JP5066826B2 - 駆動装置、電子機器、駆動装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置、電子機器、駆動装置の製造方法に関するものである。

従来、圧電体の励振によってステータの弾性体に進行性振動波（以下、進行波とする）を発生させ、その進行波によってロータを駆動する振動アクチュエータがあり、この弾性体には、ロータを駆動する駆動面側に、切削加工等により複数の溝を加工することにより、櫛歯が形成されていた。しかし、切削加工による櫛歯の形成は、作業工数が多く、また、溝の形状や数によってステータ全体の挙動が変わるため、櫛歯の数や形状を変更等した場合に、駆動に適したステータを設計することが容易ではなかった。
特開２００５−２５３１３１号公報

本発明の課題は、駆動特性の良好な駆動装置、電子機器、駆動装置の製造方法を提供することである。

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、本発明の実施例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の発明は、ステータ（１１）に対して移動子（１５Ａ）を相対移動させることが可能な駆動装置であって、前記ステータは、圧電体（１３）が取り付けられたステータベース（１２）と、前記ステータベースとは別の部材であり、前記移動子側へ突起した複数の突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）とを有し、前記複数の突起部のそれぞれが前記ステータベースの位置決め部に挿入され、前記各突起部は、前記位置決め部に挿入されている部分の少なくとも一部の幅が前記ステータベースの周方向に厚い寸法となっていること、を特徴とする駆動装置（１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の駆動装置において、前記突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）は、前記圧電体（１３）の励振を前記移動子（１５Ａ）に伝達することにより、前記移動子を相対移動させること、を特徴とする駆動装置（１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の駆動装置において、前記突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）の前記移動子側の面は、前記移動子（１５Ａ）と接触すること、を特徴とする駆動装置である（１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１）。
請求項４の発明は、請求項１に記載の駆動装置において、前記ステータベース（１２）は、振動面（３２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ）に進行性振動波を生じさせる弾性体（１２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２）であり、前記複数の突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）は、互いに間隔を隔てて前記振動面に結合されていること、を特徴とする駆動装置（１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１）である。
請求項５の発明は、請求項４に記載の駆動装置において、前記圧電体（１３）は、前記ステータベース（１２）の前記振動面（１２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ，８２ａ，９２ａ）とは反対側の面に取付けられ、前記ステータベースは、前記圧電体の励振により前記振動面に前記進行性振動波を生じさせること、を特徴とする駆動装置（１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１）である。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の駆動装置において、前記ステータベース（１２）及び前記突起部（３４，５４，６４，７４）は、互いに対応する形状（３２ｂ，５２ｂ，６２ｃ，６４ｃ，７２ｂ）を有し、前記ステータベースの前記振動面（３２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ）において、前記突起部が係合していること、を特徴とする駆動装置（３１，５１，６１，７１）である。
請求項７の発明は、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の駆動装置において、前記ステータベース（１２）と前記突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）とは、接着、溶着、超音波融着のいずれかにより結合されていること、を特徴とする駆動装置（１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１）である。
請求項８の発明は、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の駆動装置において、前記突起部（２４）の断面積のうち、前記ステータベース（１２）の前記振動面（１２ａ）の付近（２４ｂ）の断面積は、前記振動面から離れた部分（２４ａ）の断面積よりも大きいこと、を特徴とする駆動装置（１１）である。
請求項９の発明は、請求項４から請求項８までのいずれか１項に記載の駆動装置において、前記突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）は、前記ステータベース（１２）よりも弾性係数が高い材料を含むこと、を特徴とする駆動装置（１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１）である。
請求項１０の発明は、請求項４から請求項９までのいずれか１項に記載の駆動装置において、前記突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）は、板状又は棒状の部材であること、を特徴とする駆動装置（１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１）である。
請求項１１の発明は、請求項４から請求項１０までのいずれか１項に記載の駆動装置において、複数の前記突起部（１４）の間隔に備えられた補助部材（１９，８９）を含むこと、を特徴とする駆動装置（１１，４１）である。
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の駆動装置において、前記補助部材（１９）は、前記ステータベース（１２）及び前記突起部（１４）よりも弾性係数が低い材料を含むこと、を特徴とする駆動装置（１１，４１）である。
請求項１３の発明は、請求項１１又は請求項１２に記載の駆動装置において、前記補助部材（１９）は、前記ステータベース（１２）及び前記突起部（１４）よりも摩擦係数が低い材料を含むこと、を特徴とする駆動装置（１１，４１）である。
請求項１４の発明は、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の駆動装置（１０）を用いたことを特徴とする電子機器（１，３）である。
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の電子機器において、レンズ鏡筒、スチルカメラ、ビデオカメラのいずれかであること、を特徴とする電子機器（１，３）である。
請求項１６の発明は、振動面（１２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ，８２ａ，９２ａ）に進行性振動波を生じさせることができ、位置決め部を有する弾性体（１２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２）と、前記弾性体とは独立した前記位置決め部に挿入されている部分の少なくとも一部の幅が前記弾性体の周方向に厚い寸法となっている複数の突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）とを用意する工程と、前記振動面の位置決め部に複数の前記突起部の少なくとも一部を挿入させる工程と、を含むこと、を特徴とする駆動装置の製造方法である。
請求項１７の発明は、請求項１６に記載の駆動装置の製造方法において、前記弾性体（３２，５２，６２，７２）及び前記突起部（３４，５４，６４，７４）は、互いに対応する形状を有し、前記振動面（３２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ）に複数の前記突起部を係合させること、を特徴とする駆動装置の製造方法である。
請求項１８の発明は、請求項１６又は請求項１７に記載の駆動装置の製造方法において、接着、溶着、超音波融着のいずれかにより、前記弾性体（１２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２）と前記突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）とを結合させること、を特徴とする駆動装置の製造方法である。
請求項１９の発明は、請求項１６から請求項１８までのいずれか１項に記載の駆動装置の製造方法において、前記振動面（１２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ，８２ａ，９２ａ）に複数の前記突起部（１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４）を結合させた後に、複数の前記突起部のそれぞれについて、前記振動面から最も離れた先端部分の高さを合わせる工程を含むこと、を特徴とする製造方法である。
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、駆動特性の良好な駆動装置、電子機器、及び、駆動装置の製造方法を提供できる。

以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す各実施例では、超音波の振動域を利用する超音波モータを例に挙げて説明する。

図１は、実施例１のカメラシステム１を示す図である。
本実施例のカメラシステム１は、撮像素子６を有するカメラボディ２と、レンズ鏡筒３とを備えている。レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施例のカメラシステム１では、レンズ鏡筒３が交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒を備えたカメラシステムであってもよい。

レンズ鏡筒３は、レンズ４、カム筒５、超音波モータ１０等を備えている。本実施例では、超音波モータ１０は、カメラシステム１のフォーカス動作時にレンズ４を駆動する駆動源として用いられており、超音波モータ１０から得られた駆動力は、カム筒５に伝えられる。レンズ４は、カム筒５とカム係合しており、超音波モータ１０の駆動力によってカム筒５が回転すると、レンズ４は、カム筒５とのカム係合によって光軸方向へ移動して、焦点調節が行われる。

図２は、実施例１の超音波モータ１０を模式的に示した断面図である。
この超音波モータ１０は、ステータ１１、出力部１５、加圧部１７、固定部材１８等を備えている。
ステータ１１は、略円環形状の部材であり、ステータベース１２、圧電体１３、櫛歯部材１４、プレート１９等を備えている。
圧電体１３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り、ステータベース１２に接合されている。この圧電体１３は、その表面に設けられた電極部と電気的に接続された不図示のフレキシブルプリント基板から供給される駆動信号により励振される。

ステータベース１２は、略円環形状の部材であり、その一方の面には圧電体１３が接合されている。ステータベース１２は、ステンレス材料、インバー材料等の鉄合金から形成された弾性体であり、圧電体１３の励振により、圧電体１３が接合されている面と対向する反対側の面（以下、振動面とする）１２ａには、進行波が発生する。
櫛歯部材１４は、ステータベース１２の振動面１２ａに、複数接合されている。櫛歯部材１４の先端は、後述するロータ１５Ａと加圧接触し、ロータ１５Ａを駆動する駆動面１４ａとなる。互いに隣接する櫛歯部材１４の間には、プレート１９が設けられている。なお、櫛歯部材１４及びプレート１９についての詳細な説明は後述する。

出力部１５は、ロータ１５Ａ、緩衝部材１５Ｂ、支持体１５Ｃを備え、ステータ１１から伝達された進行波を駆動力として取り出す部分である。
ロータ１５Ａは、略円環形状をしており、後述する加圧部１７により駆動面１４ａと加圧接触し、ステータベース１２が発生する進行波により摩擦駆動され、ステータ１１に対して回転する。
緩衝部材１５Ｂは、ゴム等を用いて略円環形状に形成された部材であり、ロータ１５Ａと支持体１５Ｃとの間に設けられている。この緩衝部材１５Ｂは、ロータ１５Ａの振動が支持体１５Ｃ側に伝わるのを防いでいる。
支持体１５Ｃは、不図示のベアリング等によって回転可能に支持されており、ロータ１５Ａのスラスト方向の位置を規制する部材である。また、支持体１５Ｃは、ロータ１５Ａと一体となって回転し、ロータ１５Ａの回転をカム筒５（図１参照）に伝達する。

加圧部１７は、加圧板１７Ａ、皿バネ１７Ｂを備えている。加圧板１７Ａは、皿バネ１７Ｂが発生させた加圧力を受ける板であり、この加圧力によって、ステータ１１とロータ１５Ａとは、加圧接触する。
緩衝部材１６は、不織布やフェルト等を用いて略円環形状に形成された部材であり、圧電体１３と加圧板１７Ａとの間に設けられている。この緩衝部材１６は、ステータ１１の振動が加圧部１７に伝わるのを防いでいる。
固定部材１８は、この超音波モータ１０を、レンズ鏡筒３の不図示の固定筒等に固定する部材である。

図３は、実施例１の櫛歯部材１４、プレート１９の形状を示す斜視図である。図３（ａ）は、櫛歯部材１４を示し、図３（ｂ）は、プレート１９を示している。
図４は、実施例１の櫛歯部材１４及びプレート１９の配置について説明する図である。図４（ａ）は、ステータ１１の一部をロータ１５Ａ側から見た拡大図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）中に示す矢印ＡＡで切断した断面の展開図である。
櫛歯部材１４は、ステータベース１２よりも弾性係数の高い材料を用いて板状の直方体形状に形成されており、その板厚は、寸法ｔである。本実施例の櫛歯部材１４は、例えば、ステンレス板を用いて形成されている。この櫛歯部材１４は、ステータベース１２の振動面１２ａに、その板厚の方向がステータベース１２の周方向となるように放射状に並べて配置され、接合面１４ｂが振動面１２ａと接合されている。

プレート１９は、ロータ１５Ａ側から見たときに、櫛歯部材１４が並ぶ間を埋めるように配置されている部材であり、その形状は、例えば、上記方向から見たときに、上述の櫛歯部材１４が並ぶ隙間の形状、すなわち、円環形状を必要な角度範囲で切断した形状を底面形状として、その底面を底面の法線方向に引き延ばした立体形状となっている（図３（ｂ）参照）。このプレート１９を隣接する櫛歯部材１４間に配置することより、ステータベース１２に対する櫛歯部材１４の位置と櫛歯部材１４の間隔とが決まる。なお、プレート１９の高さは、本実施例では、櫛歯部材１４の略半分の高さとしたが、これに限定するものではない。また、櫛歯部材１４の間隔に備えられるプレート１９は、その形状が板状等に限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。

このプレート１９は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の摺動性のよい樹脂を用いて形成されており、プレート１９と櫛歯部材１４との間の摩擦係数は、櫛歯部材１４同士の摩擦係数よりも小さい。また、プレート１９の弾性係数は、ステータベース１２及び櫛歯部材１４よりも小さい。
従って、櫛歯部材１４とプレート１９との間に生じる摩擦力は小さく、かつ、プレート１９は容易に変形可能であるので、櫛歯部材１４が進行波の変位を伝達するのを妨げない。

ここで、本実施例のステータ１１の製造方法について説明する。
まず、ステータベース１２を切削加工等によって作製し、ステータベース１２の一方の面に圧電体１３を接合する。次に、プレス加工等で作製された櫛歯部材１４と、射出成形等によって作製されたプレート１９とを用意する。櫛歯部材１４とプレート１９とを、ステータベース１２の圧電体１３が接合された面とは反対側の面（振動面１２ａ）に、図４（ａ）に示すように交互に配置する。櫛歯部材１４を接着剤によって振動面１２ａに接合し、プレート１９は、隣接する櫛歯部材１４間に挟まれる形態となる。この際、必要であれば、治工具等を用いてもよい。
なお、接着剤の硬化後に、櫛歯部材１４の高さ（振動面１２ａから駆動面１４ａの寸法）を研削等により揃え、駆動面の平面性を向上させてもよい。

また、櫛歯部材１４とプレート１９とを予め接合して、組立性を向上してもよい。
図５は、実施例１の櫛歯部材１４とプレート１９とを予め接合した例を示す斜視図である。
ステータベース１２に櫛歯部材１４とプレート１９とを接合するときに、図５に示すように、櫛歯部材１４及びプレート１９のステータベース１２の振動面１２ａに対する接合面を同一平面となるように揃えて一体化した櫛歯部材１４とプレート１９とを用いれば、櫛歯部材１４及びプレート１９をステータベース１２に接合する接合作業が容易に行える。

上述のように、ステータ１１は、櫛歯部材１４及びプレート１９を、ステータベース１２とは別部材で用意し、これらを組み合わせて製造されるので、超音波モータの特性を容易に変更でき、様々な種類の超音波モータを作り分けることも容易に行える。
櫛歯部材１４は、ステータベース１２よりも弾性係数が高い材料を用いて形成されているので、櫛歯部材１４は、それ自体は殆ど変形せずに、圧電体１３の励振によってステータベース１２に発生した進行波による振動面１２ａの変位を拡大して、ロータ１５Ａに伝達する。よって、櫛歯部材１４の形状及び数を変更すれば、ロータ１５Ａの駆動状態を変えることができる。このとき、櫛歯部材１４の形状等を変更しても、ステータベース１２に発生する進行波には殆ど変化がないので、ステータベース１２に駆動に適した進行波を発生可能としたまま、駆動特性を変更できる。

例えば、櫛歯部材１４の振動面１２ａから駆動面１４ａまでの高さを高くすると、進行波による振動面１２ａの変位をさらに拡大してロータ１５Ａに伝達することが可能となり、高速度での駆動が可能な超音波モータとすることができる。一方、振動面１２ａから駆動面１４ａまでの高さを低くすると、ロータ１５Ａとステータ１１との加圧力を大きくした場合にも櫛歯部材１４が倒れることがないので、高トルクでの駆動が可能な超音波モータとすることができる。

さらに、プレート１９の角度α（図３（ｂ）参照）を変更すれば、櫛歯部材１４の配置される間隔を変更することができ、ステータベース１２に接合される櫛歯部材１４の数を増減できる。例えば、プレート１９の角度αを小さくして隣接する櫛歯部材１４間の間隔を狭め、櫛歯部材１４の数を増やすことによって、進行波の伝達効率を向上させて駆動性能を容易に向上できる。
さらにまた、切削加工によってステータベースに溝を形成して櫛歯部分を形成する場合では、溝の形状や数によってステータ全体の挙動が変わるため、駆動に適したステータを設計することが容易ではなく、また、作業工数が多く製造も容易ではなかった。しかし、本実施例では、櫛歯部材１４をステータベース１２に接合するだけでよく、また、櫛歯部材１４をステータベース１２に接合してもステータ１１の挙動が変化しないので、ステータ１１の設計や製造が容易に行える。
加えて、櫛歯部材１４の形状を変化させることなく、プレート１９の内径側及び外径側の径を変化させることによって、本実施例と同様な円環形状であってステータの径が異なる超音波モータを容易に製造することができる。

本実施例によれば、櫛歯部材１４をステータベース１２に接合するので、切削加工等によってステータベース１２に櫛歯部分を形成する場合に比べ、作業工数も少なく、製造も容易に行える。また、櫛歯部材１４を多数設けることが容易にでき、超音波モータ１０の駆動性能を向上させることができる。

実施例２は、櫛歯部材の形態のみを実施例１とは変更した例である。よって、本実施例において、前述の実施例１と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。なお、以下に示す実施例３及び実施例４も同様とする。
図６は、実施例２の櫛歯部材２４を示す斜視図である。
実施例２の櫛歯部材２４は、実施例１に示したステータ１１と同様のステータに用いられ、実施例１の櫛歯部材１４と同様にステンレス板を用いて、プレス加工等によって作製された板状の部材である。

この櫛歯部材２４は、駆動面２４ａの面積が、ステータベース１２との接合面２４ｂの面積よりも小さく形成されている。
櫛歯部材２４の板厚である寸法ｔがスラスト方向で一定である場合、駆動面２４ａの面積は、ロータ１５Ａに進行波による楕円運動を伝達する際にロータ１５Ａと接触する領域として必要な径方向の寸法Ｂ１によって決まる。仮に、上述のようにして寸法Ｂ１を決めた場合、ステータベース１２との接合面の面積を、駆動面２４ａの面積よりも大きくすることにより、ステータベース１２の径方向での櫛歯部材の強度が向上する。従って、櫛歯部材が加圧部１７の加圧力により、ステータベース１２の周方向に倒れること等を防止し、進行波の伝達効率を向上させ、超音波モータの駆動性能を良好にできる。

一方、ステータベース１２との接合面２４ｂの面積は、ステータベース１２の径方向の強度を確保するために必要なステータベース１２の径方向の寸法Ｂ２によって決まる。仮に、上述のようにして寸法Ｂ２を決めた場合、ロータ１５Ａとの駆動面の面積を、接合面２４ｂの面積よりも小さくすることにより、駆動面側に働く慣性の力が小さく、振動面１２ａの振動状態の変化に対する応答特性が良好となり、超音波モータの起動時や停止時等の反応が向上する。
上述のような理由から、本実施例では、櫛歯部材２４の駆動面２４ａの寸法Ｂ１及び接合面２４ｂの寸法Ｂ２を決め、図６に示すように、駆動面２４ａの面積が、ステータベース１２との接合面２４ｂの面積よりも小さい形状とした。このような形状とすることにより、櫛歯部材２４がステータベース１２の径方向に倒れ難くなるので、加圧部１７による加圧力を大きくして高トルクでの駆動が可能な超音波モータとすることができる。また、超音波モータの起動時や停止時等の反応を向上できる。
なお、櫛歯部材２４の寸法ｔを一定としたのは、製造を容易にするためであり、ステータベース１２の周方向の板厚を変化させてもよい。

図７は、実施例３のステータ３１を説明する図である。図７（ａ）は、ロータ１５Ａ側から見たステータ３１の一部を拡大した拡大図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）中に示す矢印ＣＣで切断した断面の展開図である。
図８は、実施例３のステータ３１から櫛歯部材３４を分離した状態を拡大して示した斜視図である。
実施例３のステータ３１は、ステータベース３２に、プレート１９を用いる代わりに櫛歯部材３４の位置を決める位置決め部３２ｂが形成されている点が、実施例１とは異なる。
実施例３の櫛歯部材３４は、実施例１の櫛歯部材１４と同様の板状の部材である。
位置決め部３２ｂは、ステータベース３２の振動面３２ａ上に、櫛歯部材３４の接合面側の一部が挿入可能な有底の穴として形成されている。位置決め部３２ｂの穴の形は、ステータベース３２の周方向の幅が、櫛歯部材３４の板厚となる寸法ｔと等しく、ロータ１５Ａ側から見た形状が、櫛歯部材３４の形状に対応した長方形となっており、ステータベース３２に対して櫛歯部材３４が正確に位置決めできる。

また、位置決め部３２ｂは、図７（ａ）に示すように、その長手方向が、ステータベース３２の径方向に平行となるように、ステータベース３２の振動面３２ａに放射状に等間隔で形成されている。
なお、位置決め部３２ｂは、穴の底面がステータベース３２に発生する進行波の中立面よりもロータ１５Ａ側となるように設けられている。これは、穴の底面が進行波の中立面よりも圧電体１３側であると、櫛歯部材３４が圧電体１３の振動の影響を受け、ロータ１５Ａへの進行波の伝達が阻害されるからである。そのため、振動面３２ａから位置決め部３２ｂの底面までの深さは、振動面３２ａから進行波の中立面までの深さよりも浅く、櫛歯部材３４のステータベース３２に対する位置を決めるために必要な深さであればよい。

ここで、実施例３の櫛歯部材３４とステータベース３２との接合方法について説明する。
実施例３のステータベース３２の振動面３２ａ上に、切削加工によって位置決め部３２ｂを形成する。位置決め部３２ｂに接着剤Ｓを塗布し、位置決め部３２ｂに櫛歯部材３４を挿入する。なお、接着剤Ｓの硬化後に、櫛歯部材３４の高さ（振動面３２ａから駆動面３４ａまでの寸法）を研削等によって揃え、駆動面の平面性向上を図ってもよい。

本実施例によれば、位置決め部３２ｂが形成されているので、櫛歯部材３４が容易に配置できる。また、実施例１に示したプレート１９等を設けなくてもよいので、生産コストを抑えることができる。
なお、本実施例では、隣接する櫛歯部材３４間に、実施例１に示したプレート１９を設けない例を示しているが、プレート１９を設けてもよい。

図９は、実施例４のステータ４１から櫛歯部材１４を分離した状態を拡大して示した斜視図である。
本実施例のステータ４１は、プレート１９のステータベース４２に対する位置を決める位置決め部４２ｂが振動面４２ａに形成されている点が、実施例１とは異なる。
本実施例の位置決め部４２ｂは、実施例３に示した位置決め部３２ｂと同様に、切削加工によって、ステータベース４２の振動面４２ａに形成された有底の穴である。この位置決め部４２ｂは、その底面の形状がプレート１９の底面（ステータベース４２との接合面）の形状に対応した形状であり、プレート１９を挿入可能である。
位置決め部４２ｂは、ステータベース４２の振動面４２ａに周方向に等間隔で形成され、位置決め部４２ｂの間隔ｄは、櫛歯部材１４のステータベース４２の板厚である寸法ｔと略等しい。

櫛歯部材１４は、ステータベース４２に挿入されて配置された互いに隣接するプレート１９間に配置され、プレート１９によって、ステータベース４２に対する位置が決められる。
本実施例のステータ４１を組み立てる際には、まず、ステータベース４２の振動面４２ａに位置決め部４２ｂを切削加工によって形成する。次に、位置決め部４２ｂにプレート１９を挿入し、隣接するプレート１９間の隙間部分に櫛歯部材１４を接着剤を用いて接合する。
本実施例によれば、位置決め部４２ｂにプレート１９を挿入することにより、ステータベース４２の周方向における櫛歯部材１４の位置を容易に決めることができる。

図１０は、実施例５のステータ５１を説明する図である。図１０は、図７（ｂ）と同様な切断面での展開図である。
実施例５は、櫛歯部材５４と位置決め部５２ｂとの接合部分の形態が実施例３とは異なる例である。よって、本実施例において、前述の実施例３と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。以下に示す実施例６も同様とする。
実施例５の位置決め部５２ｂは、ステータベース５２の振動面５２ａの周方向において等間隔に形成され、実施例３に示した位置決め部３２ｂと同様な有底の穴である。この位置決め部５２ｂは、ステータベース５２の周方向における幅が寸法ｔ２であり、実施例３の位置決め部３２ｂの寸法ｔ（図７参照）よりも広い。
櫛歯部材５４は、振動面５２ａよりもロータ１５Ａ側の部分の寸法（厚み）が実施例３の櫛歯部材３４と同じく寸法ｔであるが、位置決め部５２ｂに挿入されている部分の幅が、位置決め部５２ｂの形状に合わせて、ステータベースの周方向に厚い寸法ｔ２となっている。

本実施例によれば、櫛歯部材５４とステータベース５２との接合面積を大きくすることができ、櫛歯部材５４とステータベース５２との接合強度を向上させることができる。

図１１は、実施例６のステータ６１の櫛歯部材６４とステータベース６２との接合部分の形状を説明する図である。図１１は、図７（ｂ）と同様な断面で示しており、図１１（ａ）は、実施例６の櫛歯部材６４とステータベース６２との接合部分の形状を示す図であり、図１１（ｂ）から（ｄ）は、櫛歯部材６４とステータベース６２との接合部分の形状の他の例の一部である。
実施例６のステータ６１は、位置決め部６２ｃの形状が実施例３とは異なる。
実施例６の位置決め部６２ｃは、櫛歯部材６４がステータベース６２から脱落することを防止するために、図１１（ａ）に示すように、位置決め部６２ｃの底面側がステータベース６２の周方向に広い形状となっている。この位置決め部６２ｃは、ステータベース６２の内径側又は外径側から櫛歯部材６４を挿入可能に形成されている。
櫛歯部材６４は、ステータベース６２との接合部分の形状が、位置決め部６２ｃに対応した抜け止め形状６４ｃとなっている。櫛歯部材６４は、抜け止め形状６４ｃ側をステータベース６２の内径側又は外径側から位置決め部６２ｃに挿入され、接着剤を用いてステータベース６２に接合されている。なお、櫛歯部材６４は、抜け止め形状６４ｃ側を位置決め部６２ｃに圧入してもよい。

図１１（ｂ）に示す位置決め部６２ｃ−２は、圧電体１３側のステータベース６２の周方向の断面形状が略三角形状である。図１１（ｃ）に示す位置決め部６２ｃ−３は、圧電体１３側のステータベース６２の周方向の断面形状が略矩形形状である。図１１（ｄ）に示す位置決め部６２ｄ−３は、圧電体１３側のステータベース６２の周方向の断面形状が略円形形状である。各櫛歯部材６４の抜け止め形状６４ｃ−２，６４ｃ−３，６４ｃ−４は、それぞれ、各位置決め部６２ｃ−２，６２ｃ−３，６２ｃ−４の形状に対応した形状となっている。
上述のように、本実施例では、位置決め部６２ｃは、櫛歯部材６４の抜け止めとなる形状であるならば、特にその形状を限定しない。
本実施例によれば、櫛歯部材６４とステータベース６２との接合強度を向上させることができる。

図１２は、実施例７のステータ７１を説明する図である。
実施例７のステータ７１は、櫛歯部材７４及び位置決め部７２ｂの形態、及び、櫛歯部材７４の配列方向が実施例３とは異なる。
実施例７の櫛歯部材７４は、セラミックスを用いて、略丸棒状に形成されている。この櫛歯部材７４は、ステータベース７２の振動面７２ａに設けられた位置決め部７２ｂに挿入し、接着剤によって接合され、ステータベース７２の周方向及び径方向に整列して複数配置されている。

本実施例によれば、櫛歯部材７４をステータベース７２により多く接合することができるので、進行波による振動面７２ａの変位を、より効率よくロータ１５Ａに伝達することができる。

図１３は、実施例８のステータ８１を説明する図である。
実施例８のステータ８１は、櫛歯ベース８９に複数の櫛歯部材８４を一体に接合し、櫛歯部材８４と櫛歯ベース８９とを一体に接合した部材をステータベース８２に接合している点が実施例７とは異なる。
ステータベース８２は、実施例７のステータベース７２と略同様な部材であるが、位置決め部が形成されていない点が異なる。
櫛歯部材８４は、実施例７に示した櫛歯部材７４と同様な略丸棒状の部材であるが、実施例７の櫛歯部材７４よりも、その径は小さく、また、実施例７に比べ、ステータベース８２の周方向及び径方向に多数配列され、全体に配置された本数も多い。このステータ８１に用いられる櫛歯部材８４全体が、インサート成形等によって櫛歯ベース８９と一体化されている。
櫛歯ベース８９は、略円環形状であり、その内径及び外径の寸法は、ステータベース８２と同一寸法である。櫛歯ベース８９は、その材料として、ポリカーボネート等の樹脂を用いてもよいし、他のプラスチック樹脂等を用いてもよく、特に限定しない。
一体化された櫛歯ベース８９と複数の櫛歯部材８４とは、櫛歯ベース８９側を接着剤等によってステータベース８２の振動面８２ａに接合されている。

本実施例によれば、径の小さい櫛歯部材８４を多数設けることが容易に行え、ステータベース８２の進行波をロータ１５Ａに伝達する効率が向上し、超音波モータ１０の駆動性能を向上できる。

図１４は、実施例９のステータ９１を説明する図である。
本実施例のステータ９１は、進行波によって不図示のスライダを直線方向（図１４中に示す矢印Ｅ方向）に運動させるリニア型の超音波モータに用いられている。
ステータ９１は、略四角柱状のステータベース９２と、ステータベース９２の一方の面に接合された圧電体９３と、ステータベース９２の圧電体９３とは反対側の振動面９２ａに接合された複数の櫛歯部材９４とを有する。ステータ９１は、圧電体９３の励振によって、振動面９２ａに進行波が生じる。

櫛歯部材９４は、板状の直方体形状にステンレス板を用いて形成されている。櫛歯部材９４は、ステータベース９２の振動面９２ａ上に櫛歯部材９４同士が略接する形態で配置され、振動面９２ａ側の面がステータベース９２に接着剤で接合されており、隣接する櫛歯部材９４間の間隔は極僅かである。この櫛歯部材９４は、櫛歯部材９４同士が対向する面の表面に潤滑メッキ等の表面処理が施され、櫛歯部材９４同士の摩擦力は低減されている。
本実施例によれば、駆動効率のよい超音波モータとすることができる。また、板状の櫛歯部材９４をステータベース９２の振動面９２ａ上に容易に配置でき、製造も容易に行える。

なお、本実施例では、ステータ９１は、櫛歯部材９４同士が略接する形態で配置され、隣接する櫛歯部材９４間の隙間が極僅かである例を示したが、これに限らず、隣接する櫛歯部材９４間に間隔を設けてもよい。櫛歯部材９４間の間隔は、等間隔でもよいし、等間隔でなくともよい。
また、櫛歯部材９４間に、実施例１に示したプレート１９と同様な機能を有する略板状のプレートを配置してもよい。
さらに、櫛歯部材９４は、ステータベース９２の振動面９２ａ上に接合される例を示したが、これに限らず、振動面９２ａに櫛歯部材９４の底面の形状に対応する形状の位置決め部を設けて、櫛歯部材９４を配置してもよい。
さらにまた、櫛歯部材９４は、板状の直方体形状の部材である例を示したが、これに限らず、例えば、実施例７に示したような略丸棒状としてもよいし、実施例８に示したように、略丸棒状の複数の櫛歯部材と櫛歯ベースとを一体に成形したものをステータベース９２の振動面９２ａに接合してもよい。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）実施例１において、櫛歯部材１４は、接着剤を用いてステータベース１２に接合される例を示したが、これに限らず、例えば、熱等を利用した溶着や、超音波による融着等の結合方法を用いてもよい。なお、実施例２から実施例９においても同様である。

（２）実施例１及び実施例４において、プレート１９は、ＰＴＦＥを用いて形成される例を示したが、これに限らず、例えば、櫛歯部材１４及びステータベース１２，４２よりも弾性係数の低いウレタン樹脂やゴム等を材料として用いて形成してもよいし、その表面に、潤滑メッキや、ＰＴＦＥ等の摺動性のよい材料を塗布する等の表面処理を施した部材を用いてもよい。

（３）実施例３及び実施例４において、位置決め部３２ｂ，４２ｂは有底の穴であり、位置決め部３２ｂ，４２ｂにそれぞれ櫛歯部材３４又はプレート１９を挿入する例を示したが、これに限らず、例えば、位置決め部としてステータベースの振動面に凸形状を設け、櫛歯部材又はプレートのステータベースとの接合面に前述の凸形状と対応する凹形状を設けて、位置決め部としてもよい。

（４）実施例３及び実施例４において、位置決め部３２ｂ，４２ｂは、切削加工によって形成される例を示したが、これに限らず、例えば、プレス加工によって形成してもよい。

（５）実施例１において、櫛歯部材１４は、ステータベース１２に等間隔に配置される例を示したが、ロータ１５Ａに進行波を伝達可能であるならば、隣接する櫛歯部材１４間の間隔は、等間隔でなくてもよい。なお、実施例２から実施例８においても同様である。

（６）実施例１において、隣接する櫛歯部材１４間にプレート１９を配置することにより間隔が設けられる例を示したが、これに限らず、例えば、櫛歯部材１４の表面に潤滑メッキ等の櫛歯部材１４同士の摩擦力を低減する表面処理を施して、櫛歯部材１４同士が略接するような形態で配置し、隣接する櫛歯部材１４間の隙間を極僅かとしてもよい。なお、実施例３から実施例８においても同様である。

（７）実施例３において、位置決め部３２ｂには、櫛歯部材３４が挿入される例を示し、実施例４において、位置決め部３４ｂには、プレート１９が挿入される例を示したが、これに限らず、位置決め部として、櫛歯部材及びプレートの双方を挿入可能な形状の位置決め部を形成してもよい。

（８）実施例７及び実施例８において、櫛歯部材７４，８４は、その断面が略円形の略丸棒状である例を示したが、これに限らず、例えば、その断面は楕円でもよいし、多角形でもよい。

（９）実施例１から実施例６まで、及び、実施例９において、櫛歯部材１４，２４，３４，５４，６４，９４はステンレス板を用いて形成され、実施例７及び実施例８において、櫛歯部材７４，８４はセラミックスによって形成される例を示したが、これに限らず、他の金属やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等のプラスチック樹脂等を用いてもよい。

（１０）各実施例において、超音波領域の振動を用いる超音波モータを例に挙げて説明したが、これに限らず、超音波以外の振動を用いる振動アクチュエータに適用してもよい。

（１１）各実施例において、電気信号によって励振する圧電体１３，９３を例として示したが、これに限らず、例えば、熱や光等の他の信号によって励振する素子を用いてもよい。

（１２）実施例１から実施例８において、カメラシステム１は、カメラボディ２に撮像素子６を備え、撮像素子６によって撮影を行う例を示したが、これに限らず、フィルムによって撮影を行うカメラシステムでもよい。また、カメラシステム１は、スチルカメラでもよいし、ビデオカメラでもよい。

（１３）実施例１から実施例８において、超音波モータ１０は、カメラシステム１に設けられ、フォーカス動作を行う駆動源として用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、ズーム動作を行う駆動部に用いてもよい。また、複写機の駆動部や、自動車のハンドルチルト装置やヘッドレストの駆動部に用いてもよい。
なお、実施例１から実施例９及び変形例は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は、以上説明した各実施例によって限定されるものではない。

実施例１のカメラシステム１を示す図である。 実施例１の超音波モータ１０を模式的に示した断面図である。 実施例１の櫛歯部材１４、プレート１９の形状を示す斜視図である。 実施例１の櫛歯部材１４及びプレート１９の配置について説明する図である。 実施例１の櫛歯部材１４とプレート１９とを予め接合した例を示す斜視図である。 実施例２の櫛歯部材２４を示す斜視図である。 実施例３のステータ３１を説明する図である。 実施例３のステータ３１から櫛歯部材３４を分離した状態を拡大して示した斜視図である。 実施例４のステータ４１から櫛歯部材３４を分離した状態を拡大して示した斜視図である。 実施例５のステータ５１を説明する図である。 実施例６のステータ６１の櫛歯部材６４とステータベース６２との接合部分の形状を説明する図である。 実施例７のステータ７１を説明する図である。 実施例８のステータ８１を説明する図である。 実施例９のステータ９１を説明する図である。

符号の説明

１：カメラシステム、３：レンズ鏡筒、１０：超音波モータ、１１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１：ステータ、１２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２：弾性体、１２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ，８２ａ，９２ａ：振動面、１３，９３：圧電体、１４，２４，３４，５４，６４，７４，８４，９４：櫛歯部材、１５Ａ：ロータ、１９：プレート、３２ｂ，５２ｂ，６２ｃ，７２ｂ：位置決め部

Claims (19)

1. ステータに対して移動子を相対移動させることが可能な駆動装置であって、
   前記ステータは、
   圧電体が取り付けられたステータベースと、
   前記ステータベースとは別の部材であり、前記移動子側へ突起した複数の突起部とを有し、
   前記複数の突起部のそれぞれが前記ステータベースの位置決め部に挿入され、
   前記各突起部は、前記位置決め部に挿入されている部分の少なくとも一部の幅が前記ステータベースの周方向に厚い寸法となっていること、
   を特徴とする駆動装置。
2. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記突起部は、前記圧電体の励振を前記移動子に伝達することにより、前記移動子を相対移動させること、
   を特徴とする駆動装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の駆動装置において、
   前記突起部の前記移動子側の面は、前記移動子と接触すること、
   を特徴とする駆動装置。
4. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記ステータベースは、振動面に進行性振動波を生じさせる弾性体であり、前記複数の突起部は、互いに間隔を隔てて前記振動面に結合されていること、
   を特徴とする駆動装置。
5. 請求項４に記載の駆動装置において、
   前記圧電体は、前記ステータベースの前記振動面とは反対側の面に取付けられ、
   前記ステータベースは、前記圧電体の励振により前記振動面に前記進行性振動波を生じさせること、
   を特徴とする駆動装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の駆動装置において、
   前記ステータベース及び前記突起部は、互いに対応する形状を有し、前記ステータベースの前記振動面において、前記突起部が係合していること、
   を特徴とする駆動装置。
7. 請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の駆動装置において、
   前記ステータベースと前記突起部とは、接着、溶着、超音波融着のいずれかにより結合されていること、
   を特徴とする駆動装置。
8. 請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の駆動装置において、
   前記突起部の断面積のうち、前記ステータベースの前記振動面の付近の断面積は、前記振動面から離れた部分の断面積よりも大きいこと、
   を特徴とする駆動装置。
9. 請求項４から請求項８までのいずれか１項に記載の駆動装置において、
   前記突起部は、前記ステータベースよりも弾性係数が高い材料を含むこと、
   を特徴とする駆動装置。
10. 請求項４から請求項９までのいずれか１項に記載の駆動装置において、
    前記突起部は、板状又は棒状の部材であること、
    を特徴とする駆動装置。
11. 請求項４から請求項１０までのいずれか１項に記載の駆動装置において、
    複数の前記突起部の間隔に備えられた補助部材を含むこと、
    を特徴とする駆動装置。
12. 請求項１１に記載の駆動装置において、
    前記補助部材は、前記ステータベース及び前記突起部よりも弾性係数が低い材料を含むこと、
    を特徴とする駆動装置。
13. 請求項１１又は請求項１２に記載の駆動装置において、
    前記補助部材は、前記ステータベース及び前記突起部よりも摩擦係数が低い材料を含むこと、
    を特徴とする駆動装置。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の駆動装置を用いたことを特徴とする電子機器。
15. 請求項１４に記載の電子機器において、
    レンズ鏡筒、スチルカメラ、ビデオカメラのいずれかであること、
    を特徴とする電子機器。
16. 振動面に進行性振動波を生じさせることができ、位置決め部を有する弾性体と、前記弾性体とは独立した前記位置決め部に挿入されている部分の少なくとも一部の幅が前記弾性体の周方向に厚い寸法となっている複数の突起部とを用意する工程と、
    前記振動面の位置決め部に複数の前記突起部の少なくとも一部を挿入させる工程と、
    を含むこと、
    を特徴とする駆動装置の製造方法。
17. 請求項１６に記載の駆動装置の製造方法において、
    前記弾性体及び前記突起部は、互いに対応する形状を有し、前記振動面に複数の前記突起部を係合させること、
    を特徴とする駆動装置の製造方法。
18. 請求項１６又は請求項１７に記載の駆動装置の製造方法において、
    接着、溶着、超音波融着のいずれかにより、前記弾性体と前記突起部とを結合させること、
    を特徴とする駆動装置の製造方法。
19. 請求項１６から請求項１８までのいずれか１項に記載の駆動装置の製造方法において、
    前記振動面に複数の前記突起部を結合させた後に、複数の前記突起部のそれぞれについて、前記振動面から最も離れた先端部分の高さを合わせる工程を含むこと、
    を特徴とする駆動装置の製造方法。

Images