(57)【要約】【課題】小型化可能であり、かつ、駆動効率や耐久性等の駆動性能の良好な振動アクチュエータを提供する。【解決手段】振動アクチュエータ（１０）は、駆動信号が入力される入力面（１１ａ）と接地面（１１ｂ）とを有する電気機械変換素子（１１）と、入力面（１１ａ）に接合される第１の弾性体（１２Ａ）と、接地面（１１ｂ）に接合される第２の弾性体（１２Ｂ）と、第１の弾性体（１２Ａ）に加圧接触され、第１の弾性体（１２Ａ）に対して相対移動する第１の相対移動部材（１３Ａ）と、第２の弾性体（１２Ｂ）に加圧接触され、第２の弾性体（１２Ｂ）に対して相対移動する第２の相対移動部材（１３Ｂ）と備えるものとした。【選択図】図２
2010220438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号が入力される入力面と接地面とを有する電気機械変換素子と、
前記入力面に接合される第１の弾性体と、
前記接地面に接合される第２の弾性体と、
前記第１の弾性体と加圧接触され、前記第１の弾性体に対して相対移動する第１の相対移動部材と、
前記第２の弾性体と加圧接触され、前記第２の弾性体に対して相対移動する第２の相対移動部材と、
を備える振動アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の振動アクチュエータにおいて、
前記第１の相対移動部材及び前記第２の相対移動部材は、同軸の出力軸に出力を伝えること、
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の振動アクチュエータにおいて、
前記入力面に入力される前記駆動信号によって、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体がともに励振されること、
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、
前記第１の相対移動部材の前記第１の弾性体に対する相対移動速度と、前記第２の相対移動部材の前記第２の弾性体に対する相対移動速度とは、前記第１の弾性体又は前記第２の弾性体の厚さを変えることにより略同等となるように調整可能であること、
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、
前記第１の相対移動部材の出力を伝える第１の出力軸と、前記第２の相対移動部材の出力を伝える第２の出力軸とは、別部材であり、同軸クラッチ機構により連結されていること、
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備えるレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備えるカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動アクチュエータ、これを備えるレンズ鏡筒及びカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機械変換素子の伸縮を利用して、弾性体と相対移動部材との接触面に進行性振動波（以下、進行波という）を発生させ、進行波によって駆動面に発生した楕円運動の波頭に相対移動部材を加圧接触させて相対移動部材を駆動する振動アクチュエータが知られている。
例えば、特許文献１では、１つの電気機械変換素子の伸縮を利用して複数の相対移動部材を独立して駆動し、各出力軸から独立した出力を得る振動アクチュエータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２９９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような振動アクチュエータでは、電気機械変換素子と弾性体との接合面の面積や相対移動部材と弾性体とが接触する面の面積を増やすことにより、振動アクチュエータの駆動トルクの向上等を図ることができる。
しかし、近年では振動アクチュエータの小型化が要求されている。また、駆動効率や耐久性、駆動トルクの向上等の駆動性能の向上は、常に要求される事項である。
そのため、小型化と駆動性能の向上とを両立した振動アクチュエータへの要望が高まっている。
【０００５】
本発明の課題は、小型化可能であり、駆動効率や耐久性等の駆動性能の良好な振動アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
請求項１の発明は、駆動信号が入力される入力面（１１ａ）と接地面（１１ｂ）とを有する電気機械変換素子（１１）と、前記入力面に接合される第１の弾性体（１２Ａ）と、前記接地面に接合される第２の弾性体（１２Ｂ）と、前記第１の弾性体と加圧接触され、前記第１の弾性体に対して相対移動する第１の相対移動部材（１３Ａ）と、前記第２の弾性体と加圧接触され、前記第２の弾性体に対して相対移動する第２の相対移動部材（１３Ｂ）と、を備える振動アクチュエータ（１０，２０，３０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータにおいて、前記第１の相対移動部材（１３Ａ）及び前記第２の相対移動部材（１３Ｂ）は、同軸の出力軸（１５，３１Ａ，３１Ｂ）に出力を伝えること、を特徴とする振動アクチュエータ（１０，２０，３０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動アクチュエータにおいて、前記入力面（１１ａ）に入力される前記駆動信号によって、前記第１の弾性体（１２Ａ）及び前記第２の弾性体（１２Ｂ）がともに励振されること、を特徴とする振動アクチュエータ（１０，２０，３０）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、前記第１の相対移動部材（１３Ａ）の前記第１の弾性体（１２Ａ）に対する相対移動速度と、前記第２の相対移動部材（１３Ｂ）の前記第２の弾性体（１２Ｂ）に対する相対移動速度とは、前記第１の弾性体又は前記第２の弾性体の厚さを変えることにより略同等となるように調整可能であること、を特徴とする振動アクチュエータ（１０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、前記第１の相対移動部材（１３Ａ）の出力を伝える第１の出力軸（３１Ａ）と、前記第２の相対移動部材（１３Ｂ）の出力を伝える第２の出力軸（３１Ｂ）とは、別部材であり、同軸クラッチ機構（３２）により連結されていること、を特徴とする振動アクチュエータ（３０）である。
【０００７】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０，２０，３０）を備えるレンズ鏡筒（３）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０，２０，３０）を備えるカメラ（１）である。
【０００８】
なお、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小型化可能であり、かつ、駆動効率や耐久性等の駆動性能の良好な振動アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態のカメラ１を説明する図である。
【図２】第１実施形態の超音波モータ１０を示す図である。
【図３】第２実施形態の超音波モータ２０を示す図である。
【図４】第３実施形態の超音波モータ３０を示す図である。
【図５】同軸クラッチ機構３２を示す図である。
【図６】同軸クラッチ機構の変形形態を示す図である。
【図７】同軸クラッチ機構の変形形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、振動アクチュエータとして、超音波モータを例に挙げて説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のカメラ１を説明する図である。
第１実施形態のカメラ１は、撮像素子８を有するカメラボディ２と、レンズ７を有するレンズ鏡筒３とを備えている。
レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒３は、交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒としてもよい。
【００１３】
レンズ鏡筒３は、レンズ７、カム筒６、ギア４，５、超音波モータ１０等を備えている。本実施形態では、超音波モータ１０は、カメラ１のフォーカス動作時にレンズ７を駆動する駆動源として用いられており、超音波モータ１０から得られた駆動力は、ギア４，５を介してカム筒６に伝えられる。レンズ７は、カム筒６にレンズ枠７ａを介して保持されており、超音波モータ１０の駆動力により、光軸方向（図１中に示す、矢印Ｌ方向）に略平行に移動して、焦点調節を行うフォーカスレンズである。
図１において、レンズ鏡筒３内に設けられた不図示のレンズ群（レンズ７を含む）によって、撮像素子８の撮像面に被写体像が結像される。撮像素子８によって、結像された被写体像が電気信号に変換され、その信号をＡ／Ｄ変換することによって、画像データが得られる。
【００１４】
図２は、第１実施形態の超音波モータ１０を示す図である。
第１実施形態の超音波モータ１０は、圧電体１１と、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂと、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂと、第１及び第２の加圧部１４Ａ，１４Ｂと、出力軸１５等とを備えている。
圧電体１１、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂ、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂは、略円環形状であり、その中空部に出力軸１５が挿入されている。
圧電体１１、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂ、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂは、円環中心軸が一致しており、その円環中心軸は、出力軸１５の軸心に一致している。
出力軸１５（円環中心軸）に沿って、圧電体１１の一方側には、第１の弾性体１２Ａ及び第１の移動体１３Ａが設けられ、他方側には、第２の弾性体１２Ｂ及び第２の移動体１３Ｂが設けられている。
なお、図２等に示す矢印Ｚ方向は、出力軸１５の軸心方向（圧電体１１等の円環中心軸方向）に平行である。本実施形態では、矢印Ｚ方向（軸心方向）は、図１に示す矢印Ｌ方向（光軸）と平行であるとする。
この超音波モータ１０は、圧電体１１と第１及び第２の弾性体１２Ａ、１２Ｂを固定側とし、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂを回転駆動する形態となっている。
【００１５】
圧電体１１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する機能を有する。本実施形態では、圧電体１１として圧電素子を用いたが、これに限らず、電歪素子を用いてもよい。
この圧電体１１は、略円環形状の部材である。圧電体１１の矢印Ｚ方向の両端面１１ａ，１１ｂには、不図示の電極部が形成されている。一方の面は、不図示の駆動回路から駆動信号（駆動電圧）が入力される入力面１１ａであり、他方の面は、接地面１１ｂである。入力面１１ａの電極部には、不図示のフレキシブルプリント基板が接続されており、不図示の駆動回路からこのフレキシブルプリント基板に供給された駆動振動によって、圧電体１１が収縮する。
【００１６】
第１の弾性体１２Ａと第２の弾性体１２Ｂとは、同様の形状であり、矢印Ｚ方向において圧電体１１に対して対称な形状となるように配置されている。第１の弾性体１２Ａは、圧電体１１の入力面１１ａに、第２の弾性体１２Ｂは、圧電体１１の接地面１１ｂに、それぞれ導電性を有する接着剤等を用いて接合されている。
矢印Ｚ方向において、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂの圧電体１１側は、周方向に連続したベース部１２１Ａ，１２１Ｂとなっている。また、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂの圧電体１１とは反対側には、複数の溝を切って形成された第１及び第２の櫛歯部１２２Ａ，１２２Ｂが形成されている。
この第１及び第２の櫛歯部１２２Ａ，１２２Ｂの先端面は、それぞれ、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂと摩擦接触し、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂを駆動する第１及び第２の駆動面１２３Ａ，１２３Ｂとなる。
第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂは、ともにステンレス鋼やインバー鋼等の共振先鋭度の大きな金属材料等により形成されている。また、第１及び第２の駆動面１２３Ａ，１２３Ｂには、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）めっき等の潤滑性の表面処理がなされている。
【００１７】
第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂのベース部１２１Ａ，１２１Ｂの内径側には、ベアリング１７Ａ，１７Ｂが配置されている。このベアリング１７Ａ，１７Ｂの外輪には、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂのベース部１２１Ａ，１２１Ｂの内周面が接し、内輪には出力軸１５の外周面が接している。また、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂは、不図示の支持部材により、出力軸１５の軸心方向（矢印Ｚ方向）には移動可能であるが、軸心を中心として回転不可能に支持されている。
そのため、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂと出力軸１５が一体となって回転すると、ベアリング１７Ａ，１７Ｂの内輪は出力軸１５と一体となって回転するが、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂは、回転しない。
【００１８】
第１の移動体１３Ａと第２の移動体１３Ｂとは、同様の形状である。第１の移動体１３Ａは、矢印Ｚ方向において、第１の弾性体１２Ａの圧電体１１とは反対側に配置されている。第２の移動体１３Ａは、矢印Ｚ方向において第２の弾性体１２Ｂの圧電体とは反対側に配置されている。第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂは、圧電体１１に対して対称な形状となるように配置されている。
本実施形態の第１の移動体１３Ａは、第１の駆動面１２３Ａと加圧接触し、第１の駆動面１２３Ａに生じる進行波によって回転駆動される。本実施形態の第２の移動体１３Ｂは、第２の駆動面１２３Ｂと加圧接触し、第２の駆動面１２３Ｂに生じる進行波によって回転駆動される。
第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂは、ともにアルミニウム等の軽金属により形成されている。また、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂがそれぞれ第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂ（第１及び第２の駆動面１２３Ａ，１２３Ｂ）との接触する面の表面には、耐磨耗性を向上するためのアルマイト等の表面処理が施されている。
【００１９】
第１及び第２の加圧部１４Ａ，１４Ｂは、軸心方向（矢印Ｚ方向）に加圧力を発生し、第１の移動体１３Ａと第１の弾性体１２Ａ、及び、第２の移動体１３Ｂと第２の弾性体１２Ｂとを、それぞれ加圧接触させる機能を有する。
本実施形態の第１の加圧部１４Ａは、矢印Ｚ方向において、第１の移動体１３Ａの第１の弾性体１２Ａとは反対側に配置され、第２の加圧部１４Ｂは、第２の移動体１３Ｂの第２の弾性体１２Ｂとは反対側に設けられている。
また、第１の加圧部１４Ａは、その第１の移動体１３Ａとは反対側の端部が出力軸１５に嵌められた第１のストッパ１８Ａによって押さえられ、出力軸１５に対する矢印Ｚ方向の位置を規制されている。第２の加圧部１４Ｂも同様に、その第２の移動体１３Ｂとは反対側の端部が出力軸１５に嵌められた第２のストッパ１８Ｂによって押さえられ、出力軸１５に対する矢印Ｚ方向の位置が規制されている。
本実施形態の第１及び第２の加圧部１４Ａ，１４Ｂは、ともに同一の圧縮コイルバネを用いているが、これに限定されるものではなく、他のバネ等を用いてもよい。また、第１の加圧部１４Ａと第１の移動体１３Ａとの間や、第２の加圧部１４Ｂと出力ギア１６との間等に、不図示の加圧力調整ワッシャーを設けて、超音波モータ１０の駆動に適正な加圧力が得られるように調整してもよい。
【００２０】
出力軸１５は、略円筒形状の部材である。この出力軸１５は、その軸心を中心として、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂ及び出力ギア１６と一体となって回転可能である。この出力軸１５が第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂや出力ギア１６と一体となって回転可能となるように、出力軸１５の少なくとも第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂ及び出力ギア１６に相当する部分又は出力軸１５の全長に、Ｄカット等を施してもよい。
この出力軸１５は、第１の移動体１３Ａ及び第２の移動体１３Ｂと一体となって回転することにより、第１の移動体１３Ａ及び第２の移動体１３Ｂの回転運動を取り出して後述の出力ギア１６に伝える。
【００２１】
本実施形態の出力ギア１６は、矢印Ｚ方向において第２の移動体１３Ｂと第２の加圧部１４Ｂとの間に配置され、出力軸１５と一体となって回転可能に設けられている。出力ギア１６は、出力軸１５の回転と一体となって回転し、出力軸１５が取り出した出力（駆動力）をギア４（図１参照）に伝達する。
なお、本実施形態の第１及び第２の加圧部１４Ａ，１４Ｂは、一方の端部がそれぞれ第１及び第２のストッパ１８Ａ，１８Ｂにより出力軸１５に対する矢印Ｚ方向の位置が規制されているが、圧電体１１と接合された第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂや第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂ、出力ギア１６は、出力軸１５に対する矢印Ｚ方向の位置が規制されていない。従って、第１の弾性体１２Ａと第１の移動体１３Ａとに加えられる加圧力と、第２の弾性体１２Ｂと第２の移動体１３Ｂとに加えられる加圧力とは、第１の加圧部１４Ａと第２の加圧部１４Ｂとが発生する加圧力の平均値であり、等しい大きさとなっている。
【００２２】
本実施形態の超音波モータ１０の動作について説明する。
本実施形態の超音波モータ１０は、不図示のフレキシブルプリント基板から駆動信号が圧電体１１に入力されると、圧電体１１が伸縮して第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂを、ともに励振する。このとき、圧電体１１の入力面１１ａを基準として矢印Ｚ方向の第１の弾性体１２Ａ側を正として見た場合の振動は、接地面１１ｂを基準として矢印Ｚ方向の第２の弾性体１２Ｂ側を正として見た場合の振動とは振幅が逆向きである。そしてこの励振によって第１の駆動面１２３Ａと第２の駆動面１２３Ｂには、周期が等しく振幅が略等しい進行波が発生する。
【００２３】
そのため、例えば、矢印Ｚ方向に平行な任意の直線Ｓが第１の駆動面１２３Ａ上の任意の点ｔ１と第２の駆動面１２３Ｂ上の任意の点ｔ２とを通るとすると（図２参照）、第１の駆動面１２３Ａに発生する進行波により点ｔ１が第１の移動体１３Ａ側に最大の変位となるとき、点ｔ２は第２の駆動面１２３Ｂに発生する進行波により圧電体１１側に最大の変位をとる。また、第１の駆動面１２３Ａに発生する進行波により点ｔ１が圧電体１１側に最大の変位をとるとき、点ｔ２は第２の駆動面１２３Ｂに発生する進行波により第２の移動体１３Ｂ側に最大の変位をとる。
【００２４】
従って、第１の駆動面１２３Ａに発生する進行波と、第２の駆動面１２３ＢにＡに発生する進行波とは、例えば、出力軸１５の軸心に沿って出力ギア１６側から第１及び第２の駆動面１２３Ａ，１２３Ｂを見た場合に、同一方向に進行する。このような進行波によって第１及び第２の駆動面１２３Ａ，１２３Ｂに生じる楕円運動により、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂは、出力軸１５の軸心を中心として同一方向へ回転駆動される。
そして、第１の移動体１３Ａの駆動力と第２の移動体１３Ｂの駆動力とを合わせた駆動力が、出力として出力軸１５によって取り出され、出力ギア１６等を介してギア４（図１参照）へと伝えられる。
【００２５】
本実施形態によれば、１つの圧電体１１に１つの駆動信号を与えることにより、２つの弾性体（第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂ）が励振され、２つの移動体（第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂ）を駆動することができる。
従って、本実施形態と略同径であるが従来のようにそれぞれ１つの圧電体と弾性体と移動体とで構成した超音波モータ（例えば、本実施形態の圧電体１１と第２の弾性体１２Ｂと第２の移動体１３Ｂと第２の加圧部１４Ｂとで構成されるような超音波モータ）に比べて、１／２の加圧力で同等の駆動力を得ることができる。従って、第１の弾性体１２Ａと第１の移動体１３Ａとが接する面、及び、第２の弾性体１２Ｂと第２の移動体１３Ｂとが接する面に加えられる加圧力を従来の超音波モータに比べて低減できるので、弾性体と移動体との接触面の磨耗が低減し、耐久性を向上することができる。
一方、加圧力を従来の超音波モータと同等とした場合には、２つの移動体（第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂ）の駆動力の合力が出力として得られるので、等しい加圧力で、従来の超音波モータの２倍の駆動トルクを得ることができる。
また、本実施形態では、１つの圧電体１１に駆動信号を与えて２つの弾性体（第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂ）を励振するので、駆動信号を与えるための回路が１つでよく、生産コストの低減や駆動効率の向上を図ることができる。
さらに、本実施形態によれば、弾性体（第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂ）や移動体（第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂ）の径を大きくすることなく、弾性体と移動体とが接する面の面積を広げることができる。従って、小径化（小型化）した場合にも良好な駆動性能を得ることができる。
【００２６】
なお、本実施形態の超音波モータ１０では、圧電体１１と第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂとの接着強度の差等から、第１の移動体１３Ａと第２の移動体１３Ｂの駆動速度（角速度）に差が生じて出力軸１５にねじれが生じる場合がある。この出力軸１５のねじれは、駆動効率の低下や駆動不良等の要因となる。そこで、第１の移動体１３Ａと第２の移動体１３Ｂの駆動速度（角速度）に差が生じた場合には、以下の方法等により、出力軸１５のねじれを容易に解消することができる。
（１）第１の弾性体１２Ａの第１の櫛歯部１２２Ａ又は第２の弾性体１２Ｂの第２の櫛歯部１２２Ｂの高さを調整する。
角速度が速い方の弾性体の櫛歯部の先端面を研磨する等して、櫛歯部の高さを低くすることにより、その角速度を遅くする。
（２）制振材の配置
角速度が速い方の弾性体と移動体とが接する面（摺動面）に、ゴム製の制振材等を配置することにより、その角速度を遅くする。
このような方法により、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂの角速度を略等しくすることができ、出力軸１５の回転のねじれを解消できる。
【００２７】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の超音波モータ２０を示す図である。
第２実施形態の超音波モータ２０は、出力軸１５に対する第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂの矢印Ｚ方向の位置を規制するベアリング２１を設けている点以外は、第１実施形態に示した超音波モータとは略同様の形態である。よって、前述の第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
第２実施形態の超音波モータ２０は、圧電体１１と、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂと、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂと、第１及び第２の加圧部１４Ａ，１４Ｂと、出力軸１５と、出力ギア１６等とを備えている。
この超音波モータ２０は、第１実施形態の超音波モータ１０と同様に、カメラ１のレンズ鏡筒３に備えられ、フォーカス動作の駆動源として用いられる。
【００２８】
出力軸１５には、矢印Ｚ方向において圧電体１１と等しい位置に、すなわち、圧電体１１の中空部の内側に、ベアリング２１が設けられている。このベアリング２１の外輪は、圧電体１１の内周面に接する形で配置され、圧電体１１と第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂの矢印Ｚ方向の位置を規制している。また、ベアリング２１の内輪は、出力軸１５の外周面に接しており、出力軸１５の回転と一体となって回転する。このベアリング２１により、出力軸１５の回転運動を妨げることなく、圧電体１１に接合された第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂの出力軸１５に対する矢印Ｚ方向の位置を規制することができる。
また、本実施形態の出力軸１５の第１の加圧部１４Ａの第１の移動体とは反対側、第２の加圧部１４Ｂの第２の移動体とは反対側には、出力軸１５に沿って矢印Ｚ方向に移動可能なバネ受け部２２Ａ，２２Ｂが設けられている。このバネ受け部２２Ａ，２２Ｂは、不図示の制御部等からの指示により、出力軸１５に沿って矢印Ｚ方向にそれぞれ移動可能である。
【００２９】
本実施形態によれば、ベアリング２１によって圧電体１１及び第１，第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂの出力軸１５に対する矢印Ｚ方向の位置を規制されているので、バネ受け部２２Ａ，２２Ｂを用いて、第１の加圧部１４Ａの加圧力と、第２の加圧部１４Ｂの加圧力とを独立して制御できる。従って、第１の移動体１３Ａと第２の移動体１３Ｂとの角速度に差が生じた場合に、第１及び第２の加圧部１４Ａ，１４Ｂの加圧力をそれぞれ個別に制御することにより、機械的な加工を行うことなく容易に角速度の差を解消でき、出力軸１５のねじれを防止できる。
よって、本実施形態によれば、第１実施形態に示した効果に加えて、出力軸１５のねじれによる駆動効率の低下を容易に防ぐことができ、良好な駆動を行うことができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、圧電体１１、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂの出力軸１５に対する矢印Ｚ方向における位置を規制する機構として、ベアリング２１を設ける例を示したが、これに限らず、出力軸１５の回転を妨げることなく、圧電体１１と第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂの軸方向の位置を規制する機能を有するものであれば、例えば、出力軸１５に勘合した略円環形状のストッパや出力軸１５に一体に形成されたフランジ等を用いてもよい。
【００３１】
（第３実施形態）
図４は、第３実施形態の超音波モータ３０を示す図である。
なお、第３実施形態の超音波モータ３０は、第１の移動体１３Ａの出力を取り出す第１の出力軸３１Ａと第２の移動体１３Ｂの出力を取り出す第２の出力軸３１Ｂとが別部材である点が異なる以外は、第１実施形態に示した超音波モータ１０と略同様の形態である。よって。前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
第３実施形態の超音波モータ３０は、圧電体１１と、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂと、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂと、第１及び第２の加圧部１４Ａ，１４Ｂと、出力軸３１（３１Ａ，３１Ｂ）と、出力ギア１６等とを備えている。
この超音波モータ２０は、第１実施形態の超音波モータ１０と同様に、カメラ１のレンズ鏡筒３に備えられ、フォーカス動作の駆動源として用いられる。
【００３２】
第３実施形態の出力軸３１（３１Ａ，３１Ｂ）は、第１の移動体の駆動力を伝える第１の出力軸３１Ａと、第２の移動体１３Ｂの駆動力を伝える第２の出力軸３１Ｂとを備えている。この第１の出力軸３１Ａ及び第２の出力軸３１Ｂは、略円筒形状の部材であり、同軸であるが別体であり、同軸クラッチ機構３２で連結されている。
【００３３】
ここで、同軸クラッチ機構３２とは、第１の出力軸３１Ａの回転を第２の出力軸３１Ｂへ伝達するが、第１の出力軸３１Ａと第２の出力軸３１Ｂ間の角速度の多少の差は吸収する作用を有する機構であり、所謂、滑り軸受けの一種である。
図５は、同軸クラッチ機構３２を示す図である。図５（ａ）は、同軸クラッチ機構３２の軸心方向（矢印Ｚ方向）の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す断面の斜視図である。
同軸クラッチ機構３２は、第１の出力軸３１Ａの第２の出力軸３１Ｂ側の端部に形成された略円筒形状の凹部３２１と、第２の出力軸３１Ｂの第１の出力軸３１Ａ側の端部に形成された略円柱形状の凸部３２２とからなる。
【００３４】
図５に示すように、凸部３２２の先端部３２２ａは、第２の出力軸３１Ｂの凸部３２２以外の部分よりも径が小さく、かつ、凸部３２２の頚部３２２ｂよりも径が大きい。また、凹部３２１は、第２の出力軸３１Ｂ側がその反対側に比べて径が若干小さい。凸部３２２は、凹部３２１に圧入されており、先端部３２２ａは、抜け止めの機能を有する。
また、凸部３２２は、凹部３２１に圧入されており、凸部３２２の外周面３２２ｃと凹部３２１の内周面３２１ｃとが接している。本実施形態の第１の出力軸３１Ａ及び第２の出力軸３１Ｂは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）等により形成されているので、摩擦抵抗が低い。従って、第１の出力軸３１Ａと第２の出力軸３１Ｂとの間に角速度の微小な差が生じた場合に、凸部３２２の外周面３２２ｃと凹部３２１の内周面３２１ｃとが摩擦摺動する。この同軸クラッチ機構３２は、ラジアル滑り軸受けとしての機能を有する。
【００３５】
同軸クラッチ機構３２は、凸部３２２の頚部３２２ｂ及び先端部３２２ａの軸心に平行な外周面３２２ｃと凹部３２１の内周面３２１ｃとが摩擦摺動することにより、角速度差を摩擦熱等に変換し、第１の出力軸３１Ａと第２の出力軸３１Ｂとの角速度の差による出力軸のねじれを吸収することができる。
なお、本実施形態では、第１及び第２の出力軸３１Ａ，３１Ｂは、ともにＰＴＦＥにより形成されている例を示したが、摺動面（凸部３２２の外周面３２２ｃと凹部３２１の内周面３２１ｃ）が摩擦摺動可能なある程度の滑りやすさを有していればよく、例えば、凸部３２２の外周面３２２ｃ及び凹部３２１の内周面３２１ｃのみ又は同軸クラッチ機構３２に相当する部分にのみＰＴＦＥ等の樹脂を塗布する等して形成してもよい。
【００３６】
以上のことから、本実施形態の同軸クラッチ機構３２は、第１の出力軸３１Ａの回転を第２の出力軸３１Ｂへ伝えつつ、第１の出力軸３１Ａの角速度と第２の出力軸３１Ｂの角速度との差に起因する出力軸のねじれを吸収することが可能となる。
従って、本実施形態によれば、第１実施形態に示した効果に加えて、出力軸のねじれによる駆動効率の低下を防ぎ、良好な駆動を行うことができる。
また、同軸クラッチ機構３２は、構造が簡単であるので、生産コストを抑えることができる。
【００３７】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能である。
（１）各実施形態において、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂのベース部１２１Ａ，１２１Ｂの厚さ（矢印Ｚ方向の寸法）は、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂと同径の従来の超音波モータ（１つの圧電体に対して１つの弾性体及び１つの移動体からなる超音波モータ）の弾性体のベース部の厚さの１／２程度とすることが、駆動効率を上げる観点から好ましい。通常、ベース部の厚さが厚い場合には、弾性体を励振するための駆動電圧が大きくなる。そこで、ベース部１２１Ａ，１２１Ｂの厚さを従来の超音波モータのベース部の厚さの１／２とすることにより、従来の駆動電圧の大きさで駆動することができ、消費電力の増加を防止できる。
【００３８】
（２）第２実施形態において、同軸クラッチ機構の例としてラジアル滑り軸受けを利用した同軸クラッチ機構３２を示したが、これに限らず、例えば、以下に示すような形態の同軸クラッチ機構を用いてもよい。
図６，図７は、同軸クラッチ機構の変形形態を示す図である。図６は、ラジアル及びスラスト滑り軸受けを利用した同軸クラッチ機構４２を示す図である。図７は、スラスト滑り軸受けを利用した同軸クラッチ機構５２，６２を示す図である。
図６に示す同軸クラッチ機構４２は、第１の出力軸４１Ａに形成された略円錐状の凹部４１３に対して、第２の出力軸４１Ｂに形成された略円錐状の凸部４１６が嵌め合わされており、第１の出力軸４１Ａ及び第２の出力軸４１Ｂに形成された貫通孔４１４，４１５にピン４２１が挿入されることにより第１の出力軸４１Ａと第２の出力軸４１Ｂとが連結された形態となっている。
【００３９】
第１の出力軸４１Ａは、軸心方向（矢印Ｚ方向）に伸びる中空部４１２を有する略円筒形状の部材であり、第２の出力軸４１Ｂ側の端部付近に底部４１２ａを有し、第２の出力軸４１Ｂ側には、軸心を中心とした略円錐状の凹部４１３が形成されている。底部４１２ａには、軸心を中心とする貫通孔４１４が形成されている。
第２の出力軸４１Ｂは、略円筒形状であり、第１の出力軸４１Ａ側には、第１の出力軸４１Ａの凹部４１３に対応した略円錐状の凸部４１６が形成されている。第２の出力軸４１Ｂは、軸心を中心とする貫通孔４１５が形成され、ピン４２１は、貫通孔４１４，４１５に嵌装され、第２の出力軸４１Ｂと一体となって回転する。
この変形形態の同軸クラッチ機構４２では、第１の出力軸４１Ａの凹部４１３と第２の出力軸の凸部４１６とが接する斜面が、第１の出力軸４１Ａと第２の出力軸４１Ｂとの摩擦摺動面となる。
【００４０】
ピン４２１は、第１の出力軸４１Ａ側の端部であるフランジ部４２１ａの径が他の部分の径（貫通孔４１４，４１５に嵌装されている部分）に比べて大きく、抜け止めとなっている。また、フランジ部４２１ａと第１の出力軸４１Ａの底部４１２ａとの間には、圧縮コイルばね等の加圧部材４１７が設けられている。加圧部材４１７は、第１の出力軸４１Ａと第２の出力軸４１Ｂとの摩擦摺動面の摩擦力を調整する機能を有する。
この同軸クラッチ機構４２は、第１の出力軸４１Ａの凹部４１３と第２の出力軸の凸部４１６との摩擦摺動面が、図６に示すように軸心（矢印Ｚ方向）に対して角度をなす斜面であり、ラジアル及びスラスト滑り軸受けとして機能する。
このような同軸クラッチ機構４２であっても、第１の出力軸４１Ａと第２の出力軸４１Ｂとの角速度の差に起因する出力軸のねじれを解消できる。
また、このような形態の同軸クラッチ機構４２とすることにより、径方向（軸心に対して直交する方向）からの外力等による、第１の出力軸４１Ａと第２の出力軸４１Ｂとのガタつきを防止し、そのような外力による凸部４１６や凹部４１３、ピン４２１等の破損を防止できる。
【００４１】
次に、図７に示す同軸クラッチ機構５２，６２では、前述の同軸クラッチ機構４２と同様にピンを備えているが、第１の出力軸５１Ａ，６１Ａと第２の出力軸５１Ｂ，６１Ｂとの摩擦摺動面は、ともに軸心方向（矢印Ｚ方向）に垂直な面である点が異なっている。図７において、図６に示す同軸クラッチ機構４２と同様の機能を果たす部分には、末尾に同一の符号を付して示し、重複する説明を省略している。
第１の出力軸５１Ａ，６１Ａの第２の出力軸５１Ｂ，６１Ｂ側に形成された略円筒形状の凹部５１３，６１３に対して、第２の出力軸５１Ｂ，６１Ｂの第１の出力軸５１Ａ，６１Ａ側に形成された略円柱形状の凸部５１６，６１６が挿入されている。
同軸クラッチ機構５２，６２において、第１の出力軸５１Ａ，６１Ａの第２の出力軸５１Ｂ，６１Ｂ側の端部であって軸心方向に直交する面５１８，６１８と、第２の出力軸５１Ｂの第１の出力軸５１Ａ側の端部であって軸心方向に直交する面５１９，６１９とが摩擦摺動面となっている。
【００４２】
この同軸クラッチ機構５２，６２において、第１の出力軸５１Ａ，６１Ａ及び第２の出力軸５１Ｂ、６１Ｂの摩擦摺動面は、軸心方向（矢印Ｚ方向）に垂直な面であり、同軸クラッチ機構５２，６２は、スラスト滑り軸受けとしての機能を有する。
このような同軸クラッチ機構５２，６２であっても、第１の出力軸５１Ａ，６１Ａと第２の出力軸５１Ｂ，６１Ｂとの角速度の差に起因する出力軸のねじれを解消できる。
また、このような形態の同軸クラッチ機構５２，６２とすることにより、径方向（軸心に対して直交する方向）からの外力等による、第１の出力軸５１Ａ，６１Ａと第２の出力軸５１Ｂ，６１Ｂとのガタつきを低減でき、製造も容易である。
さらに、同軸クラッチ機構６２は、同軸クラッチ機構５２に比べて、凹部５１３，６１３と凸部５１６，６１６とが嵌め合う深さ（矢印Ｚ方向における寸法）が大きい。従って、同軸クラッチ機構６２は、径方向からの外力によるガタつきを防止する効果を高めることができる。
【００４３】
（３）各実施形態において、圧電体１１は単層である例を示したが、これに限らず、例えば、複数積層された積層型の電気機械変換素子を用いてもよい。
【００４４】
（４）各実施形態において、第１及び第２の移動体１３Ａ，１３Ｂが回転駆動される超音波モータ１０，２０，３０を例に挙げて説明したが、これに限らず、第１及び第２の弾性体１２Ａ，１２Ｂ側が駆動される形態の超音波モータに適用してもよい。
【００４５】
（５）各実施形態において、超音波領域の振動を用いる超音波モータ１０，２０，３０を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、超音波領域以外の振動を用いる振動アクチュエータに適用してもよい。
【００４６】
（６）各実施形態において、超音波モータ１０，２０，３０は、フォーカス動作時にレンズの駆動に用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、レンズのズーム動作時の駆動に用いられる超音波モータとしてもよい。
【００４７】
（７）各実施形態において、超音波モータ１０，２０，３０は、カメラに用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、複写機の駆動部や、自動車のハンドルチルト装置やヘッドレストの駆動部に用いてもよい。
【００４８】
なお、各実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００４９】
１：カメラ、３：レンズ鏡筒、１０，２０，３０：超音波モータ、１１：圧電体、１１ａ：入力面、１１ｂ：接地面、１２Ａ：第１の弾性体、１２Ｂ：第２の弾性体、１３Ａ：第１の移動体、１３Ｂ：第２の移動体、１５：出力軸、３１Ａ：第１の出力軸、３１Ｂ：第２の出力軸、３２：同軸クラッチ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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