(57)【要約】【課題】弾性体から圧電素子が剥離するのを防止することができる振動子を提供する。【解決手段】振動子３０は、弾性体１０と、該弾性体１０に接合される圧電素子２０とを備え、弾性体１０は部分的に形成された２つ突起部１１を有し、圧電素子２０及び弾性体１０が接合されて各突起部１１の内側に密閉された空隙部１８が形成され、圧電素子２０は各空隙部１８を外部と連通させる２つの貫通穴２１を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起部を有する弾性体と、
前記弾性体の１つの面と接触している電気−機械エネルギー変換素子と、を備え、
前記電気−機械エネルギー変換素子と前記突起部の間に空隙部が形成され、
前記電気−機械エネルギー変換素子は、前記電気−機械エネルギー変換素子を貫通する貫通穴を有することを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記電気−機械エネルギー変換素子には給電体が接合され、前記給電体は前記貫通穴と重なる位置に開口部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の振動子。
【請求項３】
前記貫通穴は、前記空隙部と外部を連通させることを特徴とする請求項１又は２記載の振動子。
【請求項４】
前記貫通穴は、前記電気−機械エネルギー変換素子を前記１つの面に対して垂直な方向に貫通することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の振動子。
【請求項５】
振動子であって、
突起部を有する弾性体と、
前記弾性体の１つの面と接触している電気−機械エネルギー変換素子と、を備え、
前記電気−機械エネルギー変換素子と前記突起部の間に空隙部が形成され、
前記弾性体と前記電気−機械エネルギー変換素子が接触しない領域であって、前記空隙部から前記振動子の端部まで伸びている前記領域を有することを特徴とする振動子。
【請求項６】
前記領域は、前記空隙部と外部を連通させることを特徴とする請求項５記載の振動子。
【請求項７】
前記弾性体は溝を有し、
前記溝と前記電気−機械エネルギー変換素子の間に前記領域が形成されることを特徴とする請求項５又は６記載の振動子。
【請求項８】
前記突起部は、前記弾性体における前記電気−機械エネルギー変換素子と接触する側と反対側に突出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動子と、前記振動子の前記弾性体に加圧接触する被駆動体とを備えることを特徴とする超音波モータ。
【請求項１０】
電気−機械エネルギー変換素子と、部分的に形成された窪みを有する弾性体とを備える振動子の製造方法であって、
複数の圧電体薄膜を積層して前記電気−機械エネルギー変換素子を形成する第１の工程と、
前記形成された前記電気−機械エネルギー変換素子及び前記弾性体を接合する第２の工程と、を有し、
前記第１の工程では、各前記圧電体薄膜に形成された穴が重なるように各前記圧電体薄膜を積層して前記電気−機械エネルギー変換素子に貫通穴を形成し、
前記第２の工程では、前記貫通穴を、前記電気−機械エネルギー変換素子及び前記弾性体が接合されるときに生じる前記窪みの内側に密閉された空隙部に対向させて前記空隙部を外部と連通させることを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の工程では、前記電気−機械エネルギー変換素子の表面に近いほど、前記貫通穴の直径が大きくなるように、各前記圧電体薄膜を積層することを特徴とする請求項１０記載の振動子の製造方法。
【請求項１２】
前記貫通穴の連通を維持するように、前記電気−機械エネルギー変換素子に給電体を接合する第３の工程をさらに有することを特徴とする請求項１０又は１１記載の振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械エネルギー変換素子を有する振動子、超音波モータ及び振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気−機械エネルギー変換素子としての圧電素子と、主として金属からなる弾性体とを接合した振動子が知られている。この振動子では、高周波電圧の印加によって圧電素子を励振させて複数の振動モードを生じ、これらの振動モードを合成して弾性体に形成された突起部の先端に楕円運動を生じさせる。このような振動子は超音波モータや振動波モータに設けられ、これらのモータは振動子に接触する被駆動体を相対的に駆動するアクチュエータとして用いられる。このようなアクチュエータとして、圧電素子１２０が２つの突起部１２１を有する弾性体１２２に接合されて形成される振動子１２３（図１４）と、該振動子１２３に加圧接触する被駆動部材とを備える超音波モータが知られている。この超音波モータでは、プレス加工によって２つの突起部１２１を板状の弾性体１２２に形成するため、加工精度の向上によって振動子１２３の製造ばらつきを低減することができ、性能を安定化することができる（例えば、特許文献１参照。）。この振動子１２３では、圧電素子１２０を弾性体１２２に接合した際、各突起部１２１の内側に密閉された空隙部１２４が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０６９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の超音波モータが適用される機器が利用される環境は様々であり、例えば、室温よりも高温となる環境で当該機器が利用されることがある。このとき、空隙部１２４に密閉された空気が膨張し、空隙部１２４の内圧が高まり、図１５の矢印で示すように、圧電素子１２０と弾性体１２２を剥離させる剥離力が発生する。例えば、空隙部１２４の内圧は、図１６に示すように、温度が２０℃のときの内圧を基準として場合、温度が８０℃になると相対圧力は１．２倍となり、温度が１６０℃になると相対圧力は１．５倍となる。
【０００５】
また、圧電素子１２０と弾性体１２２の接合には、比較的高強度の接着剤を用いるが、このような接着剤は高温となる環境で接着強度が低下する。例えば、或る接着剤の接着強度は、図１７に示すように、温度が常温（２０℃〜３０℃）のときの接着強度を基準とした場合、温度が８０℃になると接着強度が約２０％低下する。
【０００６】
すなわち、振動子１２３を備える超音波モータには、高温環境において、空隙部１２４の内圧上昇と接着剤の接着強度の低下という二重の剥離要因が作用し、弾性体１２２から圧電素子１２０が剥離するという問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、弾性体から圧電素子が剥離するのを防止することができる振動子、超音波モータ及び振動子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の振動子は、突起部を有する弾性体と、前記弾性体の１つの面と接触している電気−機械エネルギー変換素子と、を備え、前記電気−機械エネルギー変換素子と前記突起部の間に空隙部が形成され、前記電気−機械エネルギー変換素子は、前記電気−機械エネルギー変換素子を貫通する貫通穴を有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明の振動子は、突起部を有する弾性体と、前記弾性体の１つの面と接触している電気−機械エネルギー変換素子と、を備え、前記電気−機械エネルギー変換素子と前記突起部の間に空隙部が形成され、前記弾性体と前記電気−機械エネルギー変換素子が接触しない領域であって、前記空隙部から前記振動子の端部まで伸びている領域を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、弾性体から圧電素子が剥離するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る振動子が備える弾性体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る振動子が備える圧電素子を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る振動子の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る振動子において圧電素子にフレキシブルプリント基板が接合された状態を示す底面図である。
【図５】図２の圧電素子の製造方法を説明するための図である。
【図６】図２の圧電素子における貫通穴の近傍の構成を示す拡大断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る超音波モータの構成を示す分解斜視図である。
【図８】図７における振動子保持体の構成を示す斜視図である。
【図９】図８における矢印Ａに沿って眺めた部分の拡大図である。
【図１０】図７の超音波モータが適用されるレンズ鏡筒の一部の断面図である。
【図１１】圧電素子の変形例における貫通穴の近傍の構成を示す拡大断面図である。
【図１２】振動子の第１の変形例の構成を概略的に示す断面図である。
【図１３】振動子の第２の変形例の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１４】従来の振動子の構成を概略的に示す断面図である。
【図１５】従来の振動子における弾性体の突起部近傍の構成を概略的に示す拡大部分断面図である。
【図１６】弾性体の突起部の内側の空隙部の圧力と温度の関係を示すグラフである。
【図１７】弾性体及び圧電素子の接合に用いられる接着剤の接着強度と温度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施の形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施の形態に記載されている構成によって限定されることはない。まず、本実施の形態に係る振動子について説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る振動子が備える弾性体を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る振動子が備える圧電素子を示す図であり、図２（Ａ）は平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の線Ｉ−Ｉに沿う断面図であり、図２（Ｃ）は底面図である。図３は、本実施の形態に係る振動子の構成を概略的に示す断面図である。図４は、本実施の形態に係る振動子において圧電素子にフレキシブルプリント基板が接合された状態を示す底面図である。
【００１４】
弾性体１０は、金属板、例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２の薄板（例えば、厚さが０.３ｍｍ）からなる。弾性体１０は、略矩形の中央部１３と、該中央部１３から板厚方向へ部分的に突出する２つの突起部１１（窪み）と、中央部１３の両端から長手方向に延出する桁状の２つの支持部１４とを有する。各支持部１４の先端には、平面視略十字状の結合部１５が形成され、２つの結合部１５の各々には当該結合部１５を貫通する丸穴１６又は長穴１７が形成される。２つの突起部１１は中央部１３の長手方向に沿って配置され、先端に接触部１２を有する。また、２つの突起部１１は中央部１３における後述の圧電素子２０と接触する側と反対側に突出する。弾性体１０において、各突起部１１、中央部１３、各支持部１４及び各結合部１５（丸穴１６、長穴１７）は、金属板へのプレス加工を通じて一体的に形成される。圧電素子２０は、電気−機械エネルギー変換素子であるピエゾ素子からなり、中央部１３とほぼ同形状の略矩形を呈する。圧電素子２０は、基部となる圧電体部２２と、第一の電極２３と、第二の電極２４と、繋ぎ電極２５とを有する。第一の電極２３は圧電体部２２の上面をほぼ覆う薄膜電極からなる。第二の電極２４は圧電体部２２の下面をほぼ覆う薄膜電極からなり、圧電素子２０の短手方向の中心線に沿って２つの電極に分割される。繋ぎ電極２５は圧電体部２２の下面において２つに分割された第二の電極２４に挟まれるように形成される。圧電素子２０は、第一の電極２３及び第二の電極２４の間に高圧の電界を形成することにより、厚さ方向に関して分極され、厚さ方向に極性を有する。また、圧電素子２０は、圧電体部２２を厚さ方向に貫通する２つの貫通穴２１を有する。
【００１５】
本実施の形態では、圧電素子２０と弾性体１０は互いに接着剤等によって接合されて振動子３０を構成する。このとき、弾性体１０の各突起部１１の内側は外部から密閉されて空隙部１８を形成するが、弾性体１０において、各貫通穴２１が各空隙部１８に対向するように、圧電素子２０が弾性体１０に接合される（第２の工程）。したがって、各空隙部１８は各貫通穴２１によって外部と連通する。また、振動子３０では、圧電素子２０の第二の電極２４と接するように、フレキシブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」という。）４０（給電体）が圧電素子２０へ接合される。ＦＰＣ４０には、当該ＦＰＣ４０を厚さ方向に貫通する２つの開口部４１が穿設され、各開口部４１が各貫通穴２１に対向するように、ＦＰＣ４０が圧電素子２０へ接合される（第３の工程）。これにより、ＦＰＣ４０が各貫通穴２１を塞ぐことが無く、各貫通穴２１による連通が維持される。
【００１６】
振動子３０では、不図示の電源からＦＰＣ４０を介して圧電素子２０に高周波電圧が印加される。具体的には、弾性体１０の面外曲げ振動モード（モード１）及び面外曲げ振動モード（モード２）の各共振周波数に近い周波数の交番電圧が圧電素子２０の２つに分割された第二の電極２４のそれぞれに印加される。これにより、振動子３０では面外曲げ振動モード（モード１）の振動と面外曲げ振動モード（モード２）の振動が同時に励起される。ここで、面外曲げ振動モード（モード１）は、圧電素子２０の短手方向に沿って変形する振動であり、振動子３０において圧電素子２０の長手方向と略平行に突起部１１を挟んで２本の節線が現れる振動モードである。面外曲げ振動モード（モード２）は、圧電素子２０の長手方向に沿って変形する振動であり、振動子３０において圧電素子２０の短手方向と略平行に３本の節線が生じる振動モードである。振動子３０では、２つの突起部１１が、面外曲げ振動モード（モード１）の振動の腹となる位置、且つ、面外曲げ振動モード（モード２）の振動の節となる位置に配置される。そして、面外曲げ振動モード（モード１）の振動と、面外曲げ振動モード（モード２）の振動とが合成されることによって突起部１１は楕円運動が行うが、このような楕円運動を生じさせる原理は周知であるため、より詳細な説明は省略する。振動子３０では、楕円運動が行う各突起部１１に被駆動体を加圧接触させて、当該被駆動体を振動子３０に対して相対的に駆動する。このとき、各突起部１１の接触部１２が摩耗するのを防止するために、弾性体１０では、各突起部１１をプレス加工によって形成した後、焼き入れ処理を施し、各接触部１２の硬度を向上させる。
【００１７】
圧電素子２０は、電圧が印加されることによって厚さ方向や厚さ方向と直交する方向（長手方向、短手方向）に伸縮するが、弾性体１０と接着されると、主に長手方向、短手方向の伸縮により、バイメタルの原理で全体が曲げられるように変形する。すなわち、振動子３０には、圧電素子２０に交番電圧を印加することにより、曲げ変形に起因した面外曲げ振動モード（モード１）や面外曲げ振動モード（モード２）の振動が生じる。このように、圧電素子２０の変形によって振動子３０に曲げ振動が励起されるため、この振動子３０を使ったモータの出力（推力と速度）を大きくするためには、圧電素子２０の長手方向及び短手方向の変形力を大きくする必要がある。これらの変形力を大きくする方法としては、圧電素子２０に印加される交番電圧を大きくすることや圧電素子２０の各方向に関する断面積を大きくすることが考えられる。さらには、圧電素子２０のヤング率を大きくすることや圧電素子２０の圧電定数を大きくすることが考えられる。これらの方法の中で、最も簡易な方法は、圧電素子２０の各方向に関する断面積を大きくすることであるため、本実施の形態では、圧電素子２０の厚さを大きくし、例えば、圧電素子２０の厚さを０．４７ｍｍに設定する。
【００１８】
上述したように、振動子３０では、各突起部１１の楕円運動を大きくすることを考慮し、圧電素子２０の厚さを比較的大きい値である０．４７ｍｍに設定する。一方、圧電素子２０が厚いと貫通穴２１の穿設が難しくなるおそれがある。また、貫通穴２１による振動への影響、変形による応力集中の影響を小さくするために、貫通穴２１は小さい方が好ましい。しかしながら、例えば、厚さが０．４７ｍｍ程度の薄い圧電素子２０へドリルによって貫通穴２１を穿設する場合、圧電素子２０自体が切削困難な材料でもあるため、ドリルの破損等も考慮すると、貫通穴２１の直径を所定の大きさ以上にする必要がある。具体的には、φ０．３ｍｍ以上にしないと安定した加工ができないおそれがある。本実施の形態では、これに対応して、圧電体部２２にドリルによる切削加工を施すこと無く、各貫通穴２１を形成する。
【００１９】
図５は、図２の圧電素子の製造方法を説明するための図である。図６は、図２の圧電素子における貫通穴の近傍の構成を示す拡大断面図である。上述したように、圧電素子２０は厚さが０．４７ｍｍのピエゾ素子からなるが、薄膜の圧電体シートの積層構造を有する。圧電素子２０の製造工程では、まず、厚さが約０．０６ｍｍの圧電体からなるグリーンシートを製造し、該グリーンシートをカットしてｎ枚の圧電体シート２２ａ（圧電体薄膜）を得る。各圧電体シート２２ａの大きさは圧電体部２２の大きさに揃えられる。次いで、各圧電体シート２２ａに当該圧電体シート２２ａを厚さ方向に貫通する２つの穴２１ａを穿設する。各穴２１ａは圧電素子２０における各貫通穴２１の位置に対応するように穿設される。各穴２１ａの穿設には、例えば、Φ０．１ｍｍのドリルやパンチが用いられる。その後、穴２１ａが穿設されたｎ枚の圧電体シート２２ａを、各穴２１ａが対向するように積層して焼成する（第１の工程）。ここで、各穴２１ａが確実に対向するように、各圧電体シート２２ａへ位置決め用の穴（図示しない）を設け、針状の治具を各圧電体シート２２ａの位置決め用の穴へ遊嵌させることにより、各圧電体シート２２ａを重ね合わせてもよい。このとき、積層された各圧電体シート２２ａが一体的に焼成（焼結）され、圧電体部２２が得られると同時に、圧電体部２２に各貫通穴２１が形成される。次いで、圧電体部２２の上面及び下面に第一の電極２３、第二の電極２４及び繋ぎ電極２５をスクリーン印刷法による電極材料（例えば、銀）の塗布、続く焼き付けによって形成する。このとき、第一の電極２３や第二の電極２４は部分的に各貫通穴２１へ回り込むが、各貫通穴２１において第一の電極２３と第二の電極２４が接触することが無いように（図６）、電極材料の塗布量が調整される。その後、第一の電極２３及び第二の電極２４の間に高圧の電界を形成して分極処理を施し、圧電素子２０を得る。
【００２０】
振動子３０によれば、圧電素子２０は空隙部１８を外部と連通させる貫通穴２１を有するので、空隙部１８に密閉された空気が膨張しても、空隙部１８の空気を外部に逃がすことができ、空隙部１８の内圧が上昇するのを防止することができる。これにより、圧電素子２０と弾性体１０を剥離させる剥離力が発生するのを防止して弾性体１０から圧電素子２０が剥離するのを防止することができる。また、圧電素子２０に接合されるＦＰＣ４０は開口部４１を有し、開口部４１は貫通穴２１に対向するので、圧電素子２０にＦＰＣ４０が接合されても、貫通穴２１が塞がれることが無く、空隙部１８の内圧が上昇することもない。
【００２１】
また、振動子３０では、厚さ方向に貫通する２つの穴２１ａを有する複数の圧電体シート２２ａを重ね合わせて圧電体部２２を得るため、各穴２１ａの重ね合わせによって貫通穴２１を形成することができる。すなわち、圧電体部２２へドリルによる加工を施して貫通穴２１を形成する必要を無くし、ドリルの折損等による歩留まりの悪化を防止することができる。また、貫通穴２１をドリルによる加工によって形成する必要が無いので、必要以上に貫通穴２１を大きくする必要が無く、もって、貫通穴２１の径を小さい値（約０．１ｍｍ）に設定することができる。これにより、圧電素子２０の剛性が低下するのを低減するとともに、振動モードへの影響を最小限にし、各突起部１１の楕円運動が小さくなるのを防止することができる。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る超音波モータについて説明する。図７は、本実施の形態に係る超音波モータの構成を示す分解斜視図である。図８は、図７における振動子保持体の構成を示す斜視図である。図９は、図８における矢印Ａに沿って眺めた部分の拡大図である。超音波モータ７０は、振動子保持リング７１と振動子３０とを有する振動子保持体７２、ロータ７３（被駆動体）、板バネ７４、加圧リング７５及び防振ゴム７６を備える。振動子保持体７２、ロータ７３、板バネ７４、加圧リング７５及び防振ゴム７６のいずれも円環状を呈し、中心軸Ｌに沿って図中下方から、加圧リング７５、板バネ７４、振動子保持体７２、ロータ７３及び防振ゴム７６の順で積み重ねられる。振動子保持体７２の振動子保持リング７１の上面には約１２０°の間隔で３箇所に凹部７１ａが設けられ、各凹部７１ａに収容されるように３つの振動子３０が配置される。各凹部７１ａの周方向に関する両脇にはピン状突起７１ｂ、７１ｃが振動子保持リング７１と一体的に形成される。凹部７１ａに振動子３０が収容される際、ピン状突起７１ｂが振動子３０の弾性体１０における丸穴１６と係合し、ピン状突起７１ｃが振動子３０の弾性体１０における長穴１７と係合する。これにより、振動子３０の凹部７１ａ、引いては、振動子保持リング７１に対する位置が規定され、振動子３０の振動子保持リング７１に対する相対移動が規制される。凹部７１ａの底には通気性を有するフェルトからなる振動絶縁部材９０が配置される。振動絶縁部材９０は振動子３０の振動を阻害しないように接触し、該振動が振動子保持リング７１へ伝達されるのを抑制する。振動子保持体７２では、振動子３０のＦＰＣ４０が振動絶縁部材９０に接するように、振動子３０が凹部７１ａに収容されるが、振動絶縁部材９０は通気性を有する。したがって、ＦＰＣ４０の各開口部４１、引いては、圧電素子２０の各貫通穴２１は振動絶縁部材９０を介して外部と通気可能であるため、空隙部１８の外部との連通は維持される。また、振動子３０が凹部７１ａに収容される際、振動子３０の弾性体１０の各接触部１２がピン状突起７１ｂ，７１ｃよりも上方に位置するようにピン状突起７１ｂ，７１ｃの高さが設定される。
【００２３】
ロータ７３の下面には、例えば、窒化処理等の耐摩耗処理が施されて摩擦接触部７３ａが形成される。ロータ７３は、摩擦接触部７３ａが振動子保持体７２と対向するように配置される。上述したように、振動子保持体７２では振動子３０の弾性体１０の各接触部１２がピン状突起７１ｂ，７１ｃよりも上方に位置するため、各接触部１２が摩擦接触部７３ａに接触する。ロータ７３の上面には防振ゴム７６が密着される。防振ゴム７６は、例えば、ブチルゴムやネオプレンゴムからなる。防振ゴム７６は後述する出力伝達部材１０４に接する。
【００２４】
図１０は、図７の超音波モータが適用されるレンズ鏡筒の一部の断面図である。レンズ鏡筒１００は筒状の鏡筒ユニット本体１０１を備える。鏡筒ユニット本体１０１は、一端において中心軸（光軸）Ｌに対して垂直且つ外側へ向けて突出するフランジ１０２を有する。フランジ１０２には、マニュアルフォーカスの際に手動で操作されるマニュアルリング１０３が光軸Ｌを中心として配置される。また、レンズ鏡筒１００では、鏡筒ユニット本体１０１を内包するように超音波モータ７０が光軸Ｌを中心として配置される。さらに、環状の出力伝達部材１０４が光軸Ｌを中心とし、且つ間に防振ゴム７６を挟んで超音波モータ７０のロータ７３と対向するように配置される。出力伝達部材１０４及びマニュアルリング１０３の間にはコロリング１０５が配置される。コロリング１０５は出力伝達部材１０４やマニュアルリング１０３からの駆動力の伝達によって回転可能に構成される。コロリング１０５は光軸Ｌに沿って鏡筒ユニット本体１０１の端部から突出する出力キー１０６を有する。出力キー１０６は、例えば、レンズ鏡筒１００のカム環（図示しない）と係合し、コロリング１０５の回転をカム環へ伝達する。また、コロリング１０５は径方向に突出する複数のコロ軸１０７と、各コロ軸１０７によって軸支される車輪状のコロ１０８とを有する。
【００２５】
超音波モータ７０の加圧リング７５は内周側が鏡筒ユニット本体１０１とネジ又はバイヨネット構造によって係合する。加圧リング７５を鏡筒ユニット本体１０１周りに回転させることによって光軸Ｌに沿って移動させ、板バネ７４を圧縮する。圧縮された板バネ７４は、振動子保持体７２をロータ７３へ向けて押圧する。これにより、超音波モータ７０の振動子３０に押圧力が作用し、振動子３０における弾性体１０の各接触部１２が摩擦接触部７３ａへ加圧接触する。ここで、振動子３０のＦＰＣ４０へ交番電圧が印加されて各突起部１１が楕円運動を行うと、摩擦駆動によってロータ７３が周方向に駆動されるが、ロータ７３へ出力伝達部材１０４や防振ゴム７６を挟んで接触するコロリング１０５も周方向に移動する。このとき、コロリング１０５の出力キー１０６は、係合するカム環を回転させ、レンズ鏡筒のオートフォーカス動作を実現する。なお、超音波モータ７０はレンズ鏡筒のオートフォーカス動作だけで無く、レンズ鏡筒のズーム動作の実現に用いられてもよく、さらには、カメラの撮像素子の駆動や手ぶれ補正時のレンズ又は撮像素子の駆動の実現に用いられてもよい。
【００２６】
超音波モータ７０によれば、振動子保持体７２において、振動子３０が振動子保持リング７１の凹部７１ａに収容されても、圧電素子２０の各貫通穴２１は振動絶縁部材９０を介して外部と通気可能であるため、空隙部１８の外部との連通は維持される。したがって、超音波モータ７０が適用されるレンズ鏡筒１００が、真夏の自動車の中に放置され、若しくは、灼熱の砂漠地帯で使用される等、高温環境に曝されても、熱によって膨張した空隙部１８の空気を外部に逃がすことができる。その結果、空隙部１８の内圧が上昇するのを防止することができ、振動子３０において圧電素子２０が弾性体１０から剥離するのを防止することができ、もって、レンズ鏡筒１００が機能不全に陥るのを防止することができる。
【００２７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、貫通穴２１は圧電体部２２の厚さ方向に関して径が一定であるが、貫通穴２１の圧電体部２２の厚さ方向に関する径は一定でなくてもよい。具体的には、複数枚の圧電体シート２２ａを積層して圧電体部２２を形成する際、各圧電体シート２２ａに穿設される穴２１ａの径を変更してもよい。この場合、径が大きい穴２１ａを有する圧電体シート２２ａを圧電体部２２の表面の近くに配置し、貫通穴２１が圧電体部２２の表面（上面、下面）に近くなるに連れて拡径するように、各圧電体シート２２ａを積層してもよい（図１１（Ａ））。これにより、貫通穴２１は圧電体部２２の厚み中央に向けて縮径するため、第一の電極２３や第二の電極２４を形成するために塗布された電極材料が貫通穴２１の奥深くまで流れ込むのを防止することできる（図１１（Ｂ））。その結果、第一の電極２３と第二の電極２４が接触して短絡するのを防止することができる。また、貫通穴２１が圧電体部２２の表面に近くなるに連れて拡径するので、該貫通穴２１が第一の電極２３や第二の電極２４、さらには、ＦＰＣ４０によって塞がれる可能性を低減することができる。その結果、各空隙部１８の外部との連通を確実に維持することができる。なお、図１１（Ａ）に示される貫通穴２１の断面形状は一例であり、貫通穴２１の断面形状はこれに限られない。また、貫通穴２１の圧電体部２２の厚さ方向に垂直な平面における形状は円形に限られず、四角形等の多角形であってもよい。
【００２８】
また、振動子３０では、空隙部１８の外部との連通を実現するために、圧電素子２０へ貫通穴２１を設けたが、各突起部１１を厚さ方向に貫通する貫通穴１９を弾性体１０へ付加的に設けてもよい（図１２）。これにより、例えば、振動絶縁部材９０が目詰まりを起こして通気性を失い、圧電素子２０の貫通穴２１による空隙部１８の外部との連通を維持できなくなっても、弾性体１０の貫通穴１９によって空隙部１８の外部との連通を維持することができる。
【００２９】
振動子３０が比較的小型である場合、弾性体１０と圧電素子２０の接合面積を確保するために、圧電素子２０における弾性体１０との対向面へ、各突起部１１に対応する部分を除き、全面的に接着剤が塗布されて弾性体１０と接合されることが好ましい。しかしながら、振動子３０が比較的大型である場合、弾性体１０と圧電素子２０の接合面積に余裕が生じるため、圧電素子２０の対向面へ故意に接着剤を塗布しない領域を設けてもよい。これにより、弾性体１０と圧電素子２０が接合されない部分（未接合部分）が生じ、振動子３０において振動が励起される際、未接合部分において圧電素子２０を弾性体１０から一時的に離間させることができる。すなわち、圧電素子２０と弾性体１０の間において部分的に口開きを発生させ、該口開きを介して空隙部１８を外部と連通させることができる。したがって、圧電素子２０に貫通穴２１を設けなくても、空隙部１８の空気を外部に逃がすことができ、空隙部１８の内圧が上昇するのを防止することができる。なお、振動子３０において、上述した未接合部分と貫通穴２１を併用してもよい。
【００３０】
また、弾性体１０において各突起部１１と中央部１３の両側縁部とを繋ぐ溝３１を、プレス加工を通じて各突起部１１と一体的に形成してもよい。なお、溝３１は各突起部１１に関して対称に形成されることが好ましい。その後、圧電素子２０を弾性体１０に接合したとき、図１３に示すように、溝３１の内側は圧電素子２０と接合されないため、弾性体１０と圧電素子２０が接触しない領域を形成する。この領域は空隙部１８から中央部１３の両側縁部まで伸び、空隙部１８を外部と連通させる連通経路３２として機能する。これにより、圧電素子２０に貫通穴２１を設けなくても、空隙部１８の空気を外部に逃がすことができ、空隙部１８の内圧が上昇するのを防止することができる。なお、振動子３０において、上述した溝３１（連通経路３２）と貫通穴２１を併用してもよい。また、弾性体１０では、２つの支持部１４が中央部１３の両端から長手方向に延出しているが、支持部１４の形態はこれに限らず、例えば、短手方向に延出していてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  弾性体
１１  突起部
１２  接触部
１８  空隙部
２０  圧電素子
２１  貫通穴
２１ａ  穴
２２ａ  圧電体シート
３０  振動子
４０  ＦＰＣ
４１  開口部
７０  超音波モータ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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