JP2013179734A - 振動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】更なる薄型化を可能とした振動アクチュエータを提供する。
【解決手段】本発明に係る振動アクチュエータ（１０）は、円環形の弾性体（１１ａ）及び当該弾性体に進行波を発生させる電気機械変換素子（１５）を有する固定子（１１）と、前記弾性体と加圧接触し、当該弾性体に発生した進行波により前記固定子と相対移動する円弧形の移動子（１２）と、前記移動子を前記弾性体に加圧接触させる加圧手段と、を備えた振動アクチュエータ（１０）であって、前記弾性体は、前記移動子との接触面が径方向の側面に設けられ、前記移動子は、前記弾性体の径方向の前記側面と接触するように等間隔で３箇所に設けられ、前記加圧手段は、前記移動子を前記弾性体の径方向に向けて加圧接触させることにより、前記弾性体及び前記移動子を前記径方向に位置決めすることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動アクチュエータに関するものである。

近年、振動アクチュエータを備えたレンズ鏡筒やカメラボディ等の光学機器が製品化されている。振動アクチュエータは、弾性体と電気機械変換素子とを組み合わせた固定子を備えている。振動アクチュエータの電気機械変換素子は、駆動信号により励振し、弾性体の表面に進行波振動を発生させる。この進行波振動により弾性体の表面には楕円運動が生じる。そして、弾性体の表面に加圧接触された移動子が楕円運動の波頭により駆動され、回転運動に変換される。この種の振動アクチュエータとしては、円環形の移動子を備えた進行波型の振動アクチュエータが知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−３３３６７９号公報

上述した従来の振動アクチュエータは、固定子と移動子とが回転軸方向に沿って配置されているため、更に薄型化することは困難であった。

本発明の課題は、更なる薄型化を可能とした振動アクチュエータを提供することにある。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１に記載の発明は、円環形の弾性体（１１ａ）及び当該弾性体に進行波を発生させる電気機械変換素子（１５）を有する固定子（１１）と、前記弾性体と加圧接触し、当該弾性体に発生した進行波により前記固定子と相対移動する円弧形の移動子（１２）と、前記移動子を前記弾性体に加圧接触させる加圧手段と、を備えた振動アクチュエータ（１０）であって、前記弾性体は、前記移動子との接触面が径方向の側面に設けられ、前記移動子は、前記弾性体の径方向の前記側面と接触するように等間隔で３箇所に設けられ、前記加圧手段は、前記移動子を前記弾性体の径方向に向けて加圧接触させることにより、前記弾性体及び前記移動子を前記径方向に位置決めすることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータ（１０）において、円環形の前記弾性体（１１ａ）が前記移動子（１２）と加圧接触する接触面の半径をＲ、前記固定子で発生する進行波の波数をＮとしたときに、Ｎ≧４であれば、円弧形の前記移動子の円弧長Ｌが、２πＲ／Ｎ≦Ｌ＜２πＲ／３を満たすことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータ（１０）において、円環形の前記弾性体（１１ａ）が前記移動子（１２）と加圧接触する接触面の半径をＲ、前記固定子で発生する進行波の波数をＮとしたときに、Ｎ≧８であれば、円弧形の前記移動子の円弧長Ｌが、２πＲ／（Ｎ／２．５）≦Ｌ＜２πＲ／３を満たすことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０）において、前記加圧手段は、前記弾性体の径方向の一方に設けられた円筒形の固定部材（１４）と、前記径方向の他方に設けられた円環形の軸受部材（１３）と、を備え、前記弾性体と前記軸受部材との間に前記移動子（１２）が圧入されることにより、前記移動子を前記弾性体の径方向に向けて加圧接触させることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０）において、前記加圧手段は、前記弾性体の径方向の一方に設けられた円筒形の固定部材（１４）と、前記径方向の他方に設けられた円環形の軸受部材（１３）と、を備え、前記固定部材及び前記軸受部材には、互いに逆極性の磁性体がそれぞれ設けられ、前記弾性体と前記軸受部材との間に挿入された前記移動子を、前記固定部材と前記軸受部材とに設けられたそれぞれの前記磁性体の間に働く磁力により前記弾性体の径方向に向けて加圧接触させることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０）において、前記弾性体（１１ａ）の中心軸方向への移動を規制する第１突起（１６）と、前記弾性体の周回り方向への回転を規制する第２突起（１７）と、を備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０）において、前記弾性体（１１ａ）は、前記移動子（１２）との接触面と反対側の面から径方向に延出する延出部（１１ｅ）と、当該延出部を保持することにより、前記弾性体の中心軸方向及び周回り方向への移動を規制する規制部材（１９）と、を備えることを特徴とする。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、更なる薄型化を可能とした振動アクチュエータを提供することができる。

実施形態１の超音波モータ１０を搭載したカメラ１の概略構成図である。 実施形態１の超音波モータ１０を中心軸方向から見たときの平面図である。 実施形態１の超音波モータ１０におけるステータ１１及びロータ部１２の構成を示す斜視図である。 実施形態１の超音波モータ１０におけるステータ１１及びロータ部１２の構成を中心軸方向から見たときの平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は進行波振動の波数を４とした場合のロータ部１２とステータ１１との接触位置を示す概念図である。 （ａ）〜（ｃ）は進行波振動の波数を８とした場合のロータ部１２とステータ１１との接触位置を示す概念図である。 実施形態２の超音波モータ１０Ａを中心軸方向から見たときの平面図である。 図７のＡ−Ａ線断面図である。 図７のＢ−Ｂ線断面図である。 実施形態３の超音波モータ１０Ｂを中心軸方向から見たときの平面図である。 図１０のＣ−Ｃ線断面図である。 実施形態４の超音波モータ１０Ｃを中心軸方向から見たときの平面図である。 図１２のＤ−Ｄ線断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る振動アクチュエータの実施形態について説明する。以下の実施形態では、振動アクチュエータとして、超音波域の振動を利用した超音波モータを例に挙げて説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１の超音波モータ１０を搭載したカメラ１の概略構成図である。カメラ１は、カメラボディ２と、レンズ鏡筒３と、を備える。カメラボディ２は、撮像素子６を備える。撮像素子６は、レンズ鏡筒３により結像された被写体像を撮像する撮像装置である。レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に対し着脱自在に装着された交換レンズである。本実施形態のカメラ１では、レンズ鏡筒３が交換レンズである例を示している。しかしながら、これに限らず、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒であってもよい。

レンズ鏡筒３は、光学部材としてのレンズ４、カム筒５、超音波モータ１０、及びその他の部材（不図示）を備える。本実施形態の超音波モータ１０は、カメラ１の焦点調節時にレンズ４を駆動するための駆動源として用いられている。超音波モータ１０から取り出された駆動力は、カム筒５に伝えられる。カム筒５は、レンズ４とカム機構により係合している。超音波モータ１０の駆動力によりカム筒５が回転すると、レンズ４はカム機構により光軸Ａの方向に移動する。これにより、焦点調節が行われる。

次に、本実施形態の超音波モータ１０について説明する。図２は、実施形態１の超音波モータ１０を中心軸（回転軸）方向から見たときの平面図である。図３は、実施形態１の超音波モータ１０におけるステータ１１及びロータ部１２の構成を示す斜視図である。図４は、実施形態１の超音波モータ１０におけるステータ１１及びロータ部１２の構成を中心軸方向から見たときの平面図である。

本実施形態の超音波モータ１０は、図２に示すように、固定子としてのステータ１１と、移動子としてのロータ部１２と、加圧手段としての軸受部１３及び固定部１４と、を備える。

ステータ１１は、図３に示すように、ステータベース１１ａと、櫛歯１１ｂと、圧電素子１５と、を備える。なお、図３では、ステータ１１の構成を分かり易くするため、固定部１４の図示を省略している。

ステータベース１１ａは、円環形に形成された弾性体である。ステータベース１１ａは、例えば、ステンレス材、インバー材等の鉄合金や真鍮等の弾性変形可能な金属材料により構成される。

櫛歯１１ｂは、ステータベース１１ａの径方向の外周面に形成された部位である。櫛歯１１ｂは、進行波振動の振幅を増幅する増幅（拡大）機構である。櫛歯１１ｂの先端面には、ステータ摺動面１１ｃが形成されている。ステータ摺動面１１ｃには、ロータ部１２（１２ａ〜１２ｃ）の内周面が加圧接触される。ステータ摺動面１１ｃは、ステータベース１１ａとロータ部１２との接触面となる。

圧電素子１５は、図３に示すように、円環形に形成された電極部材である。圧電素子１５は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子である。圧電素子１５は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、セラミックス等により構成される。

圧電素子１５は、Ａ相部１５ａとＢ相部１５ｂと、を備える。Ａ相部１５ａは、ステータベース１１ａの中心軸方向の上面に接合されている。Ｂ相部１５ｂは、ステータベース１１ａの中心軸方向の下面に接合されている。中心軸方向の両面に接合されたＡ相部１５ａとＢ相部１５ｂは、駆動信号により励振して、ステータベース１１ａに進行波振動を発生させる。ステータベース１１ａは、この進行波振動により楕円運動を生じる。この楕円運動は、櫛歯１１ｂにより増幅される。櫛歯１１ｂにより増幅された楕円運動は、ステータ摺動面１１ｃと加圧接触するロータ部１２（１２ａ〜１２ｃ）により回転運動に変換される。

また、圧電素子１５のＡ相部１５ａ及びＢ相部１５ｂは、ステータベース１１ａの上下面において、それぞれｎ波長（λ）となるように分極されている（分極の図示を省略）。更に、圧電素子１５のＡ相部１５ａ及びＢ相部１５ｂは、ステータ１１の円周方向に１／４波長（λ）分ずれるように接合されている（図示を省略）。これにより、Ａ相部１５ａ及びＢ相部１５ｂを所定の波長分だけずらすためのλ／４部や３／４λ部の領域が不要となる。

また、圧電素子１５のＡ相部１５ａ及びＢ相部１５ｂは、レンズ鏡筒３（図１）の内部に設けられたフレキシブルプリント基板（不図示）と接続されている。フレキシブルプリント基板には、レンズＣＰＵ（不図示）が搭載されている。フレキシブルプリント基板からは、駆動信号として、互いに位相が９０度異なる２つの交流電圧が、圧電素子１５のＡ相部１５ａ及びＢ相部１５ｂにそれぞれ供給される。圧電素子１５は、フレキシブルプリント基板から供給された駆動信号により励振して、ステータベース１１ａに進行波振動を発生させる。

ロータ部１２は、図３及び図４に示すように、円弧形に形成された円弧ロータ１２ａ、１２ｂ及び１２ｃにより構成される。ロータ部１２は、ステータ１１の径方向の外側に配置されている。円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、図４に示すように、ステータ１１の中心軸ａを中心として１２０度の間隔で配置されている。円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、軸受部１３（後述）から、中心軸ａの方向に向けて加圧力Ｐ１〜Ｐ３が加えられることにより、櫛歯１１ｂのステータ摺動面１１ｃに加圧接触する。ロータ部１２は、ステータ１１の櫛歯１１ｂで増幅された楕円運動により、ステータ１１に対して相対移動（回転）する。すなわち、ステータ１１の櫛歯１１ｂで増幅した楕円運動は、ロータ部１２により回転運動に変換され、カム筒５（図１）に伝えられる。

次に、ロータ部１２とステータ１１との関係について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、進行波振動の波数を４とした場合のロータ部１２とステータ１１との接触位置を示す概念図である。また、図６（ａ）〜（ｃ）は、進行波振動の波数を８とした場合のロータ部１２とステータ１１との接触位置を示す概念図である。

まず、進行波振動の波数Ｎが４以上の場合について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）において、ステータベース１１ａ（不図示）が円弧ロータ１２ａ〜１２ｃと加圧接触する接触面の半径をＲ、ステータ１１（不図示）で発生する進行波の波数をＮとしたときに、Ｎ≧４であれば、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃのそれぞれの円弧長Ｌが、
２πＲ／Ｎ≦Ｌ＜２πＲ／３・・・（１）
を満たすように設定する。例えば、進行波振動の波数Ｎを４とし、半径Ｒ＝１とすると、式（１）から、円弧長Ｌは、１．５≦Ｌ＜２．０９の範囲となる。円弧ロータ１２ａ〜１２ｃの円弧長Ｌを上記のような長さとすることにより、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ステータ１１に発生する進行波振動の波頭は、どの位置においても、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃに対して、少なくとも１箇所で接触する。なお、ここでは波数Ｎを４とした例について示したが、波数Ｎが４以上であれば、式（１）を適用して円弧長Ｌを算出することができる。

次に、進行波振動の波数Ｎが８以上の場合について説明する。図６（ａ）〜（ｃ）において、ステータベース１１ａ（不図示）が円弧ロータ１２ａ〜１２ｃと加圧接触する接触面の半径をＲ、ステータ１１（不図示）で発生する進行波の波数をＮとしたときに、Ｎ≧８であれば、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃのそれぞれの円弧長Ｌが、
２πＲ／（Ｎ／２．５）≦Ｌ＜２πＲ／３・・・（２）
を満たすように設定する。例えば、進行波振動の波数Ｎを８とし、半径Ｒ＝１とすると、式（１）から、円弧長Ｌは、１．９６≦Ｌ＜２．０９の範囲となる。円弧ロータ１２ａ〜１２ｃの円弧長Ｌを上記のような長さとすることにより、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ステータ１１に発生する進行波振動の波頭は、どの位置においても、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃに対して、少なくとも２箇所で接触する。

このように、進行波振動の波数Ｎが８以上の場合には、式（２）に基づいて円弧ロータ１２ａ〜１２ｃの円弧長Ｌを算出することにより、ロータ部１２とステータ１１との接触箇所を増やすことができる。従って、ロータ部１２において、より安定した駆動特性を得ることができる。

次に、加圧手段を構成する軸受部１３及び固定部１４について説明する。軸受部（軸受部材）１３は、図２に示すように、ステータ１１の径方向の外周側に設けられている。軸受部１３は、第１軸受リング１３ａと、第２軸受リング１３ｂと、軸受１３ｃと、を備える。

第１軸受リング１３ａ及び第２軸受リング１３ｂは、それぞれ円筒形に形成された部材である。第１軸受リング１３ａと第２軸受リング１３ｂとの間には、複数の軸受１３ｃが挿入されている。軸受１３ｃは、リテーナ機構（不図示）により、第１軸受リング１３ａと第２軸受リング１３ｂとの間に所定間隔で保持されている。軸受１３ｃは、回転可能なボール形又はロール形に形成されている。

また、第１軸受リング１３ａの内周面は、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃの外周面と加圧接触する。このため、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃの回転と連動して、第１軸受リング１３ａが回転する。この第１軸受リング１３ａの回転は、駆動力として動力伝達機構（不図示）を介してカム筒５（図１）に伝達される。

軸受部１３は、上述した第１軸受リング１３ａ、第２軸受リング１３ｂ、及び軸受１３ｃを組み付けることにより、全体として円環形となる。

固定部（固定部材）１４は、円筒形に形成された部材である。固定部１４は、ステータ１１の内周面に嵌合されている。固定部１４は、支持機構（不図示）によりレンズ鏡筒３の内部に固定されている。

上述した軸受部１３、固定部１４、ステータ１１及びロータ部１２は、以下のように組み付けられる。まず、ステータ１１の内周面に固定部１４を嵌合させる。次に、ステータ１１の外側に、第１軸受リング１３ａ、第２軸受リング１３ｂ及び軸受１３ｃを組み付けた軸受部１３を配置する。そして、ステータ１１の中心と軸受部１３の中心とを一致させ、ステータ１１と軸受部１３との間に円弧ロータ１２ａ〜１２ｃを圧入する。これにより、図４に示すように、すべての円弧ロータ１２ａ〜１２ｃから、ステータ１１の中心軸ａの方向に向けて加圧力Ｐ１〜Ｐ３が加えられる。この結果、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、ステータ１１の径方向に向けて加圧接触される。この加圧接触により、ステータ１１及び円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、ステータ１１の径方向に位置決めされる。

このように、ステータ１１のステータ摺動面１１ｃに加圧接触された円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、駆動時において、ステータ１１の櫛歯１１ｂで増幅された楕円運動により、ステータ１１に対して相対移動（回転）する。すなわち、ステータ１１の櫛歯１１ｂで増幅された楕円運動は、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃにより回転運動に変換される。この回転運動は、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃと加圧接触する第１軸受リング１３ａに伝えられ、動力伝達機構（不図示）を介してカム筒５（図１）に伝達される。

上述した実施形態１の超音波モータ１０によれば、以下の効果を奏する。
（１）ステータ１１は、径方向の外周面にロータ部１２と加圧接触するステータ摺動面１１ｃを備える。これにより、ロータ部１２による回転運動の取り出し方向は、ステータ１１の径方向となる。このため、超音波モータ１０の回転軸方向の長さを短縮することができる。従って、超音波モータ１０の更なる薄型化が可能となる。そして、この超音波モータ１０を搭載した光学機器は、光軸方向の全長を短縮することができる。これによって、従来は困難であった、薄型の光学機器にも超音波モータを搭載することが可能となる。

（２）３箇所に配置された円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、ステータ１１の径方向に向けて加圧接触される。この加圧接触により、ステータ１１及び円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、ステータ１１の径方向に位置決めされる。これによれば、ステータ１１及び円弧ロータ１２ａ〜１２ｃの偏芯を少なくすることができるので、駆動時における不要な振動や音の発生を抑制することができる。

（３）ロータ部１２は、ステータ１１に発生する進行波振動により駆動される。このため、円弧形のロータ（円弧ロータ１２ａ〜１２ｃ）であっても、全周回転させることができる。ちなにみ、非進行波振動により駆動されるロータの場合は、ロータの一部に切り欠きがあると、回転角が制限されるため、全周回転させることができない。

（４）円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、円環形のロータを作成し、これを所定の円弧長に切り分ければよい。このように、１つの円環形のロータから複数の円弧ロータを作成することができるので、低コストで製造することができる。

（５）ステータベース１１ａが円弧ロータ１２ａ〜１２ｃと加圧接触する接触面の半径をＲ、ステータ１１で発生する進行波の波数をＮとしたときに、Ｎ≧４であれば、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃのそれぞれの円弧長Ｌが、２πＲ／Ｎ≦Ｌ＜２πＲ／３を満たすように設定される。これによれば、ステータ１１に発生する進行波振動の波頭は、どの位置においても、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃに対して、少なくとも１箇所で接触する。このため、安定した駆動特性を得ることができる。

（６）また、ステータベース１１ａが円弧ロータ１２ａ〜１２ｃと加圧接触する接触面の半径をＲ、ステータ１１で発生する進行波の波数をＮとしたときに、Ｎ≧８であれば、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃのそれぞれの円弧長Ｌが、２πＲ／（Ｎ／２．５）≦Ｌ＜２πＲ／３を満たすように設定する。これによれば、ステータ１１に発生する進行波振動の波頭は、どの位置においても、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃに対して、少なくとも２箇所で接触する。このように、ロータ部１２とステータ１１との接触箇所を増やすことができるため、より安定した駆動特性を得ることができる。

（７）ステータ１１と軸受部１３との間に円弧ロータ１２ａ〜１２ｃを圧入することにより、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃをステータ１１の径方向に向けて加圧接触させている。このため、加圧機構の構成を簡素化することができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２として、ステータ１１の位置決め機構を備えた超音波モータ１０Ａについて説明する。なお、実施形態２に示す各図においては、実施形態１と同一部分に同一符号を付している。

図７は、実施形態２の超音波モータ１０Ａを中心軸方向から見たときの平面図である。図８は、図７のＡ−Ａ線断面図である。図９は、図７のＢ−Ｂ線断面図である。

本実施形態の超音波モータ１０Ａは、図７に示すように、ステータ１１の位置決め機構として、第１突起１６と、第２突起１７と、を備える。なお、本実施形態の超音波モータ１０Ａは、図８及び図９に示すように、中心軸方向の両面に第１カバー２１、第２カバー２２を備える。また、超音波モータ１０Ａは、径方向の外周に側面カバー２３を備える。図７では、上記カバーを取り外した状態での平面図を示している。また、図８及び図９は、上記カバーが取り付けられた超音波モータ１０Ａの各断面図を示している。

第１突起１６は、ステータ１１の中心軸（回転軸）方向への移動を規制する部材である。第１突起１６は、図８に示すように、第１カバー２１及び第２カバー２２にそれぞれ設けられている。第１突起１６は、図７に示すように、ステータ１１の周回り方向において、１２０度の間隔で３箇所に設けられている。第１突起１６は、それぞれの位置において、ステータ１１に形成された櫛歯１１ｂと平面視で重なるように設けられている。第１突起１６は、櫛歯１１ｂの上面及び下面と接触する位置にそれぞれ設けられている（図７では、下面側の第１突起１６のみを破線で示す）。

第２突起１７は、ステータ１１の周回りへの回転を規制する部材である。第２突起１７は、図７に示すように、ステータ１１の周回り方向において、１２０度の間隔で３箇所に設けられている。第２突起１７は、図９に示すように、第１カバー２１に設けられている。第２突起１７は、それぞれの位置において、ステータ１１に形成された隣接する櫛歯１１ｂの間に設けられている。その他の構成は実施形態１と同じであるため、説明を省略する。

実施形態２の超音波モータ１０Ａにおいては、第１突起１６によりステータ１１の中心軸方向への移動が規制され、第２突起１７によりステータ１１の周回りへの回転が規制される。すなわち、第１突起１６及び第２突起１７により、ステータ１１の中心軸方向及び周回り方向の位置決めが行われる。このため、ステータ１１の中心軸方向及び周回り方向の偏芯が少なくなり、駆動時における不要な振動や音の発生を更に抑制することができる。

（実施形態３）
次に、実施形態３として、ステータ１１の位置決め機構を備えた超音波モータ１０Ｂについて説明する。なお、実施形態３に示す各図においては、実施形態１及び２と同一部分に同一符号を付している。

図１０は、実施形態３の超音波モータ１０Ｂを中心軸方向から見たときの平面図である。図１１は、図１０のＣ−Ｃ線断面図である。なお、本実施形態の超音波モータ１０Ｂは、図１１に示すように、中心軸方向の両面に第１カバー２１、第２カバー２２を備える。また、超音波モータ１０Ｂは、径方向の外周に側面カバー２３を備える。図１０では、上記カバーを取り外した状態での平面図を示している。また、図１１は、上記カバーが取り付けられた超音波モータ１０Ｂの断面図を示している。更に、本実施形態の超音波モータ１０Ｂは、円筒形に形成された圧電素子１８を備える。この圧電素子１８は、ステータ１１の内周面と固定部１４との間に嵌合されている。

本実施形態の第１突起１６は、ステータ１１の中心軸（回転軸）方向への移動を規制する部材である。第１突起１６は、図１１に示すように、第１カバー２１及び第２カバー２２にそれぞれ設けられている。また、第１突起１６は、図１０に示すように、ステータ１１の周回り方向において、１２０度の間隔で３箇所に設けられている。第１突起１６は、それぞれの位置において、ステータベース１１ａと平面視で重なるように設けられている。第１突起１６は、ステータベース１１ａの上面及び下面と接触する位置にそれぞれ設けられている（図１０では、下面側の第１突起１６のみを破線で示す）。第２突起１７の構成は、実施形態２と同じである。また、その他の構成は実施形態１と同じであるため、説明を省略する。

実施形態３の超音波モータ１０Ｂにおいては、第１突起１６によりステータ１１の中心軸方向への移動が規制され、第２突起１７によりステータ１１の周回りへの回転が規制される。すなわち、第１突起１６及び第２突起１７により、ステータ１１の中心軸方向及び周回り方向の位置決めが行われる。このため、ステータ１１の中心軸方向及び周回り方向の偏芯が少なくなり、駆動時における不要な振動や音の発生を更に抑制することができる。

（実施形態４）
次に、実施形態４として、ステータ１１の位置決め機構を備えた超音波モータ１０Ｃについて説明する。なお、実施形態４に示す各図においては、実施形態１〜３と同一部分に同一符号を付している。

図１２は、実施形態４の超音波モータ１０Ｃを中心軸方向から見たときの平面図である。図１３は、図１２のＤ−Ｄ線断面図である。本実施形態の超音波モータ１０Ｃは、実施形態１及び２と同じく、円環形に形成された圧電素子１５（１５ａ、１５ｂ）を備える。

本実施形態の超音波モータ１０Ｃは、図１３に示すように、ステータ１１の位置決め機構として、延出部１１ｅと、移動規制部１９と、を備える。延出部１１ｅは、ステータベース１１ａに設けられている。延出部１１ｅは、ステータベース１１ａにおいて、ロータ部１２との接触面と反対側（内周側）の面から径方向に延出する部材である。延出部１１ｅは、平面視において、円環形に形成されている。

移動規制部１９は、延出部１１ｅを保持することにより、ステータ１１の中心軸方向への移動を規制する部材である。移動規制部１９は、図１３に示すように、第１固定部１９ａと、第２固定部１９ｂと、を備える。第１固定部１９ａ及び第２固定部１９ｂは、平面視において、それぞれ円環形に形成されている。第１固定部１９ａ及び第２固定部１９ｂは、延出部１１ｅを上下面から挟み込むように保持している。その他の構成は実施形態１と同じであるため、説明を省略する。

実施形態４の超音波モータ１０Ｃにおいては、ステータ１１に設けられた延出部１１ｅが移動規制部１９により保持されているため、ステータ１１の中心軸方向への移動及び周回りへの回転が規制される。すなわち、移動規制部１９により、ステータ１１の中心軸方向及び周回り方向の位置決めが行われる。このため、ステータ１１の中心軸方向及び周回り方向の偏芯が少なくなり、駆動時における不要な振動や音の発生を更に抑制することができる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明は以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）実施形態１において、第１軸受リング１３ａ又は第２軸受リング１３ｂの少なくとも一方を第１磁性体により構成すると共に、固定部１４の内周面に第１磁性体と逆極性の第２磁性体を配置する。これによれば、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃは、第１磁性体及び第２磁性体の磁力により、ステータ１１の径方向に向けて加圧接触される。このような構成とすることにより、ステータ１１と軸受部１３との間に円弧ロータ１２ａ〜１２ｃを圧入することなしに、円弧ロータ１２ａ〜１２ｃをステータ１１の径方向に向けて加圧接触させることができる。従って、ステータ１１と軸受部１３との間に円弧ロータ１２ａ〜１２ｃを圧入する場合に比べて、ロータ部１２とステータ１１との間の寸法公差を緩和することができる。

（２）実施形態１〜３においては、ステータ１１とロータ部１２との接触面を、ステータ１１の径方向の外周面としている。しかし、これに限らず、ステータ１１とロータ部１２との接触面は、ステータ１１の径方向の内周面であってもよい。

（３）実施形態２において、第２突起１７は、第２カバー２２に設けられていてもよい。また、第２突起１７は、第１突起１６のように、第１カバー２１と第２カバー２２との両方にそれぞれ設けられていてもよい。また、実施形態２及び３において、第１突起１６及び第２突起１７の位置は、図示（図７、図９）の例に限らず、適宜に選択可能である。また、第１突起１６及び第２突起１７は、図示（図７、図９）の例に限らず、３箇所以上に設けてもよい。

（４）実施形態４においては、ステータ１１の延出部１１ｅを移動規制部１９（第１固定部１９ａ、第２固定部１９ｂ）で保持している。しかし、これに限らず、例えば、固定部１４（図２参照）と嵌合するクランプ部（不図示）により保持するようにしてもよい。

また、上記実施形態及び変形形態は適宜に組み合わせて用いることができるが、各実施形態の構成は図示と説明により明らかであるため、詳細な説明を省略する。更に、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：超音波モータ、１１：ステータ、１１ａ：ステータベース、１２：ロータ部、１２ａ〜１２ｃ：円弧ロータ、１３：軸受部、１４：固定部、１５，１８：圧電素子

Claims (7)

1. 円環形の弾性体及び当該弾性体に進行波を発生させる電気機械変換素子を有する固定子と、前記弾性体と加圧接触し、当該弾性体に発生した進行波により前記固定子と相対移動する円弧形の移動子と、前記移動子を前記弾性体に加圧接触させる加圧手段と、を備えた振動アクチュエータであって、
   前記弾性体は、前記移動子との接触面が径方向の側面に設けられ、
   前記移動子は、前記弾性体の径方向の前記側面と接触するように等間隔で３箇所に設けられ、
   前記加圧手段は、前記移動子を前記弾性体の径方向に向けて加圧接触させることにより、前記弾性体及び前記移動子を前記径方向に位置決めすること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の振動アクチュエータにおいて、
   円環形の前記弾性体が前記移動子と加圧接触する接触面の半径をＲ、前記固定子で発生する進行波の波数をＮとしたときに、Ｎ≧４であれば、円弧形の前記移動子の円弧長Ｌが、
   ２πＲ／Ｎ≦Ｌ＜２πＲ／３
   を満たすことを特徴とする振動アクチュエータ。
3. 請求項１に記載の振動アクチュエータにおいて、
   円環形の前記弾性体が前記移動子と加圧接触する接触面の半径をＲ、前記固定子で発生する進行波の波数をＮとしたときに、Ｎ≧８であれば、円弧形の前記移動子の円弧長Ｌが、
   ２πＲ／（Ｎ／２．５）≦Ｌ＜２πＲ／３
   を満たすことを特徴とする振動アクチュエータ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、
   前記加圧手段は、前記弾性体の径方向の一方に設けられた円筒形の固定部材と、前記径方向の他方に設けられた円環形の軸受部材と、を備え、
   前記弾性体と前記軸受部材との間に前記移動子が圧入されることにより、前記移動子を前記弾性体の径方向に向けて加圧接触させること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、
   前記加圧手段は、前記弾性体の径方向の一方に設けられた円筒形の固定部材と、前記径方向の他方に設けられた円環形の軸受部材と、を備え、
   前記固定部材及び前記軸受部材には、互いに逆極性の磁性体がそれぞれ設けられ、
   前記弾性体と前記軸受部材との間に挿入された前記移動子を、前記固定部材と前記軸受部材とに設けられたそれぞれの前記磁性体の間に働く磁力により前記弾性体の径方向に向けて加圧接触させること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、
   前記弾性体の中心軸方向への移動を規制する第１突起と、前記弾性体の周回り方向への回転を規制する第２突起と、
   を備えることを特徴とする振動アクチュエータ。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、
   前記弾性体は、前記移動子との接触面と反対側の面から径方向に延出する延出部と、当該延出部を保持することにより、前記弾性体の中心軸方向及び周回り方向への移動を規制する規制部材と、
   を備えることを特徴とする振動アクチュエータ。

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