望の交流電圧を印加することで励振させ、圧電素子１０３が圧着された振動板１０２に２つの振動モードを励起する。このとき２つの振動モードの振動位相が所望の位相差となるように設定することで、突起部１０２ｂには、図３の矢印で示すような楕円運動が発生する。この楕円運動を図１及び図２に示すような３か所の振動子１０９で発生させ、ロータ１０１の接触面１０１ａに伝達することで、ロータ１０１を回転駆動させることが可能となる。なお、前述の圧電素子の積層構造や振動モードに関する詳細は、特許文献２に記載されている内容と同様であるため、それらの説明は省略する。
【００１５】
次に、振動板１０２の両端には、小基台１０４の両側に形成された一段高い上面部１０４ａと接合するための２か所の接合部１０２ｃが形成されている。そして、振動板１０２は小基台１０４に、この接合部１０２ｃにおいて溶接や接着などにより接合されるが、振動板１０２と小基台１０４が接合されれば、その方法は限定されない。２か所の接合部１０２ｃと平板部１０２ａとの間には２か所の腕部（接続部）１０２ｄが形成され、この腕部１０２ｄを介して、振動板１０２と圧電素子１０３が小基台１０４に固定される。この腕部１０２ｄは、平板部１０２ａに発生する振動を接合部１０２ｃに伝達しにくい、すなわち、振動減衰率が高い構成とするため、図３に示すように平板部１０２ａや接合部１０２ｃに対して細い形状となっている。逆に言い換えると、剛体である小基台１０４が平板部１０２ａに発生する振動を阻害しないような連結の構成を、当該接合部１０２ｃによって実現している。また、小基台１０４の中央付近の平面部１０４ｂと、圧電素子１０３の平面部１０４ｂと対向する面（不図示）には所定の隙間２０３が形成されている。
【００１６】
振動子１０９とロータ１０１の接触面間の摩擦力で駆動する超音波モータでは、良好な接触状態を確保するため、平板部１０２ａの中央で押圧し、押圧ムラを少なくすることが重要である。平板部１０２ａの中央を押圧するためには、振動子１０９の中央を押圧することが必要となる。特許文献１に開示されている超音波モータでは、振動子を直接押圧している。そのため、振動子１０９に励起された超音波振動を阻害しないために、振動子１０９の中央は振動の節に設定する必要があった。従って、２つの振動モードを組み合わせて突起部１０２ｂに楕円運動を発生させようとした場合、どちら振動のモードについても振動子１０９の中央に振動の節を設定する必要があった。そのため、振動の設計自由度が制限されてしまうという問題があった。
【００１７】
しかしながら本発明の超音波モータでは、振動の伝搬を抑制する腕部１０２ｄを介して振動子１０９が保持部材１０４に保持されているため、振動子１０９の中央に振動の節を設定する必要がない。そのため、例えば特許文献２に記載されているように、２つある振動モードのうち、一方の振動モードの節が振動子１０９の中央に存在しない振動モードを設定することも可能となる。これにより振動の設計自由度が高い超音波モータを実現することができる。
【００１８】
本発明の超音波モータでは、突起部１０２ｂに対して駆動方向外側に腕部１０２ｄが設けられている。さらに当該腕部１０２ｄに対して駆動方向外側に接合部１０２ｃが設けられている。これにより、駆動方向と直交する方向、すなわちロータの径方向の大きさを抑えることができる。したがって、本発明により超音波モータの小型化を実現することができる。
【００１９】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図で、図２における３か所の振動子１０９のうち１か所の周囲のみを拡大している。なお、残りの２か所に関しては同様の構成を有するため説明を省略する。
【００２０】
図４（Ａ）は、ロータ１０１を上側とした図になっており、振動板１０２の２つの突起部１０２ｂにおいて、ロータ１０１の接触面１０１ａと接触する面である上端面のそれぞれの重心と、当該それぞれの重心を起点とするそれぞれの上端面の法線を含む面を切断面としている。
【００２１】
図４（Ｂ）は、図３における振動板１０２の突起部１０２ｂにおいて、接触面１０１ａと接触する全上端面の重心と接触面１０１ａの法線を含み、且つ図４（Ａ）に直交する面を切断面としている。ただし、全上端面とは、２つの上端面を全て含むものとする。
【００２２】
図４（Ａ）、（Ｂ）の２０１は、振動板１０２の突起部１０２ｂにおいて、接触面１０１ａと接触する全上端面の重心を通過し、当該接触面１０１ａの法線を含む中心線である。
【００２３】
突起部１０２ｂの上端面はロータ１０１の接触面１０１ａと当接し、加圧接触状態にある。また、振動板１０２は、両端の接合部１０２ｃが２か所の上面部１０４ａで小基台１０４と接合されている。そして、圧電素子１０３と小基台１０４の平面部１０４ｂの間には所定の隙間２０３が形成されている。
【００２４】
小基台１０４の下面側には穴部１０４ｃと長穴部１０４ｄが設けられ、リング基台１０５に形成された２か所の軸部１０５ａが嵌合している。小基台１０４の下側中央には当接部１０４ｅが設けられている。この当接部１０４ｅは、図４（Ａ）で示されるような円弧形状が、紙面奥行方向（図４（Ｂ）においては左右方向）に延在する半円筒形状となっている。そして、この当接部１０４ｅには加圧部材１０６の上端面１０６ａが接している。この上端面１０６ａは平面で形成されているため、当接部１０４ｅとの接触は、図４（Ａ）の紙面奥行方向（図４（Ｂ）においては左右方向）に長さを有する線接触となっている。なお、本実施例では当接部１０４ｅが前述のように円弧形状を有する半円筒形状としたが、当接部１０４ｅと加圧部材１０６の上端面１０６ａが直線の線接触を保てれば、その形状は限定されない。
【００２５】
リング基台１０５は、図１に示されるような板バネと対向する面に貫通穴部１０５ｂを有し、加圧部材１０６は、当該貫通穴部１０５ｂに嵌合して板バネと接触することで、板バネ１０７と協働することができる。なお、貫通穴部１０５ｂ及び加圧部材１０６の中心軸は、中心線２０１、すなわち接触面１０１ａに対して垂直な軸方向と概ね一致している。そして、図４（Ａ）、（Ｂ）の加圧部材１０６の下側の球面部１０６ｂには、板バネ１０７が変形して、その弾性力により加圧部材１０６を小基台１０４方向に付勢した状態で接触している。
【００２６】
板バネ１０７は、変形量の変化による押圧力のばらつきを低減するため、ある程度バネ定数を小さくする必要がある。従って、板バネは極力厚みを薄くし、長さもできるだけ長い方がよい。本実施例の板バネ１０７は薄板を用い、長さについては、円環状の超音波モータ内でできるだけ長いバネ長とするため、円弧形状で形成されている。そうすることで、加圧部材１０６の押圧方向の変位量に多少の変化が生じても板バネによる付勢力のばらつきを小さく抑えることができる。したがって、従来例のような押圧力に対する押圧力の調節機構が不要となる。以上のような構成で、ロータ１０１に対して振動子１０９は、小基台１０４と加圧部材１０６を介して板バネ１０７により押圧されている。
【００２７】
次に、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照し、板バネ１０７による押圧力の伝達構成について説明する。以下の説明において、押圧力ベクトルとは、各図の断面において押圧力の方向及び大きさを含む力のベクトルである。
【００２８】
まず、図４（Ａ）において、小基台１０４は、当接部１０４ｅで加圧部材１０６と接触している。また小基台１０４は、２か所の突起部１０２ｂでロータ１０１に接触しており、各接触面の重心は、中心線２０１からロータの駆動方向において等しい距離にある。一方、板バネ１０７と加圧部材１０６の接触に関し、本実施例では板バネが円弧形状で形成されているため、板バネ１０７の両端の支持部と、押圧力の入力点（板バネ１０７と加圧部材１０６の接触点）が一直線上に存在しない。従って、押圧力を発生させる際の板バネの断面は、図４（Ｂ）で示されるような、傾きを持つ状態となる。結果として、板バネ１０７によって加圧部材１０６に入力される押圧力のベクトルは矢印２０６ａとして図示することができる。加圧部材１０６と板バネ１０７の接触点は、中心線２０１上には存在せず、図４（Ｂ）においては中心線２０１の右側の点２０５にずれてしまう。
【００２９】
図４（Ｃ）に、図４（Ｂ）のＡ部の点２０５まわりの拡大詳細図を示す。板バネ１０７が加圧部材１０６に付与する押圧力はベクトル２０６ａで表され、中心線２０１に対して傾いている。従って、当該押圧力ベクトル２０６ａは、中心線２０１と平行な方向の成分ベクトル２０６ｂと、中心線２０１と垂直な方向の成分ベクトル２０６ｃに分解することができる。
【００３０】
加圧部材１０６は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、中心線２０１と概ね平行な方向にのみ自由度を持ってリング基台１０５に保持されているため、板バネ１０７が加圧部材１０６を押圧する押圧力ベクトル２０６ａは、中心線２０１方向の成分ベクトル２０６ｂに対応する力（ベクトル２０４ａ）で小基台１０４に伝達される。
【００３１】
一方、小基台１０４に伝達された押圧力（ベクトル２０４ａ）は、２つの突起部１０２ｂによって接触面１０１ａに伝達され、それぞれの突起部１０２ｂが接触面を押圧する力は押圧力ベクトル２０４ａの半分の大きさの押圧力（ベクトル２０４ｂ）となる。従って、２か所の突起部１０２ｂにおける押圧力を均等に保つことが可能となる。
【００３２】
なお、突起部１０２ｂと接触面１０１ａとの接触は面接触であるため、実際にはその面内で均一に分布した押圧力を呈するが、理解を容易にするため、面内の重心位置に働く力のベクトルとして表現している。また、加圧部材１０６と小基台１０４の当接部１０４ｅの接触は線接触であるため、実際にはその直線上で均一に分布した押圧力ベクトルとなるが、これも直線上の重心位置に働く力のベクトルとして表現している。以後、面接触や線接触の場合も重心位置における力のベクトルで表現する。
【００３３】
また、加圧部材１０６にはその側面部において、板バネ１０７によって、加圧部材１０６に入力される押圧力ベクトル２０６ａの中心線２０１と垂直な方向の成分ベクトル２０６ｃによる摩擦力が発生する。一方、軸部１０５ａでの嵌合においても摩擦力が発生する。これらの摩擦力は押圧力に対して十分に小さいため無視している。実際、この側面の仕上げをある程度滑らかにすれば、摩擦力の影響は無視できる程度に小さくできる。
【００３４】
本実施例では前述のように、加圧部材１０６がリング基台１０５に対して、概して、中心線２０１方向のみ自由度を有した状態で保持される構成となっている。従って、加圧部材１０６が小基台１０４へ与える押圧力ベクトル２０４ａは、中心線２０１と概ね一致させることができる。このとき、押圧力ベクトル２０４ａの大きさは、板バネによる押圧力ベクトル２０６ａの中心線２０１と平行な方向の成分ベクトル２０６ｂと等しくなる。これは、押圧力ベクトル２０６ａの成分ベクトル２０６ｂのみが押圧力ベクトル２０４ａとなるためである。押圧力ベクトル２０６ａ中心線２０１と垂直な方向の成分ベクトル２０６ｃは、加圧部材１０６の側面部における摩擦力に影響する。なお、加圧部材１０６の側面と貫通穴部１０５ｂの内面は、滑らかに仕上げることで、生じる摩擦力は押圧力に比べて十分小さく、加圧部材１０６のスムーズな進退を阻害することもない。最後に、１か所の突起部１０２ｂが接触面１０１ａに与える押圧力ベクトルは２０４ｂとなり、その大きさは押圧力ベクトル２０４ａの半分となる。これは、図４（Ａ）に示されるように突起部１０２ｂが２か所存在するためである。このように、図４（Ａ）、（Ｂ）の断面図を参照することにより、入力される押圧力ベクトル２０６ａの力点は中心線２０１からずれてしまい、またその方向は中心線２０１と平行ではないが、押圧力ベクトル２０４ａと２０４ｂは良好な押圧を保つことが可能となる。
【００３５】
一方、小基台１０４は当接部１０４ｅの直線状の接触部を介して押圧される構成となっている。従って、図４（Ａ）における断面においては、小基台１０４が傾き可能な構成となっており、仮に製造時の寸法誤差や外乱による部材の傾きが生じても、良好な加圧接触状態を保つことができる。
【００３６】
図５は、図４（Ａ）が示すのと同じ部材の同断面における断面図であり、図４（Ａ）の状態と比較してロータ１０１とリング基台１０５に、小基台１０４の当接部１０４ｅを回転中心として相対的な傾きが生じた場合を示している。図５においても、振動板１０２の突起部１０２ｂは、ロータ１０１の接触面１０１ａに追従し、良好な加圧接触状態を保っている。なお、小基台１０４とリング基台１０５は、穴部１０４ｃ及び長穴部１０４ｄと軸部１０５ｄで嵌合しているが、嵌合ガタ、すなわち嵌合隙間が設けられているため傾くことができる。よって、仮にロータ１０１やリング基台１０５に製造時の寸法誤差で傾きが生じた場合や、駆動時の振動や外乱により傾きが生じた場合でも、２か所の突起部１０２ｂにおける接触面１０１ｂへの良好な押圧が可能となる。
【００３７】
つまり、図４（Ａ）の断面において、図５に示すような傾きが部材間に生じた場合であっても、図４（Ａ）における小基台１０４の当接部１０４ｅと加圧部材１０６の接触を一点の点接触とし、傾きに対する接触面間の追従性を保つことで問題の解決を図っている。一方、図４（Ｂ）に示す断面では、小基台１０４の当接部１０４ｅと加圧部材１０６の接触を一直線の線接触とすることで、図４（Ｂ）の左右方向へ小基台１０４と加圧部材が互いに傾かない構成とした。
【００３８】
以上のように、本実施例では、振動の伝搬を抑制する腕部１０２ｄを介して振動子１０９が小基台１０４に保持されている。従って、振動の節の位置に制限がなくなるため、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を確保しながら、振動に対する設計自由度が改善された超音波モータを実現することが可能となる。
【００３９】
［実施例２］
実施例２は、実施例１の変形例であり、小基台１０４が加圧部材１０６と接触する当接部が、球面形状を有する形状とした例である。図６（Ａ）、（Ｂ）は、各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図で、３か所の振動子１０９のうち１か所のみを拡大している。なお、図が示す方向及び切断面の位置は、図４（Ａ）、（Ｂ）とそれぞれ同様である。図６（Ａ）、（Ｂ）を参照し、小基台１０４に球面形状を有する当接部１０４ｆを備えることで、加圧部材１０６は、図６（Ａ）の紙面奥行き方向（図６（Ｂ）においては左右方向）にも点接触となり、傾くことができる。よって、ロータ１０１やリング基台１０５の製造時の寸法誤差で径方向に傾きが生じた場合や、駆動時の振動や外乱により部材に図６（Ａ）の紙面奥行き方向（図６（Ｂ）においては左右方向）に傾きが生じた場合でも、２か所の突起部１０２ｂにおける良好な加圧接触を保つことが可能となる。なお、本実施例では当接部１０４ｅが前述のように球面形状を有する形状としたが、当接部１０４ｆと加圧部材１０６の上端面１０６ａが一点による点接触を保てれば、その形状は限定されない。
【００４０】
なお、上述の半球面形状の当接部１０４ｆ以外の構成要素、及び板バネ１０７からの押圧力の伝達方法は、実施例１と同様の構成であるためここでの説明は省略する。
【００４１】
以上のように、実施例２では小基台１０４と加圧部材１０６が球面形状を有する当接部１０４ｆで点接触する構成としたため、ロータの駆動方向のみならず、ロータの駆動方向と垂直な方向に傾きが生じたとしても、良好な加圧接触状態を保つことが可能である。
【００４２】
［実施例３］
フォーカスレンズやズームレンズ等を駆動するための駆動手段として実施例１又は２の超音波モータを有するレンズ装置を構成することによって、本発明の効果を享受することができるレンズ装置を実現することができる。
【００４３】
以上のように、振動子に発生する楕円振動により被駆動部を駆動する超音波モータにおいて、振動子と被駆動部の接触面の良好な加圧接触状態を確保しながら、振動に対する設計自由度を改善することで、従来技術のように振動子が押圧する接触面の中心近傍に振動の節を設定しなくとも、当該接触面で良好な加圧接触状態が得られることが可能である。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０１ ロータ（被駆動部）
１０１ａ 接触面
１０２ 振動板
１０２ａ 平板部
１０２ｂ 突起部
１０２ｃ 接合部
１０２ｄ 腕部（接続部）
１０３ 圧電素子
１０４ 小基台（保持部）
１０５ リング基台
１０６ 加圧部材
１０７ 板バネ（弾性部材）
１０９ 振動子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波モータは、
被駆動部と接触する接触面を有し、圧電素子を含む振動子であって、前記圧電素子によって励振された超音波振動によって前記被駆動部を駆動する振動子と、
前記振動子を保持する保持部と、
前記接触面を前記被駆動部に押圧するために、前記保持部を被駆動部に向かって付勢する付勢力を付与する加圧手段と、
前記加圧手段を支持する固定部と、
を備え、
前記保持部は、前記被駆動部の駆動方向における、前記接触面の両側において前記振動子を保持する、
ことを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】
前記振動子は、
前記被駆動部との前記接触面を形成する突起部を有し、前記圧電素子を含む平板部と、
前記振動子を保持するために前記保持部と接合する接合部と、
前記接合部と前記平板部を接続する接続部と、
を備え、
前記接続部は前記平板部に対し振動減衰率が高い、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
【請求項３】
前記接続部は前記平板部よりも細い、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波モータ。
【請求項４】
前記加圧手段は加圧部材と弾性部材を備え、前記弾性部材は前記加圧部材を介して前記保持部に付勢力を付与し、
前記保持部は、前記加圧部材と点接触し、前記接触面を含む平面の法線であって、前記接触面の重心を通る法線を含む当接部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波モータ。
【請求項５】
前記加圧手段は加圧部材と弾性部材を備え、前記弾性部材は前記加圧部材を介して前記保持部に付勢力を付与し、
前記保持部は、前記被駆動部の駆動方向に垂直な方向で前記加圧部材と線接触する当接部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波モータ。
【請求項６】
前記振動子と前記保持部の間には隙間が設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波モータ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波モータを、被駆動部を駆動する駆動手段として備える、ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項１】
超音波モータは、
被駆動部と接触する接触面を有し、圧電素子を含む振動子であって、前記圧電素子によって励振された超音波振動によって前記被駆動部を駆動する振動子と、
前記振動子を保持する保持部と、
前記接触面を前記被駆動部に押圧するために、前記保持部を被駆動部に向かって付勢する付勢力を付与する加圧手段と、
前記加圧手段を支持する固定部と、
を備え、
前記保持部は、前記被駆動部の駆動方向における、前記接触面の両側において前記振動子を保持する、
ことを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】
前記振動子は、
前記被駆動部との前記接触面を形成する突起部を有し、前記圧電素子を含む平板部と、
前記振動子を保持するために前記保持部と接合する接合部と、
前記接合部と前記平板部を接続する接続部と、
を備え、
前記接続部は前記平板部に対し振動減衰率が高い、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
【請求項３】
前記接続部は前記平板部よりも細い、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波モータ。
【請求項４】
前記加圧手段は加圧部材と弾性部材を備え、前記弾性部材は前記加圧部材を介して前記保持部に付勢力を付与し、
前記保持部は、前記加圧部材と点接触し、前記接触面を含む平面の法線であって、前記接触面の重心を通る法線を含む当接部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波モータ。
【請求項５】
前記加圧手段は加圧部材と弾性部材を備え、前記弾性部材は前記加圧部材を介して前記保持部に付勢力を付与し、
前記保持部は、前記被駆動部の駆動方向に垂直な方向で前記加圧部材と線接触する当接部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波モータ。
【請求項６】
前記振動子と前記保持部の間には隙間が設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波モータ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波モータを、被駆動部を駆動する駆動手段として備える、ことを特徴とするレンズ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３８８７８（Ｐ２０１３−３８８７８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２０１８（Ｐ２０１１−１７２０１８）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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