JP5371193B2 - 振動波モータ - Google Patents

Description

本発明は、振動波モータに関し、特に、振動子に一方端で接触して該振動子に励振される振動によって摩擦駆動される回転子と、該回転子の他方端と係合して該回転子の出力を外部に伝達する出力伝達部材とからなる振動波モータに関する。

一般に、振動波モータは、カメラレンズの駆動用などに製品応用がなされており、円環型のものと棒状型のものとが存在する。以下に、従来の棒状型の振動波モータについて説明する（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、従来の棒状振動子の断面構造（Ａ）とその振動モード（Ｂ）とを示す図であり、図１２は、この従来の棒状振動子からなり、カメラレンズ駆動用に用いられる振動波モータの構成を示す断面図である。図１３は、この従来の棒状振動子を更に小型化した振動波モータの構成を示す断面図である。なお、図１１および図１２と図１３との間において、同一機能部分には同一の参照符号を付すようにしている。

図１２および図１３において、１は第１の弾性体、２は第２の弾性体、３は積層圧電素子（電気−機械エネルギー変換素子）、４はシャフト、５はナットである。第１の弾性体１、第２の弾性体２、積層圧電素子３は、シャフト４及びナット５によって、所定の挟持力が付与されるように締め付けられている。

７はロータ（回転子）であり、ロータ７の一方の面（図で下方端）が耐摩耗性部材６に接触する。耐摩耗性部材６は、第１の弾性体１の上方端に設けられる。ロータ７の一方の面は、他方の面（図で上方端）よりも接触面積が小さく、かつ適度なバネ性を有する構造となっている。また、ロータ７の他方の面にはギア（出力伝達部材）８が設けられ、ギア８は、ロータ７と一緒に回転し、振動波モータの出力を外部に伝達する。ロータ７の他方の面には凹部が形成され、ギア８に形成された凸部と係合する。さらに、ギア８は、振動波モータを取り付けるためのフランジ１０により、シャフト４のスラスト方向に位置が固定されており、ロータ７に加圧力を付与するための加圧バネ１５が、このギア８とロータ７との間に設けられている。

積層圧電素子３には、それぞれが２つの電極からなる電極群が含まれ、不図示の電源からそれぞれの電極群に位相の異なる交流電界が印加されると、棒状振動子に、直交する２つの曲げ振動が励振される。図１１（Ｂ）は、２つの曲げ振動のうちの一方を図示し、他方は、紙面に垂直な方向に発生する。この印加交流電界の位相を調整することにより、２つの曲げ振動間に、９０度の時間的な位相差を与えることができ、その結果、棒状振動子の曲げ振動がシャフト４の軸周りに回転する。

この結果、ロータ７に接触する第１の弾性体１の上面には楕円運動が形成され、耐摩耗性部材６に押圧されたロータ７が摩擦駆動される。これによって、ロータ７、ギア８、加圧バネ１５が一体となってシャフト４の軸周りに回転する。

振動波モータの出力は、ロータ７を介してギア８から外部ギアへ伝達される構造になっている。（図１２）
ロータ７は、回転軸回りの振れ回りを拘束するために、ギア８と内径で遊嵌合しており、ギア８もまた、モータ取り付けフランジ１０の下部で径嵌合する構造になっている。

図１４は、ロータ７とギア８との係合部分を示す斜視図である。

ロータ７には円形凹部７ｃが設けられると共に、ロータ７の上面に、半径方向に延びた一対の溝部７ａ，７ｂが軸対称に設けられている。ギア８の下面には、ロータ７の円形凹部７ｃに係合するように、円筒状凸部８ｃが設けられる。それと共に、ロータ７の溝部７ａ，７ｂにそれぞれ係合するように、一対の突起部８ａ，８ｂ（突起部８ｂは図１４では図示せず）が設けられる。これらの係合により、ロータ７の回転がギア８に伝達されて出力が行われる構成になっている。

図１５および図１６は、ロータ７とギア８とが所定の位置関係で係合した状態において、図１４に示す仮想面Ｌで切断したときのロータ７およびギア８を示す断面図である。ただし、図１６は、ロータ７がギア８から反力を受けているときの断面図である。

ここで、ロータ７の円形凹部７ｃの内径をφＤ、ギア８の円筒状凸部８ｃの外径をφｄとしたとき、ロータ７とギア８との径方向の隙間δＲ（＝φＤ−φｄ）を適正な値に設定する。また、ロータ７の溝部７ａ，７ｂの幅をＷ、ギア８の突起部８ａ，８ｂの幅をＢとしたとき、ロータ７の溝部７ａ，７ｂとギア８の突起部８ａ，８ｂとの周方向の各隙間δＢ（＝Ｗ−Ｂ）を適正な値に設定する。このように隙間δＲおよび隙間δＢを適正な値にそれぞれ設定することにより、ロータ７が回転中心からずれたり、ロータ７本体をギア８の摺動面に対して倒すようなモーメントが作用したりすることがなくなる。これにより、ロータ７の第１の弾性体１との安定した接触状態が保たれる。

ところで、図１６に示すように、ロータ７に矢印Ａ方向の回転力が発生すると、ロータ７の溝７ａ，７ｂの周方向の一方側の壁７ｄ，７ｅが、ギア８の突起部８ａ，８ｂにそれぞれ当接する。この結果、ロータ７の壁７ｄ，７ｅは、ギア８の突起部８ａ，８ｂから、反力である偶力Ｆ１０１、Ｆ１０２をそれぞれ受けることになる。
特開２００５−２３７０８３号公報

しかしながら、上記従来の振動波モータにおいては、回転力の伝達部に隙間δＲおよび隙間δＢが存在するため、騒音問題が発生する。すなわち、ロータ７とギア８との隙間δＲおよび隙間δＢにおいて振動が発生して騒音を生じる。また、ロータ７が回転方向を反転したときに、ロータ７の溝部７ａ，７ｂの壁が、ギア８の突起部８ａ，８ｂに対して隙間δＢ分だけ助走して衝突するために、打突音が発生する。この現象を、図１７〜図１９を参照して、ロータ７の溝部７ａとギア８の突起部８ａとを例に挙げて、以下に詳しく説明する。

図１７は、ロータ７の溝部７ａとギア８の突起部８ａとの係合状態を示す断面図である。図１７は、図１４に示す仮想面Ｌに対して垂直で、かつ周方向に沿った断面で溝部７ａおよび突起部８ａを切断したときの断面図である。

図１７に示すように、ギア８の突起部８ａの幅Ｂはロータ７の溝７ａの幅Ｗに比べ小さく設定されており、隙間δＢ（＝Ｗ−Ｂ）だけのガタを持っている。

ここで、ギア８に外部から負荷トルクＴ±ΔＴ（ΔＴは変動分）がかかり、ロータ７の壁７ｄが、ギア８の突起部８ａの壁８ａａから偶力Ｆ０±ΔＦを受けるものとする。このとき、定常負荷トルクＴが変動分ΔＴよりも大きく、Ｔ±ΔＴ＞０であれば、図１８に示すように、常に、Ｆ０±ΔＦ＞０となり、ロータ７とギア８とは常に接触して、一体となって回転するため、騒音は発生しない。図１８は、ロータ７の壁７ｄがギア８の突起部８ａの壁８ａａから受ける偶力Ｆを示すグラフである。

しかし、定常負荷トルクＴが変動分ΔＴよりも小さく、Ｔ−ΔＴ＜０となるようなことがあると、偶力Ｆ０−ΔＦ＜０となる場合が、図１９に示すように発生する。図１９は、偶力Ｆ＜０となる場合における、ロータ７の壁７ｄがギア８の突起部８ａの壁８ａａから受ける偶力Ｆを示すグラフである。

この場合、ギア８からロータ７に働く偶力Ｆが負（Ｆ０−ΔＦ＜０）となる瞬間と、正（Ｆ＋ΔＦ＞０）となる瞬間とが交互に発生するため、ロータ７の壁７ｄと、ギア８の突起部８ａの壁８ａａとが、接触、離間を繰り返すことになる。

この離間から接触に移るときに、ロータ７の壁７ｄと、ギア８の突起部８ａの壁８ａａとが衝突し、一定周期の衝突音を発生する。

ところで、離間状態のとき、すなわちギア８がロータ７と接触せずに回転方向に自由な状態にあるときに、ギア８が低周波数の騒音を発生するという問題があることが分かった。これは特に、ロータ７が低回転数で、かつ低負荷トルクで回転しているときに起こりやすく、ロータ７の円周における１個所または２個所に、ギア８が回転方向の共振振動を起こす領域（区間）があることが、検討の結果判明した。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、ロータとギアとの間における周方向の隙間に起因する打突音や、低回転数、低負荷トルク時に発生する低周波振動の抑制を図った振動波モータ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、本発明の振動波モータは、電気−機械エネルギー変換素子と弾性体とからなる振動子と、前記振動子に一方端で接触して前記振動子に励振される振動によって摩擦駆動される回転子と、前記回転子の他方端と係合して前記回転子の出力を外部に伝達する出力伝達部材と、を有する振動波モータであって、前記出力伝達部材は、前記回転子の前記他方端に半径方向に延びて設けられた複数の溝部とそれぞれ係合するための複数の出力伝達部を有し、前記複数の出力伝達部はそれぞれ、バネ性を備えた複数の梁部を有し、前記複数の溝部それぞれにおいて、前記複数の梁部は、負荷トルクが作用しても、それぞれ対向する内壁と接触し、前記複数の梁部は、変形が大きくなるほど曲げ剛性が増大する漸硬バネによってそれぞれ構成されていることを特徴とする。
また、本発明の振動波モータは、電気−機械エネルギー変換素子と弾性体とからなる振動子と、前記振動子に一方端で接触して前記振動子に励振される振動によって摩擦駆動される回転子と、前記回転子の他方端と係合して前記回転子の出力を外部に伝達する出力伝達部材と、を有する振動波モータであって、前記出力伝達部材は、前記回転子の前記他方端に半径方向に延びて設けられた複数の溝部とそれぞれ係合するための複数の出力伝達部を有し、前記複数の出力伝達部はそれぞれ、バネ性を備えた複数の梁部を有し、前記複数の溝部それぞれにおいて、前記複数の梁部は、負荷トルクが作用しても、それぞれ対向する内壁と接触し、前記回転子の径方向の中心部には凹部が設けられており、前記出力伝達部材は、前記凹部と係合する凸部を有しており、前記複数の出力伝達部と前記凸部との間には、前記複数の梁部よりも剛性の高いブロック部がそれぞれ介在していることを特徴とする。

本発明によれば、振動波モータが、一方端が振動子に接触する回転子の他方端に、半径方向に延びて設けられた複数の溝部と、出力伝達部材における回転子と対向する端面に設けられ、複数の溝部とそれぞれ係合するための複数の係合部とを有する。さらに振動波モータが、上記複数の係合部にそれぞれ形成され、各一端が複数の溝部のうちの対応する各１つの内側壁に所定の力で接触するバネ性を有した複数の梁部を有する。

これにより、回転子（ロータ）と出力伝達部材（ギア）との間における周方向の隙間に起因する打突音や、低回転数、低負荷トルク時に発生する低周波振動を抑制することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動波モータにおけるロータとギアとの係合部分を示す斜視図である。図２は、該振動波モータにおけるロータおよびギアの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。図３は、図２（Ａ）の部分１００の拡大図であり、図４は、図２（Ｃ）の部分２００の拡大図である。以下、これらの図を適宜、参照しながら説明する。

なお、図１〜図４においては、図１２〜図１９に示す従来の振動波モータにおけるロータおよびギアの構成と同一部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

先ず、ギア８には、ロータ（回転子）７と係合し、ロータ７との間で出力を伝達する２つの出力伝達部がある。一方の出力伝達部は、ギア８本体に連結しているブロック部８３と、このブロック部８３から半径方向にそれぞれ張り出した梁部８１Ａ，８１Ｂとから構成される。また他方の出力伝達部は、ギア８本体に連結しているブロック部８４と、このブロック部８４から半径方向にそれぞれ張り出した梁部８２Ａ，８２Ｂとから構成される。梁部８１Ａ，８１Ｂ、８２Ａ，８２Ｂの各先端部は、ロータ７の溝部７ａ，７ｂの周方向の壁面に適切なバネ力Ｆ０で接触している。またギア８の下側には、ロータ７の円形凹部７ｃと係合する円筒状凸部８５が形成されている。

なお、図３に示すように、ギア８のブロック部８３，８４の周方向の幅Ｂ１は、ロータ７の溝幅Ｗよりも小さくなるように設定されている。例えば、Ｗ−Ｂ１＝０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍに設定される。また、梁部８１Ａ，８１Ｂ（８２Ａ，８２Ｂ）の先端がロータ７の溝部７ａ，７ｂ壁面に触れていないときの幅Ｌ０（自由長）は、ロータ７の溝幅Ｗよりも大きくなるように設定されている。

また、図２（Ｂ）に示すように、ギア８の軸方向の長さは、中央の円筒状凸部８５が最も長く、次にブロック部８４（８３）、そして梁部８１Ｂ（８１Ａ，８２Ａ，８２Ｂ）の順に小さく設定されている。さらに、図４に示すように、ロータ７の溝部７ａ（７ｂ）の入り口には面取りを施し、また、梁部８１Ａ，８１Ｂ（８２Ａ，８２Ｂ）の先端側にはテーパが施されている。これによって、図１に示す矢印の方向に、ギア８をロータ７の溝部７ａ，７ｂに係合する際に、治具を使わずとも容易に係合ができる。

すなわち、加圧バネ１５をロータ７とギア８との間に設置し、加圧バネ１５を押圧しながら、ギア８を図１の上方からロータ７に押し込んで組み込む際、まず、中央の円筒状凸部８５をロータ７の円形凹部７ｃに嵌合させて中心の位置出しを行う。次に、ギア８を回転させ、ブロック部８３，８４でロータ７の溝部７ａ，７ｂの位置を探る。ブロック部８３，８４とロータ７の溝部７ａ，７ｂとの位置がそれぞれ合ったところで、ギア８の梁部８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂをロータ７の溝部７ａ，７ｂへそれぞれ押し込む。かくして、ギア８とロータ７との確実な係合が完了する。

このようにして、ロータ７にギア８が組み込まれると、ロータ７の溝部７ａ，７ｂの内壁には、ギア８の梁部８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂが、前述したように、バネ力Ｆ０でそれぞれ接触する。このバネ力Ｆ０は、梁部８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂのバネ係数をｋとするとき、（（Ｌ０−Ｗ）／２）×ｋで表され、このバネ力Ｆ０で付勢されて、ガタのない接触となる。

このバネ力Ｆ０は、ギア８の外部連結ギア（不図示）から伝達される負荷トルクＴの変動分ΔＴに対応するバネ力変動分ΔＦよりも大きく設定される（詳しくは後述）。そして、ギア８に付加される定常負荷トルクＴが小さなときでも、ロータ７とギア８との連結部で、ロータ７とギア８とが離れることはなくなるため、従来発生したような衝突音は発生せず、また静かでしかも安定した出力が得られる。

なお、バネ力Ｆ０の設定に関しては、ギア８に付加される負荷トルクＴの変動分ΔＴなどを考慮し、適切に設定する必要がある。すなわち、バネ力Ｆ０を大きくし過ぎると、図４に示すように、ギア８の梁部８１Ａ，８１Ｂとロータ７の溝部７ａの内壁との摩擦力（μ×Ｆ０）が大きくなる。これによって、ギア８の振れ回り等による軸方向の変動の影響を、ロータ７の軸方向の偏荷重として受けやすくなり、特性の低下や鳴きなどの原因につながる。逆にバネ力が小さ過ぎると、すなわち梁部の撓みが小さいと、前述したように、変動負荷との関係で一方の梁部が溝部内壁から離れることになり、ガタを無くすようにした効果が薄れることになる。

なおまた、梁部８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂのバネ剛性を小さくすると、過大な負荷が加わったときに、これら梁部が破損する可能性がある。そこで、本実施の形態では、ギア８のブロック部８３，８４の周方向の幅と、ロータ７の溝部７ａ，７ｂの幅Ｗとの差（隙間）を適切な値に設定して、梁部８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂの破損を防ぐようにしている。図５は、過大な負荷が加わったときにおける、ギア８の梁部８１Ａ，８１Ｂの撓みを示す図であり、（Ａ）は、過大な負荷が加わる前の梁部８１Ａ，８１Ｂを、（Ｂ）は、過大な負荷が加わったときの梁部８１Ａ，８１Ｂの撓みを示している。

以上のように、第１の実施の形態では、振動波モータが、電気−機械エネルギー変換素子（圧電素子３）と弾性体１、２とからなる振動子と、該振動子に一方端で接触して該振動子に励振される振動によって摩擦駆動される回転子（ロータ７）によって構成される。さらに振動波モータは、回転子の他方端と係合して該回転子の出力を外部に伝達する出力伝達部材（ギア８など）から構成される。この振動波モータは、上記回転子の上記他方端に半径方向に延びて設けられた複数の溝部７ａ，７ｂを有する。また、上記出力伝達部材における回転子と対向する端面に設けられ、溝部７ａ，７ｂとそれぞれ係合するための複数の係合部（円筒状凸部８５、ブロック部８３，８４）を有する。さらに、上記複数の係合部にそれぞれ形成され、各一端が複数の溝部７ａ，７ｂのうちの対応する各１つの内側壁に所定の力で接触するバネ性を有した複数の梁部８１Ａ，８１Ｂを有する。

これにより、回転子（ロータ７）と出力伝達部材（ギア８など）との間における周方向の隙間に起因する打突音や、低回転数、低負荷トルク時に発生する低周波振動を抑制することが可能となる。

なお、上記の所定の力を適切に設定することで、負荷トルクの変動があっても、複数の梁部８１Ａ，８１Ｂが複数の溝部７ａ，７ｂの内側壁に常時、隙間なくそれぞれ接触する。これにより、回転子（ロータ７）と出力伝達部材（ギア８など）との結合ガタがなくなり、低負荷トルク時の負荷変動または回転ムラ等により、従来、これらの部材間で発生していた打突音を無くすることができる。

また、こうした結合ガタを無くすことで、従来、低負荷トルク時に発生していた回転方向のガタに起因する低周波数の振動を無くすことができ、騒音が発生しなくなると同時に、これらの挙動に起因する出力低下を防ぐことができる。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成と同一部分には同一の参照符号を付して、第１の実施の形態の説明を流用し、異なる部分だけを説明する。

第２の実施の形態では、ギア８の梁部の形状が、第１の実施の形態におけるギア８の梁部８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂの形状と異なり、先端に行くほど曲げ剛性が小さくなるような形状としている。

図６は、第２の実施の形態におけるギア８のブロック部８２３および梁部８２１Ａ，８２１Ｂの構成を示すとともに、過大な負荷が加わったときにおける梁部８２１Ａ，８２１Ｂの撓みを示す図である。なお、図示及び説明を省略するが、ブロック部８２３および梁部８２１Ａ，８２１Ｂに対して軸対称のブロック部８２４および梁部８２２Ａ，８２２Ｂがそれぞれ存在し、同一の構成となっている。ここでは、ブロック部８２３および梁部８２１Ａ，８２１Ｂを例に挙げて説明する。

梁部８２１Ａ，８２１Ｂは、先端に行くほど細くなって、曲げ剛性が小さくなるような形状とする。梁部８２１Ａ，８２１Ｂをこのような形状にすると、該梁部の曲げのバネ係数が変形量と共に増大する漸硬バネが形成される。

まず、図６（Ａ）に示すような初期状態（ロータ７にギア８を嵌合しただけの状態）では、溝部７ａの内壁にかかる梁部８２１Ａ，８２１Ｂからの圧接力はそれぞれＦ０である。このとき、溝部７ａの内壁に対する梁部８２１Ａ，８２１Ｂの接触位置が、径方向の中心側の基準位置から距離Ｒ０の位置であるとする。

次に、図６（Ｂ）に示すように、ロータ７からギア８に対して矢印の方向にトルクＴ１がかかると、ギア８の梁部８２１Ａは変形し、溝部７ａの内壁に対する梁部８２１Ａの接触位置は、上記の基準位置から距離Ｒ１の位置へ移る。距離Ｒ１は距離Ｒ０よりも小さく、梁部８２１Ａにおける接触位置が片持ち梁部の根元に近づくため、梁部８２１Ａの曲げ剛性が、図６（Ａ）に示す初期状態に比べ大きくなる。さらに梁部８２１Ａの形状に起因する剛性増加分も加味されるため、梁部８２１Ａのバネ係数はさらに大きくなる。このため、ギア８にトルクＴ１がかかっても、ギア８とロータ７との間の相対的な回転ズレは、小さく押さえることができる。

また、ギア８の内周側にブロック部８２３を設けているため、図６（Ｃ）に示すように、さらに大きなトルクＴ２（＞Ｔ１）がロータ７からギア８に対して加わると、ロータ７の溝部７ａの内壁面にブロック部８２３が接触する。このときの溝部７ａの内壁に対する梁部８２１Ａの接触位置は、上記の基準位置から距離Ｒ２の位置である。

次に、図６（Ｄ）に示すように、さらに大きなトルク（Ｔ２＋ΔＴ）がロータ７からギア８に対して加わると、ロータ７の溝部７ａの内壁面にブロック部８２３から圧接力ΔＴが加わるようになる。この場合、溝部７ａの内壁に対する梁部８２１Ａの圧接力は、図６（Ｃ）の場合と同じであり、また、溝部７ａの内壁に対する梁部８２１Ａの接触位置も、図６（Ｃ）の場合と同じ距離Ｒ２の位置である。すなわち、ロータ７の溝部７ａの内壁面にブロック部８２３が接触すると、それ以上のトルクΔＴが付加されても、その付加分ΔＴは、ブロック部８２３が受け持ち、梁部８２１Ａの溝部７ａの内壁に対する圧接力は、増加しないことになる。

以上のように、第２の実施の形態では、ギア８の梁部８２１Ａ，８２１Ｂ，８２２Ａ，８２２Ｂを漸硬バネ構造にすることで、ロータ７の加圧ムラ要因となるバネ力Ｆ０を小さくしつつ、回転力を伝えるための回転剛性を大きく取ることができる。また、さらに安定した出力が得られる。なお、上記の加圧ムラ要因とは、ギア８の歯面が軸方向に上下動するような変動をする場合のその要因をいう。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成と同一部分には同一の参照符号を付して、第１の実施の形態の説明を流用し、異なる部分だけを説明する。

第３の実施の形態では、ギア８の梁部及びブロック部の形状が、第１の実施の形態におけるギア８の梁部８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂおよびブロック部８３，８４の形状とそれぞれ異なる。

図７は、第３の実施の形態におけるギア８のブロック部８３３および梁部８３１Ａ，８３１Ｂの構成を示す斜視図である。図８は、第３の実施の形態におけるギア８のブロック部８３３および梁部８３１Ａ，８３１Ｂの構成を示す垂直断面図である。図９は、第３の実施の形態におけるギア８のブロック部８３３および梁部８３１Ａ，８３１Ｂの構成を示す水平断面図である。なお、図７及び図８では、図示を省略するが、ブロック部８３３および梁部８３１Ａ，８３１Ｂに対して軸対称のブロック部８３４および梁部８３２Ａ，８３２Ｂがそれぞれ存在し、同一の構成となっている。ここでは、ブロック部８３３および梁部８３１Ａ，８３１Ｂを例に挙げて、図７〜図９を参照して説明する。

第３の実施の形態では、梁部８３１Ａ，８３１Ｂが、ギア８本体からロータ７の溝部７ａに向かって軸方向に張り出した形状となっている。過大な負荷トルクを受けるためのブロック部８３３は、構造上、梁部８３１Ａ，８３１Ｂとは独立して、ギア８の円筒状凸部８ｃに設けられる。

〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。

第４の実施の形態では、振動波モータが円環型振動子で構成される。

図１０は、第４の実施の形態における円環型振動子のロータおよびギアの構成を示す図であり、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＣ−Ｃ面による水平断面図である。

図１０において、振動板２０に圧電素子２１が接着されてステータを形成し、ロータ２２が、加圧バネ２５により適切な加圧力で振動板２０の摺動面に押し付けられている。ロータ２２およびギア２３は、上記第１〜第３の実施の形態のいずれかにおけるロータ７およびギア８と同様の構成であるとする。

〔他の実施の形態〕
上記第１〜第４の実施の形態においては、梁部が軸中心側から径方向の外側に向かって張り出した形状となっている。本発明は、これに限定されることは無く、例えば、ギアの外周側にブロック部を形成し、該ブロック部から軸中心方向に向かって延びる梁部を設けるようにしてもよい。

また、上記第１〜第４の実施の形態においては、ロータとギアとの間の出力伝達部分が周方向に沿って２箇所であるが、これに限定されることはなく、３箇所以上であってもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る振動波モータにおけるロータとギアとの係合部分を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る振動波モータにおけるロータおよびギアの構成を示す図である。 図２（Ａ）に示す部分１００の拡大図である。 図２（Ｃ）に示す部分２００の拡大図である。 過大な負荷が加わったときにおけるギアの梁部の撓みを示す図である。 第２の実施の形態におけるギアのブロック部および梁部の構成を示すとともに、過大な負荷が加わったときにおける梁部の撓みを示す図である。 第３の実施の形態におけるギアのブロック部および梁部の構成を示す斜視図である。 第３の実施の形態におけるギアのブロック部および梁部の構成を示す垂直断面図である。 第３の実施の形態におけるギアのブロック部および梁部の構成を示す水平断面図である。 第４の実施の形態における円環型振動子のロータおよびギアの構成を示す図である。 従来の棒状振動子の断面構造とその振動モードとを示す図である。 従来の棒状振動子からなり、カメラレンズ駆動用に用いられる振動波モータの構成を示す断面図である。 従来の棒状振動子を更に小型化した振動波モータの構成を示す断面図である。 ロータとギアとの係合部分を示す斜視図である。 ロータとギアとが所定の位置関係で係合した状態において、図１４に示す仮想面Ｌで切断したときのロータおよびギアを示す断面図である。 ロータがギアから反力を受けているときの、図１４に示す仮想面Ｌで切断したときのロータおよびギアを示す断面図である。 ロータの溝部とギアの突起部との係合状態を示す断面図である。 ロータの壁がギアの突起部の壁から受ける偶力を示すグラフである。 偶力Ｆ＜０となる場合における、ロータの壁がギアの突起部の壁から受ける偶力Ｆを示すグラフである。

符号の説明

１ 第１の弾性体
２ 第２の弾性体
３ 圧電素子（電気−機械エネルギー変換素子）
４ シャフト
５ ナット
６ 摩擦板
７ ロータ（回転子）
７ａ，７ｂ 溝部
８ ギア（出力伝達部材）
８１Ａ、８１Ｂ 梁部
８３，８４ ブロック部（係合部）
８５ 円筒状凸部（係合部）

Claims (6)

1. 電気−機械エネルギー変換素子と弾性体とからなる振動子と、
   前記振動子に一方端で接触して前記振動子に励振される振動によって摩擦駆動される回転子と、
   前記回転子の他方端と係合して前記回転子の出力を外部に伝達する出力伝達部材と、を有する振動波モータであって、
   前記出力伝達部材は、前記回転子の前記他方端に半径方向に延びて設けられた複数の溝部とそれぞれ係合するための複数の出力伝達部を有し、
   前記複数の出力伝達部はそれぞれ、バネ性を備えた複数の梁部を有し、
   前記複数の溝部それぞれにおいて、前記複数の梁部は、負荷トルクが作用しても、それぞれ対向する内壁と接触し、
   前記複数の梁部は、変形が大きくなるほど曲げ剛性が増大する漸硬バネによってそれぞれ構成されていることを特徴とする振動波モータ。
2. 前記梁部が、前記溝部のうちの対応する内側壁に接触する力は、前記回転子および前記出力伝達部材が共に回転しているとき、前記複数の梁部の各々が前記複数の溝部のうちの対応する各１つの内側壁から受ける力よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の振動波モータ。
3. 電気−機械エネルギー変換素子と弾性体とからなる振動子と、
   前記振動子に一方端で接触して前記振動子に励振される振動によって摩擦駆動される回転子と、
   前記回転子の他方端と係合して前記回転子の出力を外部に伝達する出力伝達部材と、を有する振動波モータであって、
   前記出力伝達部材は、前記回転子の前記他方端に半径方向に延びて設けられた複数の溝部とそれぞれ係合するための複数の出力伝達部を有し、
   前記複数の出力伝達部はそれぞれ、バネ性を備えた複数の梁部を有し、
   前記複数の溝部それぞれにおいて、前記複数の梁部は、負荷トルクが作用しても、それぞれ対向する内壁と接触し、
   前記回転子の径方向の中心部には凹部が設けられており、
   前記出力伝達部材は、前記凹部と係合する凸部を有しており、
   前記複数の出力伝達部と前記凸部との間には、前記複数の梁部よりも剛性の高いブロック部がそれぞれ介在していることを特徴とする振動波モータ。
4. 前記各ブロック部の周方向の幅は、前記複数の溝部の周方向の幅よりも狭く、前記複数の梁部が所定量それぞれ変形したとき、前記各ブロック部が対応の溝部の内側壁に接触することを特徴とする請求項３に記載の振動波モータ。
5. 前記ブロック部の周方向の幅と前記溝部の周方向の幅との差は、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであることを特徴とする請求項３または４記載の振動波モータ。
6. 前記凸部、前記ブロック部及び前記梁部における前記回転子の回転軸方向における長さは、前記凸部が最も長く、前記ブロック部がその次に長く、前記梁部が最も短いことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の振動波モータ。

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