(57)【要約】【課題】この発明は、簡便にして容易に強固な接着固定を実現し得、且つ、環境温度の変化に影響を受けることなく、高精度な駆動特性を実現し得るようにした超音波モータを提供することにある。【解決手段】被駆動体１２に対して摩擦駆動可能に圧接される駆動子１１に、その接触面を構成しない部位に溝部１８を有する鍔状部１７を設けて、この駆動子１１を圧電素子１０の下面に接着剤１９を用いて強固に接着固定するように構成したものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を励起させ、駆動力を得て被駆動体を駆動する超音波モータであって、
圧電素子と、
前記圧電素子の一方の面に接着剤を用いて接着固定されて配置され、前記被駆動体に接触されて該被駆動体に前記圧電素子の振動により得た駆動力を伝達する接触面及び熱変形吸収部が設けられた駆動子と、
前圧電素子を押圧して前記駆動子の接触面を前記被駆動体に駆動可能に圧接する押圧手段と、
を具備することを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】
前記熱変形吸収部は、前記駆動子の接触面を構成しない部位に設けられることを特徴とする請求項１記載の超音波モータ。
【請求項３】
前記熱変形吸収部は、前記駆動子の接触面の側壁に沿って形成した溝部を有した鍔状部であることを特徴とする請求項２記載の超音波モータ。
【請求項４】
前記熱変形吸収部を構成する鍔状部の溝部は、前記駆動子の接触面の側壁に沿って複数重設けられることを特徴とする請求項３記載の超音波モータ。
【請求項５】
前記熱変形吸収部を構成する鍔状部の溝部は、前記駆動子の接触面の側壁に沿って複数に分断されて設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載の超音波モータ。
【請求項６】
前記圧電素子は、二つの振動を励起して駆動力を得ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の超音波モータ。
【請求項７】
前記圧電素子は、縦振動と屈曲振動を励起して、楕円振動を発生させ、駆動力を得ることを特徴とする請求項６記載の超音波モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばデジタルカメラの手振れ補正ユニットやＡＦレンズ等のアクチュエータとして用いられている超音波モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の超音波モータは、圧電素子に電圧を印加して縦振動と屈曲振動を励起させて楕円振動を発生させ、この楕円振動を、摩擦部材である駆動子を介して被駆動体に伝達し、該被駆動体を摩擦駆動するように構成されている。このような超音波モータは、振動体を構成する圧電素子に配した駆動子を、被駆動体に対して均一的に接触配置することにより、安定した摩擦駆動が実現される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そこで、超音波モータにおいては、被駆動体に駆動力を伝達する駆動子を、圧電素子の屈曲振動の腹に熱硬化性接着剤を用いて接着固定して、圧電素子を押圧機構を介して被駆動体方向に押圧することにより、該圧電素子に配した駆動子を、被駆動体に摩擦駆動可能に接触配置する方法が採られている。このため、駆動子は、圧電素子に強固、且つ、高精度な精度で接着固定することが要求される。
【特許文献１】特開２００４−９６９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記超音波モータでは、駆動子を、圧電素子に接着剤に接着固定している構成上、環境温度等の温度変化により、熱膨張係数の相違等により、駆動子の接着部位が微小に熱変形して、被駆動体との接触部形状が変化し、環境温度に応じて駆動速度が可変して、駆動特性が変化してしまうという問題を有する。
【０００５】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡便にして容易に強固な接着固定を実現し得、且つ、環境温度の変化に影響を受けることなく、高精度な駆動特性を実現し得るようにした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】
【０００６】
この発明は、振動を励起させ、駆動力を得て被駆動体を駆動する超音波モータであって、圧電素子と、前記圧電素子の一方の面に接着剤を用いて接着固定されて配置され、前記被駆動体に接触されて該被駆動体に前記圧電素子の振動により得た駆動力を伝達する接触面及び熱変形吸収部が設けられた駆動子と、前圧電素子を押圧して前記駆動子の接触面を前記被駆動体に駆動可能に圧接する押圧手段とを備えて構成したものである。
【０００７】
上記構成によれば、駆動子は、接触面が被駆動体に接触された状態において、例えば環境温度が変化して、その接着部位における接着剤との熱膨張係数との相違により接着面に熱応力が発生されると、熱変形吸収部が変形することにより、該熱応力が吸収される。これにより、駆動子は、その被駆動体との接触面に対して環境温度等の熱応力が直接的に付与されることが軽減され、該接触面が初期状態に保たれる。
【０００８】
従って、駆動子の圧電素子への強固な接着固定を実現したうえで、環境温度の変化に影響を受けることなく、駆動子による被駆動体の安定した駆動特性を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、この発明によれば、簡便にして容易に強固な接着固定を実現し得、且つ、環境温度の変化に影響を受けることなく、高精度な駆動特性を実現し得るようにした超音波モータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、この発明の一実施の形態に係る超音波モータを示すもので、圧電素子１０は、例えば複数の電極板を積層して矩形状に形成され、各電極に対して電圧が印加されると、これに応動して縦振動及び屈曲振動を励起して楕円振動を発生する。この圧電素子１０には、その下面の例えば屈曲振動の腹に、摩擦部材である駆動子１１（１１）が後述するように所定の間隔に接着固定されている。
【００１２】
この圧電素子１０は、その駆動子１１が被駆動体１２上に接触配置される。この被駆動体１２は、例えば筐体１３内に転動体１４を介して移動自在に配置され、圧電素子１０の駆動子１１により摩擦駆動されると、転動体１４を介して筐体１３上を矢印Ａ，Ｂ方向に移動制御される。
【００１３】
また、上記圧電素子１０には、その上面の縦振動の節にホルダ部材１５が、例えば接着剤を用いて固着されて振動体として構成されている。このホルダ部材１５は、その両端部にそれぞれ突起部１５１が設けられ、この突起部１５１が、上記圧電素子１０の短辺側から突出されて筐体１３の図示しない取付部に所望の自由度を有して取付けられる。
【００１４】
ホルダ部材１５には、その上面に押圧機構を構成する付勢用ばね部材１６の一端が係着される。このばね部材１６は、その他端が例えば上記筐体１３にホルダ部材１５に対して矢印方向のばね力を付与するように係着されている。これにより、ばね部材１６は、そのばね力をホルダ部材１５に付与して、上記圧電素子１０の駆動子１１の接触面を被駆動体１２に摩擦駆動可能に圧接させる。
【００１５】
上記駆動子１１は、その接触面を構成しない部位、例えば図２に示すようにその接触面の側壁における接着面側に熱変形吸収部を構成する鍔状部１７が設けられ、この鍔状部１７の接触面側には、略Ｕ字状の溝部１８が、例えば接触面を囲んで形成される。そして、この駆動子１１は、その鍔状部１７を含む接着面が圧電素子１０の下面に対して熱硬化性接着剤１９を用いて周囲に該接着剤１９がはみ出した、いわゆるフィレットが形成されるまで強固に接着固定される。
【００１６】
これにより、駆動子１１は、圧電素子１０が上述したようにホルダ部材１５及びばね部材１６を介して押圧されて被駆動体１２に圧接された使用状況に応じて、環境温度等が変化すると、その接着剤１９の熱膨張係数の違いにより、いわゆる熱応力が発生される。この際、駆動子１１は、熱応力により溝部１８を有する鍔状部１７が変形し、熱応力を吸収して、その接触面が初期状態に保たれ、環境温度に影響されることなく、被駆動体１２との高精度な接触が維持される。
【００１７】
例えば、駆動子１１は、その熱膨張係数が接着剤１９の熱膨張係数より小さい場合、環境温度が高温となると、図３に示すように溝部１８を有した鍔状部１７がいわゆる内向きに変形して、その接触面が初期状態に保たれる。そして、駆動子１１は、環境温度が低温となると、図４に示すように溝部１８を有した鍔状部１７がいわゆる外向きに変形して、同様にその接触面が初期状態に保たれる。
【００１８】
なお、上記駆動子１１の鍔状部１７に設けた溝部１８は、その接触面を囲んで連続的に形成しても、あるいは複数に分断して形成するように構成してもよい。
【００１９】
上記構成により、圧電素子１０は、その駆動子１１が被駆動体１２上にホルダ部材１５及びばね部材１６を介して所定の圧力で圧接された状態で、駆動されると、縦振動及び屈曲振動を励起して楕円振動を発生する。すると、駆動子１１は、楕円振動に基づいて駆動力を得て被駆動体１２に伝達し、該被駆動体１２を、転動体１４を介して筐体１３に対して矢印Ａ，Ｂ方向に摩擦駆動する。
【００２０】
そして、この圧電素子１０の駆動子１１は、環境温度が変化すると、接着剤１９との熱膨張係数の差により発生する、熱応力が付与される。ここで、駆動子１１は、付与された熱応力により、溝部１８を有した鍔状部１７が温度環境に応じて変形し、その接触面が初期状態に保たれる。この結果、駆動子１１は、環境温度変化の影響を殆ど受けることなく、被駆動体１２との安定した高精度な接触特性が得られて、被駆動体１２を安定した速度（特性）で摩擦駆動することができる。
【００２１】
このように、上記超音波モータは、被駆動体１２に対して摩擦駆動可能に圧接される駆動子１１に、その接触面を構成しない部位に溝部１８を有する鍔状部１７を設けて、この駆動子１１を圧電素子１０の下面に接着剤１９を用いて強固に接着固定するように構成した。
【００２２】
これによれば、駆動子１１は、接触面が被駆動体１２に接触された状態において、例えば環境温度が変化して、その接着部位における接着剤１９との熱膨張係数との相違により接着面に熱応力が発生されると、溝部１８を有した鍔状部１７が変形して、該熱応力を吸収する。これにより、駆動子１１は、その被駆動体１２との接触面に対して環境温度等の熱応力が直接的に付与されることが軽減され、該接触面が初期状態に保たれる。
【００２３】
この結果、駆動子１１の圧電素子１０への接着剤１９を用いた強固な接着固定を容易に実現したうえで、環境温度の変化に影響を受けることなく、駆動子１１による被駆動体１２の安定した駆動特性を実現することができる。そして、環境温度の変化に影響を殆ど受けることがないことで、その使用環境の多様化も図ることが可能となる。
【００２４】
なお、上記実施の形態では、熱変形吸収部を構成する鍔状部１７にＵ字状の溝部１８を形成して構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、例えば図４に示すようにＶ字状の溝部１８１を設けたり、あるいは例えば図５に示すように凹状の溝部１８２を複数重、設けるように構成してもよく、同様に有効な効果が期待される。そして、この溝形状としては、これらの形状に限るものでなく、その他、凹状等の各種形状に形成して構成することが能である。
【００２５】
また、上記実施の形態では、熱変形吸収部として、その接触面を構成しない部位である、接触面の側壁における接着面側に鍔状部１７を形成して、この鍔状部１７に溝部１８（１８１，１８２）を形成するように構成した場合について説明したが、この構成に限ることなく、その他、各種の構成が可能である。
【００２６】
さらに、上記実施の形態では、縦振動及び屈曲振動を励起して楕円振動を発生する圧電素子１０に適用した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、例えば縦振動とねじり振動等の直交する二つの振動を励起して所望の振動を発生させ、駆動力を得る圧電素子においても適用可能で同様に有効な効果が期待される。
【００２７】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００２８】
例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施の形態に係る超音波モータの概略構成を説明するために示した側面図である。
【図２】図１の要部を断面して示した断面図である。
【図３】図２の環境温度が高温時における状態を示した断面図である。
【図４】図２の環境温度が低温時における状態を示した断面図である。
【図５】この発明の他の実施の形態に係る超音波モータの要部を取出して示した断面図である。
【図６】この発明の他の実施の形態に係る超音波モータの要部を取出して示した断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…圧電素子、１１…駆動子、１２…被駆動体、１３…筐体、１４…転動体、１５…ホルダ部材、１５１…突起部、１６…ばね部材、１７…鍔状部、１８，１８１，１８２…溝部、１９…接着剤。
【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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