JP4633487B2 - 超音波駆動装置 - Google Patents

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本発明は、超音波駆動装置に関する。

近年、電磁型モータに代わる新しいモータとして、圧電素子などの振動子の振動を利用した超音波モータ（超音波駆動装置）が注目されている。この超音波モータは、従来の電磁型モータと比較して、ギアなしで低速高推力が得られる点や、保持力が高い点や、ストロークが長く、高分解能である点や、静粛性に富む点や、磁気的ノイズを発生せず、また、磁気的ノイズの影響を受けない点等の利点を有している。

上述の利点の内で、特に高分解能などの位置決め性能を発揮させるためには、超音波モータの振動子を高精度に位置決めすることが必要とされる。
しかしながら、振動子を剛性の高い取付け部材などに固定すると、振動子による振動の発生が阻害されて超音波モータの性能が阻害される恐れがあった。また、振動子による振動の発生を阻害しないように、振動子を弾性体などに固定する方法では、弾性体が変形等を起こし位置決め精度が悪化するという問題があった。

そのため、超音波モータにおいて振動子の位置を高精度に決めるとともに、振動子による振動の発生が阻害されない振動子の保持構造、保持方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−９６９８４号公報

上述の特許文献１においては、振動子を被駆動部材に押圧するピン等の付勢部材を、振動子の位置決めにも用いる技術が開示されている。
しかしながら、付勢部材を用いて振動子の位置決めを行うと、位置決め精度の向上を図りにくいという問題があった。つまり、付勢部材には振動子を付勢するために弾性が備えられているが、この弾性により振動子の移動が許容されるため、振動子の位置決め精度が低下するという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その内部に有する振動子を被駆動部材に押圧するとともに、振動子を高い位置精度で位置決めすることができる超音波駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、電力が供給されることにより振動を発生する振動子と、前記振動子に固定される保持部材と、前記振動子を所定方向に向けて付勢する付勢部材と、前記保持部材を前記所定方向に移動可能に支持する支持部材とを有し、前記保持部材および前記支持部材に、前記所定方向に対して略垂直な平面上に投影される前記振動子の位置を所定の精度で定める位置決め部が備えられ、前記保持部材が、少なくとも前記振動子を前記所定方向に対して交差する方向に挟む一対の側壁部を有し、前記位置決め部が、前記側壁部および前記側壁部から突出する凸部と、前記支持部材に備えられ、前記側壁部に接触する対向面および該対向面において前記所定方向に延び、前記凸部を所定方向に移動可能に収容する溝部とからなる超音波駆動装置を提供する。

本発明によれば、振動子を所定方向に付勢する付勢部材と、振動子の位置を略一定に保持する位置決め部とが分かれているため、振動子の位置決め精度の悪化を防止できる。つまり、付勢部材と位置決め部とが分けられているため、位置決め部に弾性を付与する必要がなく、振動子の位置決め精度を向上させることができる。

位置決め部が備えられた支持部材は振動子を所定方向に移動可能に支持するため、振動子は所定方向に向けて付勢される。また、付勢部材と位置決め部とが分かれているため、振動子のバランスが取りやすい。そのため、例えば、所定方向に被駆動体が配置されている場合、被駆動体へ振動子を所定の姿勢で接触させ、押圧することができる。

そして、本発明によれば、側壁部が振動子を所定方向に対して交差する方向に挟んで支持し、側壁部と対向面とが接触するように配置されているため、振動子を上記交差する方向について所定の精度で位置決めできる。また、側壁部に備えられた凸部が支持部材の溝部に所定方向に移動可能に挿入され、振動子の所定方向に対して直交する方向への移動を規制しているため、所定の精度で位置決めできる。そのため、振動子の所定方向に対して略垂直な平面上に投影される位置を所定の精度で位置決めできる。
また、凸部が支持部材の溝部に所定方向に移動可能に挿入されているため、振動子は所定方向に移動可能に支持され、所定方向に付勢されることができる。

さらに、上記発明においては、前記保持部材が、前記一対の側壁部を連結する基部を備え、前記振動子が、前記基部を介して前記付勢部材により押圧されることが望ましい。
本発明によれば、基部を介して一対の側壁部が連結され一体に形成することができるため、保持部材の部品点数を減らすことができる。

上記発明においては、前記側壁部が前記振動子との接触面において固定されていることが望ましい。
上記発明においては、前記基部が前記振動子との接触面において固定されていることが望ましい。
本発明によれば、例えば、側壁部と基部とが振動子にとの接触面において固定されている場合と比較して、固定されている面積が少ないため、振動子の振動を阻害しにくくすることができる。そのため振動子の振動効率の低下を防止できる。

上記発明においては、前記振動子と前記側壁との間に隙間が形成されていることが望ましい。
本発明によれば、側壁部が振動子と接触しないため、振動子の振動を阻害しにくくすることができ、振動子の振動効率の低下を防止できる。

上記発明においては、前記側壁部と前記基部とが前記振動子との接触面において固定されていることが望ましい。
上記発明においては、例えば、側壁部が振動子との接触面において固定されている場合、または、基部が振動子との接触面において固定されている場合と比較して、固定されている面積が広いため、振動子をより確実に保持できる。

上記発明においては、前記保持部材が樹脂材から形成され、前記保持部材が前記位置決め部と一体に形成され、前記振動子に固定されていることが望ましい。

本発明によれば、保持部材と保持部材に備えられた位置決め部とを一体に形成するため、部品点数を減らすこととができ、振動子の組立工程を減らすことができる。
保持部材および位置決め部を振動子と一体に形成するため、振動子に保持部材と位置決め部とを取り付ける工程を削減することができる。また、一体化形成により保持部材等を直接振動子に取り付けることができるため、振動子への取り付け部材を形成する必要がなくなり、部材費を削減できる。
上述のように、振動子と保持部材とを一体に形成する方法としては、例えば、アウトサート形成を挙げることができる。

上記発明においては、前記振動子により発生された振動により駆動される被駆動体と、前記振動子と前記被駆動体との間に配置された駆動接触部と、を有し、該駆動接触部が、前記保持部材と一体に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、駆動接触部を保持部材と一体に形成することにより、部品点数を減らすこととができ、振動子の組立工程を減らすことができる。
また、振動子と被駆動体との間に駆動接触部が配置されているため、例えば、被駆動体の駆動に適した材質の駆動接触部を用いることにより、被駆動体の駆動効率を向上できる。

上記発明においては、前記振動子に、振動の節となる位置に、振動方向と交差する向きに延びる貫通孔が形成され、該貫通孔が形成された領域に、少なくとも前記保持部材が前記振動子と一体に形成されていることが望ましい。

本発明によれば、貫通孔が形成された領域に保持部材を形成することにより、保持部材は貫通孔を介して振動子に固定される。その結果、振動子の周囲に保持部材を形成する方法と比較して、振動子の周囲に配置される保持部材を小さくできるため、振動子の振動を阻害しにくくでき、振動効率の低下をさらに防止できる。

本発明の超音波駆動装置によれば、振動子を所定方向に付勢する付勢部材と、振動子の位置を略一定に保持する位置決め部とが分かれているため、振動子を高い位置精度で位置決めすることができるという効果を奏する。また、位置決め部が備えられた支持部材は振動子を所定方向に移動可能に支持するため、振動子を所定方向に押圧することができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態にかかる超音波駆動装置について図１から図５を参照して説明する。ここでは、超音波駆動装置をカメラにおけるレンズを駆動する超音波モータとして用いる例に適用して説明する。
図１は、本実施形態に係る超音波モータの全体構成を説明する断面図である。図２は、図１の超音波モータの構成を説明する部分平面視図である。
超音波モータ（超音波駆動装置）１は、図１および図２に示すように、電力が供給されることにより超音波振動を発生する圧電素子（振動子）３と、圧電素子３が収められるケース（支持部材）５と、圧電素子３の超音波振動により駆動される被駆動体７と、圧電素子３を押圧する押え蓋９と、から概略構成されている。
被駆動体７には、その回転移動を中心軸Ｃに沿う方向（所定方向）に変換する変換機構（図示せず）が接続され、変換機構によりカメラのレンズ（図示せず）の位置が中心軸Ｃに沿う方向に移動される。

ケース５は略円環状に形成されるとともに、圧電素子３が内部に配置される配置孔１１が形成されている。配置孔１１は略角柱状に形成され、同一円周上に等間隔に３つ形成されている。配置孔１１における半径方向に対して略垂直なガイド面（位置決め部、対向面）１３には、後述するピン部が挿入される誘導溝（位置決め部、溝部）１５が形成されている。誘導溝１５は、ケース５の中心軸Ｃと略平行となるように形成されている。

被駆動体７は、図１に示すように、略円環状に形成され、ケース５と中心軸Ｃを共有するように配置されている。また、被駆動体７の圧電素子３と対向する面には後述する圧電素子３の駆動接触部が接触するように配置されている。
押え蓋９は縁部を有する略円環状に形成され、ケース５と中心軸Ｃを共有するように配置されている。また、押え蓋９の圧電素子３と対向する面には後述する圧電素子３の板バネが接触するように配置されている。

図３は、図１の圧電素子に付属する構成要素を説明する図であり、図３（ａ）は超音波モータの半径方向から圧電素子を見た図であり、図３（ｂ）は円周方向から圧電素子見た図である。
圧電素子３は、図１から図３に示すように、ケース５の円周方向に長軸を有する略直方体状に形成されている。圧電素子３には、圧電素子３を保持する保持部（保持部材）１７と、圧電素子３を被駆動体７に向けて付勢する板バネ（付勢部材）１９と、被駆動体７と接触する駆動接触部２１と、が備えられている。

保持部１７は、超音波モータ１の半径方向について圧電素子３を保持する側壁部（位置決め部）２３と、中心軸Ｃに沿う方向について保持する基部２５と、側壁部２３から上記半径方向に突出して形成された略円柱状のピン部（位置決め部、凸部）２７と、から概略形成されている。
保持部１７は、圧電素子３の振動における節の位置となる略中央に配置され、ピン部２７も同様に、節の位置となる略中央に配置されている。そのため、保持部１７により圧電素子３を保持しても、圧電素子３の振動発生を防止することがなく、振動発生効率の低下を防止できる。
また、ピン部２７は略円柱状に形成されているため、圧電素子３はピン部２７回りに回転可能に支持され、被駆動体７の変化に柔軟に追従することができる。

保持部１７と圧電素子３とは接着剤により固定されている。接着剤としては、エポシキ系樹脂やシリコン系樹脂などを例示することができる。シリコン系樹脂のように比較的柔らかい材質の接着剤の場合には、圧電素子３のインピーダンス性能が低下しにくくできる。

図４は、図１の圧電素子と保持部との固定方法を説明する図である。
保持部１７と圧電素子３との固定面は、図４に示すように、側壁部２３と圧電素子３との間であってもよいし、基部２５と圧電素子３との間であってもよいし、あるいは、側壁部２３および基部２５と圧電素子３との間であってもよい。
側壁部２３において保持部１７と圧電素子３とを固定する場合、および、基部２５において固定する場合は、側壁部２３および基部２５において固定する場合と比較して、固定面積が狭くなるため、圧電素子３の振動を阻害せず、圧電素子３の振動効率を向上できる。また、側壁部２３および基部２５において保持部１７と圧電素子３とを固定する場合は、圧電素子３を確実に保持することができる。

板バネ１９は、圧電素子３に向かって凸となる形状に形成され、略中央から基部２５に向けて略円柱状の押圧部２９が突出して形成されている。板バネ１９の両端部は押え蓋９と接触し、押圧部２９が圧電素子３と接触するように配置されている。そのため、板バネ１９は圧電素子３を所定の付勢力で押すことができる。また、押圧部２９が圧電素子３と直接接触する場合、圧電素子３とは点接触になるため、圧電素子３の振動を阻害することなく、圧電素子３を付勢することができる。
駆動接触部２１は略直方体状に形成され、圧電素子３と被駆動体７との間に配置されている。駆動接触部２１は、圧電素子３の振動における腹の位置に２つ配置されている。そのため、圧電素子３の振動を効率よく被駆動体７に伝達することができる。

図５は、図１の圧電素子とケースとの組み合わせを説明する図である。
圧電素子３は、図５に示すように、ケース５の配置孔１１に中心軸Ｃ方向に沿って入れられる。配置孔１１に配置された状態では、圧電素子３における保持部１７の側壁部２３と、配置孔１１のガイド面１３とが対向し、当接される。
また、保持部１７のピン部２７は、配置孔１１の誘導溝１５に沿って中心軸Ｃ方向に移動するように組み合わされている。

次に、上記の構成からなる超音波モータ１における作用について説明する。
押え蓋９は、図１および図３に示すように、板バネ１９を中心軸Ｃに沿う方向であって圧電素子３方向に押圧し、板バネ１９により圧電素子３は被駆動体７方向に付勢される。圧電素子３は板バネ１９により被駆動体７に所定の力で押圧され、電力が供給されることにより所定の振動を発生し、被駆動体７を駆動する。

圧電素子３の配置位置は、図１および図２に示すように、ケース５の配置孔１１に配置されることにより所定の精度で位置決めされる。具体的には、保持部１７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接されることにより、ケース５の半径方向について所定の精度で位置決めされる。また、保持部１７のピン部２７と配置孔１１の誘導溝１５とが組み合わされることにより、ケース５の円周方向について所定の精度で位置決めされる。

上記の構成によれば、圧電素子３を中心軸Ｃに沿う方向に付勢する板バネ１９と、圧電素子３の位置を略一定に保持するガイド面１３および側壁部２３、誘導溝１５およびピン部２７と、が分かれているため、圧電素子３の位置決め精度の悪化を防止できる。つまり、板バネ１９とガイド面１３および側壁部２３、誘導溝１５およびピン部２７とが分けられているため、ガイド面１３および側壁部２３、誘導溝１５およびピン部２７に弾性を付与する必要がなくなり、圧電素子３の位置決め精度を向上させることができる。
また、板バネ１９と、ガイド面１３および側壁部２３、誘導溝１５およびピン部２７と、を分けているため、圧電素子３のバランスを保ちやすく、被駆動体７へ適正に接触させることができる。

側壁部２３が圧電素子３をケース５の半径方向に対して支持し、側壁部２３に対向するガイド面１３と当接するように配置されているため、圧電素子３をケース５の半径方向について所定の精度で位置決めできる。また、側壁部２３に備えられたピン部２７が誘導溝１５に組み合わされているため、圧電素子３ケース５の円周方向について所定の精度で位置決めできる。そのため、圧電素子３の中心軸Ｃに沿う方向に対して略垂直な平面上に投影される位置を所定の精度で位置決めできる。
また、ピン部２７が誘導溝１５を中心軸Ｃに沿う方向に移動可能に組み合わされているため、圧電素子３は中心軸Ｃに沿う方向に移動可能に支持され、被駆動体７方向に付勢される。

また、圧電素子３に対して、特許文献１の図１等に示されているような、位置決め用の凹部を形成する必要がない。そのため、上記凹部の形成による圧電素子３の振動性能低下を防止できるとともに余計な加工が必要なく、加工精度の向上にもなる。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図６および図７を参照して説明する。
本実施形態の超音波モータの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、保持部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図６および図７を用いて保持部周辺のみを説明し、押え蓋等の説明を省略する。
図６は、本実施形態に係る超音波モータの構成を説明する平面視図である。図７は、図６の圧電素子の構成を説明する図であり、図７（ａ）は超音波モータの半径方向から圧電素子を見た図であり、図７（ｂ）は円周方向から圧電素子を見た図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略している。

超音波モータ（超音波駆動装置）５１は、図６および図７に示すように、圧電素子３と、ケース５と、被駆動体７と、押え蓋９とから概略構成されている。
圧電素子３には、圧電素子３を保持する保持部（保持部材）６７と、圧電素子３を被駆動体７に向けて付勢する板バネ１９と、被駆動体７と接触する駆動接触部２１と、が備えられている。

保持部６７は、圧電素子３を保持する側壁部２３および基部２５と、側壁部２３から超音波モータ５１の半径方向に突出して形成された板状の突出部（位置決め部、凸部）７７と、基部２５に形成された押圧部２９と、から概略形成されている。
突出部７７は、中心軸Ｃに沿う方向に延びるように配置されているとともに、圧電素子３の振動における節の位置となる略中央に配置されている。

上記の構成からなる超音波モータ５１においては、圧電素子３が配置孔１１に配置された状態で、保持部６７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接される。また、保持部６７の突出部７７は、配置孔１１の誘導溝１５に沿って移動するように組み合わされている。

上記の構成によれば、圧電素子３の配置位置は、図６および図７に示すように、配置孔１１に配置されることにより所定の精度で位置決めされる。具体的には、保持部６７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接されることにより、ケース５の半径方向について所定の精度で位置決めされる。また、保持部６７の突出部７７と配置孔１１の誘導溝１５とが組み合わされることにより、ケース５の円周方向について所定の精度で位置決めされる。
また、保持部６７に第１の実施形態のピン部１７を形成する場合と比較して、突出部７７を形成する方が容易であり、超音波モータ５１の製造が容易となる。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図８および図９を参照して説明する。
本実施形態の超音波モータの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、保持部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図８および図９を用いて保持部周辺のみを説明し、押え蓋等の説明を省略する。
図８は、本実施形態に係る超音波モータを説明する平面視図である。図９は、図８の圧電素子の構成を説明する図であり、図９（ａ）は超音波モータの半径方向から圧電素子を見た図であり、図９（ｂ）は円周方向から圧電素子を見た図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略している。

超音波モータ（超音波駆動装置）１０１は、図８および図９に示すように、圧電素子３と、ケース５と、被駆動体７と、押え蓋９とから概略構成されている。
圧電素子３には、圧電素子３を保持する保持部（保持部材）１１７と、圧電素子３を被駆動体７に向けて付勢する板バネ１９と、被駆動体７と接触する駆動接触部２１と、が備えられている。

保持部１１７は、超音波モータ１０１の半径方向について圧電素子３を保持する略円板状の側壁部（位置決め部）１２３と、側壁部１２３から超音波モータ１０１の半径方向に突出して形成された略円柱状のピン部１２７と、から概略構成されている。
保持部１１７は、圧電素子３の振動における節の位置となる略中央に配置され、ピン部１２７も同様に、節の位置となる略中央に配置されている。

上記の構成からなる超音波モータ１０１においては、圧電素子３が配置孔１１に配置された状態で、保持部１１７の側壁部１２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接される。また、保持部１１７のピン部１２７は、配置孔１１の誘導溝１５に沿って移動するように組み合わされている。

上記の構成によれば、圧電素子３の配置位置は、図８および図９に示すように、配置孔１１に配置されることにより所定の精度で位置決めされる。具体的には、保持部１１７の側壁部１２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接されることにより、ケース５の半径方向について所定の精度で位置決めされる。また、保持部１１７のピン部１２７と配置孔１１の誘導溝１５とが組み合わされることにより、ケース５の円周方向について所定の精度で位置決めされる。

また、圧電素子３を保持部１１７の側壁部１２３のみで支持するため、圧電素子３と保持部１１７との接触面積が小さくなる。その結果、圧電素子３の振動が保持部１１７により阻害されにくくなり、振動の発生効率を向上できる。
また、保持部１１７は形状が単純な円形形状のため、加工が容易となり、部材のコスト低減に寄与できる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１０および図１１を参照して説明する。
本実施形態の超音波モータの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、保持部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１０および図１１を用いて保持部周辺のみを説明し、押え蓋等の説明を省略する。
図１０は、本実施形態に係る超音波モータの構成を説明する平面視図である。図１１は、図１０の圧電素子の構成を説明する図であり、図１１（ａ）は超音波モータの半径方向から圧電素子を見た図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるＰ−Ｐ´断面図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略している。

超音波モータ（超音波駆動装置）１５１は、図１０および図１１に示すように、圧電素子（振動子）１５３と、ケース５と、被駆動体７と、押え蓋９とから概略構成されている。
圧電素子１５３の振動における節の位置となる略中央には、貫通孔１５４が形成されている。圧電素子１５３には、圧電素子１５３を保持する保持部（保持部材）１６７と、圧電素子３を被駆動体７に向けて付勢する板バネ１９と、被駆動体７と接触する駆動接触部２１と、が備えられている。

保持部１６７は、圧電素子３を保持する側壁部２３および基部２５と、側壁部２３から超音波モータ１５１の半径方向に突出して形成されたピン部２７とが樹脂により一体に形成されている。保持部１６７は、圧電素子３の振動における節の位置となる略中央にアウトサート形成され、貫通孔１５４にも樹脂が充填されている。

上記の構成からなる超音波モータ１５１においては、圧電素子１５３が配置孔１１に配置された状態で、保持部１６７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接される。また、保持部１６７のピン部２７は、配置孔１１の誘導溝１５に沿って移動するように組み合わされている。

上記の構成によれば、圧電素子１５３の配置位置は、図１０および図１１に示すように、配置孔１１に配置されることにより所定の精度で位置決めされる。具体的には、保持部１６７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接されることにより、ケース５の半径方向について所定の精度で位置決めされる。また、保持部１６７のピン部２７と配置孔１１の誘導溝１５とが組み合わされることにより、ケース５の円周方向について所定の精度で位置決めされる。

保持部１６７を構成する側壁部２３と、基部２５と、ピン部２７とを樹脂により一体に形成するため、超音波モータ１５１の部品点数を減らすことができ、超音波モータ１５１の組立工程を減らすことができる。また、保持部１６７を圧電素子１５３にアウトサート形成するため、圧電素子１５３に保持部１６７を取り付ける工程を削減することができ、取り付けに用いる接着剤等の部材を削減できる。
また、貫通孔１５４にも樹脂が充填されているため、保持部１６７を圧電素子１５３により確実に取り付けることができる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１２および図１３を参照して説明する。
本実施形態の超音波モータの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、保持部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１２および図１３を用いて保持部周辺のみを説明し、押え蓋等の説明を省略する。
図１２は、本実施形態に係る超音波モータの構成を説明する平面視図である。図１３は、図１２の圧電素子の構成を説明する図であり、図１３（ａ）は超音波モータの半径方向から圧電素子を見た図であり、図１３（ｂ）は円周方向から圧電素子を見た図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略している。

超音波モータ（超音波駆動装置）２０１は、図１２および図１３に示すように、圧電素子３と、ケース５と、被駆動体７と、押え蓋９とから概略構成されている。
圧電素子３には、圧電素子３を保持する保持部（保持部材）２１７と、圧電素子３を被駆動体７に向けて付勢する板バネ１９とが備えられている。

保持部２１７は、圧電素子３を保持する側壁部２３および基部２５と、側壁部２３から超音波モータ２０１の半径方向に突出して形成されたピン部２７と、被駆動体７と接触する駆動接触部２１と、が樹脂により一体に形成されている。保持部２１７は、圧電素子３の振動における節の位置となる略中央にアウトサート形成されている。

保持部２１７を形成する樹脂としては、熱可塑性樹脂４０〜６０重量部、チタン酸カリウムウィスカー１５〜３０重量部、ポリテトラフルオロエチレン粉末５〜１５重量部からなる樹脂組成物を成形して形成されたものを挙げることができる。具体的には、スーパーエンジニアリングプラスチックであるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）をベースにし、チタン酸カリウム繊維（例えばティスモ（登録商標））を含有した複合材料を例示できる。

上記の構成からなる超音波モータ２０１においては、圧電素子３が配置孔１１に配置された状態で、保持部２１７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接される。また、保持部２１７のピン部２７は、配置孔１１の誘導溝１５に沿って移動するように組み合わされている。

上記の構成によれば、圧電素子３の配置位置は、図１２および図１３に示すように、配置孔１１に配置されることにより所定の精度で位置決めされる。具体的には、保持部２１７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接されることにより、ケース５の半径方向について所定の精度で位置決めされる。また、保持部２１７のピン部２７と配置孔１１の誘導溝１５とが組み合わされることにより、ケース５の円周方向について所定の精度で位置決めされる。

保持部２１７を上述の樹脂材料から形成することにより、駆動接触部２１が被駆動体７を駆動するのに必要な耐摩耗性を確保できるとともに、駆動接触部２１を保持部２１７と一体に射出成形することができる。

保持部２１７を構成する側壁部２３と、基部２５と、ピン部２７と、駆動接触部２１と、を樹脂により一体に形成するため、超音波モータ２０１の部品点数を減らすことができ、超音波モータ２０１の組立工程を減らすことができる。また、保持部２１７を圧電素子３にアウトサート形成するため、圧電素子３に保持部２１７を取り付ける工程を削減することができ、取り付けに用いる接着剤等の部材を削減できる。

〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図１４および図１５を参照して説明する。
本実施形態の超音波モータの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、保持部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１４および図１５を用いて保持部周辺のみを説明し、押え蓋等の説明を省略する。
図１４は、本実施形態に係る超音波モータの構成を説明する平面視図である。図１５は、図１４の圧電素子の構成を説明する図であり、図１５（ａ）は超音波モータの半径方向から圧電素子を見た図であり、図１５（ｂ）は円周方向から圧電素子を見た図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略している。

超音波モータ（超音波駆動装置）２５１は、図１４および図１５に示すように、圧電素子３と、ケース５と、被駆動体７と、押え蓋９とから概略構成されている。
圧電素子３には、圧電素子３を保持する保持部（保持部材）２６７と、圧電素子３を被駆動体７に向けて付勢する板バネ１９とが備えられている。

保持部２６７は、圧電素子３を保持する側壁部２３および基部２５と、側壁部２３から超音波モータ２５１の半径方向に突出して形成されたピン部２７と、被駆動体７と接触する駆動接触部２１と、が樹脂により一体に形成されている。保持部２６７は、圧電素子３の振動における節の位置となる略中央にアウトサート形成されている。
また、圧電素子３と側壁部２３との間には所定間隔の隙間Ｓが形成されている。
保持部２６７を形成する樹脂は、第５の実施形態で用いられた樹脂と同じ樹脂を用いることができる。

上記の構成からなる超音波モータ２５１においては、圧電素子３が配置孔１１に配置された状態で、保持部２６７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接される。また、保持部２６７のピン部２７は、配置孔１１の誘導溝１５に沿って移動するように組み合わされている。

上記の構成によれば、圧電素子３の配置位置は、図１４および図１５に示すように、配置孔１１に配置されることにより所定の精度で位置決めされる。具体的には、保持部２６７の側壁部２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接されることにより、ケース５の半径方向について所定の精度で位置決めされる。また、保持部２６７のピン部２７と配置孔１１の誘導溝１５とが組み合わされることにより、ケース５の円周方向について所定の精度で位置決めされる。

圧電素子３と側壁部２３との間に隙間Ｓが形成され、側壁部２３が圧電素子３と接触しない。そのため、圧電素子３の振動を阻害しにくくすることができ、圧電素子３の振動効率の低下を防止できる。

〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図１６および図１７を参照して説明する。
本実施形態の超音波モータの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、保持部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１６および図１７を用いて保持部周辺のみを説明し、押え蓋等の説明を省略する。
図１６は、本実施形態に係る超音波モータの構成を説明する平面視図である。図１７は、図１６の圧電素子の構成を説明する図であり、図１７（ａ）は超音波モータの半径方向から圧電素子を見た図であり、図１７（ｂ）は円周方向から圧電素子を見た図であり、図１７（ｃ）は図１７（ａ）におけるＱ−Ｑ´断面図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略している。

超音波モータ（超音波駆動装置）３０１は、図１６および図１７に示すように、圧電素子（振動子）３０３と、ケース５と、被駆動体７と、押え蓋９とから概略構成されている。
圧電素子３０３の振動における節の位置となる略中央には、貫通孔３０４が形成されている。圧電素子３０３には、圧電素子３を保持する保持部（保持部材）３１７と、圧電素子３０３を被駆動体７に向けて付勢する板バネ１９とが備えられている。

保持部３１７は、圧電素子３０３を保持する側壁部（位置決め部）３２３と、側壁部３２３から超音波モータ３０１の半径方向に突出して形成されたピン部２７と、被駆動体７と接触する駆動接触部２１と、が樹脂により一体に形成されている。保持部３１７は、圧電素子３０３の振動における節の位置となる略中央にアウトサート形成され、貫通孔３０４にも樹脂が充填されている。
保持部３１７を形成する樹脂は、第５の実施形態で用いられた樹脂と同じ樹脂を用いることができる。

上記の構成からなる超音波モータ３０１においては、圧電素子３０３が配置孔１１に配置された状態で、保持部３１７の側壁部３２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接される。また、保持部３１７のピン部２７は、配置孔１１の誘導溝１５に沿って移動するように組み合わされている。

上記の構成によれば、圧電素子３０３の配置位置は、図１６および図１７に示すように、配置孔１１に配置されることにより所定の精度で位置決めされる。具体的には、保持部３１７の側壁部３２３と配置孔１１のガイド面１３とが当接されることにより、ケース５の半径方向について所定の精度で位置決めされる。また、保持部３１７のピン部２７と配置孔１１の誘導溝１５とが組み合わされることにより、ケース５の円周方向について所定の精度で位置決めされる。

圧電素子３０３を保持部３１７の側壁部３２３のみで支持するため、圧電素子３と保持部３１７との接触面積が小さくなる。その結果、圧電素子３０３の振動が保持部３１７により阻害されにくくなり、振動の発生効率を向上できる。
また、貫通孔３０４にも樹脂が充填されているため、保持部３１７を圧電素子３０３により確実に取り付けることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明をカメラのレンズの駆動原に適応して説明したが、この発明はレンズの駆動源に限られることなく、その他各種の駆動源に適応できるものである。

本発明の第１の実施形態に係る超音波モータの全体構成を示す断面図である。 図１の超音波モータの構成を示す部分平面視図である。 図１の圧電素子に付属する構成要素を示す図である。 図１の圧電素子と保持部との固定方法を説明する図である。 図１の圧電素子とケースとの組み合わせを説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る超音波モータの構成を示す平面視図である。 図６の圧電素子の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る超音波モータの構成を示す平面視図である。 図８の圧電素子の構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る超音波モータの構成を説明する平面視図である。 図１０の圧電素子の構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る超音波モータの構成を示す平面視図である。 図１２の圧電素子の構成を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る超音波モータの構成を示す平面視図である。 図１４の圧電素子の構成を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係る超音波モータの構成を示す平面視図である。 図１６の圧電素子の構成を示す図である。

符号の説明

１，５１，１０１，１５１，２０１，２５１，３０１ 超音波モータ（超音波駆動装置）
３，１５３，３０３ 圧電素子（振動子）
５ ケース（支持部材）
７，６７ 被駆動体
１３ ガイド面（位置決め部、対向面）
１５ 誘導溝（位置決め部、溝部）
１７，６７，１１７，１６７，２１７，２６７，３１７ 保持部（保持部材）
１９ 板バネ（付勢部材）
２１ 駆動接触部
２３，１２３，３２３ 側壁部（位置決め部）
２５ 基部
２７ ピン部（位置決め部、凸部）
７７ 突出部（位置決め部、凸部）
１５４，３０４ 貫通孔
Ｓ 隙間

Claims (10)

1. 電力が供給されることにより振動を発生する振動子と、
   前記振動子に固定される保持部材と、
   前記振動子を所定方向に向けて付勢する付勢部材と、
   前記保持部材を前記所定方向に移動可能に支持する支持部材とを有し、
   前記保持部材および前記支持部材に、前記所定方向に対して略垂直な平面上に投影される前記振動子の位置を所定の精度で定める位置決め部が備えられ、
   前記保持部材が、少なくとも前記振動子を前記所定方向に対して交差する方向に挟む一対の側壁部を有し、
   前記位置決め部が、前記側壁部および前記側壁部から突出する凸部と、前記支持部材に備えられ、前記側壁部に接触する対向面および該対向面において前記所定方向に延び、前記凸部を所定方向に移動可能に収容する溝部とからなる超音波駆動装置。
2. 前記保持部材が、前記一対の側壁部を連結する基部を備え、
   前記振動子が、前記基部を介して前記付勢部材により押圧される請求項１に記載の超音波駆動装置。
3. 前記側壁部が前記振動子との接触面において固定されている請求項１または請求項２に記載の超音波駆動装置。
4. 前記基部が前記振動子との接触面において固定されている請求項２に記載の超音波駆動装置。
5. 前記振動子と前記側壁との間に隙間が形成されている請求項４に記載の超音波駆動装置。
6. 前記側壁部と前記基部とが前記振動子との接触面において固定されている請求項２に記載の超音波駆動装置。
7. 前記保持部材が樹脂材から形成され、
   前記保持部材が前記位置決め部と一体に形成され、前記振動子に固定されている請求項１から請求項６のいずれかに記載の超音波駆動装置。
8. 前記振動子により発生された振動により駆動される被駆動体と、
   前記振動子と前記被駆動体との間に配置された駆動接触部とを有し、
   該駆動接触部が、前記保持部材と一体に形成されている請求項７に記載の超音波駆動装置。
9. 前記振動子に、振動の節となる位置に、振動方向と交差する向きに延びる貫通孔が形成され、
   該貫通孔が形成された領域に、少なくとも前記保持部材が前記振動子と一体に形成されている請求項７または請求項８に記載の超音波駆動装置。
10. 前記振動子により発生された振動により駆動される被駆動体と、
    前記振動子と前記被駆動体との間に配置された駆動接触部と、を有し、
    該駆動接触部が、前記保持部材と一体にアウトサート形成されるとともに、前記振動子と前記側壁部との間に隙間が形成されている請求項１または請求項２に記載の超音波駆動装置。

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