JP2006121785A - 振動波リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】振動子に電気的に接続されるべき駆動用信号供給部の占有スペ−スが少なく、耐久性も優れた振動波リニアモータを提供する。
【解決手段】振動波リニアモータ１は、固定枠２に支持されるガイドロッド３と該ロッド側に付勢されるガイドロッド４を有し、ガイドロッド３，４に駆動子３８，３９を介して摺動可能に支持される振動子３５を有する。固定枠２の中央平面部には、振動子３５の摺動方向に沿った導電パターン４４ａ等を有する摺動端子基板４４が配され、振動子３５には、導電パターン４４ａ等に摺動可能に接触する接片４３が配されている。導電パターン４４ａ等と接片４３とを介して電力供給のための駆動用信号が振動子３５に供給されると、振動子３５に超音波振動が励起され、駆動子３８，３９が楕円振動を行い、振動子３５は、ガイドロッド３，４上を移動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガイド部材に沿って移動する振動子を有する振動波リニアモータに関する。

従来から無音動作、停止時保持力、低速・高トルク駆動特性等の特徴を活かして、例えば、カメラの交換レンズ駆動源、あるいは、プリンタ装置の駆動源として振動波モータ（超音波モータ，超音波アクチュエータ）が採用されている。上述のレンズ駆動用としてこれまでに実用化された振動波モータは、振動子を円環状に形成し、超音波振動子に進行波を励起させ、振動子に押圧されたロータを駆動する構造が主流であった。一方、振動波モータの機械出力は、回転型と直進（リニア）型とがあり、いずれも容易に実現することができる。

ところで、超音波振動子が発生し得る振動は、上述の進行波モード以外に定在波モードがある。この定在波モードの振動は、振動子の長さ方向に定在波を発生させ、曲げを生じる屈曲振動と、長さ方向に伸縮する縦振動とを合成した楕円振動となる。

上記振動波モータに関連して特許文献１にリニア型超音波モータおよび回転型超音波モータをアクチュエータとしたプリンタ装置が開示されている。また、特許文献２にリニア型振動波モータ（超音波モータ）が開示されている。
特許文献１は、特開平７−１７１０２号公報である。 特許文献２は、特開平１０−３４１５８０号公報である。

しかし、上述した特許文献１に開示されているプリンタ装置のリニア型超音波モータにおいては、振動子がレ−ルに対して移動する構成であり、上記振動子に接続される駆動電力信号（駆動用信号）ラインを有するフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと記載する）が振動子と共に直線方向に移動する。また、上述した特許文献２に開示されている超音波モータにおいても振動子側を移動させる構造では、上記振動子に接続される駆動電力信号（駆動用信号）用リード線が振動子と共に移動する。

上述した従来のリニア型超音波モータのように駆動電力信号（駆動用信号）用のＦＰＣやリード線が振動子と共に移動するものにおいては、上記ＦＰＣや上記リード線の移動のためのスペ−スを必要とし、カメラなどの小型化、または、コンパクト化が必要な装置に対して都合が悪い。また、上記ＦＰＣや上記リード線は、その移動の際、屈曲する必要があるが、屈曲によって断線が生じるおそれもある。

本発明は、斯かる状況に鑑みてなされたものであり、振動子に電気的に接続されるべき駆動用信号供給部の占有スペ−スが少なく、耐久性も優れた振動波リニアモータを提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載の振動波リニアモータは、電気／機械エネルギ変換素子に駆動用信号を供給印加することにより第一駆動子表面及び第２駆動子表面に楕円振動を発生する振動子と、上記振動子における上記第１駆動子表面に接触して、上記振動子を摺動移動可能にガイドする第１のガイド部材と、上記第１のガイド部材に対して略平行に位置して、上記第１のガイド部材へ向かって相対的に可動状態で配設されていて、上記振動子における上記第２駆動子表面に接触して、上記振動子を摺動移動可能にガイドする第２のガイド部材と、上記振動子の上記第１及び第２駆動子表面に対して上記第１のガイド部材及び第２のガイド部材を押圧するように付勢する押圧手段と、上記第１のガイド部材を支持する固定部材に設けられ、上記振動子の移動方向に沿って形成された導電パターンを有し、駆動用信号を供給する駆動用信号供給部と、上記振動子上に設けられ、上記導電パターン上を接触状態で摺動して、上記振動子に駆動用信号を供給可能とする摺動接触部材と、を具備し、上記振動子の駆動によって該振動子を上記第一および第二のガイド部材に沿って移動させる。

本発明の請求項２記載の振動波リニアモータは、請求項１に記載の振動波リニアモータにおいて、上記摺動接触部材は、上記振動子の電極部に固着されている。

本発明の請求項３記載の振動波リニアモータは、請求項１に記載の振動波リニアモータにおいて、上記摺動接触部材は、保持部材に固着され、該保持部材を上記振動子上に固着するように取り付けられている。

本発明の請求項４記載の振動波リニアモータは、請求項１に記載の振動波リニアモータにおいて、上記摺動接触部材の上記導電パターンヘの接触押圧方向は、上記第２のガイド部材の上記第１のガイド部材に対する相対的可動方向と略同じになっている。

本発明の請求項５記載の振動波リニアモータは、請求項１に記載の振動波リニアモータにおいて、上記摺動接触部材は、弾性部材である。

本発明の請求項６記載の振動波リニアモータは、上記摺動接触部材は、上記振動子の２つの面に配設されている。

本発明の請求項７記載の振動波リニアモータは、請求項１に記載の振動波リニアモータにおいて、上記摺動接触部材は、上記導電パターンヘの接触位置が、上記振動子の振動の節近傍となるように配設されている。

本発明の請求項８記載の振動波リニアモータは、請求項１に記載の振動波リニアモータにおいて、上記摺動接触部材は、上記振動子の１つの面に設けられた複数の電極パターン部にそれぞれ接続固着して併設された複数の弾性部材である。

本発明によれば、振動子に電気的に接続されるべき駆動用信号供給部の占有スペ−スが少なく、耐久性も優れた振動波リニアモータを提供することができる。

以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態である振動波リニアモータの要部を示す斜視図である。図２は、上記振動波リニアモータの分解斜視図である。

本実施形態の振動波リニアモータ１は、図１，２等に示すように固定部材である固定枠２と、固定枠２に固着される第一のガイド部材であるガイドロッド３と、固定枠２に所定の方向、Ｙ方向にのみ可動な状態で支持される第二のガイド部材であるガイドロッド４と、押圧手段である２つのバネ５と、ガイドロッド３，４に対して摺動移動可能に支持される振動子３５と、駆動電力を含む駆動用信号の供給部である摺動端子基板４４とを有してなる。

この振動波リニアモータ１は、例えば、各種の電子機器の駆動源として利用が可能なモータであるが、以下の説明においては、カメラのレンズ鏡枠の進退駆動用として適用した場合を説明する。

なお、以下の説明において、ガイドロッド３の軸心と平行な左右方向（図１において）をＸ方向とし、Ｘ方向と垂直な上下方向（図１において）をＹ方向とし、Ｘ方向と垂直な前後方向（図１において）を＋Ｚ，−Ｚ方向とする。

固定枠２は、機器本体等に固定支持される部材であり、中央部にＸＹ平面に沿った平面部とＸ方向両端部に起立部を有し、該両端起立部には、対向するガイドロッド支持穴２ａとＹ方向の切り欠き嵌合部２ｂが設けられる。上記中央平面部の前面側には摺動端子基板４４が固定される。

摺動端子基板４４には上記振動子３５の背面と対向して振動子３５の移動方向であるＸ方向に沿った導電パターンである４つの摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄが配される。この摺動導電パターンは、銅箔メッキパターンで形成されてもよく、導電材料からなる導電板で形成されていてもよい。そして、摺動端子基板４４の一方の端部は、固定枠２の上記起立部を挿通して外方に突出して配され、後述する振動子駆動回路に接続される。

ガイドロッド３は、真直の丸軸部材で形成され、固定枠２のガイドロッド支持穴２ａに固着されてＸ方向に沿った状態で支持される。ガイドロッド３の両端には、バネ掛け溝３ｂが配されている。

ガイドロッド４は、真直の丸軸部材で形成され、Ｘ方向に沿った姿勢で固定枠２の切り欠き嵌合部２ｂに嵌入され、Ｙ方向に移動可能な状態で支持される。ガイドロッド４の切り欠き嵌合部２ｂに嵌入する部分は、段部４ａが形成されており、該段部４ａによりＸ方向の移動が規制される。さらに、両端部にバネ掛け溝４ｂが配される。

組み立て状態でガイドロッド３，４の間に後述する駆動子３８，３９を介して挟まれた状態で振動子３５が挿入されるが、その挿入状態でガイドロッド３，４のバネ掛け溝３ｂ，４ｂにバネ５が懸架され、ガイドロッド４がガイドロッド３側に付勢され、振動子３５を挟持した状態でガイドロッド３と略平行な状態が維持される。

振動子３５は、後述する図３に示す積層圧電体３７からなり、さらに、振動子３５には振動の節位置に＋Ｚ方向に突出して固着される駆動軸３６と、上面側Ｘ方向端部に固着される第一駆動子である一対の駆動子３８と、下面側Ｘ方向の楕円振動の腹部に固着される第二駆動子である一対の駆動子３９と、−Ｚ面に配される摺動接触部材である４つの接片４３とが設けられる。振動子３５は、ガイドロッド３，４により駆動子３８，３９を介してＸ方向に摺動可能に、かつ、Ｙ，Ｚ方向には位置規制された状態、すなわち、駆動軸３６がＺ方向に平行な状態で挟持されて支持される。駆動軸３６は、機器組み付け状態でその先端部がレンズ枠等の被駆動部材に係合し、上記被駆動部材を進退駆動する。

振動子３５のさらなる詳細について、図３〜９を用いて説明する。
図３は、上記振動子を背面側（−Ｚ側、すなわち、接片側）から見た斜視図である。図４は、ガイドロッドで挟持された状態の上記振動子の背面図である。図５は、図４のＢ矢視図である。図６は、図４のＣ矢視図である。図７は、上記振動子を構成する圧電素子部と絶縁板の焼結処理前の分解斜視図である。図８は、上記振動子の屈曲振動と縦振動との合成振動時の変形状態を拡大して示した図であって、振動子が図８（Ａ）の屈曲状態から図８（Ｂ）の伸張状態、図８（Ｃ）の屈曲状態、図８（Ｄ）の収縮状態の順に変形する様子を示している。図９は、上記振動子を駆動するための駆動制御回路部のブロック構成図である。なお、図中のＸ，Ｙ，Ｚ方向は、振動子３５の超音波リニアモータ取り付け状態での方向を示している。また、振動子３５の＋Ｚ側の面を前面側とし、−Ｚ側の面を背面側として説明する。

振動子３５を形成する積層圧電体３７は、図３，７等に示すように電気／機械エネルギ変換素子である２種類の複数圧電シート３７Ｘ，３７Ｙと２枚の絶縁板３７Ａ，３７Ｂからなり、その表面には導電性銀ペーストからなる電極パターンの電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′，４１ｃ′，４１ｄ′が形成されている。

２種類の圧電シート３７Ｘ，３７Ｙは、それぞれ厚さ１００μｍ程度の矩形の圧電素子からなる。圧電シート３７Ｘには、その後面に厚さ１０μｍ程度の銀−パラジウム合金が塗布された第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃ，３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′が絶縁された４つの領域に分割されて配置されている。圧電素子の長手方向（Ｘ方向）の端面位置まで上記各内部電極の上側端部が伸びている（図７）。

一方、圧電シート３７Ｙには、その後面に厚さ１０μｍ程度の銀−パラジウム合金が塗布された第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄ，３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′が絶縁された４つの領域に分割されて配置されている。圧電素子の長手方向（Ｘ方向）の端面位置まで上記内部電極の下側端部が伸びている（図７）。

互いに隣接する上記圧電シート３７Ｘ，３７Ｙ同士の第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃ，３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′と第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄ，３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′とは形状が同じで、電極端部が上下が逆になり、積層されたときに矩形電極面が互いに重なる位置に配置されている。このような内部電極が施された２種類の圧電シート３７Ｘ，３７Ｙを交互に４０層程度積層される。

積層された圧電素子の左側面には、第一内部電極３７Ｘａ，３７Ｘｃおよび第二内部電極３７Ｙｂ，３７Ｙｄの端部が積層状態で露呈する内部電極露呈部が形成されている。積層された圧電素子の右側面には、第一内部電極３７Ｘｃ′，３７Ｘａ′および第二内部電極３７Ｙｄ′，３７Ｙｂ′の端部が積層状態で端面に露呈する内部電極露呈部が形成される。さらに、上記内部電極露呈部上にそれぞれ導電性銀ペーストからなるそれぞれ４つの独立した外部電極が両側面部に形成され、該内部電極と導通するようになっている。

上記積層された圧電素子の前後面に圧電シート３７Ｘ，３７Ｙと同一矩形形状の絶縁板３７Ａ，３７Ｂが配され、積層圧電体３７が形成される。上記積層状態の積層圧電体３７を焼結し、上記各電極を利用して分極を行うと振動子３５となる。

振動子３５の背面側絶縁板３７Ａの表面には導電銀ペーストからなる電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′，４１ｃ′，４１ｄ′が形成され、それぞれの電極には、上記各積層された圧電シート毎の両側に露呈した積層状態の両側面内部電極にそれぞれにより電気接続される。すなわち、電極４１ａには、第一内部電極３７Ｘａが電気接続される。電極４１ｂは、第二内部電極３７Ｙｂと電気接続される。電極４１ｃには、第一内部電極３７Ｘｃが電気接続される。電極４１ｄには、第二内部電極３７Ｙｄが電気接続される。電極４１ａ′には、第一内部電極３７Ｘａ′が電気接続される。電極４１ｂ′には、第二内部電極３７Ｙｂ′が電気接続される。電極４１ｃ′には、第一内部電極３７Ｘｃ′が電気接続される。電極４１ｄ′には、第二内部電極３７Ｙｄ′が電気接続される。

上記絶縁板３７Ａ上の電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′，４１ｃ′，４１ｄ′は、それぞれリード線４２によって電気接続される。すなわち、電極４１ａと４１ａ′、電極４１ｂと４１ｂ′、電極４１ｃと４１ｃ′、電極４１ｄと４１ｄ′がそれぞれ４本のリード線４２によって振動子３５の背面側で電気接続される。

さらに、振動子３５の１つの面である背面上に配される電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ上には、摺動接触部材である４つの接片４３が治具により位置決めされ、半田付けにより固定され、さらに、接着剤により補強される（図３）。

上記接片４３は、弾性変形可能な導電弾性部材であり、その先端部に振動子３５の背面側にてＺ方向に変位（弾性変形による）が可能な接触部を有する。

振動子３５の略中央部、すなわち、振動子の振動中立点である節となる位置には積層方向（Ｚ方向）に貫通穴が穿設されており、該貫通穴には、ステンレス材等よりなる駆動軸３６が＋Ｚ方向側にのみ突出して接着固定されている（図３）。

振動子３５の積層方向と直交する方向（Ｚ方向）の上面上の長手方向（Ｘ方向）端部に一対の駆動子３８、さらに、下面上に長手方向（Ｘ方向）の振動の腹位置に一対の駆動子３９が接着固着される。なお、該駆動子３８は、高分子材料にアルミナを分散して形成されている。

駆動子３８，３９は、ガイドロッド３，４の外径面に合致した円弧状凹面部３８ａ，３９ａを有している。振動子３５の装置への取り付け状態では、ガイドロッド３，４により振動子３５がバネ付勢力で挟持され、ガイドロッド３の外径部が駆動子３８の凹面部３８ａに、ガイドロッド４の外径部が駆動子３９の凹面部３９ａにそれぞれ係合し、圧接する。従って、振動子３５は、ガイドロッド３，４に対してＸ方向にのみ移動可能な状態となる。また、駆動軸３６は、Ｚ方向に平行な姿勢を保持し、倒れのない状態に支持される。

ガイドロッド３，４に振動子３５が挟持された状態では、振動子３５の接片４３の先端接触部は、固定枠２の摺動端子基板４４の摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ上に弾性変形した状態でＸ方向に摺動可能に押圧接触し、電気的に接続される。

摺動端子基板４４の摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄは、後述する図９に示す振動子駆動回路５２の駆動部４７の振動子駆動信号出力端に接続される。詳しくは、該振動子駆動信号ライン（出力端）のうち、信号ラインＡ＋相は摺動導電パターン部４４ａに接続され、信号ラインＡ−相は摺動導電パターン部４４ｂに接続され、信号ラインＢ＋相は摺動導電パターン部４４ｃに接続され、信号ラインＢ−側は摺動導電パターン部４４ｄに接続される。

駆動制御回路部５０は、振動波リニアモータ１によって駆動される機器としてのカメラボディを制御する制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍと記載する）５１と、発振部４５，移相部４６，駆動部４７からなる振動子駆動回路５２と、カメラボディに着脱可能なレンズ鏡筒に内蔵され、位相差検出部４８および電流検出部４９を有する振動情報検出部であるレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍと記載する）５２とを有してなる。

振動子駆動回路５２において、発振部４５を経て駆動部４７で位相制御された駆動信号である出力信号は、上述したように摺動端子基板４４の摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄを介して振動子３５に印加される。

詳しくは、発振部４５からの信号のうち、１組のＡ＋，Ａ−相にはそのままの信号が、他の１組のＢ＋，Ｂ−相には移相部４６により９０°位相を変えた信号が駆動部４７に入力される。すなわち、移相部４６を通らない信号入力のうち、１組は、そのままの位相で電圧増幅された信号が第一の信号（Ａ＋相）として出力され、摺動導電パターン部４４ａに接続される。他の１つは、第一の信号とはその出力を反転させ（マイナスの電圧）、すなわち、位相を１８０°ずらして電圧増幅された出力が第二の信号（Ａ−相）として出力され、摺動導電パターン部４４ｂに接続される。

一方、移相部４６を通った９０°位相を変えた信号入力のうち、１つはそのままの位相で電圧増幅された信号が第三の信号（Ｂ＋相）として出力され、摺動導電パターン部４４ｃに接続される。他の１つは第三の信号とは出力を反転し（マイナスの電圧）、すなわち、位相を１８０°ずらして電圧増幅された信号が第四の信号（Ｂ−）として出力され、摺動導電パターン部４４ｄに接続される。

上述した第一〜四の信号を振動子３５に入力することによって、振動子３５は屈曲振動と縦振動が合成された振動が生じる。すなわち、図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すような屈曲定在波振動と縦振動が合成された振動が生じ、上下の一対の駆動子３８，３９の先端に位相のずれた楕円振動（図４に示す軌跡Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ，Ｅ4 の楕円振動、または、その逆方向の楕円振動）を発生させる。

なお、上記駆動子３８の楕円振動の回転方向によって振動子３５の移動方向が定まるが上記楕円振動の回転方向は、移相部４６における位相差によって設定される。

振動子３５の駆動信号ラインには振動状態を表すパラメータであって、振動子に印加される周波信号の電流を検出するためにＬμｃｏｍ（振動情報検出部）５３内の電流検出部４９が接続されている。さらに、電流検出部４９には発振部４５からの周波信号の電圧と電流検出部４９で検出した電流との位相差を検出するためにＬμｃｏｍ５３内の位相差検出部４８が接続されている。また、位相差検出部４８には、検出した電流と電圧との位相差信号を取り込むためにＢμｃｏｍ（制御部）５１が接続されている。さらに、Ｂμｃｏｍ５１には、発振部４５が接続されている。

位相差検出部４８により、振動子３５の振動状態のパラメータである電流と電圧との位相差が検出され、検出された電流と電圧との位相差を利用してＢμｃｏｍ５１では、外部環境により振動状態が変化した振動子３５の共振周波数付近の周波数が検出される。また、Ｂμｃｏｍ５１は、検出された共振周波数付近の周波数を発振部４５にフィードバックする。

なお、本実施形態の場合、振動子３５に印加する駆動信号を周波信号とするが、矩形波、正弦波信号、または、鋸波信号とすることもできる。また、本実施形態の場合、位相差検出部４８で検出される位相差は、発振部４５の周波信号の電圧と振動子３５に印加される周波信号の電流との位相差としたが、これに限定するものではなく振動子３５に印加する周波信号の電圧と電流との位相差であっても良い。

上述したように振動子３５を有する振動波リニアモータ１においては、位相差検出部４８で検出した振動子３５に印加する周波信号の電流と発振部４５からの周波信号の電圧との位相差をＢμｃｏｍ５１に入力することによって、周波数検出動作を行った時点での振動子３５の共振周波数近傍の周波数が検出される。その結果を発振部４５にフィードバックすることにより、外部要因の変化に伴い振動子３５の共振状態が変化した場合でも共振周波数付近の周波数を検出して該周波数で駆動することができる。従って、駆動効率の良い状態で振動子３５を駆動できるという効果が得られる。

上述した構成を有する本実施形態の振動波リニアモータ１において、ガイドロッド３，４により圧接支持された状態の振動子３５には、駆動部４７の位相制御された電力供給用駆動信号が摺動端子基板４４の摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄと相対的に摺動可能な振動子側の接片４３とを介して印加される。振動子３５では、縦屈曲振動が励起され、駆動子３８，３９の表面が楕円振動する。駆動子３８，３９の楕円振動によって振動子３５がガイドロッド３，４に対して相対的に＋Ｘ方向、または、−Ｘ方向に移動する。振動子３５の駆動軸３６の先端部には、機器側の被駆動部材であるレンズ枠（図示せず）が係合しており、駆動軸３６を介して該レンズ枠が進退駆動される。

本実施形態の振動波リニアモータ１によれば、固定枠２に対して相対移動する振動子３５への駆動信号の供給が引きずって移動するリード線やＦＰＣを介することなく摺動端子基板４４の摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄとそれに摺接する振動子側の接片４３とを介して行われる。従って、上記リード線やＦＰＣの屈曲のためのスペ−スを必要とせず、また、上記リード線やＦＰＣの屈曲に対する耐久性を考慮する必要もない。また、上記摺動導電パターン部をガイドロッド３，４に隣接した側面に配することでＺ方向の外形寸法を減らすことが可能であって、小型化に有利で、かつ、耐久性も優れた振動波リニアモータを提供できる。

次に、本発明の第二の実施形態である振動波リニアモータについて、図１０〜１４を用いて説明する。
図１０は、本実施形態の振動波リニアモータの斜視図である。図１１は、上記振動波リニアモータの分解斜視図である。図１２は、上記振動波リニアモータに適用される振動子を背面側から見た斜視図である。図１３は、上記振動子の接片と摺動導電板との摺接状態を示す斜視図である。

本実施形態の振動波リニアモータ１１は、前記第一の実施形態の振動波リニアモータ１に対して振動子側の摺動接触部材（接片）と導電パターン（摺動導電板）の配置，接触構造が異なるものであり、その他の構成は、略同様の構成を有している。従って、以下、異なる部分について説明する。なお、同様の構成部材については、同一の符号を付して説明する。

本実施形態の振動波リニアモータ１１は、図１０，１１に示すように第一実施形態の振動波リニアモータ１と同様に固定枠２に支持されるガイドロッド３，４を有しており、ガイドロッド３，４には振動子３５Ａが摺動自在に支持されている。そして、固定枠２の両端の起立部のガイドロッド３，４の上方にガイドロッド３を避けて２本の導電板支持体６４，６５がＸ方向に橋渡し状態で固着されている。

振動子３５Ａは、第一実施形態における振動子３５と同様に積層圧電体３７からなり、さらに、振動子３５には駆動軸３６と、一対の駆動子３８と、一対の駆動子３９とを有しているが、特に振動子３５Ａは、図１１，１２に示すようにその上面部に固着された保持部材である接片支持板６３を有し、その接片支持板６３に固定して取り付けられる４つの摺動接触部材である接片４３Ａが配されている。

接片４３Ａは、第一実施形態における接片４３と同様の弾性変形可能な導電弾性部材であるが、先端の接触部は、ガイドロッド４のガイドロッド３に対する相対的可動方向と同一のＹ方向に変位（弾性変形による）可能であり、後述する摺動導電板４４ａＡ〜４４ｄＡに対してＹ方向に押圧、接触される。その取り付け状態で４つの接片４３Ａは、ガイドロッド３を避けた位置に２つづ並んで配置される。

振動子３５Ａの電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′，４１ｃ′，４１ｄ′は、それぞれリード線６１によって電気接続される。すなわち、電極４１ａと４１ａ′、電極４１ｂと４１ｂ′、電極４１ｃと４１ｃ′、電極４１ｄと４１ｄ′がそれぞれ４本のリード線６１によって振動子３５Ａの背面側で電気接続される。さらに、電極４１ａ′，４１ｂ′，４１ｃ′，４１ｄ′と４つの接片４３Ａとがそれぞれ４本のリード線６２によって電気接続される。

一方、導電板支持体６４，６５には、それらの下面側にそれぞれ導電パターンを形成する２本づつの摺動導電板４４ａＡ，４４ｂＡと４４ｃＡ，４４ｄＡが固着されている。これらの摺動導電板４４ａＡ，４４ｂＡと４４ｃＡ，４４ｄＡには電極４１ａ′側の接片４３Ａ，電極４１ｂ′側の接片４３Ａ、および、電極４１ｃ側の接片４３Ａ，電極４１ｄ側の接片４３ＡがそれぞれＸ方向に摺動可能な状態で押圧接触する（図１３）。

摺動導電板４４ａＡ，４４ｂＡと４４ｃＡ，４４ｄＡは、第一の実施形態の場合と同様に図９に示す振動子駆動回路５２の駆動部４７の位相制御された電力供給用駆動信号である出力信号、すなわち、Ａ＋相，Ａ−相およびＢ＋相，Ｂ−相の出力端と接続される。

上述した構成を有する本実施形態の振動波リニアモータ１１も前記第一の実施形態の振動波リニアモータ１と同様に振動子駆動回路５２の駆動部４７の電力供給用駆動信号が摺動導電板４４ａＡ，４４ｂＡと４４ｃＡ，４４ｄＡと接片４３Ａを介して振動子３５Ａに供給される。該振動子３５Ａに縦屈曲振動が励起され、駆動子３８，３９の表面が楕円振動する。駆動子３８，３９の楕円振動によって振動子３５Ａがガイドロッド３，４に対して相対的に＋Ｘ方向、または、−Ｘ方向に移動する。

本実施形態の振動波リニアモータ１１も前記第一の実施形態の振動波リニアモータ１と同様の効果を奏し、特に本実施形態においては、接片４３Ａの押圧接触方向がガイドロッド４の可動方向（付勢方向）と一致しているので、振動子３５Ａの移動時における接片４３Ａの接触状態が安定し、良好な駆動状態が得られる。また、Ｚ方向に接片等が配置されないことからＺ方向の占有スペ−スが減る。

なお、上述した第二の実施形態の振動波リニアモータ１１において、図１２に示す接片４３Ａの先端接触部の接触ラインＳ1 を振動の節点に配される駆動軸３６の上方位置に位置させるようにすれば、上記先端接触部における振動発生が少なくなり、さらに良好な接触状態が得られる。

次に、本発明の第三の実施形態である振動波リニアモータについて、図１４，１５を用いて説明する。
図１４は、本実施形態の振動波リニアモータの斜視図である。図１５は、上記振動波リニアモータの分解斜視図である。

本実施形態の振動波リニアモータ２１は、第一の実施形態の振動波リニアモータ１に対して振動子側の摺動接触部材（接片）と導電パターン（摺動導電板）の配置，接触構造が異なるものであり、その他の構成は、略同様の構成を有している。従って、以下、異なる部分について説明する。なお、同様の構成部材については、同一の符号を付して説明する。

本実施形態の振動波リニアモータ２１は、図１４，１５に示すように前記振動波リニアモータ１と同様に固定枠２に支持されるガイドロッド３，４を有しており、ガイドロッド３，４には振動子３５Ｂが摺動自在に支持されている。そして、固定枠２の起立部前面に前面カバー６がビス挿通穴６ｂを挿通するビス６６により固着されている。

固定枠２の中央部のＸＹ平面に沿った平面部には、図示しない導電支持板に固着された導電パターンを形成するＸ方向に沿った２本の摺動導電板４４ｄＢと４４ａＢがＹ方向の中央寄りに並んで配される。同様に前面カバー６の内側にも図示しない導電支持板に固着される導電パターンを形成するＸ方向に沿った２本の摺動導電板４４ｃＢと４４ｂＢがＹ方向上下に離間して配される。なお、前面カバー６の中央部には駆動軸３６が挿通するＸ方向の逃げ穴６ａが設けられており、駆動軸３６は、逃げ穴６ａを挿通して外部に突出している。

振動子３５Ｂは、第一実施形態における振動子３５と同様に積層圧電体３７からなり、さらに、振動子３５には駆動軸３６と、一対の駆動子３８と、一対の駆動子３９とを有している。また、振動子３５Ｂには、図１５には示していないが振動子３５と同様に背面部に電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ａ′，４１ｂ′，４１ｃ′，４１ｄ′が形成され、それぞれがリード線によって電気接続され、Ｙ方向中央寄りの電極４１ａと電極４１ｄには、摺動接触部材である２つの接片４３Ｂが半田付けで固着されている。電極４１ｂと電極４１ｃは、振動子３５Ｂの前面側まで折り返して延出し、駆動軸３６を避けるようにＹ方向に離間して配されており、その電極４１ｂと電極４１ｃには、摺動接触部材である２つの接片４３Ｂが半田付けで固着されている。

なお、接片４３Ｂは、弾性変形可能な導電弾性部材からなり、先端接触部がＺ方向に変位（弾性変形による）可能である。

振動子３５Ｂの組込み状態で４つの接片４３Ｂの先端接触部は、それぞれ摺動導電板４４ｄＢと４４ａＢおよび４４ｃＢと４４ｂＢにＸ方向に摺動可能な状態でそれぞれ押圧、接触し、電気的に接続される。

摺動導電板４４ａＢ，４４ｂＢと４４ｃＢ，４４ｄＢは、第一の実施形態の場合と同様に図９に示す振動子駆動回路５２の駆動部４７の位相制御された駆動信号である出力信号、すなわち、Ａ＋相，Ａ−相およびＢ＋相，Ｂ−相の出力端と接続される。

上述した構成を有する本実施形態の振動波リニアモータ２１も前記第一の実施形態の振動波リニアモータ１と同様に振動子駆動回路５２の駆動部４７の電力供給用駆動信号が摺動導電板４４ａＢ，４４ｂＢと４４ｃＢ，４４ｄＢと接片４３Ａとを介して振動子３５Ｂに供給される。該振動子３５Ｂに縦屈曲振動が励起され、駆動子３８，３９の表面が楕円振動する。駆動子３８，３９の楕円振動によって振動子３５Ｂがガイドロッド３，４に対して相対的に＋Ｘ方向、または、−Ｘ方向に移動する。

本実施形態の振動波リニアモータ２１によれば、前記第一の実施形態の振動波リニアモータ１と同様の効果を奏し、特に本実施形態においては、接片４３Ｂが振動子３５Ｂの前後面両側に配されることから振動子３５Ｂには前後（Ｚ方向）にバランスのとれた押圧力が作用し、接片４３Ｂの接触状態が安定すると同時に振動子３５Ｂの良好な駆動状態が得られる。

次に、本発明の第四の実施形態である振動波リニアモータについて、図１６，１７を用いて説明する。
図１６は、本実施形態の振動波リニアモータに適用される振動子の斜視図であって、接片を取り付けていない状態を示す。図１７は、上記振動子の斜視図であって、接片を固着した状態を示す。

本実施形態の振動波リニアモータは、前記第一の実施形態の振動波リニアモータ１に対して振動子側の摺動接触部材（接片）の構造が異なるものであり、その他の構成は、略同様の構成を有している。従って、以下、異なる部分について説明する。なお、同様の構成部材については、同一の符号を付して説明する。

本実施形態の振動波リニアモータは、図示しないが前記振動波リニアモータ１と同様に固定枠２に支持されるガイドロッド３，４を有しており、ガイドロッド３，４には振動子３５Ｃが摺動自在に支持されている。固定枠２の中央部のＸＹ平面に沿った平面部には、第一実施形態の場合と同様に摺動端子基板４４が接着固定され、摺動端子基板４４には、上記振動子３５Ｃの背面と対向する面上に振動子３５の移動方向であるＸ方向に沿った導電パターンを形成する４つの摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄが配されているものとする。

一方、振動子３５Ｃの背面部の電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄには、摺動接触部材である４つの接片４３Ｃが固着される（図１７）。振動子３５Ｃの電極のうち、電極４１ａと４１ａ′、および、電極４１ｂと４１ｂ′とは、電極パターンによって連結されており（図１６）、電極４１ｃと４１ｃ′、および、電極４１ｄと４１ｄ′とは、２本のリード線４２Ｃによって接続されている（図１７）。

接片４３Ｃは、Ｚ方向に弾性変形可能な導電板部材で形成され、中央部にＺ方向に変位（弾性変形による）可能な凸状の接触部を有しており、Ｘ方向の両端が上記電極に半田付けされる。この接片４３Ｃは、摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄの位置に対向してそれぞれ位置決めされ、上記各電極に半田付けされる。

なお、接片４３Ｃの凸状接触部の接触ラインＳ2 は、駆動軸３６の中心延長線上、すなわち、振動の節位置を通り、Ｙ方向に並んで位置している。

振動子３５Ｃの取り付け状態では、４つの接片４３Ｃの凸状接触部は、摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄにＸ方向に摺動可能な状態で押圧接触し、電気的に接続される。

本実施形態においても摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂと４４ｃ，４４ｄは、第一の実施形態の場合と同様に図９に示す振動子駆動回路５２の駆動部４７の位相制御された駆動信号である出力信号、すなわち、Ａ＋相，Ａ−相およびＢ＋相，Ｂ−相の出力端と接続される。

上述した構成を有する本実施形態の振動子３５Ｃを適用する振動波リニアモータにおいても第一の実施形態の振動波リニアモータ１と同様に振動子駆動回路５２の駆動部４７の電力供給用駆動信号が摺動導電パターン部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄと接片４３Ｃとを介して振動子３５Ｃに供給される。該振動子３５Ｃに縦屈曲振動が励起され、駆動子３８，３９の表面が楕円振動する。駆動子３８，３９の楕円振動によって振動子３５Ｃがガイドロッド３，４に対して相対的に＋Ｘ方向、または、−Ｘ方向に移動する。

本実施形態の振動子３５Ｃを適用する振動波リニアモータによれば、第一の実施形態の振動波リニアモータ１と同様の効果を奏し、特に本実施形態においては、接片４３Ｃの摺動導電パターン部との接触点が振動子の振動の節、または、その近傍に位置していることから振動子移動中、良好な接片の接触状態が得られる。

なお、接片４３Ｃは、その両端部が電極に半田付けされる両端支持構造を有しているが、該接片は、片持ち支持形状のものを適用することも可能である。

本発明による振動波リニアモータは、振動子に電気的に接続されるべき駆動用信号供給部の占有スペ−スが少なく、しかも、耐久性も優れた振動波リニアモータとして利用可能である。

本発明の第一の実施形態である振動波リニアモータの要部を示す斜視図である。 図１の振動波リニアモータの分解斜視図である。 図１の振動波リニアモータに適用される振動子を背面側から見た斜視図である。 図３の振動子の背面図であって、ガイドロッドで挟持された状態を示す。 図４のＢ矢視図である。 図４のＣ矢視図である。 図３の振動子を構成する圧電体と絶縁板の焼結処理前の分解斜視図である。 図３の振動子の屈曲振動と縦振動との合成振動時の変形状態を拡大して示した図であって、振動子が図８（Ａ）の屈曲状態から図８（Ｂ）の伸張状態、図８（Ｃ）の屈曲状態、図８（Ｄ）の収縮状態の順に変形する様子を示している。 図３の振動子を駆動するための駆動制御回路部のブロック構成図である。 本発明の第二の実施形態である振動波リニアモータの斜視図である。 図１０の振動波リニアモータの分解斜視図である。 図１０の振動波リニアモータに適用される振動子を背面側から見た斜視図である。 図１２の振動子の接片と摺動導電板との摺接状態を示す斜視図である。 本発明の第三の実施形態である振動波リニアモータの斜視図である。 図１４の振動波リニアモータの分解斜視図である。 本発明の第四の実施形態である振動波リニアモータに適用される振動子の斜視図であって、接片を取り付けていない状態を示す。 図１６の振動子の斜視図であって、接片を固着した状態を示す。

符号の説明

２ …固定枠（固定部材）
３ …ガイドロッド（第一のガイド部材）
４ …ガイドロッド（第二のガイド部材）
５ …バネ（押圧手段）
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ
…振動子
３７ …積層圧電体（電気／機械エネルギ変換素子）
３８ …駆動子（第一駆動子）
３８ａ…駆動子凹面部（第一駆動子表面）
３９ …駆動子（第二駆動子）
３９ａ…駆動子凹面部（第二駆動子表面）
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ
…電極（電極パターン部）
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ
…接片（摺動接触部材，弾性部材）
４４ …摺動端子基板（駆動用信号供給部）
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，
…導電パターン部（導電パターン）
４４ａＡ，４４ｂＡ，４４ｃＡ，４４ｄＡ
４４ａＢ，４４ｂＢ，４４ｃＢ，４４ｄＢ
…摺動導電板（導電パターン）
６４，６５…摺動板支持体（駆動用信号供給部）

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (8)

1. 電気／機械エネルギ変換素子に駆動用信号を供給印加することにより第一駆動子表面及び第２駆動子表面に楕円振動を発生する振動子と、
   上記振動子における上記第１駆動子表面に接触して、上記振動子を摺動移動可能にガイドする第１のガイド部材と、
   上記第１のガイド部材に対して略平行に位置して、上記第１のガイド部材へ向かって相対的に可動状態で配設されていて、上記振動子における上記第２駆動子表面に接触して、上記振動子を摺動移動可能にガイドする第２のガイド部材と、
   上記振動子の上記第１及び第２駆動子表面に対して上記第１のガイド部材及び第２のガイド部材を押圧するように付勢する押圧手段と、
   上記第１のガイド部材を支持する固定部材に設けられ、上記振動子の移動方向に沿って形成された導電パターンを有し、駆動用信号を供給する駆動用信号供給部と、
   上記振動子上に設けられ、上記導電パターン上を接触状態で摺動して、上記振動子に駆動用信号を供給可能とする摺動接触部材と、
   を具備し、上記振動子の駆動によって該振動子を上記第一および第二のガイド部材に沿って移動させることを特徴とする振動波リニアモータ。
2. 上記摺動接触部材は、上記振動子の電極部に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の振動波リニアモータ。
3. 上記摺動接触部材は、保持部材に固着され、該保持部材を上記振動子上に固着するように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の振動波リニアモータ。
4. 上記摺動接触部材の上記導電パターンヘの接触押圧方向は、上記第２のガイド部材の上記第１のガイド部材に対する相対的可動方向と略同じになっていることを特徴とする請求項１に記載の振動波リニアモータ。
5. 上記摺動接触部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の振動波リニアモータ。
6. 上記摺動接触部材は、上記振動子の２つの面に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の振動波リニアモータ。
7. 上記摺動接触部材は、上記導電パターンヘの接触位置が、上記振動子の振動の節近傍となるように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の振動波リニアモータ。
8. 上記摺動接触部材は、上記振動子の１つの面に設けられた複数の電極パターン部にそれぞれ接続固着して併設された複数の弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の振動波リニアモータ。

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