(57)【要約】【課題】超音波モータにおいて、支持部材が薄い板形状をしていて変形しやすいため、組立中に不用意に外力が加わってしまった際に、塑性変形してしまうおそれがある。【解決手段】超音波モータは、接触面を有する被駆動体と、前記接触面と接触する少なくとも１つの接触部を有する振動子とを備える。さらに、前記少なくとも１つの接触部が前記被駆動体を押圧する押圧力を付与するバネ部材と、前記振動子を保持する支持部材と、前記支持部材を介して前記振動子を保持するとともに前記バネ部材を保持する保持部材とを備える。支持部材は、被駆動体の前記相対的な移動の方向の剛性よりも前記押圧力が付与される方向の剛性が弱く、超音波モータは、さらに、前記支持部材が所定量以上の変形することを防止する変形防止手段を有する。【選択図】図１
2015047036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触面を有する被駆動体と、
前記接触面と接触する少なくとも１つの接触部を有する振動子であって、前記振動子に圧着された圧電素子によって励起された超音波振動によって、前記被駆動体を前記振動子に対して相対的な移動を行なわせる振動子と、
前記少なくとも１つの接触部が前記被駆動体を押圧する押圧力を付与するバネ部材と、
前記振動子を保持する支持部材と、
前記支持部材を介して前記振動子を保持するとともに前記バネ部材を保持する保持部材とを備える超音波モータであって、
前記支持部材は、前記被駆動体の前記相対的な移動の方向の剛性よりも前記押圧力が付与される方向の剛性が弱く、
前記超音波モータは、さらに、前記支持部材が所定量以上の変形することを防止する変形防止手段を有する
ことを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】
前記変形防止手段は、前記押圧力が付与される方向に前記振動子が前記所定量以上の移動を規制する移動規制部材であることを特徴とする、請求項１に記載の超音波モータ。
【請求項３】
前記押圧力が付与される方向が前記被駆動体から前記振動子への方向であるとは、前記保持部材の一部が前記移動規制部材として機能し、
前記押圧力が付与される方向が前記振動子から前記被駆動体への方向であるときは、前記支持部材を前記保持部材に固定する押さえ板の一部が前記移動規制部材として機能す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４】
レンズを保持し、筐体に固定されたレールに沿って可動なレンズ鏡筒と、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の超音波モータと、を備え、
前記レンズ鏡筒は前記保持部材または前記被駆動体のいずれかに固定され、前記被駆動体を前記振動子に対して相対的な移動をさせることによって前記レンズ鏡筒が移動するレンズ装置。
【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、被駆動体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。たとえば、特許文献１のように、超音波モータは、角棒状の被駆動体と、当該被駆動体と接触する接触部を備える振動子とから構成されている超音波モータが開示されている。
【０００３】
超音波モータでは、振動子は被駆動体に押圧された状態で保持されており、振動子の接触部が被駆動体に対して加圧されて接触している状態、所謂、加圧接触状態となっている。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、振動子の接触部に楕円運動が生じ、被駆動体が振動子に対して相対的に移動する。振動子の被駆動体への加圧接触状態は、永久磁石の磁力による吸引力で当該振動子を被駆動体に対し加圧することで得られる。
【０００４】
特許文献１の超音波モータでは、薄い板形状の支持部材を介して振動子を保持している。支持部材は、加圧方向については変形自由度を与えながら、相対移動方向の力には変形しにくい形状となっている。そのため振動子は、加圧方向には自由に動けるが、駆動方向にはガタなく位置を固定できるような構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０１６１０７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】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された超音波モータでは、支持部材が薄い板形状をしていて変形しやすいため、組立中に不用意に外力が加わってしまった際に、塑性変形してしまうおそれがあった。
【０００７】
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、支持部材が塑性変形しにくい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】
【０００８】
本発明の超音波モータは、接触面を有する被駆動体と、前記接触面と接触する少なくとも１つの接触部を有する振動子であって、前記振動子に固着された圧電素子によって励振された超音波振動によって、前記被駆動体を前記振動子に対して相対的な移動を行なわせる振動子と、前記少なくとも１つの接触部が前記被駆動体を押圧する押圧力を付与するバネ部材と、前記振動子を保持する支持部材と、前記支持部材を介して前記振動子を保持するとともに前記バネ部材を保持する保持部材とを備える。支持部材は、前記被駆動体の前記相対的な移動の方向の剛性よりも前記押圧力が付与される方向の剛性が弱く、前記超音波モータは、さらに、前記支持部材が所定量以上の変形することを防止する変形防止手段を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、不用意に外力が加わってしまっても支持部材が塑性変形しにくい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】
【００１０】
【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図であって、（ａ）は上側から見た図および（ｂ）は側面（（ａ）の断面A-A）から見た断面図である。
【図３】振動子と支持部材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って、（ａ）はスライダの長手方向の側面からみた図であって、（ｂ）はスライダの軸方向の側面からみた図に対応する。
【図５】振動子１０９の移動量を規制する移動規制部材の説明をするための図である。
【図６】振動子１０９と移動量規制部材の隙間を説明するための図であって、（ａ）はスライダの長手方向の側面からみた図であって、（ｂ）はスライダの軸方向の側面からみた図に対応する。
【図７】図６（ｂ）に対応した図であって、振動子と押さえ板が衝突して、（ａ）は支持部材がスライダと反対の方向に移動した状態を、（ｂ）は支持部材がスライダの方向に移動した状態を示した図である。
【図８】図６（ｂ）に対応した図であって、振動子１０９と保持部材１０５の移動規制部１０５ｃが衝突して、（ａ）は支持部材がスライダの方向に移動した状態を、（ｂ）は支持部材がスライダと反対の方向に移動した状態を示した図である。
【図９】本発明の実施例２の振動子１０９の移動量を規制する移動規制部材の説明をするための図である。
【図１０】本発明の実施例２の突出部１１５ｄと固定台１１０の隙間を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［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。ここでは、実施例の超音波モータとして、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直動駆動型超音波モータを説明するが、使用用途はこれに限られたものではない。
【００１２】
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。
【００１３】
本発明の超音波モータは、被駆動体たるスライダ１０１と、振動板１０２と圧電素子１０３とからなる振動子１０９と、バネ部材１０７と、支持部材１１４と、保持部材たる加圧部材１０５とを具備している。圧電素子１０３に電圧を印加することにより超音波振動を発生させ、振動板１０２に楕円運動を発生させることができる。超音波モータのユニット全体は、スライダ１０１の両端が、固定台１１０にそれぞれ固定ビス１１１で固定され保持される。
【００１４】
振動子１０９は、圧電素子１０３が接着剤などにより振動板１０２に圧着されて、形成されている。圧電素子１０３が貼りつけられている面と反対側である面１０２ａには、振動板１０２の長手方向に並ぶように２つの突起部が取り付けられている。スライダ１０１は、振動子１０９の加圧接触する接触面１０１ａを備えていて、突起部の上面はスライダ１０１の接触面１０１ａと当接する接触部たる突起接触面１０２ｂとして機能する。本実施例では、２つの突起部が取り付けられていて、その２か所の突起接触面１０２ｂは同一平面上に形成される。ただし、突起部の個数は２個に限られず少なくとも１個配置されればよい。スライダ１０１の接触面１０１ａ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。
【００１５】
振動板１０２に圧着されていない側の圧電素子１０３の面には、遮断部材１１５が貼り付けられている。遮断部材１１５は、圧電素子１０３の超音波振動が他の部品に伝わらないように遮断する。圧電素子１０３は、遮断部材１１５を介して小基台１０４と面接触している。遮断部材１１５は、圧電素子１０３の超音波振動を減衰させることなく、後述する小基台１０４への超音波振動の伝播を防ぐ機能をもっている。遮断部材１１５の材料としては、たとえば、フェルト生地が適している。
【００１６】
小基台１０４は、後述するバネ部材１０７による押圧力を圧電素子１０３に伝える。この押圧力により、遮断部材１１５を介して押圧された振動子１０９の振動板１０２ａにおいて、突起接触面１０２ｂはスライダ１０１の接触面１０１ａを押圧して加圧接触する。小基台１０４は保持部材１０５の一方の面の側に取り付けられる。
【００１７】
保持部材１０５の他方の面には、ネジ部１０５ｂが形成されている。保持部材１０５のネジ部１０５ｂには、中央に丸穴である嵌合穴部１０８ａが穿設された円板形状した加圧受け部材１０８が取り付けられる。加圧受け部材１０８は、外周側面に形成されたネジ部で保持部材１０５のネジ部１０５ｂにねじ込み固定が可能である。加圧受け部材１０８の嵌合穴部１０８ａには、バネ部材たる圧縮コイルバネ１０７と、その圧縮コイルバネ１０７のバネ力を保持部材１０５に伝える加圧部材１０６とが加圧受け部材１０８の貫通穴部１０８ａに嵌合されて保持される。圧縮コイルバネ１０７の一方の端部は加圧受け部材１０８で固定され、圧縮コイルバネ１０７の他方の端部が保持部材１０５のネジ部１０５ｂ内で保持部材１０５を小基台１０４に押し付ける方向に保持されている。また、圧縮コイルバネ１０７と加圧部材１０６とは、スライダ１０１の接触面１０１ａに対して、概ね垂直な方向にのみ移動可能に保持されていて、この状態で保持部材１０５に押圧力を加える。したがって、圧縮コイルバネ１０７が加圧部材１０６を介して保持部材１０５に加える押圧力の方向は、スライダ１０１の接触面１０１ａに対して、概ね垂直な方向となる。
【００１８】
振動子１０９の振動板１０２ａにおいて、遮断部材１１５と圧電素子１０３とが配置されない面であって、スライダ１０１の接触面１０１ａに対向する面の側に支持部材１１４が取り付けられる。
【００１９】
支持部材１１４は中央部に穴が配置される環状の薄板の形状を有している。支持部材１１４は振動子１０９の振動板１０２ａとスライダ１０１の接触面１０１ａとの間に配置されるが、振動板１０２ａの突起部の突起接触面１０２ｂは支持部材１１４の中央部の穴を介してスライダ１０１の接触面１０１ａと接触する。支持部材１１４は、押さえ板１１３で保持部材１０５に押さえつけられ、押さえ板１１３の両端が２本の固定ビス１１２で保持部材１０５に固定されてことで、支持部材１１４が保持部材１０５に固定される。
【００２０】
保持部材１０５から振動子１０９までのこれらの各部材は、天板１１７と固定台１１０の間に配置される。天板１１７は４本の固定ビス１１８で固定台１１０に固定されている。天板１１７には、スライダ１０１が延在する方向に沿って延在し、表裏貫通するように形成される長穴形状の長方形開口１１７ａが配置される。天板１１７が固定台１１０に固定された状態における内側に面する天板１１７の裏面には、スライダ１０１が延在する方向に沿って延在するように細長い溝が形成されている。圧縮コイルバネ１０７の一方の端部は加圧受け部材１０８が配置される側の保持板１０５には、突出部１０５ｃが配置されている。この突出部１０５ｃの幅は、天板１１７の長方形開口１１７ａの短辺幅とほぼ合致している。保持板１０５は天板１１７の長方形開口１１７ａの短辺幅方向には移動せず、天板１１７の長方形開口１１７ａに沿って移動するように係合する。保持板１０５の突出部１０５ｃが長方形開口１１７ａに係合している状態で、天板１１７の裏面の溝と対向するように、保持部材１０５にも細長い溝が形成されている。保持部材１０５に形成された溝と天板１１７に形成された溝とにより、それらの間に、転動ボール１１６がその溝内を転動可能に保持される。保持部材１０５に形成された溝と天板１１７に形成された溝との間に転動ボール１１６が介在することで、天板１１７に対して保持部材１０５を転動支持している。
【００２１】
天板１１７に形成された溝は、スライダ１０１が延在する方向に沿って延在するように形成される長穴形状である。転動ボール１１６は、振動子１０９を保持した保持部材１０５と天板部材１１７との間に配置されることで、保持部材１０５が天板１１７の溝に沿って移動可能なように保持する。天板１１７は、その四隅のそれぞれが、固定ビス１１８で固定台１１０に固定されている。
【００２２】
保持部材１０５と天板部材１１７との間には転動ボール１１６が配置されていて、保持部材１０５が天板１１７の溝に沿って移動可能とする。これにより、圧電素子１０３の励起された振動によって振動子１０９の振動板１０２ａの突起部の突起接触面１０２ｂには楕円運動を発生させる。この楕円運動の方向が、スライダ１０１が延在する方向を含む面内となるように設定することにより、スライダ１０１と振動子１０９との一方が他方に対して相対的な移動を行う。すなわち、天板部材１１７と固定台１１０とに固定されているスライダ１０１を固定すれば振動子１０９が移動する。そして、振動子１０９が保持される保持部材１０５を固定すれば、天板部材１１７と固定台１１０とがスライダ１０１とともに移動する。
【００２３】
本明細書中においては、スライダ１０１と振動子１０９との相対的な移動の方向をＸ方向と定義する。また、バネ部材１０７による押圧力を付与する方向をＺ方向と定義する。Ｚ方向において、振動子１０９が後述するスライダ１０１から遠ざかる向きを正（＋Ｚ方向）、振動子１０９がスライダ１０１に近づく方向を負（−Ｚ方向）と定義する。さらに、Ｘ方向とＺ方向との両方向に垂直な方向をＹ方向と定義する。
【００２４】
ここで、天板１１７と保持部材１０５の移動方向の関係について、図２を参照して、詳細に説明する。図２は、図１の各部材を組込んだ状態の図である。図２（ａ）は超音波モータユニットの各部材を組み込んだ状態を＋Ｚ方向から見た図であり、図２（ｂ）は−Ｙ方向から見た図２（ａ）の断面Ａ−Ａを示した図である。
【００２５】
天板１１７の中央には保持部材１０５の突出部１０５ｃが長方形開口１１７ａから突出している。
【００２６】
スライダ１０１の上には振動板１０２が当接した状態でとなっている。振動板１０２は薄板形状の支持部材１１４を介して保持部材１０５に固定されている。そのため、振動板１０２は、支持部材１１４の変形により、保持部材１０５に対してＺ方向には自由に動けるが、Ｘ方向にはガタなく位置決めを固定できる構成になっている。
【００２７】
振動子１０９に発生した楕円運動により、振動子１０９とスライダ１０１との間にＸ方向の相対的な移動を発生した場合、固定台１１０、スライダ１０１、固定ビス１１１、天板１１７、固定ビス１１８が固定部となる。一方、振動子１０９を含めた、遮断部材１１５と、小基台１０４と、固定ネジ１１２、押さえ板１１３、支持部材１１４、加圧部材１０６、バネ部材１０７、加圧押さえ１０８、そしてそれらを保持する保持部材１０５とが可動部となる。つまり本発明の超音波モータは、駆動源である振動子１０９自身が可動する自走式のモータユニットとなっている。
【００２８】
なお、実際に、カメラのレンズ装置などに組み込まれる際には、保持部材１０５をフォーカス機構やズーム機構などのレンズ鏡筒に連結して駆動する。すなわち、レンズ装置は、レンズを保持し、レンズ装置の筐体などに固定されたレールに沿って可動とする。ここで、レンズ鏡筒を保持部材１０５またはスライダ１０１のいずれかに固定すると、スライダ１０１は振動子１０９に対して相対的な移動をするから、レンズ鏡筒が移動することになる。この際、レンズ鏡筒を保持部材１０５またはスライダ１０１のいずれに固定するかは、設計に応じて選択することができる。すなわち、スライダ１０１を筐体に対して固定すれば振動子１０９が移動することになるから、振動子１０９を保持する保持部材１０５にレンズ鏡筒を固定すれば、レンズ鏡筒がレールに沿って移動する。また、振動子１０９が保持される保持部材１０５を筐体に固定すれば、天板部材１１７と固定台１１０とがスライダ１０１とともに移動するから、これらにレンズ鏡筒を固定すれば、レンズ鏡筒がレールに沿って移動する。
【００２９】
次に、振動子１０９と支持部材の部分について、図３と図４とを参照して、詳細に説明する。図３は、図１及び図２における振動板１０２と支持部材１１４の接合状態を説明するための拡大斜視図で、スライダ１０１側から見た図である。
【００３０】
図３において振動板１０２の中央の平板部１０２ａには２か所の突起部が形成され、その突起部の上端面には接触部としての突起接触面１０２ｂが配置される。突起接触面１０２ｂは、スライダ１０１の接触面１０１ａと当接する面である。２か所の突起接触面１０２ｂは同一平面上に形成され、スライダ１０１の接触面１０１ａ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。
【００３１】
一方、図３に示す平板部１０２ａの裏面側（２か所の突起部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の裏面と圧電素子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。これにより、突起接触面１０２ｂには、図３の矢印で示すように、楕円運動が発生する。この楕円運動の方向が、スライダ１０１が延在する方向を含む面内となるように設定する。この楕円運動を振動子１０９で発生させ、スライダ１０１の接触面１０１ａに伝達することで、スライダ１０１に対して振動子１０９自身が直動駆動す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。
【００３２】
次に、振動板１０２の両端には、支持部材１１４の両側に形成された一段低い段差部１１４ａ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は支持部材１１４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と支持部材１１４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１０２ｄが形成され、この腕部１０２ｄを介して、圧電素子１０３が圧着された平板部１０２ａは支持部材１１４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。言い換えると、支持部材１１４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、当該腕部１０２ｄによって実現している。
【００３３】
支持部材１１４は、Ｘ方向よりもＺ方向の方が弱い剛性を有している。すなわち、スライダ１０１および振動子１０９の相対的な移動の方向の剛性よりも、圧縮コイルバネ１０７と加圧部材１０６とから保持部材１０５への押圧力が付与される方向の剛性が弱い。支持部材１１４は、振動板１０２と保持部材１０５の間に介在し、保持部材１０５に対して振動板１０２がＺ方向には自由に動けるが、Ｘ方向にはガタなく位置を固定できるような機能を果たしている。
【００３４】
押さえ板１１３は、振動子１０９と所定量の隙間を設けて配置されているため、振動子１０９が−Ｚ方向に所定量以上移動すると、振動子１０９は押さえ板１１３に当接して、それ以上移動できない。このように構成することで、押さえ板１１３は、振動子１０９が−Ｚ方向に所定量以上移動することを規制する機能を果たしている。
【００３５】
図４は、各部材を組込んだ状態を示す拡大断面図である。図４では、スライダ１０１を下側とした図になっている。図４（ａ）は、図２のおけるＹ軸に垂直な面で加圧部材１０６の中心を通るような面における断面図である。図４（ｂ）は、図２のおけるＸ軸に垂直な面で加圧部材１０６の中心を通るような面における断面図である。図４（ａ）、（ｂ）の２０１は、振動板１０２の接触面１０１ａと接触する全突起接触面の重心を通過し、当該接触面１０１ａの法線を含む中心線である。
【００３６】
突起接触面１０２ｂは、スライダ１０１の接触面１０１ａと当接し、加圧接触状態にある。また、振動板振動板１０２は、両端の接合部１０２ｃが２か所の段差部１１４ａで支持部材１１４と接合されている。そして、圧電素子１０３は遮断部材１１５を介して小基台１０４に面接触している。
【００３７】
保持部材１０５には２か所の穴部１０５ａが設けられ、小基台１０４に形成された２か所の軸部１０４ａが嵌合している。保持部１０５に設けられた２か所の穴部１０５ａは、Ｘ方向には伸びた長穴形状になっており、小基台１０４が或る程度傾くことができる。
【００３８】
小基台１０４の上側中央には当接部１０４ｂが設けられている。この当接部１０４ｂは、図４（ａ）の断面において円弧形状を有し、紙面奥行方向（図４（ｂ）においては左右方向）に延在する円筒の一部からなる形状を有する。そして、この当接部１０４ｂには加圧部材１０６の下端面１０６ａが線接触で接している。この下端面１０６ａは平面で形成されているため、当接部１０４ｂとの線接触部は、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いる。仮に製造時の寸法誤差や組み立て誤差、また外乱による部材の傾きが生じた場合でも、スライダ１０１の当接面１０１ａに振動板１０２の突起接触面１０２ｂが倣うように小基台１０４が傾く。そして、良好な加圧接触状態を保つことができる。
【００３９】
保持部材１０５にはネジ穴１０５ｂが形成されており、加圧受け部材１０８の外径側面に設けられたネジ部１０８ｂがねじ込まれる。ねじ込み量を部品ばらつきに合わせて変えることで、加圧力の調整を行う。加圧受け部材１０８の中央に形成された嵌合穴１０８ａには、加圧部材１０６の嵌合軸部１０６ｂが嵌合保持されることで、加圧部材１０６がＺ方向にのみ移動可能な構成となっている。
【００４０】
天板１１７は固定台１１０に固定され、バネ部材１０７のバネ力で振動板１０２の突起接触面１０２ｂをスライダ１０１の接触面１０１ａに加圧接触させたときの反力を受ける役割を担っている。その際、天板１１７に形成された溝部１１７ａと保持部材１０５に形成された溝部１０５ｄに転動ボール１１６を挟むことで、保持部材１０５と天板１１７とが転動支持されるように構成している。これにより、Ｚ方向の加圧接触の反力を受けながら、Ｘ方向に移動する際の摩擦抵抗を極力小さくしている。また、天板１１７の溝部１１７ａと保持部材１０５の溝部１０５ｄに転動ボールが挟まれることで、Ｙ方向の位置が決まるように構成されている。本発明の超音波モータでは、４つの転動ボール１１６でバネ部材１０７のバネ力を受けることで、保持部材１０５が天板１１７に対して傾くことなく転動支持している。
【００４１】
圧電素子１０３と小基台１０４の間には、遮断部材１１５が挟み込まれている。遮断部材１１５は、振動を阻害することなく、振動の伝播を遮断する機能を有する材料を用いることで、圧電素子１０３の超音波振動を阻害することなく、小基台１０４への振動の伝播を抑える。遮断部材１１５に適した材質として、例えばフェルト生地などが挙げられる。
【００４２】
突起接触面１０２ｂをスライダ１０１の接触面１０１ａに加圧接触させるための加圧力を伝えるために、振動子１０９はＺ方向には自由に動ける必要がある。また、フォーカス機構やズーム機構に連結した保持部材１０５を精度よく駆動するために、振動子１０９は保持部材１０５にガタなく保持されている必要がある。そこで、振動子１０９は、薄板形状で形成された支持部材１１４を介して保持部材１０５に固定されている。これにより、Ｚ方向には自由に動け、Ｘ方向にはガタなく駆動可能な構成となっている。
【００４３】
図５は、支持部材１１４を固定する押さえ板１１３と、振動子１０９の移動量を規制する移動規制部材の説明をするための図である。図５は、保持部材１０５をスライダ１０１側からみた拡大斜視図である。
【００４４】
振動子１０９は、薄板形状の支持部材１１４を介して保持部材１０５に固定される。これにより振動子１０９は、加圧方向であるＺ方向には保持部材１０５に対して自由に移動可能である。しかし、駆動方向であるＸ方向には保持部材１０５に対して位置ずれなく固定される。振動板１０２の両端の接合部１０２ｃが、支持部材１１４の２か所の段差部１１４ａと接合されている。一方、支持部材１１４と押さえ板１１３は、２個の固定ビス１１２で保持部材１０５に対して共締めビス固定される。支持部材１１４は薄板形状のため、固定ビス１１２で直接ビス止め固定した場合、締め付けトルクが固定ビス１１２の頭との摩擦で支持部材１１４に伝わり、支持部材１１４が捩じれ変形してしまうおそれがある。そこで、締め付けトルクが支持部材１１４に伝わらないように、押さえ部材１０３を挟んで固定している。
【００４５】
押さえ板１１３と保持部材１０５とは移動量規制部材として機能し、２か所のビス止め箇所を２つの突起接触部面１０２ｂの間で繋いだ形状をしている。そのため、振動子１０９が−Ｚ方向に所定量移動すると、振動板１０２の平板部１０２ａが押さえ板１１３に衝突し、それ以上移動しない。これにより押さえ板１１３は振動板１０２が−Ｚ方向に所定量以上移動することを規制する移動規制部材の役割も果たしている。支持部材１１４を保持部材１０５に固定する押さえ板１１３が、移動規制部材の機能を兼ねることで、部品点数を増やすことなく、振動子１０９が所定量以上移動することを規制する機能を有する。
【００４６】
一方、保持部材１０５の振動板１０２の接合部１０２ｃの下には、移動規制部１０５ｃを設け、振動子１０９が＋Ｚ方向に所定量移動すると、振動板１０２の接合部１０２ｃが移動規制部１０５ｃに衝突し、それ以上移動しない。これにより、保持部材１０５は振動子１０９が＋Ｚ方向に所定量以上移動することを規制する移動規制部材の役割も果たしている。振動子１０９を保持している保持部材１０５が、移動規制部材の機能を兼ねることで、部品点数を増やすことなく、振動子１０９が所定量以上移動することを規制する機能を付与している。
【００４７】
続いて、図６から図８を参照して、保持部材１０５、支持部材１１４、押さえ板１１３の動きの関係について詳細に説明する。
【００４８】
図６は、振動子１０９と移動量規制部材（押さえ板１１３、保持部材１０５）の隙間を説明するための図である。図６（ａ）は、保持部材１０５を−Ｙ方向から見た拡大図である。図６（ｂ）は、保持部材１０５を２つの突起接触面１０２ｂの中間点を通るＹＺ平面で切断し＋Ｘ方向から見た拡大断面図である。
【００４９】
振動子１０９は、薄板形状の支持部材１１４を介して保持部材１０５に固定される。これにより振動子１０９は、加圧方向であるＺ方向には保持部材１０５に対して自由に移動可能だが、駆動方向であるＸ方向には保持部材１０５に対して位置ずれなく固定される。
【００５０】
しかし支持部材１１４は薄板形状をしていて変形しやすいため、組立中に不用意に外力が加わってしまった際に、塑性変形してしまうおそれがあった。
【００５１】
そこで本発明の超音波モータでは、保持部材１０５から振動板１０２の接合部１０２ｃに向けて突出した移動規制部１０５ｃを備え、接合部１０２ｃと移動規制部１０５ｃの間には所定の隙間Ｌ１を設ける。そのため振動子１０９が＋Ｚ方向に所定量Ｌ１移動すると、振動板１０２の接合部１０２ｃが移動規制部１０５ｃに衝突するため、それ以上移動しない。このように保持部材１０５は、振動子１０９が＋Ｚ方向に所定量Ｌ１以上移動することを規制する移動規制部材の役割を果たしている。
【００５２】
一方、押さえ板１１３は、２か所のビス止め箇所を２つの突起接触面１０２ｂの間で繋いだ形状をしており、振動板１０２の平板部１０２ａと押さえ板１１３との間には、所定の隙間Ｌ２が設けられている。そのため振動子１０９が−Ｚ方向に所定量Ｌ２移動すると、振動板１０２の平板部１０２ａが押さえ板１１３に衝突し、それ以上移動しない。このように押さえ板１１３は、振動子１０９が−Ｚ方向に所定量Ｌ２以上移動することを規制する移動規制部材の役割を果たしている。
【００５３】
図７は、振動子１０９と押さえ板１１３が衝突した状態を説明するための図である。図７（ａ）は、保持部材１０５を−Ｙ方向から見た拡大図である。図７（ｂ）は、保持部材１０５を２つの突起接触面１０２ｂの中間点を通るＹＺ平面で切断し＋Ｘ方向から見た拡大断面図である。
【００５４】
組立中に不用意に−Ｚ方向の外力が振動子１０９に加わってしまった場合に、振動子１０９は−Ｚ方向に移動しようとする。支持部材１１４において、段差部１１４ａは振動板１０２の接合部１０２ｃと接合されているため−Ｚ方向に移動しようとする。しかし、押さえ板１１３で押さえられているところは保持部材１０５の固定されているため移動できない。そのため、薄板形状で変形しやすい支持部材１１４は、図７に示すような変形をする。
【００５５】
しかし、振動子１０９が−Ｚ方向に所定量Ｌ１だけ移動すると、図７に示すように、振動板１０２の平板部１０２ａが押さえ板１１３と衝突するため、振動子１０９の−Ｚ方向への移動が規制される。このように押さえ板１１３は、振動子１０９が−Ｚ方向に所定量Ｌ１以上移動することを規制する移動規制部材の役割を果たしている。
【００５６】
逆に振動板１０２の接合部１０２ｃと保持部材１０５の移動規制部１０５ｃの隙間は、移動前から開いていた所定量Ｌ１の隙間に、振動子１０９の移動量Ｌ２が加わるため、Ｌ１＋Ｌ２の隙間が空くことになる。
【００５７】
図８は、振動子１０９と保持部材１０５の移動規制部１０５ｃが衝突した状態を説明するための図である。図８（ａ）は、保持部材１０５を−Ｙ方向から見た拡大図である。図８（ｂ）は、保持部材１０５を２つの突起接触面１０２ｂの中間点を通るＹＺ平面で切断し＋Ｘ方向から見た拡大断面図である。
【００５８】
組立中に不用意に＋Ｚ方向の外力が振動子１０９に加わってしまった場合に、振動子１０９は＋Ｚ方向に移動しようとする。支持部材１１４において、段差部１１４ａは振動板１０２の接合部１０２ｃと接合されているため＋Ｚ方向に移動しようとする。しかし、押さえ板１１３で押さえられているところは保持部材１０５の固定されているため移動できない。これにより、薄板形状で変形しやすい支持部材１１４は、図８に示すような変形をする。
【００５９】
しかし、振動子１０９が＋Ｚ方向に所定量Ｌ２だけ移動すると、図８に示すように、振動板１０２の接合部１０２ｃが移動規制部１０５ｃと衝突するため、振動子１０９の＋Ｚ方向への移動が規制される。このように保持部材１０５は、振動子１０９が＋Ｚ方向に所定量Ｌ２以上移動することを規制する移動規制部材の役割を果たしている。
【００６０】
逆に振動板１０２の平板部１０２ａと押さえ部材１１３の隙間は、移動前から開いていた所定量Ｌ２の隙間に、振動子１０９の移動量Ｌ１が加わるため、Ｌ１＋Ｌ２の隙間が空くことになる。
【００６１】
図６から図８を用いて説明したように、振動子１０９の移動規制部材を設けて、＋Ｚ方向は所定量Ｌ１、−Ｚ方向は所定量Ｌ２以上移動することを規制する。これにより、組立中に不用意に外力が加わってしまった場合でも、支持部材１１４の変形を所定量以下に抑えることができる。これにより、変形しやすい薄板形状の支持部材１１４が塑性変形してしまう危険を軽減している。つまり、振動子１０９の移動規制部材である移動規制部１０５ｃと押さえ板１１３が、押圧力が付与される方向に支持部材１１４が所定量以上変形することを防止する変形防止手段としての機能を果たしている。その押圧方向は、圧縮コイルバネ１０７と加圧部材１０６とから保持部材１０５へ押圧力が付与される方向である。
【００６２】
［実施例２］
実施例１では、振動子１１９の＋Ｚ方向への移動規制は、保持部材１０５に設けられた移動規制部１０５ｃが振動板１０２の接合部１０２ｃと衝突することで果たしていた。これに対し、実施例２では、保持部材１０５から固定台１１０に向けて突出した突出部１０５ｄが固定台１１０と衝突する。この点で、振動子１０９が保持部材１０５に対して＋Ｚ方向に相対的に移動することを規制する実施例１と異なる。以下、実施例２について、図９を参照して説明する。ここで、実施例１と同一部材のものは、同一記号で図示される。また実施例1と同じところは説明を省略し、実施例１と異なるところだけ説明する。
【００６３】
図９は、実施例２の超音波モータにおける振支持部材１１４を固定する押さえ板１１３と、振動子１０９の保持部材１０５対する相対的な移動量を規制する移動規制部材の説明をするための図である。図９は、保持部材１０５を固定台１１０側からみた拡大斜視図である。
【００６４】
保持部材１０５には、固定台１１０に向けて４つの突出した突出部１０５ｄを備える。突出部１０５ｄと固定台１１０の間に所定の隙間を設けることで、振動子１０９が保持部材１０５に対して＋Ｚ方向に所定量以上だけ移動することを規制する移動規制部材としての機能を突出部１０５ｄが果たす。
【００６５】
図１０は、振動子１０９を保持する保持部材１０５と突出部１０５ｄの隙間を説明するための図である。図１０（ａ）は、保持部材１０５を−Ｙ方向から見た拡大図である。図１０（ｂ）は、保持部材１０５を２つの突起接触面１０２ｂの中間点を通るＹＺ平面で切断し＋Ｘ方向から見た拡大断面図である。
【００６６】
保持部材１０５から固定台１１０へ伸びる４つの突出部１０５ｄは、Ｘ方向においては押さえ板１１３と２つの固定ビス１１２を挟むように、そしてＹ方向にはスライダ１０１を挟むように設けられている。このような配置にすることで、超音波モータ内のスペースを有効に利用し、超音波モータユニット全体の小型化を図っている。
【００６７】
突出部１０５ｄと固定台１１０の間には、所定の隙間Ｌ３が設けられている。そのため、例えば組立時に不用意に保持部材１０５に−Ｚ方向の力が加わった場合でも、保持部材１０５が＋Ｚ方向に所定量Ｌ１移動すると、突出部１０５ｄが固定台１１０に衝突するため、それ以上移動しない。そのため、振動子１０９が、保持部材１０５に対して、＋Ｚ方向に所定量Ｌ１以上だけ移動することを規制することができる。このように保持部材１０５の突出部１０５ｄは、振動子１０９が保持部材１０５に対して＋Ｚ方向に所定量Ｌ１以上移動することを規制する移動規制部材の役割を果たしている。
【００６８】
図９から図１０を用いて説明したように、振動子１０９の移動規制部材を設けて、＋Ｚ方向は所定量Ｌ１以上移動することを規制する。これにより、組立中に不用意に外力が保持部材１０５に加わってしまった場合でも、支持部材１１４の変形を所定量以下に抑えることができる。また、変形しやすい薄板形状の支持部材１１４が塑性変形してしまう危険を軽減している。つまり振動子１０９の移動規制部材である突出部１０５ｄと固定台１１０が、支持部材１１４が所定量以上変形することを防止する変形防止手段としての機能を果たしている。
【００６９】
以上のように、超音波モータにおいて、保持部材１０５と押さえ板１１３に、振動子１０９がバネ部材１０７による押圧方向に所定量以上移動することを規制する移動規制部材としての機能を付与する。これにより、振動子１０９が移動量を所定量以下に抑えることができ、支持部材１１４が塑性変形してしまうことを軽減することが可能となる。
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】
【００７０】
１０１  スライダ（被駆動体）
１０１ａ  接触面
１０２  振動板
１０２ｂ  突起接触面（接触部）
１０３  圧電素子
１０４  小基台
１０５  保持部材
１０５ｃ  移動規制部
１０５ｄ  突出部
１０６  加圧部材
１０７  バネ部材
１０８  加圧受け部材
１０９  振動子
１１０  固定台
１１３  押さえ板
１１４  支持部材
１１５  遮断部材
１１６  転動ボール
１１７  天板
Ｌ１  接合部１０２ｃと移動規制部１０５ｃの隙間
Ｌ２  振動板１１２と押さえ板１１３の隙間
Ｌ３  突出部１０５ｄと固定台１１０の隙間
【図１】
2015047036.tif 000003
【図２】
2015047036.tif 000004
【図３】
2015047036.tif 000005
【図４】
2015047036.tif 000006
【図５】
2015047036.tif 000007
【図６】
2015047036.tif 000008
【図７】
2015047036.tif 000009
【図８】
2015047036.tif 000010
【図９】
2015047036.tif 000011
【図１０】
2015047036.tif 000012