JPH0710190B2 - 超音波モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波モータ、詳しくは超音波モータにおける
ステータにロータを圧接させる押圧力を得るための機構
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、超音波モータにおけるロータのステータに対する
押圧力を得る機構については、種々の手段が提案されて
いる。

即ち、実開昭59−66392号公報に開示されている弾性波
モータは、第８図に示すように、フランジ101aを有する
筒体101の外周に、ねじ102でフランジ100aを有する枠体
100を螺合させ、上記フランジ101aと100a間に超音波モ
ータの構成部材を配設するようにしたものであって、枠
体100のフランジ100aに固定された防振材104に圧電体99
を固着したステータ103が当接されている。このステー
タ103には、スライダ105を介してロータ106が圧接され
ている。そして、このロータ106に接してコロ軸受108が
筒体101に嵌合しており、同コロ軸受108にはコロ受107
をはさんで加圧用弾性体109がフランジ101aとの間に配
設されている。このように構成すると、加圧用弾性体10
9によってロータ106はスライダ105面をステータ103に向
けて押圧される。そして、所定の入力が圧電体99に与え
られると、ステータ103が超音波振動しロータ106が回転
する。

また実開昭62−58706号公報に開示されているレンズの
移動量を検出する装置を備えたレンズ鏡筒では、第９図
に示すようにバネ110を介して圧電体111を固着したステ
ータ112が固定枠120内に嵌着されていて、上記ステータ
112には、ヘリコイドねじリング114を固定したロータ11
3が圧接されている。ヘリコイドねじリング114は、ボー
ル受け115,ボール116,固定リング117で構成されている
ベアリングによって支持されている。そして、このヘリ
コイドねじリング114のヘリコイドねじによって後群の
レンズ部が前後動する。

ヘリコイドねじリング114の前方には距離リング118が固
定され、この距離リング118の外周面には反射パターン
（図示されず）が設けられ、またこれに対向する固定枠
120側にフォトリフレクタ119が配設されている。そし
て、距離リング118が回転すると、反射パターンをフォ
トリフレクタ119が読み取り回転量を検出する。

さらにまた、特願昭63−50224号で提案されている超音
波モータでは、第10図に示すように、下端部外周にフラ
ンジ121aを有する固定部材121の外周面に、支持部材12
2,圧電素子123,リング状弾性体124で構成されたステー
タ135と、スライダ125と、ロータ126と、ボール受リン
グ127,ボール128,ボール押えリング129からなるベアリ
ング機構とを、フランジ121a上に順に配置し、上部には
押えばね130を介して押えリング131を固定部材121に螺
合している。

このように構成すると、上記ロータ126は、上記押えリ
ング131の固定部材121の上部雌ねじ131bにねじ込む量に
よって、押えばね130によってボール128を介してボール
受けリング127がロータ126の上面を押圧して、その下面
のスライダ125の接触面がステータ135の弾性体124の上
面に圧着する度合が変化するので、押えリング131のね
じ込み加減により、その圧着度合が調節される。

このように、上述した従来の超音波モータにおけるロー
タのステータへの圧接力は、 １）実開昭59−66392号では、加圧用弾性体109で得ら
れ、圧接力の大きさは枠体100と筒体101間のねじ102の
螺合具合によって調整される。

２）実開昭62−58706号公報では、バネ110で得られ、圧
接力の大きさは固定リング117のネジ込み量により調節
される。

３）特願昭63−50224号では、押えばね130で得られ、そ
の大きさは押えリング131を固定部材121にねじ込む度合
により調整される。

［発明が解決しようとする課題］ このように従来のものではロータのステータへの押圧力
を決めているのは、ねじの螺合度合を調節するリングや
枠体なので、ねじを刻設しなければならず、またそ嵌合
長を確保するために厚味が厚くなり、スペースをとるこ
とになってしまう。また、組立時に回転して入れるので
工数が多くなってしまう。また、螺合部が超音波振動に
より緩み易いために、接着等の緩み止め手段が必要とな
ってしまう。

そして、ネジ式で固定すると固定位置の角度が決まらな
いため、ばね押え部材に他の機能を持たせることができ
ず、部品点数が多くなるという欠点も有していた。特
に、超音波モータにとって制御上必要な回転量検出セン
サを固定することができなかった。回転量検出センサは
モータユニット化のためには、例えば固定枠に取り付け
なければならないが、ロータおよびレンズの駆動回転部
材等の回転角が大きいと取り付けるスペースを確保でき
ない等の問題点があった。

そこで本発明の目的は、上述の問題点を解消し、ロータ
のステータへの押圧力を決めるばね部材を押えるばね押
え部材の位置が一義的に定まるような機構とすることに
より、ばね押え部材に回転検出センサを固定し、超音波
モータの小単位ユニット化を図れる超音波モータを提供
するにある。

［課題を解決するための手段および作用］ 本発明の超音波ータは、固定枠と、圧電体が圧着され、
上記固定枠に不動に嵌合保持されるステータと、このス
テータに圧接され、その圧接面に生じる上記ステータの
超音波振動により、上記ステータに対し回転駆動される
ロータと、このロータと上記ステータとを圧接するため
のばね部材と、上記固定枠に設けられたバヨネット機構
と係合することにより、上記ステータまたはロータとの
間に発生する上記ばね部材による弾性力に抗し、上記固
定枠に保持されるばね押え部材と、を具備しており、上
記ばね押え部材に、上記ロータの回転量を検出する回転
量検出素子の取付部を設けたことを特徴とするものであ
る。

［実 施 例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。な
お、以下に述べる実施例は、カメラ等のレンズ駆動を超
音波モータで行なう場合を例として説明する。

第１図〜第４図は、本発明の第１実施例を示したもので
ある。第１図，第２図および第４図において、レンズマ
ウント１には固定枠２が固定されている。同固定枠２の
内部には後述する超音波モータの駆動回路を含むレンズ
の電装部材が組込まれた電装基板５が組込まれている。
そして、レンズ鏡筒の最外周部は、レンズ外装であるカ
バー３で、また同カバー３の後部は飾りリング４で、そ
れぞれ覆われている。固定枠２は後部に大径部を有する
段付の筒体で形成されており、その筒体の外周面2f上の
中程に、超音波モータの構成部材が配設される。即ち、
段部には支持部材７が固定され、同部材７には圧電体９
を固着したステータ８が固着されていて、ステータ８の
前面にはスライダ11を有するロータ10が圧接されるよう
になっており、同ロータ10の前面のＶ溝にはボールリテ
ーナ13によって位置決めされたベアリング用ボール12が
装填されている。また、上記ロータ10とボール12を介し
て対向位置には、同じくＶ溝を有するボール受け14が固
定枠２の嵌合部2d上に嵌合されている。

そして、上記ボール受け14を介しロータ10をステータ８
に押圧するためのばね15が、ばね押え部材16によって押
圧されている。また、ロータ10の前部には、切欠10aが
設けられ、後述するカムリング22（第２図参照）の嵌合
部（図示されず）と嵌合して、ロータ10の回転をカムリ
ング22によって移動枠25に伝達する役目をする。また固
定枠２の外周面2f部分の外径はボール受け14の嵌合部2d
の外径より若干小さいが、支持部材７は弾性体もしくは
一部に切れ目を有する可撓性部材で構成されているの
で、嵌合部2dを乗り越えて挿入可能である。

ボールリテーナ13は、ロータ10およびボール受け14への
端面に当たらないようにした、幅の狭いリング状に形成
されていて、等間隔位置にボール受孔13aを有し、同受
孔がつなぎ部13bで連結されている。

ばね押え部材16は、後述するように固定枠２のスラスト
当接部2eにばね押え部材16の内向ツメ16cが当たること
により係止される。内向ツメ16cは等間隔位置に複数個
設けられている。

ばね押え部材16には、更に前方に向けてMRセンサ台取付
部16a,16bが延出しており、これにセンサ台17を挾み押
えばね18をビス33で止めることによって、センサ台17は
磁気ドラム21の磁気コート部21aにその接触部17aが押し
つけられて配設される。センサ台17にはリードFPC20を
つけたセンサ基板19が固定され、磁気ドラム21の磁気コ
ート部21aから所定の隙間を保って配置されている。

固定枠２に嵌合されたカムリング22には、カム溝22aが
あり、スラスト方向はＣリング34によって止められ回転
可能となっている。固定枠２の内周面部に移動枠25が摺
動可能に嵌合する。移動枠25にはローラ24を有するロー
ラ軸23が植設され、固定枠２のリードカム2aおよびカム
リング22のカム溝22aに入る。

移動枠25の内方側には前側カバー26、前群レンズ28をレ
ンズ止め29で固定した前群レンズ保持枠27、レンズ止め
31によって固定された後群レンズ30および絞りユニット
32等が固定されている。

このように構成されている上記実施例において、圧電体
９に所定の電力が供給されると、ステータ８は振動しロ
ータ10は回転する。ロータ10からの回転はカムリング22
に伝えられ、カムリング22のカム溝22a,固定枠２のリー
ドカム2aおよびローラ24を有するローラ軸23によって移
動枠25は前後動する。

次に、ばね押え部材16の固定について第３図に示す展開
図を用いて説明する。

第３図（Ａ）は、ばね押え部材16の内向ツメ16cを、固
定枠２の組込み溝2bから挿入する場合である。組込み溝
2bは複数の内向ツメ16cに合わせてあり、かつ内向ツメ1
6cの幅より若干広くなっている。

第３図（Ｂ）はばね押え部材16を第３図（Ａ）の矢印方
向へ移動し摺動溝2g部に入ったところを示す。摺動溝2g
に入ると内向ツメ16cは回転可能となる。

第３図（Ｃ）は、第３図（Ｂ）の矢印方向に移動した、
内向ツメ16cがスラスト当接部2e部に落ち込んだところ
である。同時に固定枠２への当接部2cが内向ツメ16cの
側面に当たり、回転を規制される。このとき矢印Ｔ方向
の力がばね15により与えられるためばね押え部材16の内
向ツメ16cは固定される。

このように作動する第１実施例においては、ロータのス
テータに対する圧接力を得る手段が、上述のように薄い
板材により構成できるため、スペースに余裕が出ると共
に、バヨネット式に簡単に組立てられるため、コスト低
減を図ることができ、また、回転方向に確実に係止され
るため、超音波振動で緩むことがない。

第５図は、本発明の第２実施例を示す要部断面図であ
る。この第２実施例は、ばね部材15を固定枠２とステー
タ８の支持部材７の間に入れた点が上記第１実施例と異
なり、ばね押え部材16がベアリング部のボール受け14に
当接した状態で係止されることになる。その他のバヨネ
ット部の構成等はすべて上記第１実施例と同様であり、
その作用・効果において異なるところはない。

第６図は、本発明の第３実施例を示す要部断面図で、上
記第２実施例と同じくばね部材15を固定枠２と支持部材
７の間に入れているが、ベアリングのボール受け14を省
略した点が上記第２実施例と異なる。つまり、ボール12
はロータ10の前方側とばね押え部材16によって保持され
ることになる。その他の点は上記第２実施例と同様であ
り、その作用において異なるところはない。このように
構成された第３実施例においては、ばね押え部材16がボ
ール受けを兼ねたため部品点数が減少する。

第７図は、本発明の第４実施例を示す斜視図で、ばね押
え部材16を筒状とした点が上記各実施例と異なり、その
他の点はすべて上記各実施例と同様である。このばね押
え部材16の内周面部にはツメ16cが設けられ、円周の一
部に孔とビス止め穴からなる回転量検出素子取付部16d
が設けられている。このような第４実施例によれば、ば
ね押え16を筒体で構成したので強度が高く、精度を出し
易くなる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、ロータとステータの
押圧力を得るためのばね押え部材を、ばねの押圧力を利
用したバヨネット式としたので、ばね押え部材を板物で
つくることができ、これによって超音波モータを薄く、
またスペースを減少して構成できるので、組立てが簡単
で角度位置が正確に定まる。従って、組立工数を削減で
きコストダウンを計ることができる。また、振動に対し
ても緩むことがなく、回転量検出センサを押え部材に取
付ることができる等の数々の顕著な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す超音波モータの分
解斜視図、 第２図は、上記第１図の超音波モータを組込んだ撮影レ
ンズ鏡筒の断面図、 第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、ばね押え部材の固定
枠への組込み作動を説明するための展開図で、第３図
（Ａ）は組込み前、第３図（Ｂ）は組込み途中、第３図
（Ｃ）は組込み後をそれぞれ示す展開図、 第４図は、上記第２図中の要部を拡大した断面図、 第５図は、本発明の第２実施例を示す超音波モータの要
部断面図、 第６図は、本発明の第３実施例を示す超音波モータの要
部断面図、 第７図は、本発明の第４実施例を示すばね押え部材の斜
視図、 第８図〜第10図は、それぞれ従来の超音波モータの要部
を示した断面図である。 ２……固定枠 ８……ステータ ９……圧電体 10……ロータ 15……ばね部材 16……ばね押え部材 16a,16b……MRセンサ台（回転量検出素子） 17……センサ台（回転量検出素子） 18……押えばね（回転量検出素子） 19……センサ基板（回転量検出素子）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定枠と、 圧電体が圧着されており、該圧電体に交流電圧が印加さ
   れることにより、表面に超音波振動が発生されるリング
   状のステータと、 このステータの表面に圧接され、上記超音波振動により
   該ステータに対して固定枠周りに駆動されるリング状の
   ロータと、 このロータの移動を受けるリング状の軸受と、 上記ステータとロータとを圧接するためのばね部材と、 上記固定枠の外周に設けられた段部と、該段部より軸方
   向に所定量隔置され、周方向に複数配置された軸方向に
   貫通する切欠を有するリング状の突部とからなり、上記
   ステータ，ロータ，軸受およびばね部材が収納される収
   納部と、 上記切欠と対向する位置に、該切欠の周方向の幅より狭
   い幅を有する係合片を有しており、上記ばね部材の弾性
   力に抗して該係合片を収納部内に侵入させ、軸周りに所
   定量回動して該係合片を上記突部に係合させて、上記ス
   テータとロータ間の圧接力を確保する押え部材と、 を具備することを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】上記押え部材は、リング状の板で形成され
   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。
3. 【請求項３】上記押え部材は、上記ロータの回転量検出
   手段が保持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。