JP4659450B2 - 超音波モータ - Google Patents

Description

本発明は、超音波モータの駆動部内の塵埃除去のための機構部に関する。

従来のリニア型超音波モーターを駆動アクチュエーターとする駆動機構において、その駆動機構近傍の摩耗粉の除去機構に関して、特許文献１に開示されたものは、上記のアクチュエータと一体的に構成された除去機構部を設けたものである。
特許文献１は、特開平８−２１１４４９号公報である。

しかし、上述に特許文献１に開示されたものは、除去機構部が上記アクチュエータと一体部品であるために設計上の配置が制限され、かつ、その塵除去の作用効果にも限界があった。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、超音波モーターの駆動部内の塵を簡単な機構により確実に排除することことが可能な超音波モータを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の超音波モータは、駆動子に楕円振動を励起させる振動子と、圧接接触している上記駆動子の楕円振動の作用を受け、上記振動子に対して相対的に移動可能な被駆動体と、上記被駆動体との押圧接触部近傍における上記振動子に取り付けられていて、上記振動子と上記被被駆動体とが相対移動することにより上記押圧接触部を清掃する突起部材と、を具備し、上記突起部材は、上記振動子への取り付け位置決め部を一端に持ち、他端には上記被駆動体と接触する接触部を持ち、上記被駆動体との接触部は、上記突起部材の弾性力により被駆動体に押圧されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の超音波モータは、請求項１に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材の接触部は、線状に上記被駆動体に接触し、上記被駆動体と駆動子の接触幅より広く接触していることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の超音波モータは、請求項１に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材は、上記駆動子近傍に取り付けられていることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の超音波モータは、請求項１に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材は、上記被駆動体の進行方向に振動子から延出されていることを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の超音波モータは、請求項２に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材の先端部に凹部を設け、その凹部に吸着剤を塗布したことを特徴とする。

本発明の請求項６に記載の超音波モータは、請求項１に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材の被駆動体との摺動面には、潤滑剤の塗装が施されていることを特徴とする。

本発明の請求項７に記載の超音波モータは、請求項１に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材の表面には、上記被駆動体との摺動面以外の少なくとも一部に粘着剤が塗布されていることを特徴とする。

本発明の請求項８に記載の超音波モータは、請求項１に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材の形状は、上記突起部材の接触部の先端部に向けて傾斜する形状であることを特徴とする。

本発明の請求項９に記載の超音波モータは、請求項１に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材は、弾性体の樹脂であることを特徴とする。

本発明の請求項１０に記載の超音波モータは、請求項１に記載の超音波モータにおいて、上記突起部材の材質は、磁性を有する材質であることを特徴とする。

本発明によれば、超音波モーターの駆動部内の塵を単純な機構により確実に排除することことが可能な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が組み込まれたレンズ鏡筒の分解斜視図である。図２は、上記レンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、図２のＢ視図である。

なお、以下の説明において、複数群レンズからなる撮影レンズ光軸を光軸Ｏとし、光軸Ｏ方向（すなわち、光軸Ｏと平行な方向）で被写体側を前方側とし、結像側を後方側とする。光軸Ｏに対するラジアル方向をＲ方向とし、光軸Ｏまわりの周方向（接線方向）をＴ方向とする。

本実施形態のレンズ鏡筒１は、図１に示すように固定枠２と、固定枠２の内周部に回転可能に嵌入支持されるカム環３と、カム環３の前方内周に嵌入さる第二群枠４と、カム環３の後方内周に嵌入さる第三群枠５と、第二群枠４に保持される第二群レンズ６と、第三群枠５に保持される第三群レンズ７と、リニアタイプの駆動源としての超音波モータ４０とを有してなる。なお、レンズ鏡筒１には、図示しないズーム用第一群レンズを保持する第一群枠が別途配置されているものとする。また、第二，三群枠４，５は、フォーカシング時に進退駆動されるものとする。

固定枠２は、円筒枠部材であって、その環状部に光軸Ｏ方向に沿ったホルダ挿入溝２ａと、該挿入溝２ａ上に設けられるネジ穴２ｂと、周方向に沿ったガイド溝２ｃと、光軸Ｏ方向に沿った直進ガイド溝２ｄ，２ｅとを有している。

カム環３は、円筒枠部材であって、固定枠２のガイド溝２ｃに摺動自在に嵌入するガイドピン１０を有しており、該ガイドピン１０によって固定枠２に対して光軸Ｏ方向位置が規制され、光軸Ｏ回りに回動自在に支持される。そして、カム環３には、円筒外周部を貫通し、周方向に沿った逃げ溝３ａと、光軸Ｏに対して斜行するカム溝３ｂ，３ｃが設けられる。

第二群枠４は、円筒枠部材であって、内周部に第二群レンズ６を保持し、カム環３の前方内周に嵌入し、進退可能に支持される。第二群枠４の外周部にガイドピン４ｅとカムフォロア８が固着されており、さらに、枠部上方には、振動子４１を含む超音波モータ４０が相対移動するためのスペ−スであって、上方に開口する凹部４ｃが設けられている。第二群枠４の外周部に設けられる複数のボール嵌入凹部４ｂには、複数の転動体であるボール１１が嵌入される。第二群枠４は、カム環３の内周部に嵌入された状態で該ボール１１を介して光軸Ｏ方向に直進進退可能に支持される。

凹部４ｃの底部には、光軸Ｏ方向に沿ったＵ字溝４ｄが配されており、Ｕ字溝４ｄには、後述する超音波モータ４０の駆動レール１６が固着されている。

ガイドピン４ｅは、カム環３の逃げ開口部３ｅを挿通して固定枠２の直進ガイド溝２ｄに摺動自在に嵌入する。また、カムフォロア８は、カム環３のカム溝３ｂに摺動自在に嵌入する。従って、第二群枠４が固定枠２に対して回転が規制された状態で光軸Ｏ方向に進退駆動された場合、カム環３がカムフォロア８を介してカム溝３ｂに沿って回転駆動される。

第三群枠５は、円筒枠部材であって、内周部に第三群レンズ７を保持し、カム環３の後方内周に嵌入して支持される。その外周部にガイドピン５ａとカムフォロア９が固着されている。ガイドピン５ａは、カム環３の逃げ開口部３ｅを挿通して固定枠２の直進ガイド溝２ｅに摺動自在に嵌入する。また、カムフォロア９は、カム環３のカム溝３ｃに摺動自在に嵌入する。従って、第三群枠５は、固定枠２に対して回転が規制された状態でカム環３の回転によりカム溝３ｃに沿って光軸Ｏ方向に直進進退駆動される。

次に、超音波モータ４０の詳細について、図１、および、図５〜１０を用いて説明する。
図５は、上記超音波モータの振動子の斜視図である。図６は、上記超音波モータの振動子を駆動レールに当て付けた状態を示す斜視図である。

超音波モータ４０は、振動子に励起される超音波振動により駆動レールを介してレンズ鏡筒１を進退駆動する駆動アクチュエータであって、図１に示すように振動子４１と、振動子支持部と、第二群枠４に固定しじされる被駆動体としての駆動レール１６とを有してなる。

振動子４１は、図５，６に示すように積層圧電体４２と、支持軸４３と、一対の駆動子４４と、一対の突起部材１５と、接続用フレキシブル基板を有している。

積層圧電体４２は、電気／機械エネルギ変換素子である複数枚の圧電シートと表面の絶縁板からなり、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が形成されている。積層圧電体４２に上記電極を介して超音波駆動電圧が印加されると、屈曲定在波屈曲振動と縦振動が励起される。この積層圧電体４２の前後の両側面には、側方に突出して設けられ、突起部材の位置決め部としての位置決め凸部４５が固定配置されている。

支持軸４３は、積層圧電体４２の振動の節（中立位置）を積層方向（鏡筒組み付け状態でＴ方向）に貫通して接着固定され、軸両端が積層圧電体４２から突出している。

駆動子４４は、支持軸４３と直交する方向の積層圧電体４２の長手方向（鏡筒組み付け状態で光軸Ｏ方向）両端部に固定される一対の突起よりなる。この駆動子４４には駆動レール１６との押圧接触部として、該駆動レール１６の外周の一部に密着する凹状円弧面４４ａが形成されている。

上記振動子支持部は、図２，３に示すようにホルダ支えネジ１２と、支持部材である振動子ホルダ１３と、振動子付勢バネ１４とからなる。

ホルダ支えネジ１２は、固定枠２のネジ穴２ｂに螺合可能なネジ部１２ａと振動子ホルダ１３に嵌入するＴ方向に沿った軸部１２ｂとを有している。

振動子ホルダ１３は、軸部１２ｂが摺動自在に嵌入する軸穴１３ａと、振動子の支持軸４３が係合する切り欠き部１３ｂとを有している。

駆動レール１６は、円形断面の真直軸であって、耐摩耗性のよい材料、例えば、セラミック等で形成される部材である。この駆動レール１６は、第二群枠４の凹部４ｃの底面部に設けられる溝４ｄに嵌入され、光軸Ｏ方向に沿った状態で接着固定される。

突起部材１５は、弾性変形が可能なゴム材、あるいは、樹脂材で形成され、振動子の積層圧電体４２に光軸Ｏ方向の両端部の位置決め凹部４５に位置決めされ、駆動子４４を囲む状態で固着される。この突起部材１５の形状は、図７〜９に示される。
なお、図７は、上記突起部材の斜視図であり、図８は、図７のＥ−Ｅ断面図である。図９は、図８のＦ−Ｆ断面図である。図１０は、図６のＣ−Ｃ断面図であり、上記突起部材が固着された振動子を駆動レールに当て付けた状態の断面を示す。図１１は、図１０のＧ−Ｇ断面図である。

図７〜９に示すように突起部材１５は、積層圧電体４２の端部に嵌入する凹部１５ｂと、位置決め溝部１５ｄと、駆動子４４が嵌入する駆動子嵌入穴１５ｃと、駆動レール側に設けられる凹状円弧面１５ｅと、駆動子４４から移動（進行）方向に延出して設けられ、駆動レール１６との接触部となる先端凹状円弧部１５ｆとを有している。凹状円弧面１５ｅは、駆動子４４の凹状円弧面４４ａの曲率半径より僅かに大きい曲率半径Ｒ1 を有し、凹状円弧部１５ｆは、Ｒ1 より小さく、駆動レール１６の軸部の曲率半径と等しいか、僅かに小さい曲率半径Ｒ2 を有している。さらに、図１０に示すように凹状円弧部１５ｆのＴ方向幅（弦の長さ）Ｓ2 は、凹状円弧面４４ａのＴ方向幅（弦の長さ）Ｓ1 より大きくなっている。

なお、凹状円弧面１５ｅと凹状円弧部１５ｆとの間は傾斜面で接続されている。従って、突起部材１５は、先端側の凹状円弧部１５ｆに向けて徐々に肉厚が薄くなる形状を有する。

図６に示すように突起部材１５は、一対のものが振動子４１の積層圧電体４２に光軸Ｏ方向のその両端部に位置決めして、接着剤により固着される。すなわち、突起部材１５は、積層圧電体４２位置決め凸部４５に位置決め溝部１５ｄを嵌入させ、かつ、駆動子４４を嵌入穴１５ｃに嵌入させて、凹部１５ｂを積層圧電体４２の端部に挿入して接着固定される。このように接着固定することにより駆動レール１６の相対移動による突起部材１５の位置ずれや脱落が防止される。

突起部材１５を積層圧電体４２に位置決め固着した状態では、凹状円弧部１５ｆは、駆動子の凹状円弧面４４ａに対してＲ方向に所定押圧量だけ突出しているものとする。従って、振動子４１がレンズ鏡筒１に組み込まれ、駆動子４４が駆動レール１６上に当接した状態では、図６に示すように突起部材１５の凹状円弧部１５ｆは、弾性変形することによって駆動レール１６の外径部に線状密着状態で接触する（その接触位置は、駆動子４４の移動方向の外方位置）。但し、突起部材１５の凹状円弧面１５ｅは、駆動レール１６の外径から逃げた位置にある。

上述した構成を有する超音波モータ４０の振動子４１は、第二群枠４の凹部４ｃ内部に挿入され、支持軸４３方向をＴ方向に一致させ、駆動子４４を駆動レール１６上に当接させた状態で組み込まれる。振動子支持部材の振動子ホルダ１３は、カム環３の逃げ溝３ａから挿入され、振動子ホルダ１３の切り欠き部１３ｂを回動可能状態で支持軸４３に当接させる。なお、カム環３，第二群枠４を固定枠２の内周に嵌入する場合、振動子ホルダ１３の上方突出部を固定枠２の挿入溝２ａに挿入して上記嵌入を行う必要がある。

そして、ホルダ支えネジ１２は、固定枠２のネジ穴２ｂに外周側から挿入して螺着される。その螺着状態で軸部１２ｂは、振動子ホルダ１３の軸穴１３ａに嵌入し、振動子ホルダ１３のＴ方向かつ光軸Ｏ平行方向に沿った面上の位置が決められる。また、振動子ホルダ１３のＲ方向は可動の状態で支持される。また、ホルダ支えネジ１２と振動子ホルダ１３との間には、振動子付勢バネ１４が挿入されている。従って、振動子付勢バネ１４の付勢力により振動子ホルダ１３を介して振動子４１の支持軸４３が押圧され、駆動子４４が駆動レール１６に所定の当接力で当接する。

超音波モータ４０を駆動する場合、発振回路部，移相回路部，駆動回路部等を有してなる振動子駆動回路より位相制御された超音波駆動電圧が振動子４１に印加される。超音波駆動電圧が印加された振動子４１には、屈曲定在波振動と縦振動が合成された振動が励起され、駆動子４４の先端に位相のずれた楕円振動を発生させる。駆動子４４の先端には被駆動体である駆動レール１６が押圧されているので、上記楕円振動によって駆動レール１６が振動子４１に対した相対的に直線駆動される。

上述した超音波モータ４０が組み込まれたレンズ鏡筒１における鏡枠の進退動作を説明すると、いま、図４に示すように第二群枠４が光軸Ｏ方向後方に繰り込まれ、かつ、第三群枠５が光軸Ｏ方向前方に繰り出された位置にあるとする。振動子４１に駆動電圧が印加され、振動が励起されて駆動子４４に楕円振動が発生して駆動レール１６が振動子４１に対して光軸Ｏ方向前方に駆動されると、第二群枠４が固定枠２に回転規制された状態で光軸Ｏ方向前方に移動する。前述したようにカム環３は、固定枠２に対して進退規制，回動自在に支持されていることから、上記第二群枠４の光軸Ｏ方向前方への移動によってカムフォロア８、カム溝３ｂを介してカム環３が−Ｄ方向に回動駆動される。上記カム環３の回動により第三群枠５がカム溝３ｃ，カムフォロア９を介して光軸Ｏ方向後方に繰り込まれる。

上述した超音波モータ４０によりレンズ鏡筒１の各鏡枠が進退駆動される場合、駆動子４４の凹状円弧面４４ａの駆動レール１６との間の押圧接触部にて摩擦による駆動力の伝達がなされるが、その押圧接触部の摩擦面にて摩耗粉が発生する。しかし、その摩耗粉は、駆動子４４の前後にて前述したように駆動レール１６の表面に突起部材１５の凹状円弧部１５ｆが密着して摺接するので確実に排除される。なお、上記摩耗粉と共に駆動レール１６上に積もる塵埃も同時に除去される。

また、振動子４１と駆動レール１６との相対移動方向（光軸Ｏ方向）と直交する方向であるＴ方向に関して、図１１に示すように突起部材１５の凹状円弧部１５ｆが駆動レール１６に接触する幅（図１０，１１のＳ2 に相当する）は、駆動子４４の凹状円弧面４４ａが駆動レール１６に接触する幅（図１０，１１のＳ1 に相当する）より広い。言い換えれば、駆動子４４が駆動レール１６５上を相対的に摩擦移動した場合、駆動子４４が接触する駆動レール１６上の領域をすべて突起部材１５の凹状円弧部１５ｆの接触部がカバーした状態で摺動することになり、駆動子４４と駆動レール１６との摩擦により生じる摩耗粉は、突起部材１５によって残すことなく除去される。なお、突起部材１５の凹状円弧面１５ｅは、駆動レール１６の外径部に対して隙間のある状態で位置しているので駆動時の摩擦負荷にはならない。

また、突起部材１５が振動体となる積層圧電体４２に固着されていることから該突起部材１５も同時に振動するので、付着した摩耗粉を駆動レール１６より外方に振り払う効果も期待できる。

以上、説明したように本実施形態の超音波モータ４０が組み込まれたレンズ鏡筒１によれば、駆動中に発生する駆動子と駆動レールとの押圧接触部における摩耗粉の除去が確実に行われ、駆動レール１６上に摩耗粉が堆積して駆動力の減退や摩耗の助長等が防止される。また、上述した摩耗粉除去機構自体も簡単な構造であり、超音波モータの配置スペ−スが大きくなることが避けられる。

なお、上述した実施形態の超音波モータ４０において、突起部材１５の凹状円弧部１５ｆと駆動レール１６との摺動部に摩擦抵抗を減じるためにシリコングリース等の潤滑剤を塗布するか、あるいは、凹状円弧面１５ｅから円弧部１５ｆにかけて潤滑剤を焼き付ける等の表面処理を施すことにより、摩擦を減らし超音波モータ４０の変換効率の低下を防止できる。

また、突起部材１５の凹状円弧面１５ｅ，円弧部１５ｆ以外の露出部分や凹部に粘着剤、あるいは、吸着剤を塗布することにより上記摩耗粉を収集し、飛散を防止することもできる。

さらに、突起部材１５を磁力を発生する材料（樹脂に磁性粉体を混入させた変形可能な樹脂製磁石など）で形成することにより摩耗粉の収集をより効果的に行うこともできる。

次に、上記実施形態の超音波モータ４０に適用された突起部材１５に対する３つの変形例の突起部材について、図１２〜２５を用いて説明する。
なお、これらの変形例の突起部材が適用される超音波モータおよびレンズ鏡筒は、前述した実施形態のものと略同一であり、同一の構成部材には同一の符号を用いて以下の説明を行う。

第一の変形例の突起部材５１を適用した超音波モータ４０Ａについて、図１２〜１６を用いて説明する。
図１２は、超音波モータ４０Ａの側面図である。図１３は、超音波モータ４０Ａに適用される振動子４１の斜視図である。図１４は、第一の変形例の突起部材５１の斜視図である。図１５は、図１４のＨ−Ｈ断面図である。図１６は、図１５のＩ−Ｉ断面図である。

超音波モータ４０Ａの振動子４１における積層圧電体４２には、図１３に示すように光軸Ｏ方向の両端部位置に一対の突起部材５１を位置決めするための位置決めピン４５Ａが配されており、該位置決めピン４５Ａで位置決めされた本変形例の突起部材５１が積層圧電体４２の両端部に接着固定される。

突起部材５１は、図１４〜図１６に示すように積層圧電体４２が嵌入し、かつ、駆動子４４が挿通する片側が開放された凹部５１ｂと、位置決め部としての位置決めピン穴５１ｄと、駆動レール側に設けられる凹状円弧面５１ｅと、駆動子４４から移動（進行）方向に延出して設けられ、駆動レール１６の表面に接触する先端凹状円弧部５１ｆとを有している。前記突起部材１５の場合と同様に凹状円弧面５１ｅは、駆動子４４の凹状円弧面４４ａの曲率半径より僅かに大きい曲率半径Ｒ1 を有し、凹状円弧部５１ｆは、Ｒ1 より小さく、駆動レール１６の軸部の曲率半径と等しいか、僅かに小さい曲率半径Ｒ2 を有している。さらに、凹状円弧部５１ｆのＴ方向幅（弦の長さ）は、駆動子４４の凹状円弧面４４ａのＴ方向幅（弦の長さ）より広い。

なお、凹状円弧面５１ｅと凹状円弧部５１ｆとの間は傾斜面で接続されている。従って、突起部材５１は、先端側の凹状円弧部５１ｆに向けて徐々に肉厚が薄くなる形状を有する。

図１２に示すように突起部材５１は、前記突起部材１５の場合と同様に一対のものが振動子４１の積層圧電体４２に光軸Ｏ方向のその両端部に位置決めして、接着剤により固着される。すなわち、突起部材５１は、積層圧電体４２位置決めピン４５Ａに位置決め穴５１ｄを嵌入させて凹部５１ｂを積層圧電体４２の両端部に挿入して接着固定される。

突起部材５１の積層圧電体４２への位置決め固着状態では、凹状円弧部５１ｆは、駆動子の凹状円弧面４４ａに対してＲ方向に所定押圧量だけ突出しているものとする。従って、振動子４１がレンズ鏡筒１に組み込まれ、駆動子４４が駆動レール１６上に当接した状態では、図６に示すように凹状円弧部５１ｆは、弾性変形することによって駆動レール１６の外径部に線状密着状態で接触する（その接触位置は、駆動子４４の移動方向の外方位置）。。そして、駆動レール１６に対して凹状円弧面４４ａよりも凹状円弧部５１ｆが幅広く接触する。凹状円弧面５１ｅは、駆動レール１６の外径から逃げた位置にある。

本変形例の突起部材５１を適用した超音波モータ４０Ａも前記突起部材１５を適用した超音波モータ４０の場合と同様にレンズ鏡筒１の駆動を行う。そして、駆動中に発生する駆動子と駆動レールとの押圧接触部における摩耗粉の除去が突起部材５１の凹状円弧部５１ｆによってなされ、駆動レール１６上に摩耗粉が堆積することによる駆動力の減退や摩耗の助長等が防止できる。

特に突起部材５１の凹部５１ｂの片側が開放された形状であることから突起部材５１の組み付けが容易である。

なお、突起部材５１に対しても突起部材１５の場合と同様に摩擦抵抗を減じるための表面処理や摩耗粉を収集し、飛散を防止する表面処理等は、突起部材１５の場合と同様な処理が可能である。さらに、突起部材５１を樹脂製磁石材料で形成して集塵効果を上げることも可能である。

第二の変形例の突起部材６１を適用した超音波モータ４０Ｂについて、図１７〜２１を用いて説明する。
図１７は、超音波モータ４０Ｂの斜視図である。図１８は、超音波モータ４０Ｂの側面図である。図１９は、第二の変形例の突起部材６１の斜視図である。図２０は、図１９のＪ方向から見た突起部材６１の斜視図である。図２１（Ａ）〜（Ｅ）は、突起部材６１の形状を示す図であって、図２１（Ａ）は、図１９のＫ矢視図である。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）のＬ1 −Ｌ1 断面図である。図２１（Ｃ）は、図２１（Ｂ）のＬ2 矢視図である。図２１（Ｄ）は、図２１（Ｂ）のＬ3 矢視図である。図２１（Ｅ）は、図２１（Ｂ）のＬ4 矢視図である。

超音波モータ４０Ｂにおける振動子４１には、積層圧電体４２の両端部に前記突起部材１５に替えて本変形例の一対の突起部材６１が接着固定される。それ以外は、前記超音波モータ４０の振動子４１の構造と同様である。以下、突起部材６１について説明する。

本変形例の突起部材６１は、図１９，２０，図２１（Ａ）〜（Ｅ）に示すように積層圧電体４２の端部が嵌入する凹部６１ｂと、位置決め溝部６１ｄと、駆動子４４が嵌入する駆動子嵌入穴６１ｃと、凹部６１ｂに対して光軸Ｏ方向で対向した位置に設けられる凹部６１ｈと、該凹部６１ｈの下方側に凹状円弧面６１ｅと、駆動子４４から移動（進行）方向に延出して設けられ、駆動レール１６に接触する先端凹状円弧部６１ｆと、凹部６１ｂの端部下方に設けられる凹状円弧面６１ｅ′とを有している。そして、凹状円弧面６１ｅと６１ｆとの間は傾斜面でつながっている。凹状円弧面６１ｅと円弧部６１ｆの上面には、先端に向けて駆動レール側に傾斜する傾斜面６１ｇが形成されている。

凹状円弧面６１ｅ，６１ｅ′は、駆動子４４の凹状円弧面４４ａの曲率半径より僅かに大きい曲率半径Ｒ1 を有し、凹状円弧部６１ｆは、Ｒ1 より小さく、駆動レール１６の軸部の曲率半径と等しいか、僅かに小さい曲率半径Ｒ2 を有している。さらに、凹状円弧部６１ｆのＴ方向幅（弦の長さ）は、凹状円弧面４４ａのＴ方向幅（弦の長さ）より大きくなっている。なお、凹状円弧面６１ｅと凹状円弧部６１ｆとの間は傾斜面で接続されている。従って、突起部材６１は、先端側の凹状円弧部６１ｆに向けて徐々に肉厚が薄くなる形状を有する。

図１８に示すように突起部材６１は、一対のものが振動子４１の積層圧電体４２に光軸Ｏ方向の両端部に位置決めして、接着剤により固着される。すなわち、突起部材６１は、積層圧電体４２位置決め凸部４５（図５）に位置決め溝部６１ｄを嵌入させ、かつ、駆動子４４を嵌入穴６１ｃに嵌入させて、凹部６１ｂを積層圧電体４２の端部に挿入して接着固定される。このように接着固定することにより駆動レール１６の相対移動による突起部材６１の位置ずれや脱落が防止される。

上述のように突起部材６１を積層圧電体４２に位置決め固着した状態では、凹状円弧部６１ｆは、駆動子の凹状円弧面４４ａに対してＲ方向に所定押圧量だけ突出している。従って、振動子４１がレンズ鏡筒１に組み込まれ、駆動子４４が駆動レール１６上に当接した状態では、図１８に示すように突起部材６１の凹状円弧部６１ｆは、弾性変形することによって駆動レール１６の外径部に線状密着状態で接触する（その接触位置は、駆動子４４の移動方向の外方位置）。また、駆動レール１６に対して凹状円弧面４４ａよりも凹状円弧部６１ｆが幅広く接触する。一方、凹状円弧面６１ｅは、駆動レール１６の外径から逃げた位置にある。

本変形例の突起部材６１を適用した超音波モータ４０Ｂも前記超音波モータ４０の場合と同様にしてレンズ鏡筒１の進退駆動を行う。そして、この超音波モータ４０Ｂによる効果も超音波モータ４０と同様に突起部材６１により駆動レール１６上の摩耗粉や塵埃が確実に除去される。また、突起部材６１の振動で該摩耗粉を振り落とすの効果も奏する。

さらに、突起部材６１の先端側の駆動レール１６との当接部となる凹状円弧部６１ｆの上側に傾斜面６１ｇが形成され、さらに、該傾斜面６１ｇを囲む状態で凹部６１ｈが形成されていることから凹状円弧部６１ｆで排除された摩耗粉が傾斜面６１ｇを伝って凹部６１ｈに貯まっていくことになり、一旦排除された摩耗粉が周囲に拡散することがない。

なお、突起部材６１に対しても突起部材１５の場合と同様に摩擦抵抗を減じるための表面処理や摩耗粉を収集し、飛散を防止する表面処理が可能である。突起部材６１を樹脂製磁石材料で形成して集塵効果を上げることも可能である。

第三の変形例の突起部材７１を適用した超音波モータ４０Ｃについて、図２２〜２５を用いて説明する。
図２２は、超音波モータ４０Ｃの側面図である。図２３は、第二の変形例の突起部材７１の斜視図である。図２４は、図２３のＭ方向から見た突起部材７１の斜視図である。図２５（Ａ）〜（Ｅ）は、突起部材７１の形状を示す図であって、図２５（Ａ）は、図２３のＮ矢視図である。図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）のＰ1 −Ｐ1 断面図である。図２５（Ｃ）は、図２５（Ｂ）のＰ2 矢視図である。図２５（Ｄ）は、図２５（Ｂ）のＰ3 矢視図である。図２５（Ｅ）は、図２５（Ｂ）のＰ4 矢視図である。

超音波モータ４０Ｃにおける振動子４１は、積層圧電体４２の両端部に前記突起部材１５、または、６１に替えて本変形例の一対の突起部材７１が接着固定される。それ以外は、前記超音波モータ４０Ｂの振動子４１の構造と同様である。以下、突起部材７１について説明する。

本変形例の突起部材７１は、図２３，２４，図２５（Ａ）〜（Ｅ）に示すように積層圧電体４２の端部が嵌入する凹部７１ｂと、位置決め部としての位置決め溝部７１ｄと、駆動子４４が嵌入する駆動子嵌入穴７１ｃと、凹部７１ｂに対して光軸Ｏ方向で対向した位置に設けられる凹部７１ｈと、凹部７１ｂの下方に凹状円弧面７１ｅと先端凹状円弧部７１ｆと、凹部７１ｈの下方位置に凹状円弧面７１ｅ′と先端凹状円弧部７１ｆ′とを有している。凹状円弧部７１ｆ，７１ｆ′は、駆動子４４の両移動（進行）方向に延出した状態で位置する。

凹状円弧面７１ｅと凹状円弧部７１ｆとの間、および、凹状円弧面７１ｅ′と凹状円弧部７１ｆ′との間は傾斜面でつながっている。さらに、凹状円弧面７１ｅと円弧部７１ｆの上面の凹部７１ｂ側、および、凹状円弧面７１ｅ′と円弧部７１ｆ′の上面の凹部７１ｈ側には、それぞれ先端側に向けて駆動レール側に傾斜する傾斜面７１ｇ，７１ｇ′が形成されている。従って、突起部材７１は、両先端側の凹状円弧部７１ｆ，７１ｆ′に向けて徐々に肉厚が薄くなる形状を有する。

凹状円弧面７１ｅ，円弧部７１ｆ、および、凹状円弧面７１ｅ′，円弧部７１ｆ′は、それぞれ駆動子嵌入穴７１ｃを中心にした対称形状を有している。そして、凹状円弧面７１ｅ，７１ｅ′は、駆動子４４の凹状円弧面４４ａの曲率半径より僅かに大きい曲率半径Ｒ1 を有し、凹状円弧部７１ｆ，７１ｆ′は、Ｒ1 より小さく、駆動レール１６の軸部の曲率半径と等しいか、僅かに小さい曲率半径Ｒ2 を有している。さらに、凹状円弧部７１ｆのＴ方向幅（弦の長さ）は、凹状円弧面４４ａのＴ方向幅（弦の長さ）より大きくなっている。

図２２に示すように突起部材７１は、一対のものが振動子４１の積層圧電体４２に光軸Ｏ方向の両端部に位置決めして、接着剤により固着される。すなわち、突起部材７１は、積層圧電体４２位置決め凸部４５（図５）に位置決め溝部７１ｄを嵌入させ、かつ、駆動子４４を嵌入穴７１ｃに嵌入させて、さらに、凹部７１ｂを積層圧電体４２の端部に挿入して接着固定される。このように接着固定することにより駆動レール１６の相対移動による突起部材７１の位置ずれや脱落が防止される。

上述のように突起部材７１を積層圧電体４２に位置決め固着した状態では、凹状円弧部７１ｆは、駆動子の凹状円弧面４４ａに対してＲ方向に所定押圧量だけ突出しているものとする。従って、振動子４１がレンズ鏡筒１に組み込まれ、駆動子４４が駆動レール１６上に当接した状態では、図２２に示すように突起部材７１の凹状円弧部７１ｆ，７１ｆ′は、弾性変形することによって駆動レール１６の外径部に線状密着状態で接触する（その接触位置は、駆動子４４の両移動方向の外方位置）。また、駆動レール１６に対して凹状円弧面４４ａよりも凹状円弧部７１ｆが幅広く接触する。凹状円弧面７１ｅ，７１ｅ′は、駆動レール１６の外径から逃げた位置にある。

本変形例の突起部材７１を適用した超音波モータ４０Ｃも前記超音波モータ４０の場合と同様にレンズ鏡筒１の進退駆動を行う。そして、超音波モータ４０や４０Ｂと同様に突起部材７１により駆動レール１６上の摩耗粉や塵埃を確実に除去し、また、突起部材７１の振動で該摩耗粉を振り落とす効果を奏する。特に、一対の突起部材７１のそれぞれにおいて駆動子４４を中心にした両端の凹状円弧部７１ｆと７１ｆ′が駆動レール１６の外径部との当接部しながら移動することから摩耗粉が駆動レール１６の表面から効率よく排除される。さらに、上記摩耗分は、両端の凹状円弧部７１ｆと７１ｆ′の上部に形成される傾斜面７１ｇ，７１ｇ′を伝って凹部７１ｂ，７１ｈに貯まっていくことになり、一旦排除された摩耗粉が周囲に拡散することがない。

なお、本変形例の突起部材７１に対しても摩擦抵抗を減じるための表面処理や摩耗粉を収集し、飛散を防止する表面処理等は、前述した突起部材１５の場合と同様な処理が可能である。また、突起部材７１を樹脂製磁石材料で形成し、集塵効果を上げることも可能である。

前述した実施形態の超音波モータ、および、各変形例の突起部材を適用した超音波モータは、超音波駆動される振動子を適用するものであったが、本発明の要旨は、これに限らず超音波以外の周波数で振動駆動される振動子を適用する振動波モータにも適用することが可能である。

本発明の超音波モータは、超音波モーターの駆動部内の塵を単純な機構により確実に排除することことが可能な超音波モータとして利用可能である。

本発明の一実施形態である超音波モータが組み込まれたレンズ鏡筒の分解斜視図である。 図１のレンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ視図である。 図１のレンズ鏡筒に適用される超音波モータの振動子の斜視図である。 図５の振動子を駆動レールに当て付けた状態の斜視図である。 図５の超音波モータの振動子に適用される突起部材の斜視図である。 図７のＥ−Ｅ断面図である。 図８のＦ−Ｆ断面図である。 図６のＣ−Ｃ断面図である。 図１０のＧ−Ｇ断面図である。 図７の突起部材に対する第一の変形例の突起部材を適用する超音波モータの側面図である。 図１２の超音波モータに適用される振動子の斜視図である。 図１２に示す第一の変形例の突起部材の斜視図である。 図１４のＨ−Ｈ断面図である。 図１５のＩ−Ｉ断面図である。 図７の突起部材に対する第二の変形例の突起部材を適用する超音波モータの斜視図である。 図１７の超音波モータの側面図である。 図１７に示す第二の変形例の突起部材の斜視図である。 図１９の突起部材をＪ方向から見た斜視図である。 図１７の突起部材の形状を示す図であって、図２１（Ａ）は、図１９のＫ矢視図である。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）のＬ1 −Ｌ1 断面図である。図２１（Ｃ）は、図２１（Ｂ）のＬ2 矢視図である。図２１（Ｄ）は、図２１（Ｂ）のＬ3 矢視図である。図２１（Ｅ）は、図２１（Ｂ）のＬ4 矢視図である。 図７の突起部材に対する第三の変形例の突起部材を適用する超音波モータの側面図である。 図２２に示す第三の変形例の突起部材の斜視図である。 図２３の突起部材をＭ方向から見た斜視図である。 図２３の突起部材の形状を示す図であって、図２５（Ａ）は、図２３のＮ矢視図である。図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）のＰ1 −Ｐ1 断面図である。図２５（Ｃ）は、図２５（Ｂ）のＰ2 矢視図である。図２５（Ｄ）は、図２５（Ｂ）のＰ3 矢視図である。図２５（Ｅ）は、図２５（Ｂ）のＰ4 矢視図である。

符号の説明

１５，５１，６１，７１
…突起部材
１５ｆ，５１ｆ，６１ｆ，７１ｆ
…先端凹状円弧部（接触部）
１６ …駆動レール（被駆動体）
４１ …振動子
４４ …駆動子
４４ａ…凹状円弧面（押圧接触部）

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (10)

1. 駆動子に楕円振動を励起させる振動子と、
   圧接接触している上記駆動子の楕円振動の作用を受け、上記振動子に対して相対的に移動可能な被駆動体と、
   上記被駆動体との押圧接触部近傍における上記振動子に取り付けられていて、上記振動子と上記被被駆動体とが相対移動することにより上記押圧接触部を清掃する突起部材と、
   を具備し、
   上記突起部材は、上記振動子への取り付け位置決め部を一端に持ち、他端には上記被駆動体と接触する接触部を持ち、
   上記被駆動体との接触部は、上記突起部材の弾性力により被駆動体に押圧されていることを特徴とする超音波モータ。
2. 上記突起部材の接触部は、線状に上記被駆動体に接触し、上記被駆動体と駆動子の接触幅より広く接触していることを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
3. 上記突起部材は、上記駆動子近傍に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
4. 上記突起部材は、上記被駆動体の進行方向に振動子から延出されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
5. 上記突起部材の先端部に凹部を設け、その凹部に吸着剤を塗布したことを特徴とする請求項２に記載の超音波モータ。
6. 上記突起部材の被駆動体との摺動面には、潤滑剤の塗装が施されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
7. 上記突起部材の表面には、上記被駆動体との摺動面以外の少なくとも一部に粘着剤が塗布
   されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
8. 上記突起部材の形状は、上記突起部材の接触部の先端部に向けて傾斜する形状であることを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
9. 上記突起部材は、弾性体の樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
10. 上記突起部材の材質は、磁性を有する材質であることを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。

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