(57)【要約】【課題】超音波モータの高精度な位置検出を安定に行うこと、および、高精度位置検出が可能な超音波モータつき電子機器提供すること。【解決手段】電気信号を機械的振動に変換する振動体と、振動体を固定する支持部材と、振動体に摩擦接触し、振動体との間の摩擦力により移動する移動体と、移動体と振動体とを加圧接触させる加圧機構と、移動体に保持され、移動体の移動状態を検出するための位置情報パターンを備えた被検出部材と、被検出部材と所定の隙間量を持つように配置され、位置情報パターンから移動体の移動状態を検出する位置検出手段とを有し、隙間量を調整する隙間調整手段を有する。【選択図】    図１
2004215349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を機械的振動に変換する振動体と、
前記振動体を固定する支持部材と、
前記振動体に摩擦接触し、前記振動体との間の摩擦力により移動する移動体と、
前記移動体と前記振動体とを加圧接触させる加圧機構と、
前記移動体に保持され、前記移動体の移動状態を検出するための位置情報パターンを備えた被検出部材と、
前記被検出部材と所定の隙間量を持つように配置され、前記位置情報パターンから前記移動体の移動状態を検出する位置検出手段と、
を有し、
前記隙間量を調整する隙間調整手段を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波モータにおいて、
前記隙間調整手段は、
前記被検出部材と前記移動体の間に狭持される、少なくとも１つ以上の第1スペーサ部材を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の超音波モータにおいて、
前記隙間調整手段は、
前記振動体と前記支持部材との間に狭持される、少なくとも１つ以上の第２スペーサ部材を備えることを特徴とする超音波モータ。
【請求項４】
請求項２に記載の超音波モータにおいて、
前記第１スペーサ部材の変形によって前記隙間量を調整することを特徴とする超音波モータ。
【請求項５】
請求項３に記載の超音波モータにおいて、
前記第２スペーサ部材の変形によって前記隙間量を調整することを特徴とする超音波モータ。
【請求項６】
請求項１に記載の超音波モータにおいて、
前記隙間調整手段は、
前記位置検出手段に設けられ、前記被検出部材に当接することで、前記被検出部材と前記位置検出手段との間の隙間量を一定に案内する案内部材を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の超音波モータにおいて、
前記位置検出手段は、
発光する発光素子と、
前記発光素子から発光する光を受光する受光素子と、
を有し、
前記位置情報パターンは、
前記発光素子から前記受光素子に至る光を遮蔽する遮蔽部と、
前記発光素子から前記受光素子に至る光を透過する透過部と、
から構成されることを特徴とする超音波モータ。
【請求項８】
請求項４に記載の超音波モータにおいて、
前記被検出部材と前記移動体とは、所定の傾きを有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つに記載の超音波モータを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学制御機器や各種記憶媒体などの駆動源としての超音波モータおよび超音波モータつき電子機器にかかわるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンコーダを搭載することで移動体の位置情報を検出することが可能な超音波モータが知られている。（例えば、特許文献１参照。）図1４に従来のエンコーダを搭載した超音波モータの断面図を示す。
【０００３】
円盤状の圧電素子１００２が接着された同じく円盤状の振動体１００１は中心軸１００３の打ち込みにより、支持部材１００４に固定されている。振動体１００１の一方の面には突起１００５が設けられており、突起１００５と加圧接触するように移動体１００６が配置されている。また、移動体１００６は中心軸１００３によりベアリング１００７を介し保持され、中心軸１００３の長手方向にスライド可能かつ中心軸１００３に対し回転可能に案内されている。スプリング１００８がベアリング１００７の内周側と、ばね押さえ１００９に圧接している。中心軸１００３にばね押さえ１００９をねじ１０１０で締結することで、スプリング１００８は変形し、移動体１００６を突起１００５へ加圧接触させている。圧電素子１００２に所定の周波数の交流電圧を印加することで振動体１００１は振動し、突起１００５が移動体１００６を摩擦力により回転させる。
【０００４】
移動体１００６には被検出部材であり、また複数のスリットを有するスケール１０２３が固定されている。支持部材１００４には位置検出手段であり、発光素子１０２１と受光素子１０２２を備えるフォトインタラプタ１０２０が固定され、フォトインタラプタ１０２０はスケール１０２３に設けられたスリットによる光の遮蔽/透過より移動体１０１５の位置情報を検出する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００―９２８６８号公報（第０７頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の技術では、各部品の寸法のばらつきにより、フォトインタラプタ１０２０とスケール１０２３の間の隙間量にばらつきが発生し、高精度の位置検出を実現しようとすると、スケール１０２３に設けられたスリットは極めて微細となるため、安定した位置検出を行うためには、隙間量のばらつきを低減する必要があった。
【０００７】
そこで、本発明は、超音波モータの高精度な位置検出を安定に行うことが目的であり、また、高精度位置検出が可能な超音波モータつき電子機器提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決すべく、本発明は、電気信号を機械的振動に変換する振動体と、振動体を固定する支持部材と、振動体に摩擦接触し、振動体との間の摩擦力により移動する移動体と、移動体と振動体とを加圧接触させる加圧機構と、移動体に保持され、移動体の移動状態を検出するための位置情報パターンを備えた被検出部材と、被検出部材と所定の隙間を持つように固定され、位置情報パターンから移動体の移動状態を検出する位置検出手段とを有し、隙間量を調整する隙間調整手段を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、各部品の寸法ばらつきにより発生する被検出部材と位置検出手段との間の隙間量のばらつきを低減することが可能であり、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。
また、本発明は、前記の超音波モータにおいて、隙間調整手段は、被検出部材と移動体の間に狭持される、少なくとも１つ以上の第1スペーサ部材を有することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、第1スペーサ部材の厚みやその枚数を変更することにより、被検出部材と位置検出手段との間の隙間量の調整が可能となり、簡便な方法で隙間量調整手段を実現することができ、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。
【００１１】
また、本発明は、前記の超音波モータにおいて、隙間調整手段は、振動体と支持部材との間に狭持される、少なくとも１つ以上の第２スペーサ部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、簡便な方法で隙間量調整手段を実現することができ、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。また、2箇所の調整箇所がある場合、適宜調整箇所を選択できるため、粗調整・微調整を行うことが可能であり、より簡単に調整することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記の超音波モータにおいて、第１スペーサ部材の変形によって隙間量を調整することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、たとえばねじなどにより、第１スペーサ部材の変形量を調節することにより、被検出部材と位置検出手段との間の隙間量の調整が可能となり、簡便な方法で隙間量調整手段を実現することができ、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。
【００１５】
また、本発明は、前記の超音波モータにおいて、第２スペーサ部材の変形によって隙間量を調整することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、たとえば、ねじなどにより、第１スペーサ部材の変形量を調節することにより、被検出部材と位置検出手段との間の隙間量の調整が可能となり、簡便な方法で隙間量調整手段を実現することができ、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。
【００１７】
また、本発明は、前記の超音波モータにおいて、隙間調整手段は、位置検出手段に設けられ、被検出部材に当接することで、被検出部材と位置検出手段との間の隙間量を一定に案内する案内部材を有することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、隙間量のばらつきは案内部材のみの寸法ばらつきとなり、隙間量のばらつきを低減することが可能となり、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。また、移動体と振動体の摩擦部の磨耗が進行しても、隙間量を一定に保つことができる。
【００１９】
また、本発明は、前記の超音波モータにおいて、位置検出手段は、発光する発光素子と、発光素子から発光する光を受光する受光素子とを有し、前記位置情報パターンは、発光素子から受光素子に至る光を遮蔽する遮蔽部と、発光素子から受光素子に至る光を透過する透過部とから構成されることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、光学式で位置検出を行うことで、高精度で安定した位置検出が可能となる。
【００２１】
また、本発明は、前記の超音波モータにおいて、被検出部材と移動体とは、所定の傾きを有することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、移動体が回転するときに発生する周期的な隙間量の変動を、被検出部材と移動体の傾きにより、軽減することができる。そのため、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。
そして、本発明は、前記の超音波モータを備えたことを特徴とする電子機器であることを特徴とする。この電子機器は光学制御機器や各種記憶媒体などを含む。この発明によれば、高精度な位置検出を利用し、電子機器の高性能化を実現できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１に実施の形態１に関する超音波モータの断面図を示す。
【００２４】
中心部に同心円の孔を持つ、薄板円環状の圧電素子1０２が接着された同じく略円盤状の振動体1０１は中心軸1０３の打ち込みにより、支持部材1０４に固定されている。
【００２５】
図２に圧電素子１０２の平面図を示す。圧電素子１０２は、厚み約１００μｍ程度のジルコン酸チタン鉛であり、外径15mm、内径が4mmの薄板円環形状である。図２（A）の平面図に示すように、圧電素子１０２の一方の面には周方向に等分割された電極パターン１０２a・１０２ｂが交互に４つずつの計8個の電極がスパッタ・もしくはプリント、蒸着などにより金属薄膜形成されている。ここでは、金を主成分とする薄膜を蒸着により設けた。
【００２６】
また、図２（B）の平面図に示すように、電極パターン１０２a・１０２ｂが設けられた面と対向する面には、ほぼ全面に全面電極１０２ｃが電極パターン１０２a・１０２ｂと同様に、金を主成分とする薄膜を蒸着により設けられている。
【００２７】
また、図２（C）の平面図に示すように、圧電素子１０２はその厚み方向に分極処理が施されており、電極パターン１０２aはその極性が周方向に＋・−・＋・−と処理され、電極パターン１０２ｂもその極性が周方向に＋・−・＋・−と処理されている。図２(c)に各電極の分極方向を示す＋・−の符号を各電極に付する。
【００２８】
図３(A)に振動体１０１の平面図を、図３（B）に断面図を示す。振動体１０１はアルミ合金からなる略円盤形状であり（ここでは、材料にアルミ合金を用いたが、真鍮やステンレスなどの金属やセラミックなどでもよい。）、中心部には、中心軸１０３と互いに固定するため、打ち込み固定用の孔が開いている。また、圧電素子１０２と接着される面には、孔部の周りに土手上の突部１０１aが設けられており、圧電素子１０２を接着する際のガイドとして機能するとともに、支持部材１０４と圧電素子１０２とを所定の隙間を持って固定する機能も果たしている。
【００２９】
また、振動体１０１の圧電素子１０２との接着面とは対抗する面に、突起１０５が同心円状に均等に９０度間隔４つ配置されている、また、振動体１０１と圧電素子１０２とは、接着時に突起１０５が電極パターン１０２aおよび１０２ｂの間に位置するように接着されている。このような突起１０５と圧電素子１０２の位置関係により、電極１０２a、または電極１０２ｂ、どちらか一方を選択して所定の周波数の交流電圧を印加することで、振動体１０１には、円周方向に２波、半径方向に1つの節線を持つ振動モードで振動する。
【００３０】
ここで、所定の周波数とは、前述の振動モードの共振周波数付近の周波数である。この時、突起１０５は振動体１０１の周方向の波の腹と節の中間点に位置し、突起１０５先端部は、円弧状に往復運動を行う。電極１０２aに所定の交流電圧を印加したときと、電極１０２ｂに所定の交流電圧を印加したときと、突起１０５の往復運動は、振動体１０１の円周方向の振動成分が反転する。このように振動する振動体１０１に対し、図1のように、突起1０５と加圧接触するように移動体１０６が配置することで、移動体１０６は突起１０５との間の摩擦力により、駆動力を得る。
【００３１】
移動体１０６は中心軸１０３によりベアリング１０７を介して保持案内され、中心軸１０３の長手方向にスライド可能かつ中心軸１０３に対し回転可能に案内されている。スプリング１０８はベアリング１０７の内周側と、ばね押さえ１０９に圧接している。中心軸１０３にばね押さえ１０９をねじ１１０で締結することで、スプリング１０８は変形し、その弾性力により移動体１０６を図中下方向に与圧し、突起１０５と移動体１０６とを加圧接触させている。前述したように、圧電素子１０２の電極パターン１０２aもしくは１０２bのどちらか一方に所定の周波数の交流電圧を印加することで、振動体１０１は共振振動し、突起１０５の円弧状の往復運動により、移動体１０６は中心軸１０３を中心に回転する。
【００３２】
このとき、所定の周波数の交流電圧を印加する電極パターンを１０２aもしくは１０２ｂのどちらか選択することで移動体１０６の回転方向を切り替えることができる。
【００３３】
ここで図１によって、移動体１０６について詳細に説明する。移動体１０６は、カーボンフィラーを含有するプラスチック材料の略円環形状であり、中心部にベアリング１０７が圧入により固定されている。ここでは移動体１０６の材料はプラスチックとしたが、セラミックや金属の材料でもよく、それらの突起１０５との摺動部にPPSなどを主成分とする高分子材料が接合されているような構造でもよい。突起１０５と移動体１０６の摺動面（図中下面）は表面粗さ０．２μｍ以下になるようにラッピング処理が施されている。形状は、略円環形状であり、移動体１０６の外周部には同心円の段部が形成されており、中心部にベアリング１０７が圧入によって固定されている。
【００３４】
そして、移動体１０６の段部にリング状の第１スペーサ１３０、被検出部材としてのスケール１２３が積み重ねて配置されている。第１スペーサ１３０は移動体１０６の段部によりガイドされるため、段部の小さいほうの直径よりわずかに大きな内径である。厚みは１０オｍ〜４０オｍである。材料は、ステンレスであり、エッチングにて成形している。ここでは、材料にステンレスを用いたが、真鍮などの金属やポリイミドなどの高分子材料でもよく。加工方法は、打ち抜きやワイヤー放電加工、レーザーカットなどの加工法でもよい。
【００３５】
また、薄板リング状のガラスの一方の面にニッケルの薄膜が蒸着され、第１スペーサ１３０とほぼ同等の内径を持つスケール１２３は、ニッケルの薄膜に、位置情報パターンである複数のスリットがエッチングにより、円周方向に等間隔に９０００個設けられている。ここでは、ガラスの一方の面にニッケルの薄膜が蒸着されたスケール１２３であるが、ステンレスは真鍮、ニッケル合金などの金属薄板にエッチングによりスリットを設けた構造ででもよい。
【００３６】
そして、第1スペーサ１３０を移動体１０６と挟み込むように積み重ねられており、移動体１０６に対し中心を同じく配置されている。第１スペーサ１３０とスケール１２３をあわせた厚みは、移動体１０６の外周部の段部高さよりも大きくなっており、略円盤形状のスケール押さえ１１１をねじ１１２で移動体１０６に締結することで、移動体１０６の段部底面とスケール押さえ１１２とで挟み込むように第１スペーサ１３０とスケール１２３を固定している。
【００３７】
図４(a)のように、隙間Aが１００オｍ±１０オｍになるように、第1スペーサ１３０aの挿入する枚数変えることで隙間Aを調整している。そのため、スペーサ１３０aの厚みは、１枚あたり２０オｍとしており、スペーサ１３０aが挿入されない場合、隙間Aが１１０オｍ以下になるように、設計上、各部材の交差が設定されている。
【００３８】
また、図４(b)に第1スペーサ１３０ｂを厚みの異なる数種類を用意しておき、入れ替えることで、スケール１２３を中心軸１０３の長手方向に位置を調整することができる。ここでは、隙間Aが１００オｍ±１０オｍになるように、調整されており、第1スペーサ１３０ｂは１０オｍ刻みで数種類用意している。
【００３９】
また、支持部材１０４には位置検出手段であり、光軸がスケール１２３と垂直になるように配置された発光素子であるLED１２１と受光素子であるフォトダイオード１２２を備えるフォトインタラプタ１２０が固定され、フォトインタラプタ１２０はスケール１２３に設けられたスリットの通過によるによる光の遮蔽/透過より移動体１０６の位置情報を検出する。
【００４０】
ここで、フォトダイオード１２２とスケール１２３との間の隙間Aとフォトダイオード１２２が検出するスリット明／暗部における光強度の差（以下コントラスト）について説明する。図５に隙間Aとコントラストの関係をグラフにて示す。縦軸がコントラストであり、コントラストを電圧変換して検出した結果である、また、横軸が隙間Aの大きさであり、a・ｂの間の大きさは数百μｍである。グラフ中a・ｂの隙間量の時に、コントラストが極小となる。これは、フォトダイオード１２２がスリットによる回折光を検出してしまうためであり、ギャップ量はaもしくはｂ付近であると、フォトダイオード１２２はスリットのコントラスト（明暗差）が検出できず、移動体１０６の移動量を検出できなくなってしまう。スリットが微細化するほど、aとｂとの間の距離は狭くなり、高精度な位置検出を行うためには、隙間Aの高精度な調整が必要となってくる。本実施の形態によれば、簡単な構造、簡単な調整方法でこのギャップ量を調整することが可能である。
【００４１】
＜実施の形態２＞
図６に実施の形態２に関する超音波モータ２００の断面図を示す。実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付することで説明は省略する。
【００４２】
また、図７に第１スペーサ２３０の形状を示す斜視図を示す。第１スペーサ２３０はステンレスからなり、円環状のプレス加工により段差形状を設けたさらばねである。ここでは、材料はステンレスであるが、金属や高分子材料などの弾性材料であればよい。ここでは、厚み０．３ｍｍの薄板をプレス加工により、図７に示すように加工している。
【００４３】
本実施の形態では図６のように、第１スペーサ２３０は移動体１０６の外周段部底面に設置され、段部外周面でガイドされている。その上に重なるようにスケール１２３を設置し、スケール１２３についても段部外周面で中心軸１０３の長手方向にスライド可能に案内されると同時に、移動体１０６と中心を同軸ガイドされている。さらに、スケール上面にスケール押さえ１１１を設置し、移動体１０６とスケール押さえ１１１をねじ１１２で締結することでスケール１２３を第１スペーサ２３０とスケール押さえ１１１とで挟み込むように固定する。
【００４４】
ここで、図８に超音波モータ２００の上面図を示す。移動体１０６とスケール押さえ１１１を締結するねじ１１２はスケール押さえ１１１の同心円上に９０度間隔で均等に配置されている。これらの４つのねじ１１２を各々締めトルクを調整することで、スケール１２３の中心軸１０３と長手方向の面ぶれをとることができる。ここでは、面ぶれの測定に、レーザドップラー振動計を用い、レーザがスケール１２３の平面に対し垂直に当たるように設置し、測定を行った。また、スケール１２３とフォトダイオード１２２の間の隙間量に関しても全体的な調整をすることができる。このような構造をとることにより、スケール１２３の中心軸１０３と長手方向の面ぶれと、スケール１２３とフォトダイオード１２２の間の隙間量とを調整することにより、より高精度な位置検出が可能となり、また安定した位置検出が実現できる。また、簡便な方法で調整が可能であるため、コスト低減・歩留まり向上に効果がある。
【００４５】
＜実施例３＞
図９に実施の形態２に関する超音波モータ３００の断面図を示す。実施の形態１もしくは実施例２と同様の部材に関しては、同じ符号を付することで説明は省略する。第２スペーサ３３０は薄板リング状のステンレスであり、支持部材１０４と振動体へそ部３０１との間に挿入されている。ここでは、材料はステンレスとしたが、金属やセラミック、高分子材料でもかまわない。第２スペーサ３３０は振動体１０１と同様に中心軸３０３と中心を同じくにガイドされている。中心軸３０３には両端にねじ穴が設けられており、一方はばね押さえを固定するために、ねじ１１０が締結され、他方の端には支持部材１０４に中心軸３０３を固定するためにねじ３１２によって締結されている。
【００４６】
また、中心軸３０３と支持部材１０４とは、中心軸３０３の長手方向にスライド可能になっており、振動体１０１と支持部材１０４とその間に挟まれた第２スペーサ３３０がねじ３１２により、締結固定される。このとき、第２スペーサ３３０の厚みや挿入枚数を変更することで、実施の形態１と同様にスケール１２３とフォトダイオード１２２の間の隙間量を調整することができる。これにより、スケール１２３とフォトダイオード１２２の間の隙間量とを調整することにより、より高精度な位置検出が可能となり、また安定した位置検出が実現できる。また、簡便な方法で調整が可能であるため、コスト低減・歩留まり向上に効果がある。
【００４７】
＜実施例４＞
図１０に実施の形態４に関する超音波モータ４００の断面図を示す。実施の形態１もしくは実施例２ともしくは実施例３について同様の部材に関しては、同じ符号を付することで説明は省略する。第２スペーサ４３０は弾性部材からなり、ステンレスをプレス加工により円環状・段差形状を設けたさらばねである。本実施の形態では振動体へそ部３０１の底面と接し、中心軸３０３の側面でガイドされている。その下に重なるように支持部材１０４を設置し、中心軸３０３が支持部材１０４に対し厚み方向にスライド可能に設置する。このように設置することで、第２スペーサ４３０はその外周部を支持部材１０４に支持され、内周側を振動体へそ部３０１で支持される。中心軸３０３と支持部材１０４とをねじ３１２で締結することで、その締めトルクを調整することで、振動体１０１を中心軸３０３の長手方向に位置調整を行うことができる。
【００４８】
この構造により、スケール１２３とフォトダイオード１２２の間の隙間量に関して調整をすることができる。スケール１２３とフォトダイオード１２２の間の隙間量とを調整することにより、より高精度な位置検出が可能となり、また安定した位置検出が実現できる。また、簡便な方法で調整が可能であるため、コスト低減・歩留まり向上に効果がある。ここまで、実施の形態１〜４までそれぞれ説明してきたが、各々を組み合わせることも可能である。たとえば、実施の形態１と実施の形態４とを組み合わせことも可能である。
【００４９】
＜実施例５＞
図１１に実施の形態５に関する超音波モータ５００の断面図を示す。また、図１２にスケール押さえ５４０とスケール５２３の平面図を示す。
【００５０】
実施の形態１について同様の部材に関しては、同じ符号を付することで説明は省略する。移動体１０６にはスケール押さえ５４０が、図示しないねじで固定されている。ここでは、ねじで固定したが、接着などによる固定方法でも可能である。図１２のように、スケール押さえ５４０は薄板状のステンレスであり、放射状に伸びた６本の腕を持ち、内周側では移動体１０６の上面に固定され、外周側では、スケール５２３に固定される。ここでは、材料はステンレスとしたが、金属や高分子材料などの弾性部材であればよい。
【００５１】
また、腕の数もここでは６本としたが、腕の本数については特に指定がなく、腕を持たない薄板リング状でもよく、所定のばね定数が得られればよい。ここでは、ばね定数は低い方がより好適である。また、スケール５２３は薄板リング状のガラスの一方の面にニッケルの薄膜が蒸着されている。ニッケルの薄膜層に、位置情報パターンである、複数のスリットがエッチングにより、円周方向に等間隔に９０００個もうけられている。
【００５２】
また、フォトインタラプタ１２０には、突起状の案内部材５３０がもうけられており、スケール５３２に設けられたスリットよりも内側でスケール押さえ５４０の加圧力によりスケール５３２に接触している。この案内部材５３０は含油金属や摺動用プラスチックなど、より摩擦係数が低い材料が好適であり、その高さは約１００オｍとなっており、この寸法が隙間Ａと等しい。そして、スケール押さえ５４０の内周部と、外周部とでは、段差が生じるよう、移動体１０６がスケール押さえ５４０と固定される面より、突起状の案内部材５３０のほうが少し高く設計されている。
【００５３】
このことにより弾性部材であるスケール押さえ５４０はスケール５２３を突起状の案内部材５３０に押し付ける構造となっている。この構造によれば、スケール５２３とフォトダイオード１２２の間の隙間のばらつきは、突起状の案内部材５３０の寸法精度のみによりきまり、各部品の寸法誤差の積み重ねによる隙間のばらつきより小さくなる。また、スケール５２３の中心軸１０３と長手方向の面ぶれをとることができる。このため、より高精度な位置検出が可能となり、また安定した位置検出が実現できる。また、簡便な方法で調整が可能であるため、コスト低減・歩留まり向上に効果がある。
【００５４】
＜実施例６＞
本発明超音波モータ１００にミラー６０１を取り付けることで、レーザ反射制御機器を提供することでできる。図１３にレーザ反射制御機器の概略図を示す。超音波モータ１００スケール押さえ１１１の上に垂直にミラー６０１を固定する。超音波モータ１００からは位置検出信号が出力されそれに応じた駆動信号を発生する制御回路６０４がある。加工用レーザ６０２から第1のミラー６０１へレーザが照射され、次に第２のミラー６０６を反射したレーザは加工対象６０５をレーザ加工する。
【００５５】
このとき、第1のミラーと６０１と第2のミラー６０６の回転軸方向をずらして配置することで、加工対象６０５を２次元的に加工することが可能である。また、このシステムを用いれば、加工対象６０５の代わりに複数のレーザ受光機を用意することで、さまざまな位置にあるレーザ受光機に対し、選択的にレーザを照射することが可能であり、たとえばレーザによる光空間通信に利用することも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、各部品の寸法ばらつきにより発生する被検出部材と位置検出手段との間の隙間量のばらつきを低減することが可能であり、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。
【００５７】
また、本発明によれば、第1スペーサ部材の厚みやその枚数を変更することにより、被検出部材と位置検出手段との間の隙間量の調整が可能となり、簡便な方法で隙間量調整手段を実現することができ、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。
【００５８】
また、本発明によれば、簡便な方法で隙間量調整手段を実現することができ、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。また、2箇所の調整箇所がある場合、適宜調整箇所を選択できるため、粗調整・微調整を行うことが可能であり、より簡単に調整することができる。
【００５９】
また、本発明によれば、たとえばねじなどにより、第１スペーサ部材の変形量を調節することにより、被検出部材と位置検出手段との間の隙間量の調整が可能となり、簡便な方法で隙間量調整手段を実現することができ、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。
【００６０】
また、本発明によれば、たとえばねじなどにより、第１スペーサ部材の変形量を調節することにより、被検出部材と位置検出手段との間の隙間量の調整が可能となり、簡便な方法で隙間量調整手段を実現することができ、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。
【００６１】
また、本発明によれば、隙間量のばらつきは案内部材のみの寸法ばらつきとなり、隙間量のばらつきを低減することが可能となり、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。また、移動体と振動体の摩擦部の磨耗が進行しても、隙間量を一定に保つことができる。
【００６２】
また、本発明によれば、光学式で位置検出を行うことで、高精度で安定した位置検出が可能となる。
【００６３】
また、本発明によれば、移動体が回転するときに発生する周期的な隙間量の変動を、被検出部材と移動体の傾きにより、軽減することができる。そのため、より高精度な位置検出が可能となるとともに、安定した位置検出を実現することができる。また、組み立てコストの低減、歩留まり向上にも効果がある。
そして、本発明によれば、高精度な位置検出を利用し、電子機器の高性能化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる超音波モータの実施例１の断面図である。
【図２】本発明に関わる超音波モータの実施例１の圧電素子の平面図である。
【図３】本発明に関わる超音波モータの実施例１の振動体の平面図である。
【図４】本発明に関わる超音波モータの実施例１の断面図である。
【図５】本発明に関わる超音波モータの実施例１のギャップとコントラストの関係を示したグラフである。
【図６】本発明に関わる超音波モータの実施例２の断面図である。
【図７】本発明に関わる超音波モータの実施例２の第１スペーサ部材の斜視図である。
【図８】本発明に関わる超音波モータの実施例２の平面図である。
【図９】本発明に関わる超音波モータの実施例３の断面図である。
【図１０】本発明に関わる超音波モータの実施例４の断面図である。
【図１１】本発明に関わる超音波モータの実施例５の平面図である。
【図１２】本発明に関わる超音波モータの実施例のスケールとスケール押さえの平面図である。
【図１３】本発明に関わる超音波モータ付レーザ加工機の実施例６の平面図である。
【図１４】従来の超音波モータの断面図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００、５００、１０００  超音波モータ
１０２、１００２  圧電素子
１０１、１００１  振動体
１０３、３０３、１００３  中心軸
１０４、１００４  支持部材
１０２a、１０２ｂ  電極パターン
１０２ｃ  全面電極
１０６、１００６  移動体
１０７、１００７  ベアリング
１０８、１００８  スプリング
１０９、１００９  ばね押さえ
１１０、１０１０  ねじ
１３０、２３０  第１スペーサ
３３０、４４０  第２スペーサ
１２３、５２３、１０２３  スケール
１１１、５４０  スケール押さえ
１１２  ねじ
１２１  LED
１２２  フォトダイオード
１２０、１０２０  フォトインタラプタ
【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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