【手続補正書】
【提出日】平成15年12月24日(2003.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより進行波を励起する振動波駆動装置に用いられる振動体において、
変位方向が同一であって、かつ、振動体の両側のそれぞれの端部の変位する相対的割合が異なる複数の振動モードを有することを特徴とする振動体。
【請求項２】
第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより進行波を励起する振動波駆動装置に用いられる振動体において、
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との間に、振動体の軸方向と直交する方向に延び、外径が前記電気−機械エネルギー変換素子よりも大きい第３の弾性部を有し、変位方向が同一であって、かつ、振動体の両側のそれぞれの端部の変位する相対的割合が異なる複数の振動モードを有することを特徴とする振動体。
【請求項３】
前記第１の弾性体は、前記第２の弾性体よりも外径の小さな部位を有することを特徴とする請求項２に記載の振動体。
【請求項４】
前記第２の弾性体は、前記第１の弾性体１よりも剛性の高い材質で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の振動体。
【請求項５】
第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、前記振動体に接触する接触体とを備え、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより前記振動体に励起された進行波によって前記接触体を駆動する振動波駆動装置において、
前記振動体は、変位方向が同一であって、かつ、両側のそれぞれの端部の変位する相対的割合が異なる複数の振動モードを有することを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項６】
第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、前記振動体に接触する接触体とを備え、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより前記振動体に励起された進行波によって前記接触体を駆動する振動波駆動装置において、
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との間に、前記振動体の軸方向と直交する方向に延び、前記電気−機械エネルギー変換素子の外径よりも外側に前記接触体が摺動する摺動面を設けた第３の弾性部を有し、前記振動体は、変位方向が同一であって、かつ、両側のそれぞれの端部の変位する相対的割合が異なる複数の振動モードを有することを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項７】
第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、前記振動体に接触する接触体とを備え、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより前記振動体に励起された進行波によって前記接触体を駆動する振動波駆動装置において、
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との間に、前記振動体の軸方向と直交する方向に延び、前記電気−機械エネルギー変換素子の外径よりも外側に前記接触体が摺動する摺動面を設けた第３の弾性部を有し、前記第３の弾性部を境として軸方向摺動面側の振動体の動剛性が、非摺動面側の動剛性よりも小さいことを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項８】
前記第３の弾性部を境として軸方向摺動面側に前記第１の弾性体が配置され、非摺動面側に前記第２の弾性体が配置され、前記第１の弾性体は、前記第２の弾性体よりも外径の小さな部位を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の振動体。
【請求項９】
前記第３の弾性部を境として軸方向摺動面側に前記第１の弾性体が配置され、非摺動面側に前記第２の弾性体が配置され、前記第２の弾性体２は、前記第１の弾性体１よりも剛性の高い材質で構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の振動体。
【請求項１０】
前記電気−機械エネルギー変換素子は前記第３の弾性部と前記第２の弾性体の間に配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の振動波駆動装置。
【請求項１１】
前記第１の弾性体は、外径が前記電気−機械エネルギー変換素子の外径より小さい部位を有することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の棒状振動波駆動装置。
【請求項１２】
前記振動体の軸方向における少なくとも一方の端部の外径が拡大されていることを特徴とする請求項６から１１のいずれかに記載の振動波駆動装置。
【請求項１３】
前記第３の弾性部が耐摩耗性を有する材料で構成されたことを特徴とする請求項６から１２のいずれかに記載の振動波駆動装置。
【請求項１４】
前記第３の弾性部の摺動面に、耐摩耗性を有する部材を設けたことを特徴とする請求項６から１２のいずれかに記載の振動波駆動装置。
【請求項１５】
前記第３の弾性部の摺動面に面仕上げ加工が施してあることを特徴とする請求項６から１３に記載の振動波駆動装置。
【請求項１６】
前記複数の異なる振動モードのうち前記電気−機械エネルギー変換素子の歪みが小さい振動モードとなる駆動信号を、前記電気−機械エネルギー変換素子に供給する駆動回路を有することを特徴とする請求項６に記載の振動波駆動装置。
【請求項１７】
前記複数の異なる振動モードのうち、いずれか１つの振動モードを励起するための駆動信号を選択して、前記電気−機械エネルギー変換素子に供給する駆動回路を有することを特徴とする請求項６に記載の振動波駆動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより進行波を励起する振動波駆動装置に用いられる振動体において、変位方向が同一であって、かつ、振動体の両側のそれぞれの端部の変位する相対的割合が異なる複数の振動モードを有することを特徴とするものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
同様に上記課題を解決するために、本願の請求項２に記載の発明は、第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有し、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより進行波を励起する振動波駆動装置に用いられる振動体において、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との間に、振動体の軸方向と直交する方向に延び、外径が前記電気−機械エネルギー変換素子よりも大きい第３の弾性部を有し、変位方向が同一であって、かつ、振動体の両側のそれぞれの端部の変位する相対的割合が異なる複数の振動モードを有することを特徴とするものである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
同様に上記課題を解決するために、本願の請求項５に記載の発明は、第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、前記振動体に接触する接触体とを備え、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより前記振動体に励起された進行波によって前記接触体を駆動する振動波駆動装置において、前記振動体は、変位方向が同一であって、かつ、両側のそれぞれの端部の変位する相対的割合が異なる複数の振動モードを有することを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
同様に上記課題を解決するために、本願の請求項６に記載の発明は、第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、前記振動体に接触する接触体とを備え、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより前記振動体に励起された進行波によって前記接触体を駆動する振動波駆動装置において、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との間に、前記振動体の軸方向と直交する方向に延び、前記電気−機械エネルギー変換素子の外径よりも外側に前記接触体が摺動する摺動面を設けた第３の弾性部を有し、前記振動体は、変位方向が同一であって、かつ、両側のそれぞれの端部の変位する相対的割合が異なる複数の振動モードを有することを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
同様に上記課題を解決するために、本願の請求項７に記載の発明は、第１の弾性体と第２の弾性体との間に電気−機械エネルギー変換素子を有する振動体と、前記振動体に接触する接触体とを備え、前記電気−機械エネルギー変換素子に駆動信号を印加することにより前記振動体に励起された進行波によって前記接触体を駆動する振動波駆動装置において、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との間に、前記振動体の軸方向と直交する方向に延び、前記電気−機械エネルギー変換素子の外径よりも外側に前記接触体が摺動する摺動面を設けた第３の弾性部を有し、前記第３の弾性部を境として軸方向摺動面側の振動体の動剛性が、非摺動面側の動剛性よりも小さいことを特徴とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
１は中空円柱状の第１の弾性体で、真鍮等の振動減損失の小さい材料で構成されている。２は円柱状の第２の弾性体であり、第１の弾性体１と同様に振動減衰損失が小さい材料で構成されている。５は振動体の軸方向と直交する方向に延びたフランジ状（円盤状）弾性体であり、第１の弾性体１、第２の弾性体２およびフランジ状弾性体５がねじ部６ａ,６ｂを有するシャフト６により一体的に挟持固定されている。このフランジ状弾性体５は耐摩耗性の材料で構成されており、外周近傍の片面でロータ８と接触し、ロータ８を回転駆動させる。図１(ａ)から明らかなように、ロータ８と接触するフランジ状弾性体５の摺動面は、隣接する第１の弾性体１および圧電素子３の外径よりも外側に位置している。シャフト６は先端部が不図示の装置に連結される質量部７に固定され、振動体を支えるための支持ピンとして作用する。シャフト６のうち第２の弾性体２、圧電素子３およびフランジ状弾性体５の内部に位置していない部分は十分に細く形成されており、振動体が発生する振動を吸収して振動が被駆動装置等へ伝搬するのを防止できるように構成されている。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、図１(ｃ)に示す振動モードの固有振動数は図１(ｂ)に示す振動モードの固有振動数に比べて小さい値であり、図１(ｂ)と図１(ｃ)の振動モードでの固有振動数は大きく異なったものとなる。これは図１(ｂ)の振動モードが主に外径の大きい第２の弾性体２に合わせた振動モードであるのに対し、図１(ｃ)の振動モードが主に外径の小さい第１の弾性体１に合わせた振動モードであるためである。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図２に示した振動体は、第１の弾性体１１の上側先端部と第２の弾性体１２の下側先端部１２ａの外径を拡大することで、曲げ振動変位の大きな自由端の質量を大きくし、振動体の固有振動数を低下させたものである。固有振動数を低下できるため、同一の固有振動数であれば、より小型化した振動体を提供することが可能である。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
本実施形態においても、フランジ状(ディスク状)弾性体１５の下側に位置する第２の弾性体１２の部位の外径を、フランジ状弾性体１５の上側に位置する第１の弾性体１１の部位の外径よりも大きくすることで、両者の動剛性に差を持たせ、異なる２つの曲げ振動モードを励起できる構成となっている。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図示していないがロータは第１の弾性体１１の外周側に配置される。本実施の形態においては、フランジ状弾性体１５の外周近傍には、耐摩耗性の摺動部材５１が接着され、この摺動部材５１がロータと摺動する。図１に示す振動体は、フランジ状弾性体１５がロータ８と接するため、フランジ状弾性体１５の表面にラップ等による面仕上げ加工を施す必要があるが、本実施の形態においては、摺動部材５１を設けてあるので、フランジ状弾性体１５の表面に面仕上げ加工を施す必要がなくなる。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
２１は第１の弾性体、２２は第２の弾性体、２３は圧電素子であり、２５は振動体の軸方向と直交する方向に延びたフランジ状（ディスク状）弾性体である。第１の弾性体２１には第２の弾性体２２、圧電素子２３、フランジ状弾性体２５を貫通する軸部を有し、軸部の先端が第２の弾性体２２の下側で質量部２７に固定され、振動体全体を支持している。この軸部にはねじ部２１ｂとフランジ部２１ｃとが形成されており、第２の弾性体２２をねじ部２１ｂに螺合させ、第２の弾性体２２とフランジ部２１ｃとの間にフランジ状弾性体２５と圧電素子２３とを挟持固定する。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
３６はシャフトで、下部には振動体挟持用のネジ３６ａが、上部には質量部３７と結合する結合用のネジ３６ｃが設けられている。ロータ３８の外周には接触用のバネ３８ａが接着等により結合され、また内周にはバネケース３８ｂが嵌合している。３９は出力ギアで、バネケース３８ｂに対してラジアル方向に相対移動せぬよう嵌合結合している。３４は加圧用のコイルバネである。質量部３７とギア３９との結合部４０は滑り軸受けを構成している。４４は圧電素子３３への給電用のフレキシブル基板である。