JPH05284762A - 超音波モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 棒状超音波モータを、歯車伝達機構に組み付
けて使用したり、あるいはレンズ鏡筒のフォーカスモー
タ等として使用する場合、超音波モータのロータとステ
ータとの加圧接触部に潤滑油等が飛散してモータ効率が
低下するのを防止する。 【構成】 棒状超音波モータＡのロータ３の外周面に、
ロータ３とステータ１の圧接部１ｂ、３ａを取り囲むよ
うに可撓性シート２３を接着剤により固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータ、特に棒
状に形成された超音波モータに関するものであり、その
モータを例えばレンズ鏡筒に搭載するような動力伝達機
構に使用した時の潤滑油の影響を防止した超音波モータ
に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、棒状超音波モータを例えばレンズ鏡
筒に搭載するようなモータ駆動ユニット内に使用する場
合、近年のレンズ鏡筒のコンパクト化に伴ないモータ駆
動ユニットはレンズ鏡筒のヘリコイド結合部等のグリス
使用部分に近接して取り付けられることが多い。また、
モータ駆動ユニット内においてもギヤ等に油（グリス）
が塗られることが多い。

【０００３】一方、棒状超音波モータは、ステータとロ
ータの加圧により発生する摩擦力で回転力が得られる構
造である為、ステータとロータには摩擦力の低下の原因
となる油（グリス）がつかないようにするような構成と
することが必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、棒
状超音波モータを前記モータ駆動ユニット内に使用して
前記レンズ鏡筒に搭載した場合、レンズを移動させるた
めのヘリコイド部又は、モータ駆動ユニット内の近接し
ているギヤ等から油が飛んで棒状超音波モータのステー
タとロータの圧接部に付着する恐れがあり、油が付着す
ることによりモータ性能が低下し、最悪の場合レンズを
駆動する回転力が発生できないようになってしまうとい
う問題があった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題を解決
し、ロータとステータとの摩擦接触部には外部より油等
が付着するのを防止することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の目的を
実現する具体的構成は、例えば棒状超音波モータのロー
タの外周面に可撓性のシートを接着してロータとステー
タの圧接部をとり囲むようにすることにより、棒状超音
波モータの性能を低下させることなくレンズ鏡筒に搭載
するようなモータ駆動ユニットに使用した場合でも、レ
ンズ鏡筒のヘリコイド部又はモータ駆動ユニット内の近
接したギヤ等からの油飛びにも影響なしにモータ駆動で
きるようにしたものである。

【０００７】

【実施例】図１および図２は本発明の一実施例を示し、
図１は棒状超音波モータをモータ駆動ユニットに使用し
た断面図、図２は図１のモータ駆動装置をレンズ鏡筒に
搭載した断面図である。

【０００８】図１，図２において、１は中間部がくび
れ、また中心には導電性のシャフト２のネジ部２ａと螺
合するネジ穴１ａを有する導電性の振動弾性体で、上面
にはロータ３の摺動部３ａと圧接する摺動部１ｂが設け
られている。４は穴４ａを有する導電性の押え体であ
る。５〜８は例えばＰＺＴで構成される電気−機械エネ
ルギー変換素子としての中空円形状の圧電素子で、圧電
素子５，６はＡ相を構成し、また圧電素子７，８はＢ相
を構成する。なお本実施例では、Ａ相Ｂ相様々な相が２
枚の圧電素子で構成されるが、各相の圧電素子は１枚だ
けであっても良い。前述の各圧電素子５〜８の中空部の
径はシャフト２のネジ部２ａの外径より大きく、厚み方
向に分極されている。９は超音波振動子（ステータ）を
構成する振動弾性体１、押え体４の振動状態を検出する
為に機械−電気エネルギー変換素子としての圧電素子で
形成されたセンサーで、センサー９の中空部の径もシャ
フト２のネジ部２ａに接触しないようにシャフト２のネ
ジ部２ａの外径より大きい。１０，１１，１２は圧電素
子５，６に交流電圧を供給する電極、１２，１３，１４
は電極１０，１１，１２とは位相差をもって圧電素子
７，８に交流電圧を供給する電極である。なお、アース
電極１２はシャフト２のネジ部２ａを介してアース電極
１４に電気的に接続されている。またアース電極１０は
振動弾性体１、シャフト２を介してアース電極１２，１
４に電気的に接続されている。

【０００９】１４，１５は超音波振動子（ステータ）と
しての振動弾性体１、押え体４の振動に応じたセンサー
９からの電気信号を出力する電極であり、その出力信号
を不図示の振動子制御回路に伝達するものである。１６
はシャフト２と押え体４との間に設けられ、押え体４と
振動弾性体１とがシャフト２を介して短絡状態、即ち同
電位となることを防止する絶縁材料としての絶縁ワッシ
ャである。前述した３は超音波振動子（ステータ）とし
ての振動弾性体１、押え体４が供給される交流電圧に応
答して振動した時に回転するロータ、１７は後述する加
圧バネ１９を受けると共にロータ３に固着されたバネ保
持部材、１８はギヤ部１８ａを有する回転出力部材であ
り、前記バネ保持部材１７に対して回転方向では一体的
にスラスト方向ではフリーになるよう突起（凸部）１８
ｂを設け、それと対応する溝部（凹部）１７ａをバネ保
持部材１７に設けている。１９は回転出力部材１８とバ
ネ保持部材１７との間に設けられロータ３を超音波振動
子（ステータ）としての振動弾性体１に圧接させる加圧
バネである。２０は回転出力部材１８、ロータ３を回転
支持させる軸受（ベアリング）である。２１は棒状超音
波モータを取付部材３８に固定するための支持部材であ
り、ネジ２４，２５により固定される。なお、支持部材
２１はシャフト２に嵌合されてフランジ部２ｂに突き当
てた後接着剤で固着することにより軸受２０、回転出力
部材１８を介して加圧バネ１９の加圧状態を保持して棒
状超音波モータＡが完成する。

【００１０】２２は例えば両面テープのような接着剤、
２３は例えばルミラー（商品名）のような可撓性のシー
トで、接着剤２２によりロータ３の外周面にロータ３と
ステータ１の圧接部１ｂ，３ａをとり囲むように接着さ
れている。

【００１１】２６は棒状超音波モータＡの回転出力部材
１８のギヤ部１８ａと噛み合う二段ギヤ、２７は二段ギ
ヤ２６と噛み合う第１伝達ギヤ、２８は第１伝達ギヤ２
７のスラスト方向の動きを規制するＥ形ワッシャ、２９
は伝達ギヤ２７と噛み合う第２伝達ギヤ、３０は第２伝
達ギヤ２９と噛み合うギヤ部３０ａを持つ二段ギヤであ
り、もう一方のギヤ３０ｂには後述するパルスギヤ３１
と噛み合っている。

【００１２】３２はパルス板であり、パルスギヤ３１に
固着されており、フォトカプラー３３によりパルス板３
２のパルスを読み取ることにより後述するギヤ３８ｂに
より回転駆動される被駆動物（後述するフォーカスレン
ズＬ）の移動や位置を検知することができるようになっ
ている。３４は固定部材であり、それぞれのギヤを支持
する軸を有している。３５は取付部材であり、固定部材
３４のそれぞれのギヤの支持軸を受けており、ビス３
６，ビス３７により固定部材３４に固定される。該固定
部材３４または取付部材３５に前記フォトカプラー３３
は接着等で固着されている。３８は二段ギヤ３０のギヤ
部３０ａと噛み合うギヤ部３８ａを有している出力ギヤ
であり、後述する回転筒３９のギヤ部３９ａと噛み合う
ギヤ部３８ｂも有している。

【００１３】次に図２において、３９はフォーカスを行
なう回転筒であり、フォーカスレンズＬを保持してい
る。４０は回転筒３９のヘリコイド部３９ｂとヘリコイ
ド結合するヘリコイド４０ａを持つ固定筒、４１は固定
筒４０をビス止め等で固定支持した支持部材である。ま
た図１で示すモータ駆動ユニットは図２で示すようにビ
ス４２で固定筒４０に固定されている。

【００１４】次に作動説明を行なう。まず、棒状超音波
モータＡが図示せぬ駆動回路よりレンズ駆動信号を受け
ると電極１０〜１４に交流電圧がＡ相用圧電素子５，
６、Ｂ相用圧電素子７，８に供給される。そして、圧電
素子５〜８に生じた振動によって振動弾性体１、押え体
４の２つの平面内に振動が励起され、また、これら振動
が様々な交流電圧間に位相差があることによって時間的
に所定の位相差を有している為に振動弾性体１、押え体
４の表面には回転運動が生じる。その為に超音波振動子
（ステータ）を構成する振動弾性体１に圧接したロータ
３は回転運動をする。この結果ロータ３に固着されたバ
ネ保持部材１７に対して回転方向に一体化された回転出
力部材１８はロータ３と共に回転する。なお、ロータ３
の外周面には可撓性シート２３が接着されているが、こ
のシートはロータ３のバネ部３ｂのバネ性を阻害しない
範囲で接着されているため、棒状超音波モータＡの性能
は低下しない。その回転出力は、二段ギヤ２６に伝達さ
れ、第１伝達ギヤ２７，第２伝達ギヤ２９，二段ギヤ３
０，出力ギヤ３８を介して、回転筒３９に伝達される。
その回転筒３９にはフォーカスレンズＬが配されている
一方、固定筒４０のヘリコイド部４０ａとヘリコイド部
３９ｂがヘリコイド結合されているため、回転筒３９は
回転しながら前後移動してフォーカスを行なうことがで
きる。

【００１５】一方二段ギヤ３０の回転に伴ない、二段ギ
ヤ３０のギヤ部３０ｂと噛み合っているパルスギヤ３１
も回転する。この回転によりフォーカスレンズＬの位
置、速度がパルス板３２，フォトカプラー３３により検
出され、フォーカスレンズＬを制御してある所定位置に
移動した所で棒状超音波モータへの交流電圧の供給をス
トップして自動合焦させることができる。

【００１６】以上述べたように、棒状超音波モータは、
歯車伝達機構の歯車に近接して、ロータとステータとの
接触部があり、またレンズ鏡筒のネジ部等があっても、
それらの間はロータ３に接着されたシート２３により遮
へいされているので、歯車等に付着した油が飛散して
も、このシート２３によりロータとステータとの接触部
への飛散が防止されることになる。

【００１７】なお、本実施例ではロータ３にシート２３
を接着しているが、ロータ３に一体的に防油用のシート
部を形成してもよく、又ステータ側からロータの外周を
取り囲む防油シート部を設けてもよい。

【００１８】さらに、ロータとステータの両方から防油
用シート部を設けてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、棒
状超音波モータ等の超音波モータにおいて、例えば移動
体（ロータ）の外周面に可撓性のシート等の遮へい部を
接着してロータと振動子（ステータ）の圧接部をとり囲
むようにしたことにより、超音波モータの性能を低下さ
せることなく外部からの油飛びに対してもモータ駆動に
は影響がでないため、いかなる場合でもモータ性能を劣
化させずに品質の良い超音波モータを提供できるという
効果がある。

【００２０】またレンズ鏡筒に本発明の超音波モータを
使用した場合でも、ヘリコイド等の油塗布部周辺等どん
な場所にも配置でき、レイアウト上にも制約を受けずス
ペース効率アップ，レンズ鏡筒のコンパクト化にもつな
がり、その効果は絶大なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波モータの一実施例を示し、
モータ駆動ユニットに組付けた状態を示す。

【図２】図１に示すモータ駆動ユニットをレンズ鏡筒に
搭載した断面図。

【符号の説明】

Ａ…棒状超音波モータ １…振動弾性体（ス
テータ） ３…回転部材（ロータ） ４…押え体（ステー
タ） ５〜９…圧電素子（電気−機械エネルギー交換素子） １０〜１５…電極板 １８…回転出力部材 １９…加圧バネ ２６，３０…二段ギ
ヤ ２３…可撓性シート（遮へい部） ２７，２９…伝達ギヤ ３１…パルスギヤ（エンコーダー手段） ３２…パルス板 ３３…フォートカプ
ラー ３４…固定部材 ３５…取付部材 ３８…出力ギヤ ３９…回転筒 Ｌ…フォーカスレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏葉 聖一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動面に駆動波を形成する振動子と、該
   振動子の駆動面に加圧手段を介して加圧接触する移動体
   を有し、該移動体を駆動波により摩擦駆動する超音波モ
   ータにおいて、 該振動子と該移動体との加圧接触部の周囲を取り囲む遮
   へい部を該振動子又は該移動体のいずれか一方、あるい
   は双方から延出したことを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、遮へい部は可撓性の
   シートからなり、接着剤により振動子あるいは移動体に
   固定されていることを特徴とする超音波モータ。