JP2002291265A

JP2002291265A - 振動体および振動波駆動装置

Info

Publication number: JP2002291265A
Application number: JP2002004197A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Tsukimoto; 貴之月本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-01-22
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2002-10-04
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: JP3566696B2

Abstract

(57)【要約】【課題】短軸化および出力アップを図る振動波駆動装置
用の振動体の提供。【解決手段】第１の弾性体１と第２の弾性体２との間に
圧電素子３を有し、圧電素子３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、第１の弾性体１と第２の弾性体２との
間に、振動体の軸方向と直交する方向に延び、外径が圧
電素子３よりも大きい第３の弾性部５を有し、第３の弾
性部５を境として軸方向の振動体の動剛性を異ならせ、
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ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は振動波駆動装置に関
するものであり、特に棒状振動波駆動装置に用いられる
振動体の構造に関するものである。

【０００１】

【従来の技術】棒状振動波駆動装置は、金属等の弾性体
と電気−機械エネルギー変換素子としての圧電素子とか
らなる振動体を基本的構成として有しており、この圧電
素子に位相の異なる交番信号である交流電圧を印加する
ことにより進行波等の駆動振動を形成する。

【０００２】そして、弾性体の駆動部に接触体を加圧手
段を介して加圧接触させ、弾性体の駆動部に形成された
駆動振動により接触体を摩擦駆動し、振動体と接触体と
を相対移動させるようにしている。

【０００３】このような振動波駆動装置において、振動
体をステータ、接触体をロータとして用いたものとして
振動波モータがある。振動波モータの振動体としては、
リング状または円板状の弾性体の一面にリング状の圧電
素子板を接着した構成のものや、ロータの回転を出力軸
を介して取り出す方式、あるいはロータの回転を直接取
り出す方式などのものが提供されている。

【０００４】そして、振動波モータはカメラレンズ駆動
用途等への製品応用がなされており、円環型のものと棒
状型のものが存在する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５（ａ）はカメラレ
ンズ駆動に用いられている棒状振動波モータの棒状振動
体の構成図であり、図５（ｂ）は棒状振動体の軸部にお
ける振動モード（ｚ軸は軸方向、ｒ軸はラジアル方向）
を示す。

【０００６】１０１は第１の弾性体、１０２は第２の弾
性体、１０３は圧電素子である。１０６は第１の弾性体
１０１、圧電素子１０３および第２の弾性体１０２を貫
通する軸部材である。この軸部材１０６はロータ１０８
側の一端が製品への取付け部材１０７に固定され、他端
がボルト１１５に固定されている。軸部材１０６の該他
端にはねじ部が形成されており、ボルト１１５を締め付
けることで、軸部材１０６に設けられたフランジ部とボ
ルト１１５との間の第１の弾性体１０１、圧電素子１０
３、第２の弾性体１０２を挟持固定する。１０８は前述
したようにロータであり、１１６は第１の振動体１０１
に固定されてロータと接する摩擦部材である。

【０００７】この圧電素子１０３に駆動信号を印加する
と、棒状振動体には図５（ｂ）に示す曲げ振動（図５で
は１次の曲げ振動）が励起されてｚ軸を略中心とする首
振り運動を行い、摩擦部材１１６がｚ軸周りの円運動を
行う。

【０００８】このような棒状振動波駆動装置を構成する
振動体は径方向（ラジアル方向）においては小型化でき
ているが、軸方向（スラスト方向）、つまり軸長におい
ては十分に小型化した構成とはなっていなかった。しか
し、振動体の軸長を短くしようとする場合以下のような
問題があった。

【０００９】単純に振動体を短くすると共振周波数が増
加し、振動変位が小さくなり摩擦駆動効率が悪化した
り、高周波のため駆動回路素子が高価であるといった問
題や、圧電素子内部での損失が増加したりするといった
問題があった。

【００１０】そこで、特開平４−９１６６８号公報にお
いて、振動体に小径部を設け共振周波数を下げようとす
るものが提案されたが、共振周波数を下げるため単に振
動体を細くすると、圧電素子や摩擦面の径も小さくな
り、圧電素子の発生力や摩擦トルクも低下してモータの
出力が小さくなってしまう。

【００１１】このような課題を解決し、棒状振動波駆動
装置の短軸化を目的とする技術として特開２００１−１
４５３７６号公報に示されたものがある。これを図６に
示す。この発明は、第１の弾性体２０１と第２の弾性体
２０２との間に圧電素子２０３を挟持固定する点では従
来のものと同じであるが、摩擦面を有する第１の弾性体
２０１を内径部と外径部の２領域に分け、両領域間を薄
肉の連結部２１０でつなぐ点で異なっている。

【００１２】この構成によれば、棒状弾性体の軸長を短
くしたとしても、第１の振動体には十分な質量があるた
めに共振周波数を低くすることができる。

【００１３】しかし、この技術によると、共振周波数を
下げるため、連結部２１０を薄くして剛性を低下させる
と圧電素子の発生変位が連結部２１０の柔らかいバネに
吸収されてしまうため、該駆動力を効率よくロータに伝
えることができなくなる。逆に連結部２１０を厚くする
と共振周波数を効果的に下げることができないために、
振動体の短軸化を思うように図ることができない。よっ
て更なる改良の余地が残されていた。

【００１４】すなわち、特開２００１−１４５３７６号
公報に示された振動体における上記した課題は、柔らか
いバネ（図１１に示す連結部２１０）の先に設けられた
質量部を摩擦面とするために生ずるものである。

【００１５】そこで、本願に係る発明の目的は、共振周
波数を下げるための機能部材と駆動力を取り出す機能部
材を分離し、上記した従来の課題を解決した振動体およ
び振動波駆動装置を提供しようとするものである。

【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、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。

【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
該電気−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、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。

【００１８】同様に上記課題を解決するために、本願の
請求項３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、前記振動体の軸方向と直交する方向に延び、外
径が該電気−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、前記第３の弾性体を境として軸方向の
振動体の動剛性が異なることを特徴とするものである。

【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
り該振動体に励起された進行波によって該ロータを駆動
する振動波駆動装置において、前記振動体は、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。

【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、前記振動体は、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。

【００２１】同様に上記課題を解決するために、本願の
請求項８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の弾性体を境として軸方
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。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明の第１の実施の形態を示したものであり、図１（ａ）
は振動波モータの断面図、図１（ｂ），（ｃ）はこの振
動体の曲げ振動モード図である。

【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２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。

【００２４】８は前述したようにロータであり、コイル
バネ４によって加圧力を受け、フランジ状弾性体５の外
周部付近に加圧接触する。このロータ８は弾性体１の外
周部に配置可能なため、モータ寸法の短軸化に有利であ
る。９はロータを一体に回転し、被駆動装置に出力を伝
達する出力ギアであり、１０は出力ギアを支持するため
の玉軸受けである。

【００２５】なお、第１の形態および後述する第２，
３，４の実施の形態においては、便宜上、振動体の軸方
向においてフランジ状弾性体を挟んでロータ、第１の弾
性体を備えた側を上側、第２の弾性体を備えた側を下側
として説明を行う。

【００２６】本実施の形態において、フランジ状弾性体
５を境にして上側に位置する第１の弾性体１の直径を小
径とし、下側に位置する圧電素子３および第２の圧電素
子２の直径を大径としている。これによりフランジ状弾
性体５を境として、第１の弾性体１が備わった振動体の
上側における振動に対する剛性よりも、第２の弾性体２
が備わった振動体の下側における振動に対する剛性のほ
うが大きくなり、フランジ状弾性体５を境とした両側で
の動剛性が大きく異なるよう構成されている。このよう
にフランジ状弾性体５を中心として軸方向両側の外径を
異なる非対称形状とすると、図１（ｂ），（ｃ）に示す
振動モード図（軸部の径方向変位分布）のように、例え
ば紙面と平行な面において、２種類の１次の曲げ振動モ
ードを得ることができる。具体的には図１（ｂ）に示す
振動モードではフランジ状弾性体５を挟んで振動体の下
側が大きく変形するのに対し、図１（ｃ）に示す振動モ
ードではフランジ状弾性体５を挟んで振動体の上側が大
きく変形する。つまり同じ変位方向の曲げ振動であって
も、振動体の両端の変位する相対的割合が全く異なる２
つの振動モードを励起することができる。

【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の振
動体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の振動体に
合わせた振動モードであるためである。

【００２８】第２の弾性体２の外径を大きくすること
で、第２の弾性体２は軸方向長を短くしても十分な質量
を確保することができる。つまり、第２の弾性体２の外
径を大きくすることで、軸方向長を短くし、かつ固有振
動数の低い振動体を構成することが可能となる。

【００２９】図１（ｂ）からわかるように、フランジ状
弾性体５を中心として軸方向両側の動剛性を大きく異な
らせると、フランジ状弾性体５の近傍の曲げ振動による
変位は小さいものとなる。したがってフランジ状弾性体
の近傍に圧電素子３を配置すれば、圧電素子３の歪みを
小さく抑えることができ、内部損失の小さいエネルギー
効率の高い棒状振動体を提供することができる。

【００３０】隣接する部材よりも外径の大きいフランジ
状突弾性体５を備えていない図５や図６に示す棒状振動
体は異なる２つの曲げ振動モードが生じることはない。
また、図７に示すようにフランジ状弾性体６５を有した
構造であっても、フランジ状弾性体６５を挟んだ第１の
弾性体６１から成る上側と、第２の弾性体６２および圧
電素子６３とから成る下側とが同様の形状、あるいは似
た形状である場合には、振動体の両端の変位する相対的
割合が全く異なる２つの振動モードを励起することはで
きない。

【００３１】この図７に示す棒状振動体は、ロータ６８
を弾性体１の外周部に配置可能という点においては図１
の棒状振動体と同様の効果を得ることができるが、１つ
の曲げ振動モードしか生じないか、あるいは差のあまり
ない２つの曲げ振動モードが生じるだけであるため、フ
ランジ状弾性体６５、圧電素子６３の近傍の変位が大き
く変化してしまう曲げ振動モードとなる。その結果、圧
電素子６３に過大な歪みが生じてしまい、圧電素子６３
内での内部損失を抑えることができず、エネルギー効率
の悪い振動体となってしまう。

【００３２】それに対し、本実施の形態である図１の振
動体であれば、ロータ８を第１の弾性体１の外側に配置
して振動型駆動装置を小型化するとともに、内部でのエ
ネルギー損失を小さく抑えた駆動効率の高い振動体を提
供することができる。

【００３３】また、突出したフランジ状弾性体５を金属
で構成すれば、ここに歪みが集中しても金属材料の減衰
特性は圧電素子に比べて優れているため、内部損失の増
加は最小限にとどまり効率の良い短い振動体が構成でき
る。

【００３４】振動体が大きく構成されていれば振動変位
を大きくすることが可能であるため、振動体内部での振
動エネルギーの損失が多少大きいとしても、駆動に必要
なトルクを発生させることは比較的容易である。しか
し、振動体を小さく構成する場合は振動変位もそれほど
大きくすることはできないため、振動体内部での振動エ
ネルギーの損失を小さく抑えることは、駆動トルクを十
分に確保するためには重要な事項である。

【００３５】圧電素子３に図１（ｃ）に示す振動モード
の固有振動数に略合致した交番信号と、図１（ｂ）に示
す振動モードの固有振動数に略合致した交番信号とを選
択して印加することによって、図１（ｂ）と（ｃ）に示
す振動モードを選択的に発生させることが可能である。

【００３６】したがって、フランジ状弾性体の上側に位
置する第１の弾性体１を内部減衰の小さい金属等で構成
しておけば、第１の弾性体１の振動変位が大きい図１
（ｃ）に示す振動モードを発生させた場合に、振動減衰
のより小さな高効率の振動体を得ることができる。

【００３７】また、図１（ｃ）に示す振動モードの固有
振動数は第１の弾性体１の動剛性の影響を強く受けるた
め、これを十分に細く形成することで駆動周波数を下げ
ることができ、短軸化を図っても駆動周波数の上昇を招
くことはない。

【００３８】さらに、フランジ状弾性体の下側に配置さ
れる圧電素子３で発生可能な駆動力の範囲で、フランジ
状弾性体の外径寸法、つまりはロータとの接触する面の
径を大きくすれば、振動体の軸長を短く構成したとして
も駆動トルクを高めることができる。

【００３９】また、本実施の形態では、フランジ状弾性
体５を挟んだ両側の動剛性に差を有する振動体とするた
めに、第１の弾性体１と第２の弾性体２との外径を異な
らせたが、第１の弾性体１と第２の弾性体２との材質を
異ならせたものであってもよい。第２の弾性体２を第１
の弾性体１よりも剛性の高い材質で構成すれば、図１
（ｂ），（ｃ）に示したものと同様の振動モードを得る
ことができる。

【００４０】（第２の実施の形態）図２は本発明の第２
の実施の形態を示したものであり、図２（ａ）は振動体
の断面図、図２（ｂ），（ｃ）はこの振動体の曲げ振動
モード図である。

【００４１】図１の振動体と異なる点を中心に説明を行
う。

【００４２】１１は第１の弾性体であり、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
性部１５が一体に形成されている。１２は第２の弾性体
であり、圧電素子１３、第１の弾性体１１の中心部を貫
通し、振動体を支持する軸部材を兼用している。第２の
弾性体１２の上側の先端部は質量部１７に固定され、軸
部に設けられたねじ部１２ｂを第１の弾性体１１と螺合
させることで、圧電素子１３を挟持固定している。

【００４３】図２に示した振動体は、第１の弾性体１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。

【００４４】本実施形態においても、フランジ状弾性部
１５の下側に位置する第２の弾性体１２の部位の外径
を、フランジ状弾性部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。

【００４５】図示していないがロータは第１の弾性体１
１の外周側に配置される。本実施の形態においては、デ
ィスク状弾性部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、ディ
スク状弾性部１５の表面に面仕上げ加工を施す必要がな
くなる。

【００４６】（第３の実施の形態）図３は本発明の第３
の実施の形態を示す振動体の断面図である。

【００４７】本実施の形態においても図１に示した振動
体と異なる点を中心に説明を行う。

【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に螺号させ、第２の弾性体２
２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。

【００４９】図示していないが、ロータは第１の弾性体
２１の２１ａおよび２１ｃの外周側に配置される。

【００５０】本実施の形態においても、フランジ状弾性
体２５の上側に位置する第１の弾性体２１に、フランジ
状弾性体２５の下側に位置する第２の弾性体２２の外径
よりも細い部分を設け、フランジ状弾性体２５を挟んだ
２つの弾性体の動剛性に差を設けている。これにより図
示していないが、図１、図２に示した振動体と同様に２
つの異なる曲げ振動モードを励起することができる。

【００５１】また、第１の弾性体２１は図２の振動体と
同様に先端部の外径を拡大し、振動体の固有振動数を低
下させている。

【００５２】フランジ状弾性体２５は、耐摩耗性を有し
かつ内部歪みによる振動減衰損失の小さい材料、例えば
セラミックや焼き入れしたステンレス等が用いられ、ロ
ータの摺動面２５ａおよび挟持面２５ｂ，２５ｃをやや
突出させ、ラップによる面仕上げ加工時間を少なくて済
むようにしている。尚、同時にラップを施せるように摺
動面２５ａと挟持面２５ｃは同一面内に存在している。

【００５３】（第４の実施の形態）図４は第４の実施の
形態を示す振動波モータの断面図である。

【００５４】３１は第１の弾性体、３２は第２の弾性
体、３３は圧電素子であり、３５は振動体の軸方向と直
交する方向に延びたフランジ状弾性体である。

【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は出力用ギ
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。

【００５６】そして、バネケース３８ｂの下端と出力ギ
ア３９との間に加圧用のバネ３４が配置され、このバネ
３４のバネ力により、ロータ３８の外周部に固定された
接触バネ３８ａのバネ端がディスク状弾性体３５の上面
に加圧接触している。なお、質量部３７はシャフト３６
から外部へ漏れる振動を遮断する。

【００５７】第１の弾性体３１は第２の弾性体３２より
も外径が小さく構成されており、本実施の形態において
も、図１、図２に示した振動体と同様に２つの異なる曲
げ振動モードを励起することができる。

【００５８】フレキシブル基板４４には図示していない
駆動回路から駆動信号が供給されており、この駆動回路
は、２つの異なる曲げ振動モードの一方を励起するため
の駆動振動を選択してフレキシブル基板４４に供給す
る。

【００５９】なお、本実施の形態は振動体を固定とし、
該振動体に加圧接触する接触体としてのロータを可動と
しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
接触体を固定、振動体を可動としても良く、振動体と接
触体とを振動体のフランジ状に突出するディスク状弾性
体に形成される駆動振動により相対的に摩擦駆動させれ
ばよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、軸
方向長が短く、かつ、内部での振動エネルギー損失の小
さい振動体を構成することができ、小型でエネルギー損
失の少ない振動波駆動装置を提供することが可能にな
る。

【００６１】また、振動体がロータ等の接触体と接する
部位の接触径が大きいため、低速・高トルクの振動波駆
動装置の出力特長を発揮しやすく、更には、構成部品の
なかで比較的高価な圧電素子が小さく済むためコストを
抑えることもできる。

【００６２】さらに、突出した弾性体の外周部にロータ
を配置できるため、振動波駆動装置としての全長も短く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、（ａ）は振
動波モータの断面図、（ｂ）（ｃ）は振動体の振動モー
ドを示す図

【図２】本発明の第２の実施の形態を示し、（ａ）は振
動波モータの断面図、（ｂ）（ｃ）は振動体の振動モー
ドを示す図

【図３】本発明の第３の実施の形態の振動体の断面図

【図４】本発明の第４の実施の形態の振動波モータの断
面図

【図５】（ａ）は従来の振動波モータの断面図、（ｂ）
は振動体の振動モードを示す図

【図６】従来の振動波モータの断面図

【図７】フランジ状弾性体を挟んで略上下対称な形状で
ある振動体を示す図

【符号の説明】

１，１１，２１，３１第１の弾性体２，１２，２２，３２第２の弾性体３，１３，２３，３３圧電素子（電気−機械エネルギ
ー変換素子）４，３４コイルバネ５，１５，２５，３５フランジ状弾性体（フランジ状
弾性部）６，３６シャフト７，１７，２７，３７質量部８，３８ロータ９，３９ギア１０，４０軸受け４４フレキシブル基板

Claims

【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、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、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】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、
前記第３の弾性部を境として軸方向の振動体の動剛性が
異なることを特徴とする振動体。
【請求項４】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又は３に記載の振動体。
【請求項５】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２又は３に記載の振動体。
【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、前記振動体は、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、前記振動体は、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８】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７又は８に記載の振動体。
【請求項１０】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７又は８に記載の振動体。
【請求項１１】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９又は１０に記載の振動波
駆動装置。
【請求項１２】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９から１１のいずれかに記載
の棒状振動波駆動装置。
【請求項１３】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７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の弾性部が対摩耗性を有する
材料で構成されたことを特徴とする請求項７から１３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、対磨耗
性を有する部材を設けたことを特徴とする請求項７から
１３のいずれかに記載の振動波駆動装置。
【請求項１６】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７から１４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
素子に印加することを特徴とする請求項７に記載の振動
波駆動装置。
【請求項１８】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７に記載の
振動波駆動装置。