JP4576214B2 - 超音波モータおよびレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、振動子に楕円振動を発生させ、振動子に押圧された移動体、例えば、ロータを駆動する超音波モータ、および、該超音波モータが組み込まれたレンズ鏡筒に関する。

一般に駆動装置として使用される超音波モータは、圧電素子などのエネルギー変換素子を有する振動子（振動体）と、振動子に圧接される接触体により構成され、進行波や定在波による運動エネルギーを、摩擦力によって上記振動子と上記接触体との相対運動に変換させるものである。この場合、上記超音波モータの出力は、上記振動子と上記接触体の摩擦界面によるものが大きく、また、弾性体の個数に左右される。そのため、各種の振動子の圧接機構を有する多くの超音波モータが提案がなされている。

公知例として、特許文献１に開示された振動アクチュエータ装置（超音波モータ）がある。この振動アクチュエータ装置は、駆動信号により振動する振動子と、上記振動子と接触して、相対運動を行うリング状の相対運動部材と、上記振動子を支持して、上記相対運動部材に加圧接触させる加圧支持部材とを備えており、上記加圧支持部材は、リング状のベース部と、上記ベース部に片持ち支持された板ばね部と、上記板ばね部の自由端部側に設けられた支持部とを備えている。
特許文献１は、特開平１１−２３５０６２号公報である。

しかし、上記特許文献１に開示された振動アクチュエータ装置においては、上記板ばね部に設けられた上記支持部により上記振動子を支持する場合、上記板ばね部材は上記リング状の相対運動部材に対して所定のたわみ量を持って取り付けられる。この時、上記板ばね部材の支持方法は片持支持であるため、上記板ばね部材は相対運動部材に対して傾いて取り付く可能性がある。従って、上記板ばね部材に支持される上記振動子は、上記リング状の相対運動部材に対して傾いて摩擦接触するという問題が発生する。

また、上記特許文献１に開示された振動アクチュエータ装置は、駆動源としてのユニット化を十分に考慮したものではなかった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、振動子が被駆動部材、例えば、ロータに対して良好な状態で摩擦接触させることが可能な変換効率のよい超音波モータであって、さらに、ユニット化が可能で機器への組み込みが容易である超音波モータを提供することを目的とする。

本発明の第１の超音波モータは、駆動部に楕円振動を励起させ、かつ、振動の節をもつ少なくとも１つの振動子を、回転軸周りに回転可能に支持されたロータに設けられた上記回転軸方向に対して垂直な当接面に摩擦接触させて、上記ロータを回転駆動する超音波モータにおいて、上記振動子を上記回転軸に対し、垂直方向及び円周方向への移動を規制すると共に、上記回転軸方向に沿って直進移動自在に上記振動子の節近傍を支持し、ガイドするガイド支持部が形成された支持部材と、上記支持部材における上記ロータの回転軸後方において、当該支持部材に固定して配設された押さえ部材と、上記押さえ部材と上記振動子との間に配置された板ばね部材であって、両端部が当該押さえ部材に支持されると共に、上記振動子に対向する中央平面部に形成された凸部が当該振動子に係合し、当該振動子を上記ロータの回転軸前方向に向けて弾性付勢することにより、当該振動子を上記ロータに対して摩擦接触せしめる板ばね部材と、上記板ばね部材の両端部と、当該板ばね部材を支持する上記押させ部材との間に配設され、当該押さえ部材に対する上記板ばね部材の上記回転軸方向の位置を変えることにより、上記板ばね部材による上記弾性付勢力を調節するための調節用部材と、を具備したことを特徴とする。

本発明の第２の超音波モータは、第１の超音波モータにおいて、上記板ばね部材における上記凸部と、上記振動子における当該凸部の対向面との間に配設された、上記板ばね部材による上記弾性付勢力を調節するための調節用スペーサをさらに備えたことを特徴とする。

本発明の第３の超音波モータは、駆動部に楕円振動を励起させ、かつ、振動の節をもつ少なくとも１つの振動子を、回転軸周りに回転可能に支持されたロータに設けられた上記回転軸方向に対して垂直な当接面に摩擦接触させて、上記ロータを回転駆動する超音波モータにおいて、上記振動子を上記回転軸に対し、垂直方向及び円周方向への移動を規制すると共に、上記回転軸方向に沿って直進移動自在に上記振動子の節近傍を支持し、ガイドするガイド支持部が形成された支持部材と、上記支持部材における上記ロータの回転軸後方において、当該支持部材に固定して配設された押さえ部材と、上記押さえ部材と上記振動子との間に配置された板ばね部材であって、両端部が当該押さえ部材に支持されると共に、上記振動子に対向する中央平面部に形成された凸部が当該振動子に係合し、当該振動子を上記ロータの回転軸前方向に向けて弾性付勢することにより、当該振動子を上記ロータに対して摩擦接触せしめる板ばね部材と、上記板ばね部材における上記凸部と、上記振動子における当該凸部の対向面との間に配設された、上記板ばね部材による上記弾性付勢力を調節するための調節用スペーサと、を具備したことを特徴とする。

本発明の第４の超音波モータは、第１−第３の超音波モータにおいて、上記押さえ部材と、上記支持部材との間に配設され、当該支持部材に対する上記押さえ部材の上記回転軸方向の位置を変えることにより、上記板ばね部材による上記弾性付勢力を調節するための第２の調節用部材をさらに備えたことを特徴とする。

本発明の第５の超音波モータは、第１−第４の超音波モータにおいて、さらに、上記ロータの上記当接面と反対側の面と当接するように配置されたベアリング部材と、上記ベアリング部材と上記ロータと上記振動子と上記板ばね部材とを挟持するように、上記支持部材の一端に取り付けられるベアリング受け部材と、を具備したことを特徴とする。

本発明の第６の超音波モータは、第１−第５の超音波モータにおいて、上記支持部材の円周周りに複数個の上記ガイド支持部が形成されていて、少なくとも１つのガイド支持部には上記振動子が支持され、残りのガイド支持部には上記ロータに常時当接して回動自在な転動体が支持されていることを特徴とする。

本発明の第７の超音波モータは、第１−第６の超音波モータにおいて、上記ロータの上記当接面は、上記ロータに一体的に取り付けされた円環状のロータ板部材により形成されていることを特徴とする。
本発明の第８の超音波モータは、第１−第７の超音波モータにおいて、上記振動子には、上記振動子の振動の節部分に略対応する両面位置に支持用突部が形成された振動子ホルダが一体的に固着されていることを特徴とする。
本発明のレンズ鏡筒は、上記第１−第８のいずれかの超音波モータが取り付けられ、上記超音波モータにより所定のレンズが駆動制御されることを特徴とする。

本発明によれば、振動子をロータに対して良好な状態で摩擦接触させることができる高効率の超音波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、本発明の一実施形態である超音波モータの分解斜視図である。

なお、以下の説明において、超音波モータの回転軸Ｏは、後述するレンズ鏡筒に該超音波モータを適用した場合、撮影レンズの光軸Ｏと一致（上記レンズ鏡筒の構造によっては、略一致）する。そして、回転軸Ｏと平行な方向をＺ方向とする。Ｚ方向のうち、レンズ鏡筒のレンズ側方向を前方とし、レンズマウント側を後方とする。また、回転軸Ｏに対するラジアル方向をＲ方向とし、回転軸Ｏを中心とする円周の接線方向をＴ方向とする。

本実施形態の超音波モータ１は、例えば、後述する図２５に示す電子機器装置であるデジタルカメラ用のレンズ鏡筒などのレンズ駆動用アクチュエータとしてユニット化した状態で適用することが可能な回転駆動型モータである。

超音波モータ１は、図１に示すように支持部材（固定体）であるハウジング２と、被駆動体（移動体，回転部材）であるロータ３と、ハウジング２に組み込まれる２組の振動子ユニット１５および１つの転動体であるローラ２２と、付勢部材（バネ部材，板状弾性部材）であって、支持機構部を構成する板バネ１８，２３と、３つの押さえ板２５と、振動子ユニット１５，ローラ２２により押圧されるロータ３のスラスト力を受けるベアリング部材８と、ハウジング２に一体支持され、ベアリング部材８のスラスト力を受ける受け部材であるベアリング受ケ１１を有してなり、上述した各部材が組み立てられ、アクチュエータとしてユニット化される。

なお、超音波モータ１が後述する図２５のレンズ鏡筒６０に組み込まれる場合には、該レンズ鏡筒６０のＬＤ環（レンズ駆動環）２７に固着される連結ロッド２８がロータ３に係合して取り付けられる。

以下、超音波モータ１の上記各構成部材の詳細について、図１、および、図２〜１６を用いて説明する。
図２は、上記超音波モータの一部の回転軸を含む断面で示す側面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。図４は、上記超音波モータの振動子ユニットまわりの回転軸を含む要部断面図である。図５は、上記超音波モータのローラまわりの回転軸を含む要部断面図である。図６は、上記超音波モータにおけるハウジング，振動子ユニット，板バネ，押さえ板の分解斜視図である。図７は、上記超音波モータのハウジングに振動子ユニットを挿入した状態を回転軸方向から見た図である。図８は、上記超音波モータの図７に示す状態の振動子ユニット上に板バネを当て付けた状態を回転軸方向から見た図である。図９は、上記超音波モータに適用される振動子ユニットを側方から見た斜視図である。図１０は、上記超音波モータの振動子ユニットを図９の上方側から見た斜視図である。図１１（Ａ），（Ｂ）は、上記超音波モータに適用される板バネを示す図であって、図１１（Ａ）は、上記板バネの平面図であり、図１１（Ｂ）は、上記板バネを押さえ板に取り付け、振動子ユニットの振動子ホルダで押圧変形させた状態を図１１（Ａ）のＣ−Ｃ断面で示した図である。図１２は、上記超音波モータの振動子ユニット，板バネ，押さえ板の分解斜視図である。図１３は、上記超音波モータにおいて押さえ板に板バネを取り付けた状態を示す斜視図である。図１４は、図１３の状態の板バネに振動子ユニットを当て付けた状態を示す斜視図である。図１５（Ａ），（Ｂ）は、ハウジングと押さえ板との組み付け姿勢によって板バネと振動子ユニットの振動子ホルダとの当接状態が変化する状態を示す図である。図１６は、上記超音波モータに適用されるローラと押さえ板の斜視図である。

ハウジング２は、環状支持部材であり、図１，２，４，７に示すようにその環状部の周方向略３等分位置（略１２０°間隔）に回転軸Ｏ方向のＺ方向に貫通する振動子，ローラ挿入用の３つの挿入開口部２ａを有している。各挿入開口部２ａの中央のＲ方向で対向する状態でＺ方向に沿って挿通する２つのガイド溝２ｂが設けられる。このガイド溝２ｂは、振動子の支持軸をガイドするためのガイド支持部としての嵌入溝である。

ロータ３は、図１，４に示すように円環状の摩擦部材であるロータ板６と、板状弾性部材であって、かつ、スペーサ部材となるリング状スペーサ７と、円環状の移動部材であるロータ本体４とが一体化された部材であり、ベアリング部材８により回転軸Ｏまわり回動可能に支持される。

ロータ板６は、例えば、ジルコニア等のセラミック材料で耐摩性良好、かつ、高硬度の板部材で形成され、振動子ユニット１５の振動子３５（具体的には、駆動子３８（図９））が当接することにより振動子３５で励起される縦振動と屈曲振動との合成による楕円振動により回転軸である回転軸Ｏ中心の回転運動を行う。このロータ板６のＺ方向後面側（振動子側）は摩擦接触面６ａであり、板バネ１８で押圧付勢された振動子３５の摩擦接触部となる駆動子３８がスラスト方向（Ｚ方向）、言い換えると、被駆動体の移動方向に垂直な方向に当接する。一方、該接触面６ａは、板バネ２３で押圧付勢されたローラ２２が転動状態でスラスト方向（Ｚ方向）に当接する。なお、このロータ板６は、振動子３５からの振動を確実にロータの回転力に変換するために振動子３５の振幅より十分小さな変形、または、撓みを呈するような剛性を有するものとし、安定した回転が得られるようになっている。

リング状スペーサ７は、エラストマー，フェルト等の防振性の高い弾性板部材で形成され、表面に両面接着テープが貼付され、ロータ板６およびロータ本体４に圧接し、接着固定される。上記両面接着テープも防振性の高い部材であり、単独でリング状スペーサーを形成してもよい。

このリング状スペーサ７は、振動子３５による振動を絶縁するための部材であるが、さらに、それ以外に第二の押圧力調節手段（押圧力調節機構）として機能する。すなわち、該スペーサ７の厚みを選択することによって、２つの振動子３５とロータ板６との当接力を調節して適切な摩擦接触力とし、同時にローラ２２とロータ板６との当接力が適切になるように、同時に調節することが可能である。また、リング状スペーサ７は、ロータ本体４に圧接されており、圧接により発生する摩擦力が超音波モータが出力する駆動力より十分大きな場合は、上記両面接着テープは不要である。

ロータ本体４は、耐摩性良好、かつ、高硬度の板部材で形成され、前面側円周に沿ってボール９が転動するＶ溝４ｂが配され、さらに、リング内周部の内側に突出する連結用突起４ａが配される。さらに、ロータ本体４の外周部には、ハウジング２の内周部に固着されるロータ回転量検出用磁気センサ５４（図２９）が摺接する磁気シート５（図４）が貼付されている。

連結用突起４ａには、図４，５に示すように超音波モータ１が適用される他の電子機器を駆動するための出力取り出し用連結ロッド２８が嵌合、係止される。例えば、レンズ鏡筒６０の駆動源として適用される場合は、後述する図２５のレンズ鏡筒６０側の連結ロッド２８の二又部２８ａが係合される。この連結ロッド２８は、後述する図２７に示すようにレンズ鏡筒６０側の回転可能なＬＤ環２７にビス止めされており、連結ロッド２８によってロータ本体４の回転がレンズ鏡筒６０の第二ズーム枠６５に伝達される。

なお、ロータ３は、本実施形態の場合、３つの部材で構成されているが、これに限らず一体成形された単一の樹脂製リング形状部材をロータとして適用することも可能である。

ベアリング部材８は、図１，４に示すように複数のボール９とリング状のリテーナ１０とからなる。リテーナ１０には、ボール９が挿入される穴部が形成されているがその穴の数は、ボールの数より多くてもよい。このベアリング部材８は、回転軸方向の力を受けるスラストタイプであるが、回転軸方向と回転軸に垂直な方向の力を受けることができるスラストラジアルボールベアリングを適用することも可能である。

ベアリング受ケ１１は、リング形状の部材であり、耐摩性良好、かつ、高硬度の板部材で形成される。そして、ベアリング受ケ１１は、図１，４に示すように後面側円周に沿ってボール９が転動するＶ溝１１ａを有しており、ハウジング２の前端面にビスにより固定され、一体化される。そして、ベアリング受ケ１１は、そのＶ溝１１ａにベアリング部材８のボール９がスラスト方向（Ｚ方向）に当接し、該ボール９の後方にロータ本体４，リング状スペーサ７，ロータ板６が配される。

上記ロータ板６には、図１，４に示すようにハウジング２の開口部２ａに挿入されている振動子３５の駆動子３８、または、ローラ２２に当接し、それぞれの部材を押圧する板バネ１８、２３とが配され、それらの各部材を後方の押さえ板２５と前方のベアリング受ケ１１とによって挟持する状態となる。その挟持状態のもとでロータ３は、上記Ｖ溝に嵌入するボール９を介した状態でハウジング２，ベアリング受ケ１１に対して回転可能な状態で支持される。

なお、ベアリング受ケ１１、および、リテーナ１０には、樹脂成形部材を適用することも可能である。

振動子ユニット１５は、図９，１０と後述する図１７に示すように屈曲定在波振動と縦振動との合成による楕円振動を励起させる振動子３５と、振動子３５を保持する振動子ホルダ１６とを有してなる。

振動子３５は、図９，１０と後述する図１７に示すように積層圧電体３７と、該圧電体の一方の面に固着され、駆動時に上記楕円振動を行う２つの駆動部としての駆動子３８とを有してなる。この振動子の詳細な構成，作用については、後で図１７〜２４を用いて説明する。

振動子ホルダ１６は、図９，１０に示すようにコの字形状のステンレス板部材であって振動子３５の積層圧電体３７にＲ方向両側面に嵌入し、接着等により固着される。そして、振動子ホルダ１６には、フランジ部１７ａを有し、中立軸部となる支持用突起としての丸軸状支持軸１７が同一軸心上に両側（Ｒ方向）に突出した状態で嵌入し、カシメ等により固着されている。この支持軸１７は、ステンレス材で形成され、上記振動子ホルダ１６の接着固定時に振動子３５の振動の節位置Ｎ（図１７，１９に示す）のＲ方向延長線上に位置するように位置決めされて固着される。また、振動子ホルダ１６のコの字部のＺ方向端面１６ａの表面は、Ｒ，Ｔ平面（Ｚ方向と直交する平面）に沿った姿勢で支持され、また、端面１６ａの中心は、振動子３５の振動の節Ｎの幅中心（支持軸軸方向中心）のＺ方向延長線上に位置する。

２組の振動子ユニット１５は、図４、または、図７に示すようにそれぞれハウジング２の２つの挿入開口部２ａに挿入される（Ｚ方向前後いずれの方向からでも挿入可能である）。そして、振動子ホルダ１６の支持軸１７がガイド溝２ｂにガタなく摺動、かつ、回動可能な状態で嵌入され、振動子３５は、ハウジング２に対してＺ方向以外が位置規制された状態で保持される。そして、上記嵌入状態では、各振動子３５の２つの駆動子３８は、Ｒ，Ｔ平面上でＴ方向に沿って位置し、ロータ３のロータ板６の回転軸Ｏに垂直（Ｒ，Ｔ面）な摩擦接触面６ａにＺ方向後方から当接可能な状態に保持される。

振動子ユニット１５がハウジング２に挿入された状態で振動子ホルダ１６のフランジ部１７ａ外側とハウジング２の挿入開口部２ａ内側との間にＲ方向の隙間Ｓ（図４）がある場合、摺動性のよい材料の隙間調節ワッシャ（図示せず）が挿入され、Ｒ方向に隙間（ガタ）のない状態に保持される。勿論、振動子ホルダ１６の支持軸方向の幅を広げることによっても上記隙間をなくすことは可能である。振動子３５に設けられる電力，制御信号供給用リード線４２ａ，ｂおよび４２ｃ，ｄ（図１７）は、ハウジング２の２つのリード線溝２ｃ（図１）から外部に導出される。

なお、上述した振動子３５の保持状態のもとでは、支持軸１７の方向とロータ３の回転方向とが直交する関係にあるのでロータ３の回転が振動子３５によって阻害されにくい状態である。

板バネ１８は、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すようにＴ方向に延びる弾性変形可能な金属製板バネ部材であり、中央平面部にＺ方向（前側）に凸の押圧部となる長円凸部１８ｄと、その両側に僅かな折り曲げで形成される弾性変形可能な加圧部となる腕部１８ａを有している。腕部の一方の端部である第一の端部１８ｅには、丸穴１８ｂが設けられ、他方の端部である第二の端部１８ｆには、Ｔ方向の長穴１８ｃが設けられる。長円凸部１８ｄは、支持軸１７の軸心をＺ方向に平行移動した位置に設けられる凸部であって、その長円の長手方向は、Ｒ方向に沿っている。該凸部のＴ方向の断面（図１１（Ｂ））は、半円状凸形状、または、円弧状凸形状とする。長円凸部１８ｄは、組み付け状態で振動子ホルダ１６の端面１６ａの中央部に線接触する。

２つの板バネ１８は、それぞれ２つの押さえ板２５の前面２５ａにそれぞれ固定ネジ１９，支持用段ネジ２０で取り付けられる。詳しくは、図１１（Ｂ），図１２，１３に示すように板バネ支持機構としての第一の端部１８ｅは、固定ネジ１９を丸穴１８ｂに挿通させて押さえ板２５に固着される。他方の板バネ支持機構としての第二の端部１８ｆは、段ネジ２０を長穴１８ｃに挿通させて押さえ板２５にＴ方向に滑り移動可能に支持される。

板バネ１８が装着された押さえ板２５は、ハウジング２の後面にビスで固定される。押さえ板２５のハウジング２への固定によって板バネ１８は、図８，１４に示すようにハウジング２に挿入されている各振動子ユニット１５の振動子ホルダ１６の端面１６ａの中央部に長円凸部１８ｄを所定の押圧力で当接させた状態て取り付けられる。その当接状態で板バネ１８は、振動子ユニット１５と同様にハウジング２の挿入開口部２ａ内に収まった状態に挿入され、保持される。

上述のように板バネ１８の長円凸部１８ｄが振動子ホルダ１６の端面１６ａに当接させ、押圧した場合、板バネ１８は変形し、該板バネ１８の一方の端部が長穴１８ｃで段ネジ２０上をスライド移動することによって弾性変形する。上記弾性変形によって長円凸部１８ｄは、Ｚ方向の押圧力で振動子ホルダ１６を押圧しながらＺ方向に平行移動状態で変位する。図１１（Ｂ）に示すように、例えば、板バネ１８の端部底面に第一の押圧力調節手段（押圧力調節機構）として選択された適切な厚みを有する調節ワッシャ２１を挿入することにより、板バネ１８のＺ方向の位置を変えて、上記押圧力、すなわち、駆動子３８とロータ板６との摩擦接触力の力量調節を振動子ユニット毎に行うことができる。上記支持機構で支持される板バネ１８によって押圧力を与えたとき、また、該押圧力の調節したとき、図１１（Ｂ）に示すように長円凸部１８ｄは、平行移動状態で姿勢を変えることなく、言い換えれば、Ｚ方向押圧姿勢（押圧力作用方向）を変えることなく押圧し、調節することができる。但し、そのとき、長円凸部１８ｄの位置は、板バネ１８が変形してＴ方向に延び、僅かに変位（δ1 ）する。

振動子３５の駆動子３８が当接するロータ板６と、板バネ１８が装着される押さえ板２５との組み立て上の面の精度、特にＺ方向と直交する方向（Ｔ方向）に関する平行度が、もし、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように多少悪かった場合であっても板バネ１８の長円凸部１８ｄの振動子ユニット１５の振動子ホルダ１６の端面１６ａとの当接状態は、長円凸部１８ｄの半円断面部、または、円弧断面部が当接するので振動子ホルダ１６に片当たりすることなく正常な当接状態が得られる。

超音波モータ１の駆動時には、板バネ１８により押圧される振動子３５は、後述する図２３（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励起される。その振動状態で振動子側の振動子ホルダ１６もその姿勢が変動する。しかし、常に振動子ホルダ１６の端面１６ａの略中央部に板バネ１８の長円凸部１８ｄの先端部が当接するので、振動子３５の２つの駆動子３８に対する板バネ１８の押圧力の作用状態が図２３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の状態でほとんど変化しない。したがって、駆動子３８が当接するロータ板６は、両駆動子３８の楕円振動による摩擦力を安定した状態で均等に受け、回転ムラや正逆方向の力量差の発生、また、駆動トルクのムラのない良好な駆動力の伝達状態が得られる。

なお、上述の例では、板バネ１８の凸部１８ｄによって振動子ホルダ１６のＺ方向端面１６ａを押圧する構成を適用したが、板バネ１８の構造以外、例えば、板バネとしてローラ２２の押圧用に使用している後述する図１６の板バネ２３の形状のものを適用し、その両幅に中央部に振動子側への折り曲げ突起部２３ｅの先端凹部２３ｆで直接、振動子の支持軸（後述する図３２）を押圧するような構成を適用することも可能である。この場合、振動子ホルダ１６は、不要となる。

ローラ２２は、図５，６に示すように両端部に支持軸部２２ａが突出して設けられるローラ部材であり、ハウジング２の１つの挿入開口部２ａに挿入され、支持軸部２２ａがガイド溝２ｂにガタなく摺動、かつ、回転可能な状態で嵌入され、ハウジング２に挿入される（図７）。その挿入状態では、ローラ２２は、板バネ２３によってＺ方向後方から押圧され、ロータ３のロータ板６の回転軸Ｏに垂直（Ｒ，Ｔ面）な摩擦接触面６ａに当接する。

板バネ２３は、図５，１６に示すように板バネ１８と一部は同様な形状を有するが、長円突起１８ｄ（図１１）がなく、それに代えて中央部にＺ方向前方に突出する２つの突起部を有している。詳しくは、板バネ２３は、Ｔ方向に延びる弾性変形可能な金属製板バネ部材であり、中央平面部の両側Ｔ方向に延び僅かな折り曲げで形成される弾性変形可能な加圧部となる腕部２３ａを有している。腕部の一方の端部である第一の端部には、丸穴２３ｂが設けられ、他方の端部である第二の端部には、Ｔ方向の長穴２３ｃが設けられる。さらに、上記中央平面部のＲ方向の両幅端からＺ方向前方に折り曲げて形成される突起部２３ｅが設けられ、その突起部２３ｅの先端には支持軸２２ａに係合する凹部２３ｆが配される。

板バネ２３は、板バネ１８と同様に押さえ板２５の前面２５ａにそれぞれ固定ネジ１９，支持用段ネジ２０で取り付けられる。すなわち、固定ネジ１９を丸穴２３ｂに挿通させて押さえ板２５に固着される。他方の長穴２３ｃには段ネジ２０を挿通させて押さえ板２５にＴ方向に滑り移動可能に取り付けられる。板バネ２３が装着された押さえ板２５は、ハウジング２の後面にビスで固定される。さらに、押さえ板２５は、ハウジング２に固着される。

取り付け状態の板バネ２３の突起部２３ｅは、ハウジング２の挿入開口部２ａ、または、ガイド溝２ｂに挿入され、ハウジング２に挿入されているローラ２２の支持軸部２２ａを凹部２３ｆで押圧し、ローラ２２をロータ板６に所定の押圧力で当接させる（図５）。この押圧力の調節も板バネ１８による振動子３５の押圧力調節と同様に板バネ２３の端部底面に第一の押圧力調節手段（押圧力調節機構）としての選択された適切な厚みを有する調節ワッシャ２１を挿入することによって行うことができる。このようにローラ２２をハウジング２の挿入開口部２ａの一ヶ所に挿入し、ロータ板６を２つの振動子３５と１つのローラ２２との３点でＺ方向に押圧する状態が得られロータ３を安定した状態で回転可能に押圧することができる。

３つの押さえ板２５は、上述したようにハウジング２の後面にそれぞれビスで固着されるが、ハウジング２と３つの押さえ板２５の間には、必要に応じて選択される適切な厚みを有する第一の押圧力調節手段（押圧力調節機構）としての調節ワッシャ２６がそれぞれ挿入される。該調節ワッシャ２６によって２つの板バネ１８による２つの振動子３５の押圧力を振動子毎に、また、板バネ２３によるローラ２２の押圧力をそれぞれ微調節することができる。

ここで、振動子ユニット１５の振動子３５及びその駆動回路の構成，作用について、図１７〜２４を用いて説明する。
図１７は、上記振動子ユニットの外観を超音波モータの外周側から見た斜視図である。図１８は、図１７のＤ矢視図であって、リード線を外した状態を示す。図１９は、図１７の振動子ユニットからリード線，振動子ホルダを外した状態の振動子の外観を示す図である。図２０は、図１９のＦ矢視図である。図２１は、図１９のＧ矢視図である。図２２は、上記振動子の積層圧電体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２３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、振動子圧電体に固着される振動子ユニットおよび振動子ユニットを押圧する板バネを合わせて示した図であって、振動子が図２３（Ａ）の屈曲状態から図２３（Ｂ）の伸張状態、図２３（Ｃ）の屈曲状態、図２３（Ｄ）の収縮状態の順に変形する様子を示している。図２４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Ｒ，Ｔ，Ｚ方向は、振動子３５の超音波モータ取り付け状態での方向を示している。

振動子３５を形成する積層圧電体３７は、図２２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′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２２）。

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２２）。

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′が形成され（図１９）、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および３７Ｘｃ′が電気接続される。電極４１ｄには、第二内部電極３７Ｙｄおよび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。

上記絶縁板３７Ａ上の電極４１ａ，４１ｂと４１ａ′，４１ｂ′とは、２本のリード線４２ｅによって電気接続される。さらに、電極４１ａにはリード線４２ａに接続され、電極４１ｂには、リード線４２ｂに接続され、電極４１ｃには、リード線４２ｃに接続され、さらに、電極４１ｄにはリード線４２ａが接続される。これらのリード線４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、後述する図２４の振動子駆動回路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、リード線４２ａは、該振動子駆動信号ライン（出力端）のうち、信号ラインＡ1 ＋相に、リード線４２ｂは、信号ラインＡ1 −相に、リード線４２ｃは、信号ラインＡ2 ＋相に、リード線４２ｄは、信号ラインＡ2 −相にそれぞれ接続される。

振動子３５を構成する積層圧電体３７の積層方向と直交する方向（Ｚ方向）の前面の長手方向（Ｔ方向）に離間した振動の腹位置に一対の駆動子３８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。

振動子３５の外側には、前述したように積層方向（Ｒ方向）に跨いだ状態で支持軸１７を有する振動子ホルダ１６が接着固定される。支持軸１７は、Ｒ方向外方に突出して配され、その中心位置は、振動の節位置である。

本超音波モータ１が交換可能レンズ鏡筒の駆動源として適用される場合、図２４に示すように振動子３５を駆動制御するための駆動制御部５０は、カメラボディ５５（図２９）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。

超音波モータ１を駆動するに際して、Ｂμｃｏｍ５１によって制御される振動子駆動回路５２にて、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が上述したようにリード線４２ａ〜４２ｄを介して振動子３５の電極４１ａ（４１ａ′），４１ｂ（４１ｂ′），４１ｃ，４１ｄ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Ａ1 ＋，Ａ1 −相にはそのままの信号が、他の１組のＡ2 ＋，Ａ2 −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（Ａ1 ＋相）として出力され、電極４１ａ（４１ａ′）に印加される。他の１つは、第一の信号に対して出力を反転させ（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（Ａ1 −相）として出力され、電極４１ｂ（４１ｂ′）に印加される。

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（Ａ2 ＋相）として出力され、電極４１ｃに印加される。他の１つは第三の信号に対して出力を反転し（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（Ａ2 −）として出力され、電極４１ｄに印加される。

上述した第一〜第四の信号を振動子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２３（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の先端に位相のずれた楕円振動（図１７に示す軌跡Ｅ1 ，Ｅ2 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その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として、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。

上述したように超音波モータ１においては、位相差検出部４８で検出された信号であって、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超音波モータ１は、図１に示すようにユニット化され、レンズ鏡筒等のアクチュエータとして組み込むことが可能であるが、その組み込み状態において振動子３５が振動子駆動回路５２によって駆動され、駆動子３８に楕円振動が生じた場合、駆動子３８が当接するロータ板６がロータ本体４と共に回転軸Ｏ中心に所望の回転方向に回転駆動される。本状態形態の場合、上記回転駆動によってロータ本体４に係合している連結ロッド２８が回動移動し、例えば、レンズ鏡筒のレンズ駆動枠が該連結ロッド２８によって回動駆動され、レンズ駆動枠が進退駆動される。

次に、上述した超音波モータ１を電子機器の駆動源として一眼レフカメラ用の交換式ズームレンズ鏡筒に組み込んだ場合の構成及び作用について、図２５〜２９を用いて説明する。
図２５は、上記レンズ鏡筒のワイド状態における光軸を含む縦断面図である。図２６は、上記レンズ鏡筒のテレ状態における光軸を含む縦断面図である。図２７は、上記レンズ鏡筒における超音波モータおよびＬＤ環の光軸を含む断面図である。図２８は、上記レンズ鏡筒に適用する超音波モータに連結ロッド，レンズマウントを装着した状態の斜視図である。図２９は、上記レンズ鏡筒とカメラボディとに内蔵される超音波モータ制御装置のブロック構成図である。

上記交換式レンズ鏡筒６０は、カメラボディ５５（図２９）に装着されるズーミングおよびフォーカシングが可能なレンズ鏡筒であり、図２５，２６に示すように固定枠６１と、固定枠６１に装着される駆動源ユニットとしての超音波モータ１と、固定枠６１に対して回動可能に支持されるズーム操作環６２および距離操作環６３と、光軸Ｏを有するレンズ群であって、前方側から第一群レンズ７１，フォーカスレンズを構成する第二群レンズ７２，第三群レンズ７３，絞り７６を内蔵する第四群レンズ７４，第五群レンズ７５と、進退可能な第一群レンズ７１を保持する第一群枠と、同じく進退可能な第二群レンズ７２を保持する第二ズーム枠６５と、固定枠６１に固定支持され、かつ、後述するカムフォロア６７の直進ガイド６６ａを有し、進退移動しない第三群レンズ７３を保持する第三群枠６６と、進退可能な第四群レンズ７４および第五群レンズを保持する第四群枠と、回動可能なカム枠６４と、第二ズーム枠６５，カム枠６４のカム溝に係合するカムフォロア６７と、固定枠６１に回転可能に支持され、連結ロッド２８が固着されるレンズ駆動環（ＬＤ環）２７と、固定枠６１に対してベアリング受ケ１１を介して支持され、前述したハウジング２，ロータ３，振動子ユニット１５等からなる超音波モータ１と、ハウジング２の後端面にビス止めされるレンズマウント２９を有してなる。

また、ＬＤ環２７に支持される連結ロッド２８は、その超音波モータ１側後方端部の二又部２８ａが超音波モータ１のロータ本体４の突起部４ａに係合し、かつ、前方端部の二又部２８ｂが第二ズーム枠６５に対して相対的にＺ方向にのみ摺動自在に係合した状態で組み込まれる。したがって、超音波モータ１のロータ３が回転駆動すると、ＬＤ環２７とともに連結ロッド２８が回動し、第二ズーム枠６５が回動駆動される。該回動により第二群ズーム枠６５は、カムフォロア６７を介して該カムフォロア６７と係合するカム溝に沿って進退駆動される。

一方、レンズ鏡筒６０の超音波モータ１を駆動するための超音波モータ駆動制御部は、図２９に示すようにカメラボディ５５側のＢμｃｏｍ５１（図２４のＢμｃｏｍ５１と同一）と、カメラボディ５５に対してボディマウント３０，レンズマウント２９により電気接続されるレンズ鏡筒側のＬμｃｏｍ５３（図２４のＬμｃｏｍ５３と同一）と、ＵＳＭドライバ等（図２４における振動子駆動回路５２が相当する）５２と、ロータ３の回転量を検出するための磁気センサ５４と、振動子３５とを有してなる。

カメラボディ５５の装着されたレンズ鏡筒６０において、ズーム操作環６２が回動操作された場合、ズーミング駆動がなされる。すなわち、上記ズーム操作によってカム枠６４が回動駆動されると、カムフォロア６７を介して第二ズーム枠６５が進退移動し、第二群レンズ７２が各ズーム位置に移動する。同時に図示しないカムフォロアを介して第一群レンズ７１，第四群レンズ７４および第五群レンズ７５がそれぞれのズーム位置に移動する。但し、第三群レンズ７３は、進退移動しない。図２５，２６は、上述したズーム駆動によるレンズ鏡筒６０がワイド位置およびテレ位置に進退駆動された状態を示している。

一方、距離操作環６３が回動操作された場合、または、測距装置による測距データによる合焦駆動が行われる場合、図２５、または、２６等の各ズーム状態においてフォーカシング駆動がなされる。すなわち、Ｌμｃｏｍ５３を介して得られる距離操作環６３の回転量データ、あるいは、上記測距装置による測距データに基づき、第二群レンズ７２の移動量データがＢμｃｏｍ５１て演算される。その移動量データにしたがってＬμｃｏｍ５３によりＵＳＭドライバ５２が駆動され、超音波モータ１の振動子３５に超音波振動が励起される。振動子３５に振動によってロータ本体４が回動駆動され、連結ロッド２８を介して第二ズーム枠６５が回動される。第二ズーム枠６５の回動によりカムフォロア６７を介して第二群レンズ７２が進退駆動される。磁気センサ５４により上記移動量データに相当するロータ本体４の回動が検出されたとき、言い換えれば、第二群レンズ７２が所定のフォーカス位置に移動したとき、振動子３５の超音波振動が停止され、フォーカシング駆動が終了する。

上述した本実施形態の超音波モータ１は、図１，２のようにユニット化された駆動源としてレンズ鏡筒や他の電子機器等に適用することが可能なものであって、振動子３５のロータ３への押圧が確実に行え、モータの変換効率を上げることができる駆動源である。すなわち、振動子付勢部材として図１１（Ａ），（Ｂ）に示す形状の板バネ１８を適用することによって長円凸部１８ｄで振動子ホルダ１６の端面部１６ａの中央（振動の節の上方位置）をＺ方向に押圧するので、振動を阻害しない状態で振動子３５を押圧することができ、しかも、板バネ１８の片当たりのない状態で振動子３５を押圧することで２つの駆動子３８をロータ板６により均等に、かつ、摩擦接触面に垂直な状態で安定して当接させることができる。従って、回転ムラや正逆方向の力量差の発生、また、駆動トルクのムラも少なく、変換効率の高い超音波モータが実現できる。

また、その押圧力の調節機構として板バネ１８に挿入する調節ワッシャ２１や押さえ板２５に挿入される調節ワッシャ２６やリング状スペーサ７等を選択的に使用することによって簡単に、かつ、確実に上記押圧力の調節を行うことができる。

さらに、超音波モータ１は、前述したように駆動源としてユニット化されるので、例えば、各種のタイプ、または、仕様のレンズ鏡筒や電子機器等に組み込むことが容易である。

また、上述の例では、ハウジング２に３つの挿入開口部２ａに２つの振動子と１つのローラを挿入し、取り付ける構成としたが、必要に応じて挿入される振動子３５の数を選択することによって超音波モータ１の出力を簡単に増減することができる。例えば、１つ、または、３つの振動子を組み込むことも可能である。そのとき、振動子が挿入されない挿入開口部２ａには、振動子に替えてローラ２２を挿入し、ロータ３に作用する押圧力のバランスを保つことができる。

ハウジング２の挿入開口部２ａの数は、必要に応じて３つ以外の数の挿入開口部２ａを設け、振動子をさらに増減して、超音波モータの必要とする出力が得られるように構成することも可能である。

また、第一の押圧力調節機構としての調節ワッシャ２１と調節ワッシャ２６とは、いずれか一方のみで振動子の押圧力を調節するようにしてもよい。さらに、第一の押圧力調節機構とリング状スペーサ７の第二の押圧力調節機構とのいずれか一方で振動子の押圧力を調節するようにしてもよい。

次に、上述した実施形態の超音波モータ１の各構成要素に対する各種の変形例について説明する。なお、各変形例を適用する超音波モータにおいては、以下に説明する以外の部分は、上記実施形態の超音波モータ１の構成と同様の構成が適用されるものとする。

まず、上述した図１７の振動子ユニット１５の電力，制御信号供給用リード線に対してＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を適用した振動子ユニットの変形例について図３０を用いて説明する。
図３０は、上記変形例の振動子ユニット１５Ａを超音波モータの外周側から見た図である。

図３０に示すように本変形例の振動子ユニット１５Ａにおいては、振動子３５に接続用ＦＰＣが取り付けられ、振動子３５の各電極部に接続用ＦＰＣ４３の各導電パターンが電気接続される。すなわち、電極４１ａ，４１ａ′には、駆動部４７（図２４）の信号ラインＡ1 ＋に接続される導電パターン４３ａが支持軸フランジ部１７ａを逃げた状態で接続される。電極４１ｂ，４１ｂ′には、駆動部４７の信号ラインＡ1 −に接続される導電パターン４３ｂが同じく支持軸フランジ部１７ａを逃げた状態で接続される。電極４１ｃには、駆動部４７の信号ラインＡ2 ＋に接続される導電パターン４３ｃが接続される。電極４１ｄには、駆動部４７の信号ラインＡ2 −に接続される導電パターン４３ｄが接続される。

本変形例の接続用ＦＰＣをもつ振動子ユニット１５Ａを適用すると、配線作業時、取り扱いにくいリード線の始末が不要となり、組み立てが容易になる。

次に、超音波モータに複数の振動子ユニットを適用する場合の変形例の接続用ＦＰＣをもつ振動子ユニットの接続例について図３１の斜視図を用いて説明する。

この例では、図３１に示すように接続用ＦＰＣ４３Ａの導電パターンは、各振動子ユニット１５Ａに対して並列接続されるパターンで形成され、接続用ＦＰＣ４３Ａの端部には、振動子駆動回路５２への接続用コネクタ４３ａが配されている。本変形例では、接続用ＦＰＣ４３Ａが一本のＦＰＣで形成可能であり、超音波モータの機器への組み込みが容易になる。

次に、前記実施形態で適用した振動子ユニット１５に対して振動子ホルダ１６を用いない変形例の振動子ユニット１５Ｂについて該振動子ユニットの斜視図である図３２，３３を用いて説明する。

上記変形例の振動子ユニット１５Ｂは、振動子３５Ｂに直接、支持軸３６を貫通させて固着するものである。この支持軸３６も振動子３５Ｂの振動の節位置に配される。この振動子ユニット１５Ｂを超音波モータ１に組み込んだ場合、板バネとして前述したローラ用の板バネ２３と同様な形状の板バネを適用する。この場合、ハウジング２のガイド溝に嵌入させた状態の支持軸３６を上記板バネの突起部で直接押圧する。そして、振動子３５とハウジング２の挿入開口部２ａとのＲ方向の隙間は、前記実施形態の場合と同様に滑りのよい隙間調節ワッシャを挿入してガタのない状態とする。

本変形例の振動子ユニット１５Ｂでは、振動子ホルダが不要になり、構成部品数を減らすことができ、また、振動子ユニットの占有スペースも少なく、超音波モータの小型化に効果がある。

次に、前記実施形態で適用した押さえ板２５に対する変形例の押さえ板について、該変形例を適用した超音波モータの断面図である図３４を用いて説明する。

前記実施形態の超音波モータ１では、押さえ板２５は、３つに分割されていたが、本変形例の押さえ板としては、１つのリング状の押さえ板２５Ａを適用する。この場合、該押さえ板２５Ａは、３本のビスでハウジング２に固着される。

この変形例の場合、押圧力調節機構として押さえ板２５Ａとハウジング２との間に挿入される３枚の調節ワッシャの厚みをそれぞれ調節することにより２つの振動子３５および１つのローラ２２の押圧力を同時に調節することができる。

次に、前記実施形態で適用した振動子３５をロータ側に付勢する付勢部材（板状弾性部材）である板バネ１８に対する変形例の板バネ８１について図３５，３６を用いて説明する。
図３５（Ａ）は、上記変形例の板バネの平面図であり、図３５（Ｂ）は、図３５（Ａ）のＨ−Ｈ断面図である。図３６は、上記変形例の板バネの斜視図である。

本変形例の板バネ８１は、図３５（Ａ），（Ｂ）に示すように板バネ１８と同様Ｔ方向に延びる弾性変形可能な金属製板バネ部材であるが、中央平面部に設けられるＺ方向（前側）に凸となる押圧部として長円凸部１８ｄに替えて小半球状の凸部８１ｄが設けられる。その他の形状は、板バネ１８と同様であり、中央平面部の両側に僅かな折り曲げで形成される弾性変形可能な加圧部となる腕部８１ａと、腕部の一方の端部である第一の端部８１ｅに丸穴８１ｂと、他方の端部である第二の端部８１ｆにＴ方向の長穴８１ｃとが設けられる。凸部８１ｄは、組み付け状態で振動子ユニット１５の支持軸１７の軸心中央からＺ方向に離間した位置に設けられ、振動子ホルダ１６の端面１６ａの中心部に点接触する。

板バネ８１の押さえ板２５への取り付け状態も板バネ１８の場合と同一とする。したがって、板バネ８１で振動子ホルダ１６を押圧した場合も板バネ８１の端部が長穴８１ｃで段ネジ２０上を僅かにスライド移動することによって弾性変形し、上記弾性変形によって凸部８１ｄがＺ方向の押圧力で振動子ホルダ１６を押圧しながらＺ方向に平行移動状態で変位する。押圧力を与えた場合、また、押圧力の調節を行った場合、図１１（Ｂ）に示す状態と同様に凸部８１ｄは、Ｔ方向に僅かに変位する。

本変形例の板バネ８１を適用した場合、Ｔ方向は勿論、Ｒ方向に関しても押さえ板２５，板バネ８１と振動子ホルダ１６との面の平行度が多少悪かったとしても当接部となる凸部８１ｄが小半球状であるため片当たりすることなく、該凸部の先端で振動子ホルダ１６の端面１６ａに正常に当接する状態が得られる。

次に、前記実施形態で適用した振動子３５をロータ側に付勢する付勢部材（板状弾性部材）である板バネ１８に対する別の変形例の板バネ８２についてその斜視図である図３７を用いて説明する。

この変形例の板バネ８２も板バネ１８と同様Ｔ方向に延びる弾性変形可能な金属製板バネ部材であるが、中央平面部に設けられるＺ方向（前側）に凸となる押圧部としての山形凸部８２ｄが設けられる。その他の形状は、板バネ１８と同様であり、中央平面部の両側に僅かな折り曲げで形成される弾性変形可能な加圧部となる腕部８２ａと、腕部の一方の端部である第一の端部８２ｅに丸穴８２ｂと、他方の端部である第二の端部８２ｆにＴ方向の長穴８２ｃとが設けられる。山形凸部８２ｄは、頂部にＲ方向の稜線を有し、その稜線は、支持軸１７の軸心をＺ方向に平行移動した位置にある。この山形凸部８２ｄの稜線部が組み付け状態で振動子ホルダ１６の端面１６ａに線接触する。

板バネ８２の押さえ板２５への取り付け状態も押さえ板１８の場合と同一とする。したがって、板バネ８２で振動子ホルダ１６を押圧した場合も板バネ８２の端部が長穴８２ｃで段ネジ２０上を僅かにスライド移動することによって弾性変形し、凸部８２ｄがＺ方向の押圧力で振動子ホルダ１６を押圧しながらＺ方向に平行移動状態で変位する。また、上記押圧力の調節を行った場合を含めて図１１（Ｂ）に示す状態と同様に凸部８２ｄは、Ｔ方向に僅かに変位する。

本変形例の板バネ８２を適用した場合、板バネ１８を適用した場合と同様の効果を奏するが、特に山形凸部８２ｄの稜線部で振動子ホルダ１６と当接するので当接部が線状となり、確実に振動子ホルダ１６の中心部を押圧する状態が得られる。

次に、前記実施形態で適用した振動子３５をロータ側に付勢する付勢部材（板状弾性部材）である板バネ１８に対するさらに別の変形例の板バネ８３について図３８〜４０を用いて説明する。
図３８は、上記変形例の板バネをハウジングに取り付けた状態を回転軸方向から見た図である。図３９は、図３８のＩ−Ｉ断面図である。図４０は、図３８のＪ−Ｊ断面図である。

この変形例の板バネ８３は、図３８に示すようにリング形状に連結された弾性変形可能な金属製板バネ部材であって３つのバネ部８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃを３つの円弧状の接続部８３ｈで接続して形成された部材であり、バネ部８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃは、ハウジング２の３つの挿入開口部２ａに振動子ユニット１５の後方から挿入可能である。

バネ部８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃは、それぞれ同様の形状を有しており、バネ部８３Ａについて説明すると、バネ部８３Ａには、中央平面部にてＺ方向（前側）に凸となる押圧部としての小半球凸部８３ｄと、中央平面部の両側に僅かな折り曲げにより形成される弾性変形可能な加圧部となる腕部８３ａと、板バネ支持機構として中央平面部にてＲ方向に（回転軸心から外径側に）突出する押圧位置規制部となる突起部８３ｇ、および、双方の腕部の両端部にＴ方向に沿った長穴８３ｂ，８３ｃとが設けられる。小半球凸部８３ｄは、振動子支持軸１７の軸心中央をＺ方向に離間した位置にあり、組み付け状態で振動子ホルダ１６の端面１６ａに点接触する。突起部８３ｇは、ハウジング挿入開口部２ａのガイド溝２ｂの一方にガタなく嵌入され、バネ部８３ＡのＴ方向の移動を規制する（すなわち、押圧位置を規制する）。なお、突起部８３ｇは、上述とは逆に内径側に突出した形状であってもよい。

接続部８３ｈは、後述するようにバネ部８３Ａ，Ｂ，Ｃがそれぞれ振動子ホルダ１６を押圧し、Ｔ方向に延びたとき、容易に変形し、上記板バネの延びを吸収する。

板バネ８３をハウジング２に組み付ける場合、図４０に示すように調節ワッシャ２１を押さえ板２５Ａとの間に挿入し、段ネジ２０を長穴８３ｂ，８３ｃに挿通させて押さえ板２５Ａに螺着し、取り付ける。なお、上記押さえ板２５Ａは、一体化されたリング状の部材とする。

ハウジング２の挿入開口部２ａに挿入されている振動子ユニット１５の後面側から板バネ８３のバネ部８３Ａ，Ｂ，Ｃを当て付け、押さえ板２５Ａをハウジング２にビスで固着する。その固着状態で小半球凸部８３ｄで振動子ホルダ１６を押圧する。その押圧力は、調節ワッシャ２１の厚みや押さえ板２５Ａに挟まれる調節ワッシャ２６の厚みで調節可能である。上記押圧力を与えた場合、また、該押圧力を調節した場合（すなわち、押圧量を変化させた場合）、段ネジ２０が挿通する長穴８３ｂ，８３ｃでわずかに滑って各バネ部８３Ａ，Ｂ，Ｃは、両側に延びる。しかし、突起部８３ｇがガイド溝２ｂに嵌入しているので図１１（Ｂ）で説明したような小半球凸部８３ｄの振動子ホルダ押圧位置のＴ方向へのずれは生じない。さらに、板バネ部８３Ａ，Ｂ，Ｃが変形した場合も小半球凸部８３ｄは、平行移動することからその押圧方向が変化することがなく、安定した良好な振動子押圧状態が得られる。

本変形例の板バネ８３を適用した場合、板バネ１８を適用した場合と同様の効果を奏するが、特に小半球凸部８３ｄの押圧位置が変化しないことから常に振動子ホルダ１６の中心部を押圧する状態が得られる。また、押さえ板８３が単一のリング形状であり、３分割されていないことから組み立てが容易である。

上述した変形例の板バネ８３に対して図４１に示す形状を有する板バネ８４も提案できる。この板バネ８４は、バネ部８４Ａ，８４Ｂ等を接続する接続部８４ｈの形状が折れ曲がったクランク形状（、または、ジグザク形状）であり、より変形しやすくなっている。その他の形状は、板バネ８３と同様の形状を有し、バネ部８４Ａには、中央平面部にてＺ方向（前側）に凸となる押圧部として小半球凸部８４ｄと、中央平面部にてＲ方向に（回転軸心から外径側に）突出する押圧位置規制部としての突起部８４ｇと、上記中央平面部の両側に僅かな折り曲げで形成される弾性変形可能な加圧部となる腕部８４ａと、双方の腕部の端部にＴ方向に沿った長穴８４ｂ，８４ｃとが設けられる。

板バネ８４で振動子ホルダ１６を押圧し、さらに、その押圧力を調節した場合、バネ部８４Ａ，８４Ｂ等の両端が延びるが接続部８４ｈが容易に変形し、上記両端の延びに対して接続部の変位量は非常に小さくなる。また、突起部８４ｇがガイド溝２ｂに嵌入してるので、板バネ８３の場合と同様に小半球凸部８４ｄの振動子ホルダ押圧位置のＴ方向へのずれは生じない。また、小半球凸部８４ｄの押圧方向の変化も生じることがなく、安定した良好な振動子押圧状態が得られる。

次に、前述した実施形態に適用した振動子ユニット１５と板バネ１８に対する各変形例について図４２〜４６を用いて説明する。
図４２は、上記変形例１つである振動子ユニット１５Ｃと板バネ８５の分解斜視図である。

この変形例の振動子ユニット１５Ｃは、振動子ユニット１５に対して振動子に固着される振動子ホルダ１６ＣのＺ方向端面部にＲ方向に沿った被押圧突起部である長円凸部１６Ｃａが配されており、それ以外は、同様の構成とする。長円凸部１６Ｃａは、振動子ホルダ１６の支持軸１７をＺ方向に平行移動させた位置に配されている。

振動子ユニット１５Ｃと組み合わせて適用される板状弾性部材である板バネ８５は、押圧面となる中央平面部８５ｄに凸部がない以外は前述実施形態における板バネ１８と同様に双方の腕部８５ａと丸穴８５ｂ，長穴８５ｃを有しており、押さえ板２５に調節ワッシャ２１を挟んで固定ネジ１９，段ネジ２０をよって取り付けられる。さらに、板バネ８５をその中央平面部８５ｄを振動子ホルダ１６の長円凸部１６Ｃａに線接触して当接させた状態で押さえ板２５に装着し、該押さえ板２５をハウジング２に固着する。

上記組み付け状態で板バネ８５の中央平面部８５ｄにより振動子ホルダ１６の端面の長円凸部１６ＣａのＲ方向に沿った頂部を押圧する。その押圧力の調節は、前述実施形態における板バネ１８による押圧力の調節と同様に調節ワッシャ２１，２６等によって行われる。

本変形例の振動子ユニット１５Ｃと板バネ８５を適用した超音波モータでは、板バネ８５の中央平面部８５ｄが振動子ホルダ１６側の長円凸部１６Ｃａに当接することからその押圧状態では、押圧力を調節した場合を含めて常に振動子ホルダ１６の中心を通して支持軸上を押圧する。したがって、振動子３５の２つの駆動子３８がロータ板６に対して常に均等に、かつ、摩擦接触面に垂直な状態で当接し、前述した実施形態に対してさらに良好な駆動状態が得られる。

図４３は、上記変形例の振動子ユニット１５Ｃに代わる他の１つの変形例の振動子ユニット１５Ｄの斜視図である。

この変形例の振動子ユニット１５Ｄにおいては、振動子３５に固着される振動子ホルダ１６Ｄの端面上に支持軸１７の軸心中央からＺ方向に離間した位置に被押圧突起部である小半球凸部１６Ｄａが配されている。この振動子ユニット１５Ｄを押圧する板バネは、上記変形例の板バネ８５（図４２）が適用される。

本変形例の振動子ユニット１５Ｄを適用した超音波モータでは、板バネ８５の中央平面部８５ｄを振動子ホルダ１６Ｄの小半球凸部１６Ｄａに点接触させて押圧する。押さえ板２５とロータ板６とのＲ，Ｔ平面上の何れの方向の平行度が多少悪い場合であっても、板バネ８５で押圧した場合、また、その押圧力を調節した場合も含めて板バネ８５が片当たりするなく、常に小半球凸部１６Ｄａを介して振動子３５が押圧される。したがって、振動子３５の２つの駆動子３８は、ロータ板６に対して均等に、かつ、摩擦接触面に垂直な状態で当接するので、前述した実施形態に対してさらに良好な駆動状態が得られる。

図４４は、上記変形例の振動子ユニット１５Ｃに代わるさらに他の１つの変形例の振動子ユニット１５Ｅの斜視図である。

この変形例の振動子ユニット１５Ｅにおいて、振動子３５に固着される振動子ホルダ１６Ｅの端面上には、支持軸１７の軸心からＺ方向に平行移動した位置にＲ方向に沿った稜線を有する被押圧突起部である山形凸部１６Ｅａが配される。この振動子ユニット１５Ｅを押圧する板バネは、上記変形例の板バネ８５（図４２）が適用される。

本変形例の振動子ユニット１５Ｅを適用した超音波モータでは、板バネ８５の中央平面部８５ｄを振動子ホルダ１６Ｅの山形凸部１６Ｅａに線接触させて押圧する。そして、板バネ８５で押圧した場合、また、その押圧力を調節した場合も板バネ８５が片当たりすることなく、常に山形凸部１６Ｅａを介して振動子３５が押圧される。したがって、振動子３５の２つの駆動子３８は、ロータ板６に対して均等に、かつ、摩擦接触面に垂直な状態で当接するので、前述した実施形態に対してさらに良好な駆動状態が得られる。

図４５は、上記変形例の振動子ユニット１５Ｃに代わるさらに他の１つの変形例の振動子ユニット１５Ｆと押圧部材である押さえ体９１と板バネ８５の分解斜視図である。

この変形例の振動子ユニット１５Ｆは、振動子３５と、振動子３５に固着され、両側に突出する支持用突起部である丸軸からなる支持軸１７Ｆをもつ振動子ホルダ１６Ｆとからなり、支持軸１７Ｆは、振動子３５の振動の節位置に配される。振動子ホルダ１６Ｆと振動子３５には、押さえ体９１が支持軸１７Ｆを介して回動可能に嵌入するが、その押さえ体９１は、開口部を有するコの字形状の部材であって、開口側端部にはＲ方向に対向する支持軸との係合部となる切り欠き９１ａが設けられ、反開口側の平面状の端面９１ｂが形成されている。この押さえ体９１は、振動子ホルダ１６ＦにＲ方向のガタのない状態で嵌合され、支持軸１７Ｆと切り欠き９１ａが相対回動可能な状態で係合される。この振動子ユニット１５Ｆを押圧するための板バネは、上記変形例の板バネ８５（図４２）が適用される。

押さえ体９１を係合させた状態の振動子ユニット１５Ｆをハウジング２の挿入開口部２ａに挿入し、支持軸１７Ｆをガイド溝２ｂに嵌入させる。そして、板バネ８５を装着した押さえ板２５をハウジング２に取り付けると、押さえ体９１の端面９１ｂが板バネ８５の中央平面部８５ｄに当接し、該平面部８５ｄに倣った状態で押圧される。振動子３５は、振動子ホルダ１６Ｆの支持軸１７Ｆを介して押圧され、駆動子３８がロータ板６に圧接する。板バネ８５による押圧力の調節は、前述図４２で説明した調節と同様に行われる。

本変形例を適用した超音波モータでは、板バネ８５により振動子ユニット１５Ｆを押圧した場合、また、該押圧力を調節した場合も含めて常に板バネ８５の中央平面部８５ｄが押さえ体９１の端面９１ｂに倣った状態で当接し、かつ、押さえ体９１で振動子３５側の支持軸１７Ｆを直接、押圧するので振動子３５の駆動子３８は、ロータ板６に対して均等に、かつ、摩擦接触面に垂直な状態で当接するので、前述した実施形態に対してさらに良好な駆動状態が得られる。

図４６は、上記変形例の振動子ユニット１５Ｃに代わるさらに他の１つの変形例の振動子ユニット１５Ｇと押圧部材である押さえ体９２の分解斜視図である。

この変形例の振動子ユニット１５Ｇは、振動子３５と、振動子ホルダ１６Ｇとからなるが、振動子ホルダ１６Ｇには、支持用突起部として角柱、例えば、三角柱である支持軸１７Ｇが両側に突出して固着される。この場合、三角柱形状の支持軸１７Ｇの頂点位置が振動子３５の振動の節位置となる。振動子３５と該振動子に固着される振動子ホルダ１６Ｇには、押さえ体９２が支持軸１７Ｇを介して回動可能に嵌入するが、その押さえ体９２は、開口部を有するコの字形状の部材であって、開口側端部にはＲ方向に対向する支持軸との係合部となる切り欠き９２ａが設けられ、反開口側の平面状の端面９２ｂが形成される。この押さえ体９２は、振動子ホルダ１６ＧにＲ方向のガタのない状態で嵌合され、切り欠き９２ａにて支持軸１７Ｇの三角柱頂点を中心にして相対回動可能にする。この振動子ユニット１５Ｇを押圧するための板バネは、上記変形例の板バネ８５（図４２）が適用され、押さえ体９２の端面９２ｂを押圧する。

この振動子ユニット１５Ｇと押さえ体９２を適用した超音波モータの作用は、前記図４５の変形例の場合と同様であり、同等の効果を奏する。

次に、前述した実施形態の超音波モータ１における振動子の押圧力調節機構の２つの変形例について図４７〜４９を用いて説明する。
図４７は、上記変形例の１つである第一の押圧力調節手段（押圧力調節機構）を備えた超音波モータの振動子ユニット押圧部の分解斜視図である。図４８は、超音波モータの組み込み状態における図４７のＫ矢視図である。

この変形例の第一の押圧力調節手段を備えた振動子ユニット押圧部には、前述実施形態に適用したものと同一の振動子ユニット１５と板バネ１８と上記押圧力調節手段である調節ワッシャ２１が配され、さらに、上記押圧力調節手段として板状の部材である調節スペーサ９３を備えている。

振動子ユニット１５の振動子３５は、図４８に示すように押さえ板２５に調節ワッシャ２１を挟んだ状態で取り付けられた板バネ１８の押圧付勢力より駆動子３８を前記実施形態の場合と同様にロータ板６に押圧されて保持される。

振動子ユニット１５に対する板バネ１８の押圧力は、板バネ１８の両端と押さえ板２５との間に挿入される調節ワッシャ２１の厚さによって調節することができるが、特に図４７に示すように板バネ１８の両端に挿入される押圧方向調節手段としての調節ワッシャ２１の枚数（あるいは、総厚さ）を変えて調節することにより長円凸部１８ｄで振動子ホルダ１６を押圧する押圧方向（向き）Ｈを調節することができる。この押圧方向Ｈを調節することによって振動子３５の離間する２つの駆動子３８をロータ板６の摩擦接触面６ａに対して均等に、または、垂直に当接させ、超音波モータの変換効率を上げることができる。

さらに、振動子ホルダ１６の端面１６ａに適切な厚みの調節スペーサ９３を接着固定し、該スペーサを挟んだ状態で板バネ１８の長円凸部１８ｄにより振動子ホルダ１６を押圧して上記押圧力を調節することができる。そして、押圧方向Ｈを調節する必要がない場合であれば、調節ワッシャ２１を使用せず、この調節スペーサ９３のみで押圧力を調節することも可能である。

図４９は、上記変形例の他の１つである第二の押圧力調節手段（押圧力調節機構）を備えた超音波モータのハウジング，振動子ユニット，ロータの断面図である。図５０は、本変形例におけるハウジングとロータの分解斜視図である。

この変形例の押圧力調節機構を備えた超音波モータは、ハウジング２Ａと、該ハウジングに挿入される振動子ユニット１５と、該振動子ユニットの振動子３５を押圧するための板バネ１８と、振動子３５が当接子、回転駆動されるロータ３とベアリング部材８とベアリング受ケ１１Ａと押さえ板２５等を有してなる。

ハウジング２Ａは、前記実施形態に適用したハウジング２と同様に振動子ユニット１５を挿入するための挿入開口部２ａ，ガイド溝２ｂを有しており、さらに、外周部に板バネの押圧力を調節するための調節ネジ（調節用雄ネジ）２Ａｄが設けられる。

一方、ベアリング受ケ１１Ａには、Ｖ溝１１ａの他にハウジング２Ａの調節ネジ２Ａｄに螺合する調節ネジ（調節用雌ネジ）１１Ａｂが設けられる。

本変形例を組み込んだ超音波モータにおいては、ハウジング２Ａに振動子ユニット１５，板バネ１８，押さえ板２５を組み付け、さらに、その前面部にロータ３，ベアリング部材８を当て付けて、調節ネジ２Ａｄにベアリング受ケ１１Ａをその調節ネジ１１Ａｂを螺合させて取り付ける。

上述の調節ネジ２Ａｄ，１１Ａｂの螺合によって振動子ホルダ１６，振動子３５が板バネ１８によって押圧されるが、その螺合量によって駆動子３８のロータ板６への押圧力を調節することができる。適切な押圧力が得られた状態で調節ネジ２Ａｄ，１１Ａｂを接着等で固定する。

本変形例の押圧力調節機構を適用した場合、前述した実施形態の効果に加えてさらに振動子３５のロータ３への押圧力の調節が調節ネジ２Ａｄ，１１Ａｂによって簡単に行うことができる。なお、さらに、前記実施形態で適用した調節ワッシャ２１，２６等を併用して上記押圧力の調節を行うようにしてもよい。

次に、図１の超音波モータ１に適用される図１６に示した板バネを用いたローラ押圧部に対する変形例のローラ押圧部について図５１，５２を用いて説明する。
図５１は、上記変形例のローラ押圧部を適用した超音波モータのローラまわりの拡大断面図である。図５２は、図５１に示すローラ押圧部の板バネとローラホルダ、および、ローラの斜視図である。

本変形例のローラ押圧部は、板バネ９８とローラホルダ９７からなる。図５２に示すように板バネ９８は、前記実施形態の超音波モータ１に適用された図１１に示した板バネ１８と同一形状を有しており、板バネ１８と同様に押さえ板２５に装着される。ローラホルダ９７は、ローラ９５を挟持するコの字形状を有し、側面に突起部９７ｃを有し、ローラ９５を回転可能に貫通するローラ軸９６を支持する軸穴９７ａを有している。

本変形例のローラ押圧部においては、図５１に示すように板バネ９８の長円凸部１８ｄがローラホルダ９７の上端面に当接しており、ローラホルダ９７は、ハウジング２の挿入開口部２ａにローラ９５と共に挿入し、突起部９７ｃが挿入開口部２ａに隙間なく嵌入される。ローラ９５は、板バネ９８の付勢力によってローラホルダ９７およびローラ軸９６を介してＺ方向に押圧され、ロータ板６に所定の付勢力で押圧される。

本変形例のローラ押圧部を適用した場合も前記実施形態の超音波モータ１の場合と同様にローラ９５は、板バネ９８の付勢力でロータ板６に押圧され、板バネ１８の付勢力による振動子３５の駆動子３８のロータ板６への押圧に対してバランスした状態でロータ３の回転駆動がなされる。

上述した実施形態の超音波モータ、あるいは、各変形例を適用した超音波モータは、振動子を超音波振動させて駆動力を得るモータであったが、振動子に超音波振動以外の可聴領域の振動を発生させて駆動力を得るような振動波モータに対しても、本発明の要旨を適用することは可能である。

さらに、本発明の超音波モータは、その構成の要旨をリニア駆動型モータにも適用可能である。その場合、ハウジング２，ベアリング部材，ベアリング受ケ部材等は、環状部材ではなく、真直、あるいは、駆動方向に沿った曲線形状の部材で形成される。

本発明による超音波モータは、振動子をロータに対して良好な状態で摩擦接触させることができる高効率の超音波モータであり、さらにはユニット化して機器への組み込みが容易である超音波モータとして利用することができる。

本発明の一実施形態である超音波モータの分解斜視図である。 図１の超音波モータの一部回転軸を含む断面を示す側面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図１の超音波モータの振動子ユニットまわりの回転軸を含む拡大断面図である。 図１の超音波モータのローラまわりの回転軸を含む拡大断面図である。 図１の超音波モータのハウジング，振動子ユニット，板バネ，押さえ板の分解斜視図である。 図１の超音波モータのハウジングに振動子ユニットを挿入した状態を回転軸方向から見た図である。 図７に示す状態のハウジングの振動子ユニット上に板バネを当て付けた状態を回転軸方向から見た図である。 図１の超音波モータに適用される振動子ユニットを側方から見た斜視図である。 図１の超音波モータの振動子ユニットを図８の上方側から見た斜視図である。 図１の超音波モータに適用される板バネを示す図であって、図１１（Ａ）は、該板バネの平面図であり、図１１（Ｂ）は、該板バネを押さえ板に取り付け、振動子ユニットの振動子ホルダを押圧した変形状態を図１１（Ａ）のＣ−Ｃ断面で示した図である。 図１の超音波モータの振動子ユニット，板バネ，押さえ板の分解斜視図である。 図１の超音波モータにおいて、押さえ板に板バネを取り付けた状態を示す斜視図である。 図１３の板バネに振動子ユニットを当て付けた状態を示す斜視図である。 図１の超音波モータにおいて、ロータ板と押さえ板と板バネと振動子ユニットとの押圧状態を示す側面図であって、図１５（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ振動子ホルダロータ板と押さえ板との組み付け姿勢によって板バネと振動子ユニットの振動子ホルダとの当接状態が変化する状態を示している。 図１の超音波モータに適用されるローラと板バネの斜視図である。 図１の超音波モータに適用される振動子ユニットの外観を超音波モータの外周側から見た斜視図である。 図１７のＤ矢視図である。 図１７の振動子ユニットからリード線，振動子ホルダを外した状態の振動子の外観を示す図である。 図１９のＦ矢視図である。 図１９のＧ矢視図である。 図１９の振動子の積層圧電体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１９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２３（Ａ）の屈曲状態から図２３（Ｂ）の伸張状態、さらに、図２３（Ｃ）の屈曲状態、図２３（Ｄ）の収縮状態の順に変形する様子を示している。 図１９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。 図１の超音波モータを駆動源として適用したレンズ鏡筒のワイド状態における光軸を含む縦断面図である。 図２５のレンズ鏡筒のテレ状態における光軸を含む縦断面図である。 図１のレンズ鏡筒における超音波モータとレンズマウントとＬＤ環の光軸を含む縦断面図である。 図１のレンズ鏡筒における超音波モータに連結ロッドおよびレンズマウントを装着した状態の斜視図である。 図２５のレンズ鏡筒と該レンズ鏡筒が装着されるカメラボディとに内蔵される超音波モータ制御装置のブロック構成図である。 図１７の振動子ユニットに対する変形例としての接続用ＦＰＣを有する振動子ユニットを超音波モータの外周側から見た図である。 図３０の振動子ユニットの接続の状態を示す斜視図である。 図１７の振動子ユニットに対する別の変形例の振動子ユニットの斜視図である。 図３２の振動子ユニットを別の方向から見た斜視図である。 図１の超音波モータに適用される３分割の押さえ板に対する変形例の押さえ板を適用した超音波モータの回転軸を含む縦断面図である。 図１１の板バネに対する変形例の板バネの形状を示す図であって、図３５（Ａ）は、平面図であり、図３５（Ｂ）は、図３５（Ａ）のＨ−Ｈ断面図である。 図３５の板バネの斜視図である。 図１１の板バネに対する別の変形例の板バネの斜視図である。 図１１の板バネに対するさらに別の変形例の板バネをハウジングに取り付けた状態を回転軸方向から見た図である。 図３８のＩ−Ｉ断面図である。 図３８のＪ−Ｊ断面図である。 図１１の板バネに対するさらに別の変形例の板バネ８２の斜視図である。 図１の超音波モータに適用される振動子ユニットと板バネに対する変形例の振動子ユニットと板バネとの分解斜視図である。 図１の超音波モータに適用される振動子ユニットに対する他の１つの変形例の振動子ユニットの斜視図である。 図１の超音波モータに適用される振動子ユニットに対するさらに他の１つの変形例の振動子ユニットの斜視図である。 図１の超音波モータに適用される振動子ユニットに対するさらに他の１つの変形例の振動子ユニットと押さえ体と板バネの分解斜視図である。 図１の超音波モータに適用される振動子ユニットに対するさらに他の１つの変形例の振動子ユニットと押さえ体の分解斜視図である。 図１の超音波モータにおける押圧力調節機構に対する変形例を備えた超音波モータの振動子ユニット押圧部の分解斜視図である。 図４７のＫ矢視図である。 図１の超音波モータにおける押圧力調節機構に対する他の変形例を備えた超音波モータのハウジング，振動子ユニット，ロータの断面図である。 図４９の押圧力調節機構を備えた超音波モータのハウジングとロータの分解斜視図である。 図１６に示す板バネの変形例を適用した超音波モータのローラ，板バネまわりの回転軸を含む拡大断面図である。 図５１の板バネとローラの斜視図である。

符号の説明

２，２Ａ
…ハウジング（支持部材）
２ｂ…ガイド溝（ガイド支持部）
２Ａｄ…調節ネジ（押圧力調節機構）
３ …ロータ
４ …ロータ本体（ロータ）
６ …ロータ板（ロータ板部材）
６ａ…ロータ当接面
７ …リング状スペーサ（押圧力調節機構）
８ …ベアリング部材
９ …ボール（ベアリング部材）
１１ …ベアリング受ケ（ベアリング受け部材）
１１Ａｂ
…調節ネジ（押圧力調節機構）
１６，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ，１６Ｆ，１６Ｇ
…振動子ホルダ
１７，１７Ｆ，１７Ｇ，３６
…支持軸（支持用突部）
１８，８１，８２，８３，８４，８５
…板バネ（付勢部材）
２１，２６
…調節ワッシャ（押圧力調節機構）
２２ …ローラ（転動体）
３５，３５Ａ，３５Ｂ
…振動子
３８ …駆動子（駆動部）
６０ …交換式レンズ鏡筒（レンズ鏡筒）
９３ …調節スペーサ（押圧力調節機構）
Ｎ …振動子の節
Ｏ …回転軸，光軸

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (9)

1. 駆動部に楕円振動を励起させ、かつ、振動の節をもつ少なくとも１つの振動子を、回転軸周りに回転可能に支持されたロータに設けられた上記回転軸方向に対して垂直な当接面に摩擦接触させて、上記ロータを回転駆動する超音波モータにおいて、
   上記振動子を上記回転軸に対し、垂直方向及び円周方向への移動を規制すると共に、上記回転軸方向に沿って直進移動自在に上記振動子の節近傍を支持し、ガイドするガイド支持部が形成された支持部材と、
   上記支持部材における上記ロータの回転軸後方において、当該支持部材に固定して配設された押さえ部材と、
   上記押さえ部材と上記振動子との間に配置された板ばね部材であって、両端部が当該押さえ部材に支持されると共に、上記振動子に対向する中央平面部に形成された凸部が当該振動子に係合し、当該振動子を上記ロータの回転軸前方向に向けて弾性付勢することにより、当該振動子を上記ロータに対して摩擦接触せしめる板ばね部材と、
   上記板ばね部材の両端部と、当該板ばね部材を支持する上記押させ部材との間に配設され、当該押さえ部材に対する上記板ばね部材の上記回転軸方向の位置を変えることにより、上記板ばね部材による上記弾性付勢力を調節するための調節用部材と、
   を具備したことを特徴とする超音波モータ。
2. 上記板ばね部材における上記凸部と、上記振動子における当該凸部の対向面との間に配設された、上記板ばね部材による上記弾性付勢力を調節するための調節用スペーサをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
3. 駆動部に楕円振動を励起させ、かつ、振動の節をもつ少なくとも１つの振動子を、回転軸周りに回転可能に支持されたロータに設けられた上記回転軸方向に対して垂直な当接面に摩擦接触させて、上記ロータを回転駆動する超音波モータにおいて、
   上記振動子を上記回転軸に対し、垂直方向及び円周方向への移動を規制すると共に、上記回転軸方向に沿って直進移動自在に上記振動子の節近傍を支持し、ガイドするガイド支持部が形成された支持部材と、
   上記支持部材における上記ロータの回転軸後方において、当該支持部材に固定して配設された押さえ部材と、
   上記押さえ部材と上記振動子との間に配置された板ばね部材であって、両端部が当該押さえ部材に支持されると共に、上記振動子に対向する中央平面部に形成された凸部が当該振動子に係合し、当該振動子を上記ロータの回転軸前方向に向けて弾性付勢することにより、当該振動子を上記ロータに対して摩擦接触せしめる板ばね部材と、
   上記板ばね部材における上記凸部と、上記振動子における当該凸部の対向面との間に配設された、上記板ばね部材による上記弾性付勢力を調節するための調節用スペーサと、
   を具備したことを特徴とする超音波モータ。
4. 上記押さえ部材と、上記支持部材との間に配設され、当該支持部材に対する上記押さえ部材の上記回転軸方向の位置を変えることにより、上記板ばね部材による上記弾性付勢力を調節するための第２の調節用部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の超音波モータ。
5. さらに、上記ロータの上記当接面と反対側の面と当接するように配置されたベアリング部材と、
   上記ベアリング部材と上記ロータと上記振動子と上記板ばね部材とを挟持するように、上記支持部材の一端に取り付けられるベアリング受け部材と、
   を具備したことを特徴とする請求項１−４のいずれか一項に記載の超音波モータ。
6. 上記支持部材の円周周りに複数個の上記ガイド支持部が形成されていて、少なくとも１つのガイド支持部には上記振動子が支持され、残りのガイド支持部には上記ロータに常時当接して回動自在な転動体が支持されていることを特徴とする請求項１−５のいずれか一項に記載の超音波モータ。
7. 上記ロータの上記当接面は、上記ロータに一体的に取り付けされた円環状のロータ板部材により形成されていることを特徴とする請求項１−６のいずれか一項に記載の超音波モータ。
8. 上記振動子には、上記振動子の振動の節部分に略対応する両面位置に支持用突部が形成された振動子ホルダが一体的に固着されていることを特徴とする請求項１−７のいずれか一項に記載の超音波モータ。
9. 請求項１−８のいずれか一項に記載された超音波モータが取り付けられ、上記超音波モータにより所定のレンズが駆動制御されることを特徴とするレンズ鏡筒。

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