超音波モータ機構
【課題】シャフト（被駆動部材）と枠体を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる超音波モータ機構を提供する。
【解決手段】圧電素子を有する超音波振動子と、超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材と、被駆動部材と連結する複数の連結部材と、連結部材と連結する枠体と、超音波振動子を被駆動体に付勢する付勢部材と、被駆動部材を移動可能に支持するベース部材と、被駆動部材をベース部材に対して移動可能に支持する球状の転動部材と、を少なくとも具備するリニア駆動型超音波モータにおいて、複数の連結部材は、それぞれ枠体の位置を決める位置決め部を備え、枠体を挟み込むように点接触にて固定することができる形状となっている。
【解決手段】圧電素子を有する超音波振動子と、超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材と、被駆動部材と連結する複数の連結部材と、連結部材と連結する枠体と、超音波振動子を被駆動体に付勢する付勢部材と、被駆動部材を移動可能に支持するベース部材と、被駆動部材をベース部材に対して移動可能に支持する球状の転動部材と、を少なくとも具備するリニア駆動型超音波モータにおいて、複数の連結部材は、それぞれ枠体の位置を決める位置決め部を備え、枠体を挟み込むように点接触にて固定することができる形状となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波モータ機構としては特許文献１記載の駆動装置が挙げられる。この駆動装置は、第１枠体と第２枠体とを相対移動させる第１駆動機構と、第２枠体と第３枠体とを相対移動させる第２駆動機構と、を備え、これら第１及び第２駆動機構は、圧電素子によって駆動を発生させる駆動発生部と、駆動発生部により発生した駆動を受ける駆動受部と、をそれぞれ有する。また、第１枠体には、第１駆動機構の駆動受部のシャフトの両端が固定され、第２枠体には、第２駆動機構の駆動受部のシャフトの両端が固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６７４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の駆動装置では、シャフトを各枠体に固定する際に、シャフトに捻じれや、曲げなどの変形をおこさせないよう考慮した積極的な対策が講じられていない。仮に、シャフトと枠体を接着材などによって固定する場合、シャフト両端の接着材の収縮具合により、シャフトに捻じれや、曲げなどの変形が発生し、それにより駆動受部も変形してしまう。そして駆動受部が変形してしまうことで、駆動発生部との接触状態が変化してしまい、特性の変化や劣化が発生してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シャフト（被駆動部材）と枠体を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる超音波モータ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る超音波モータ機構は、圧電素子を有する超音波振動子と、超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材と、被駆動部材と連結する複数の連結部材と、連結部材と連結する枠体と、超音波振動子を被駆動体に付勢する付勢部材と、被駆動部材を移動可能に支持するベース部材と、被駆動部材をベース部材に対して移動可能に支持する球状の転動部材と、を少なくとも具備するリニア駆動型超音波モータにおいて、複数の連結部材は、それぞれ枠体の位置を決める位置決め部を備え、枠体を挟み込むように点接触にて固定することができる形状となっていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る超音波モータ機構において、連結部材が枠体を挟み込む方向は、付勢方向に対し、直角又は平行であることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る超音波モータ機構において、枠体との位置決めに使用する、連結部材の位置決め部は、Ｖ溝、半円形状の凹形状、又は凸形状であることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る超音波モータ機構において、枠体は、連結部材の位置決め部に対応する、凸形状又は凹形状を有していることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る超音波モータ機構において、連結部材と被駆動部材は、被駆動部材の屈曲振動の節付近で且つ、被駆動部材の屈曲振動と平行な方向又は直角な方向に、互いに固定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る超音波モータ機構は、シャフト（被駆動部材）と枠体を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波モータ機構の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】図１のＩＶ方向から見た側面図である。
【図５】図１のＩＶ方向から見た側面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】第１実施形態の第１変形例におけるシャフトと枠体との連結構造を示す側面図である。
【図８】第１実施形態の第２変形例におけるシャフトと枠体との連結構造を示す側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る超音波モータ機構の構成を示す平面図である。
【図１０】図９のＸ方向から見た側面図である。
【図１１】図９のＸＩ方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る超音波モータ機構の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る超音波モータ機構の構成を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。図４は、図１のＩＶ方向から見た側面図である。図５は、図１のＩＶ方向から見た側面図である。図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【００１５】
超音波モータ機構は、圧電素子１１０を有する超音波振動子と、超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材としてのシャフト１２０と、第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６と、これらの連結部材と連結する枠体１５０と、超音波振動子をシャフト１２０に付勢する付勢部材としての押圧部材１０３と、シャフト１２０を移動可能に支持するベース部材１２４と、シャフト１２０をベース部材１２４に対して移動可能に支持する４つの転動部材１２２と、を備える。また、超音波モータ機構は、ベース部材１２４と結合して超音波振動子及び押圧部材１０３を内部に収容するケース部材１０２を備え、ケース部材１０２は、平板状の基台１０１上に載置される。
【００１６】
略コの字型の断面形状を有するベース部材１２４の内部には、４つの球状部材からなる転動部材１２２が収容される。転動部材１２２は、ベース部材１２４の長手方向（図１の上下方向、図２の左右方向）に移動可能に収容される。なお、転動部材１２２は、ベース部材１２４の長手方向に移動可能であれば、４つより多くても良い。
【００１７】
シャフト１２０は、曲面と平面からなる側面を備え、その軸方向１２０ｃに直交する断面が略Ｄ字形状をなしている。このシャフト１２０は、円筒面が転動部材１２２に当接するように載置される。
【００１８】
シャフト１２０の長手方向両端は、シャフト１２０の駆動変位を外部装置に伝達するための、第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６にそれぞれ結合されている。第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６は、シャフト１２０の節付近に、屈曲振動に対して平行方向に、ねじの端面にて固定されている。
【００１９】
ケース部材１０２は箱型の形状をしており、その内部空間には、圧電素子１１０と、押圧部材１０３と、が高さ方向（図２から図６の上下方向）の上側から順に内包される。押圧部材１０３としては例えば金属製の板バネを用いる。
圧電素子１１０の下面には、下方に突出する支持部材１１１が設けられ、押圧部材１０３の上面に当接する。押圧部材１０３は、その長手方向（図２の左右方向）の両端がケース部材１０２の内壁に当接し、下面の中央部がケース部材１２０に設けた支持凸部１０４に当接し、これにより、１０３は、上に凸に撓んだ状態で支持される。
【００２０】
ベース部材１２４とケース部材１０２は、例えば、ケース部材１０２の上部に設けた複数の突起部を、ベース部材１２４の下部に設けた複数の係止部にそれぞれ係止することによって固定する。
【００２１】
圧電素子１１０の上面には、上方へ突出する駆動子１１２、１１３が設けられ、ケース部材１０２をベース部材１２４に組みつけたとき、駆動子１１２、１１３はシャフト１２０の下側に位置する平面に当接する。このとき、押圧部材１０３は所定の量だけ撓んだ状態で長手方向略中央部分が支持部材１１１に当接する。押圧部材１０３の撓み量は任意に設定でき、この撓み量を所望の値にすることによって、シャフト１２０に対して圧電素子１１０から所望の押圧力を発生し、駆動子１１２、１１３をシャフト１２０に付勢する。これにより、駆動子１１２、１１３とシャフト１２０との間に摩擦力が生じ、圧電素子１１０を駆動することにより、シャフト１２０はベース部材１２４に対して長手方向（図１の上下方向、図２の左右方向、駆動方向）に移動可能となる。
【００２２】
第１連結部材１３１は、互いに平行に延びる上側腕部１３２と下側腕部１３３（図３）を備え、側面視略コの字形状をなしている。上側腕部１３２と下側腕部１３３は、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、基台１０１の上面に平行に延びるように設けられている。第２連結部材１３６は、第１連結部材１３１と同様に、互いに平行に延びる上側腕部１３７（図１）と下側腕部（不図示）を備え、側面視略コの字形状をなしている。第２連結部材１３６の上側腕部１３７と下側腕部についても、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、基台１０１の上面に平行に延びるように設けられている。
【００２３】
シャフト１２０は、長手方向の一方の端部が、第１連結部材１３１内に設けた収容空間１３４に収容され、他方の端部が、第２連結部材１３６内の収容空間（不図示）に収容される。
第１連結部材１３１の底壁１３１ａには、圧電素子１１０による付勢方向（図６のＡ方向）と平行に延び、収容空間１３４へ貫通するネジ穴１３１ｂが形成されており、このネジ穴１３１ｂに螺合した固定ネジ１３５（図２、図６）の上側の端面がシャフト１２０の平面１２０ａに当接する。固定ネジ１３５をさらに収容空間１３４内へ螺合すると、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間１３４の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第１連結部材１３１とが互いに固定される。
【００２４】
第２連結部材１３６は、第１連結部材１３１と同様の構成を備え、固定ネジ１３５（図２）を収容空間１３４内へ螺合していくと、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第２連結部材１３６とが互いに固定される。
【００２５】
次に、第１連結部材１３１によるシャフト１２０と枠体１５０との連結構造について説明する。
図６に示すように、第１連結部材１３１の上側腕部１３２には、連結ネジ１４１が上下方向（図６の上下方向）に貫通している。また、下側腕部１３３の上面のうち、連結ネジ１４１に対応する位置に、上下方向に沿った断面がＶ字状のＶ溝１３３ａ（位置決め部）が形成されている。
【００２６】
枠体１５０は、平面視において略矩形板状の外形を有し、その一辺１５０ａが上側腕部１３２と下側腕部１３３との間の空間に挿入される。挿入される部分の下面には、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに沿う方向に直交する断面が半円状である突起部１５１（凸形状）が形成されている。この突起部１５１をＶ溝１３３ａの内面に点接触させつつ、連結ネジ１４１を枠体１５０の上面の突起部１５１に対応する位置に押しつけることで枠体１５０と第１連結部材１３１を互いに結合させ、これにより枠体１５０とシャフト１２０とを互いに連結させる。
【００２７】
第２連結部材１３６についても、第１連結部材１３１と同様の連結構造により、シャフト１２０と枠体１５０とを互いに連結させる。したがって、枠体１５０は、第１連結部材１３１と第２連結部材１３６によってシャフト１２０に正確に位置決めされて連結される。
【００２８】
つづいて、あおり防止バネ１６０及び転動部材１７０を用いた、枠体１５０と基台１０１との連結構造について説明する。
図１に示すように、枠体１５０のシャフト１２０側の辺１５０ａに対向する辺１５０ｂの長手方向（軸方向１２０ｃに沿った方向）の略中央には、シャフト１２０から離れる方向に延びる係止部１５２が設けられている。この係止部１５２には、あおり防止バネ１６０の一方の端部１６１が係止されている。あおり防止バネ１６０の他方の端部１６２は、基台１０１の係止部１５２に対向する位置に係止されている。
【００２９】
また、枠体１５０の係止部１５２側の下面からは、基台１０１側へ延びるように支持部１５３が設けられている。基台１０１の上面には、支持部１５３の下端面に対応する位置に転動部材１７０が配置されている。この転動部材１７０は球状の部材であって、あおり防止バネ１６０の弾性力によって、基台１０１上に形成した案内溝部（不図示）の内面と当接し、枠体１５０の係止部１５２と基台１０１の間隔が一定に維持される。さらに、案内溝部は軸方向１２０ｃと平行に形成されており、転動部材１７０は、シャフト１２０の移動に伴って、案内溝部の内面と当接しつつ軸方向１２０ｃに平行に転動可能である。
【００３０】
以上の構成により、枠体１５０は、第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６のＶ溝と、転動部材１７０と、の３点で支持され、あおり防止バネ１６０の弾性力によって基台１０１との間隔を一定に維持したままシャフト１２０とともに移動可能である。
【００３１】
［効果］
圧電素子１１０による付勢方向において２つの連結部材１３１、１３６によって枠体１５０の端部を挟み込むとともに、転動部材１７０と基台１０１との点接触によって枠体１５０が基台１０１に対して移動可能に当接しているため、連結部材１３１、１３６の枠体１５０と接触する点と点の平面度と枠体の平面度のギャップを吸収できる。特に、位置決め部に対応して設けられ、位置決め部が当接する部分の形状と、位置決め部の形状と、を半球状と溝状（凹形状）の組合せとすると、ギャップを吸収しやすい。したがって、超音波モータ機構の組立時において、シャフト１２０と枠体１５０とを、連結部材１３１、１３６によって連結しても、シャフト１２０及び枠体１５０が変形しない。したがって、シャフト１２０と枠体１５０の連結後の特性が安定し、連結前と後の特性劣化を減少させることができる。
【００３２】
さらに、連結部材１３１、１３６とシャフト１２０との固定位置を、連結部材１３１、１３６とシャフト１２０のもつ固有振動節付近にし、且つ、シャフト１２０のもつ固有振動と平行になるように固定しているため、シャフト１２０から伝わる余分な振動が連結部材１３１、１３６に伝わりにくくなり、その結果、連結部材１３１、１３６及び枠体１５０が余計な振動をしないことから、異音などの発生が少ない。
【００３３】
次に図７を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。図７は、第１実施形態の第１変形例におけるシャフトと枠体との連結構造を示す側面図である。
第１変形例に係る超音波モータ機構は、第１実施形態に対して、シャフトと枠体との連結構造が異なる。その他の構成は第１実施形態に係る超音波モータ機構と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００３４】
第１変形例は、第１実施形態の第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６に対応する２つの連結部材を有する。これら２つの連結部材は互いに同様の構成を備えるため、ここでは、第１連結部材２３１についてのみ説明する。
【００３５】
第１連結部材２３１は、互いに平行に延びる上側腕部２３２と下側腕部２３３を備え、側面視略コの字形状をなしている。上側腕部２３２と下側腕部２３３は、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、基台１０１の上面に平行に延びるように設けられている。
シャフト１２０は、長手方向の一方の端部が、第１連結部材２３１内に設けた収容空間２３４に収容され、他方の端部が、第２連結部材の収容空間（不図示）に収容される。
【００３６】
第１連結部材２３１の底壁２３１ａには、圧電素子１１０による付勢方向と平行に延び、収容空間２３４へ貫通するネジ穴（不図示）が形成されており、このネジ穴に螺合した固定ネジ２３５の上側の端面がシャフト１２０の平面１２０ａに当接する。固定ネジ２３５をさらに収容空間２３４内へ螺合すると、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間２３４の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第１連結部材２３１とが互いに固定される。
【００３７】
第１連結部材２３１の上側腕部２３２には、連結ネジ１４１が上下方向に貫通している。また、下側腕部２３３の上面のうち、連結ネジ１４１に対応する位置に、上下方向に沿った断面が半円状の溝２３３ａ（位置決め部）が形成されている。
【００３８】
枠体２５０は、平面視において略矩形板状の外形を有し、その一辺２５０ａが上側腕部２３２と下側腕部２３３との間の空間に挿入される。挿入される部分の下面には下方に突出し、下端面が半球状の突起部２５１（凸形状）が形成されている。この突起部２５１を溝２３３ａの内面に点接触させつつ、連結ネジ１４１を枠体２５０の上面の突起部２５１に対応する位置に押しつけることで枠体２５０と第１連結部材２３１を互いに結合させ、これにより枠体２５０とシャフト１２０とを互いに連結させる。
【００３９】
第１変形例の超音波モータ機構においても、シャフト１２０と枠体１５０を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる。
【００４０】
次に図８を参照して、第１実施形態の第２変形例について説明する。図８は、第１実施形態の第２変形例におけるシャフトと枠体との連結構造を示す側面図である。
第２変形例に係る超音波モータ機構は、第１実施形態に対して、シャフトと枠体との連結構造が異なる。その他の構成は第１実施形態に係る超音波モータ機構と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００４１】
第２変形例は、第１実施形態の第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６に対応する２つの連結部材を有する。これら２つの連結部材は互いに同様の構成を備えるため、ここでは、第１連結部材３３１についてのみ説明する。
【００４２】
第１連結部材３３１は、互いに平行に延びる上側腕部３３２と下側腕部３３３を備え、側面視略コの字形状をなしている。上側腕部３３２と下側腕部３３３は、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、基台１０１の上面に平行に延びるように設けられている。
シャフト１２０は、長手方向の一方の端部が、第１連結部材３３１内に設けた収容空間３３４に収容され、他方の端部が、第２連結部材の収容空間（不図示）に収容される。
【００４３】
第１連結部材３３１の底壁３３１ａには、圧電素子１１０による付勢方向と平行に延び、収容空間３３４へ貫通するネジ穴（不図示）が形成されており、このネジ穴に螺合した固定ネジ３３５の上側の端面がシャフト１２０の平面１２０ａに当接する。固定ネジ３３５をさらに収容空間３３４内へ螺合すると、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間３３４の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第１連結部材３３１とが互いに固定される。
【００４４】
第２連結部材は、第１連結部材１３１と同様の構成を備え、固定ネジ３３５を収容空間３３４内へ螺合していくと、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第２連結部材１３６とが互いに固定される。
【００４５】
第１連結部材３３１の上側腕部３３２には、連結ネジ１４１が上下方向に貫通している。また、下側腕部３３３の上面のうち、連結ネジ１４１に対応する位置に、上下方向に沿う断面が半円状の凸形状である突起部３３３ａ（位置決め部）が形成されている。
【００４６】
枠体３５０は、平面視において略矩形板状の外形を有し、その一辺３５０ａが上側腕部３３２と下側腕部３３３との間の空間に挿入される。挿入される部分の下面には、上下方向に沿う断面がＶ字状のＶ溝３５１が形成されている。この突起部３３３ａをＶ溝３５１の内面に点接触させつつ、連結ネジ１４１を枠体３５０の上面のＶ溝３５１に対応する位置に押しつけることで枠体３５０と第１連結部材３３１を互いに結合させ、これにより枠体３５０とシャフト１２０とを互いに連結させる。
【００４７】
第２変形例の超音波モータ機構においても、シャフト１２０と枠体１５０を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態に係る超音波モータ機構の構成を示す平面図である。図１０は、図９のＸ方向から見た側面図である。図１１は、図９のＸＩ方向から見た側面図である。
第２実施形態に係る超音波モータ機構においては、２つの連結部材が枠体を挟み込む方向が、圧電素子１１０による付勢方向に対して直角である点が第１実施形態に係る超音波モータ機構と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る超音波モータ機構と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００４９】
超音波モータ機構は、圧電素子１１０を有する超音波振動子と、超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材としてのシャフト１２０と、第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６と、これらの連結部材と連結する枠体４５０と、超音波振動子をシャフト１２０に付勢する付勢部材としての押圧部材１０３と、シャフト１２０を移動可能に支持するベース部材１２４と、シャフト１２０をベース部材１２４に対して移動可能に支持する４つの転動部材１２２と、を備える。また、超音波モータ機構は、ベース部材１２４と結合して超音波振動子及び押圧部材１０３を内部に収容するケース部材１０２を備える。このケース部材１０２は、圧電素子１１０による付勢方向が水平方向に沿うように、支持板４０１の端部４０３に固定される。支持板４０１は、水平方向に配置した平板状の部材のシャフト１２０側の端部４０３を上向きに折り曲げた構造であり、ケース部材１０２は、端部４０３のシャフト１２０側の面に固定される。
【００５０】
シャフト１２０の長手方向両端は、シャフト１２０の駆動変位を外部装置に伝達するための、第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６にそれぞれ結合されている。第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６は、第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６とシャフト１２０のもつ固有振動節付近にし、且つ、シャフト１２０のもつ固有振動と平行になるように、ねじの端面にて固定されている。
【００５１】
第１連結部材４３１は、互いに平行に延びる下側腕部４３２と上側腕部４３３（図１１）を備え、側面視略コの字形状をなしている。下側腕部４３２と上側腕部４３３は、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、枠体４５０の上面に平行に延びるように設けられている。第２連結部材４３６は、第１連結部材４３１と同様に、互いに平行に延びる上側腕部４３７（図９）と下側腕部（不図示）を備え、側面視略コの字形状をなしている。第２連結部材４３６の上側腕部４３７と下側腕部についても、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、支持板４０１の上面に平行に延びるように設けられている。
【００５２】
シャフト１２０は、第１実施形態と同様に、長手方向の一方の端部が、第１連結部材４３１内に設けた収容空間（不図示）に収容され、他方の端部が、第２連結部材４３６内の収容空間（不図示）に収容される。また、第２連結部材４３６も、第１連結部材４３１と同様の構成を備える。
【００５３】
次に、第１連結部材４３１によるシャフト１２０と枠体４５０との連結構造について説明する。
図１１に示すように、第１連結部材４３１の下側腕部４３２には、上側腕部４３３側へ突出する突起部４４１が設けられている。また、上側腕部４３３の下面のうち、突起部４４１に対応する位置に、上下方向に沿う断面がＶ字状のＶ溝４３３ａ（位置決め部）が形成されている。
【００５４】
枠体４５０は、平面視において略矩形板状の外形を有し、その一辺４５０ａが下側腕部４３２と上側腕部４３３との間の空間に挿入される。挿入される部分の上面には、上下方向に沿う断面が半円状である突起部４５１（凸形状）が形成されている。この突起部４５１をＶ溝４３３ａの内面に点接触させつつ、突起部４４１を枠体４５０の下面の突起部４５１に対応する位置に押しつけることで枠体４５０と第１連結部材４３１を互いに結合させ、これにより枠体４５０とシャフト１２０とを互いに連結させる。
【００５５】
第２連結部材４３６についても、第１連結部材４３１と同様の連結構造により、シャフト１２０と枠体４５０とを互いに連結させる。したがって、枠体４５０は、第１連結部材４３１と第２連結部材４３６によってシャフト１２０に正確に位置決めされて連結される。
【００５６】
つづいて、あおり防止バネ１６０及び転動部材１７０を用いた、枠体４５０と支持板４０１との連結構造について説明する。
図１１に示すように、支持板４０１のシャフト１２０から遠い辺４０１ｂの長手方向（軸方向１２０ｃに沿った方向）の略中央には、シャフト１２０から離れる方向に延びる係止部４０２が設けられている。この係止部４０２には、あおり防止バネ１６０の一方の端部１６１が係止されている。あおり防止バネ１６０の他方の端部１６２は、枠体４５０において係止部４０２に対向する位置に係止されている。
【００５７】
また、枠体４５０のシャフト１２０から遠い側の上面からは、支持板４０１側へ延びるように支持部４５３が設けられている。支持板４０１の下面には、支持部４５３の上端面に対応する位置に転動部材１７０が配置されている。この転動部材１７０は球状の部材であって、あおり防止バネ１６０の弾性力によって、支持板４０１の下面に形成した案内溝部（不図示）の内面と当接し、枠体１５０の係止部１５２と基台１０１の間隔が一定に維持される。さらに、案内溝部は軸方向１２０ｃと平行に形成されており、転動部材１７０は、シャフト１２０の移動に伴って、案内溝部の内面と当接しつつ軸方向１２０ｃに平行に転動可能である。
【００５８】
以上の構成により、枠体４５０は、第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６のＶ溝と、転動部材１７０と、の３点で支持され、あおり防止バネ１６０の弾性力によって支持板４０１との間隔を一定に維持したままシャフト１２０とともに移動可能である。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係る超音波モータ機構は、被駆動部材と枠体を変形させることなく互いに連結させることが求められる駆動装置に有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１ 基台
１０２ ケース部材
１０３ 押圧部材
１０４ 支持凸部
１１０ 圧電素子
１１１ 支持部材
１１２、１１３ 駆動子
１２０ シャフト（被駆動部材）
１２０ａ 平面
１２０ｂ 曲面
１２０ｃ 軸方向
１２２ 転動部材
１２４ ベース部材
１３１ 第１連結部材
１３２ 上側腕部
１３３ 下側腕部
１３３ａ Ｖ溝（位置決め部）
１３４ 収容空間
１３５ 固定ネジ
１３６ 第２連結部材
１３７ 上側腕部
１４１ 連結ネジ
１５０ 枠体
１５１ 突起部（凸形状）
１５２ 係止部
１５３ 支持部
１６０ あおり防止バネ
１７０ 転動部材
２３１ 第１連結部材
２３２ 上側腕部
２３３ 下側腕部
２３３ａ 溝（位置決め部）
２３４ 収容空間
２３５ 固定ネジ
２５０ 枠体
２５１ 突起部（凸形状）
３３１ 第１連結部材
３３２ 上側腕部
３３３ 下側腕部
３３３ａ 突起部（位置決め部）
３３４ 収容空間
３３５ 固定ネジ
３５０ 枠体
３５１ Ｖ溝（凹形状）
４０１ 支持板
４０２ 係止部
４３１ 第１連結部材
４３２ 下側腕部
４３３ 上側腕部
４３３ａ Ｖ溝（位置決め部）
４３６ 第２連結部材
４３７ 上側腕部
４４１ 突起部
４５０ 枠体
４５１ 突起部（凸形状）
４５３ 支持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波モータ機構としては特許文献１記載の駆動装置が挙げられる。この駆動装置は、第１枠体と第２枠体とを相対移動させる第１駆動機構と、第２枠体と第３枠体とを相対移動させる第２駆動機構と、を備え、これら第１及び第２駆動機構は、圧電素子によって駆動を発生させる駆動発生部と、駆動発生部により発生した駆動を受ける駆動受部と、をそれぞれ有する。また、第１枠体には、第１駆動機構の駆動受部のシャフトの両端が固定され、第２枠体には、第２駆動機構の駆動受部のシャフトの両端が固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６７４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の駆動装置では、シャフトを各枠体に固定する際に、シャフトに捻じれや、曲げなどの変形をおこさせないよう考慮した積極的な対策が講じられていない。仮に、シャフトと枠体を接着材などによって固定する場合、シャフト両端の接着材の収縮具合により、シャフトに捻じれや、曲げなどの変形が発生し、それにより駆動受部も変形してしまう。そして駆動受部が変形してしまうことで、駆動発生部との接触状態が変化してしまい、特性の変化や劣化が発生してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シャフト（被駆動部材）と枠体を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる超音波モータ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る超音波モータ機構は、圧電素子を有する超音波振動子と、超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材と、被駆動部材と連結する複数の連結部材と、連結部材と連結する枠体と、超音波振動子を被駆動体に付勢する付勢部材と、被駆動部材を移動可能に支持するベース部材と、被駆動部材をベース部材に対して移動可能に支持する球状の転動部材と、を少なくとも具備するリニア駆動型超音波モータにおいて、複数の連結部材は、それぞれ枠体の位置を決める位置決め部を備え、枠体を挟み込むように点接触にて固定することができる形状となっていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る超音波モータ機構において、連結部材が枠体を挟み込む方向は、付勢方向に対し、直角又は平行であることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る超音波モータ機構において、枠体との位置決めに使用する、連結部材の位置決め部は、Ｖ溝、半円形状の凹形状、又は凸形状であることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る超音波モータ機構において、枠体は、連結部材の位置決め部に対応する、凸形状又は凹形状を有していることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る超音波モータ機構において、連結部材と被駆動部材は、被駆動部材の屈曲振動の節付近で且つ、被駆動部材の屈曲振動と平行な方向又は直角な方向に、互いに固定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る超音波モータ機構は、シャフト（被駆動部材）と枠体を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波モータ機構の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】図１のＩＶ方向から見た側面図である。
【図５】図１のＩＶ方向から見た側面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】第１実施形態の第１変形例におけるシャフトと枠体との連結構造を示す側面図である。
【図８】第１実施形態の第２変形例におけるシャフトと枠体との連結構造を示す側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る超音波モータ機構の構成を示す平面図である。
【図１０】図９のＸ方向から見た側面図である。
【図１１】図９のＸＩ方向から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る超音波モータ機構の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る超音波モータ機構の構成を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。図４は、図１のＩＶ方向から見た側面図である。図５は、図１のＩＶ方向から見た側面図である。図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【００１５】
超音波モータ機構は、圧電素子１１０を有する超音波振動子と、超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材としてのシャフト１２０と、第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６と、これらの連結部材と連結する枠体１５０と、超音波振動子をシャフト１２０に付勢する付勢部材としての押圧部材１０３と、シャフト１２０を移動可能に支持するベース部材１２４と、シャフト１２０をベース部材１２４に対して移動可能に支持する４つの転動部材１２２と、を備える。また、超音波モータ機構は、ベース部材１２４と結合して超音波振動子及び押圧部材１０３を内部に収容するケース部材１０２を備え、ケース部材１０２は、平板状の基台１０１上に載置される。
【００１６】
略コの字型の断面形状を有するベース部材１２４の内部には、４つの球状部材からなる転動部材１２２が収容される。転動部材１２２は、ベース部材１２４の長手方向（図１の上下方向、図２の左右方向）に移動可能に収容される。なお、転動部材１２２は、ベース部材１２４の長手方向に移動可能であれば、４つより多くても良い。
【００１７】
シャフト１２０は、曲面と平面からなる側面を備え、その軸方向１２０ｃに直交する断面が略Ｄ字形状をなしている。このシャフト１２０は、円筒面が転動部材１２２に当接するように載置される。
【００１８】
シャフト１２０の長手方向両端は、シャフト１２０の駆動変位を外部装置に伝達するための、第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６にそれぞれ結合されている。第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６は、シャフト１２０の節付近に、屈曲振動に対して平行方向に、ねじの端面にて固定されている。
【００１９】
ケース部材１０２は箱型の形状をしており、その内部空間には、圧電素子１１０と、押圧部材１０３と、が高さ方向（図２から図６の上下方向）の上側から順に内包される。押圧部材１０３としては例えば金属製の板バネを用いる。
圧電素子１１０の下面には、下方に突出する支持部材１１１が設けられ、押圧部材１０３の上面に当接する。押圧部材１０３は、その長手方向（図２の左右方向）の両端がケース部材１０２の内壁に当接し、下面の中央部がケース部材１２０に設けた支持凸部１０４に当接し、これにより、１０３は、上に凸に撓んだ状態で支持される。
【００２０】
ベース部材１２４とケース部材１０２は、例えば、ケース部材１０２の上部に設けた複数の突起部を、ベース部材１２４の下部に設けた複数の係止部にそれぞれ係止することによって固定する。
【００２１】
圧電素子１１０の上面には、上方へ突出する駆動子１１２、１１３が設けられ、ケース部材１０２をベース部材１２４に組みつけたとき、駆動子１１２、１１３はシャフト１２０の下側に位置する平面に当接する。このとき、押圧部材１０３は所定の量だけ撓んだ状態で長手方向略中央部分が支持部材１１１に当接する。押圧部材１０３の撓み量は任意に設定でき、この撓み量を所望の値にすることによって、シャフト１２０に対して圧電素子１１０から所望の押圧力を発生し、駆動子１１２、１１３をシャフト１２０に付勢する。これにより、駆動子１１２、１１３とシャフト１２０との間に摩擦力が生じ、圧電素子１１０を駆動することにより、シャフト１２０はベース部材１２４に対して長手方向（図１の上下方向、図２の左右方向、駆動方向）に移動可能となる。
【００２２】
第１連結部材１３１は、互いに平行に延びる上側腕部１３２と下側腕部１３３（図３）を備え、側面視略コの字形状をなしている。上側腕部１３２と下側腕部１３３は、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、基台１０１の上面に平行に延びるように設けられている。第２連結部材１３６は、第１連結部材１３１と同様に、互いに平行に延びる上側腕部１３７（図１）と下側腕部（不図示）を備え、側面視略コの字形状をなしている。第２連結部材１３６の上側腕部１３７と下側腕部についても、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、基台１０１の上面に平行に延びるように設けられている。
【００２３】
シャフト１２０は、長手方向の一方の端部が、第１連結部材１３１内に設けた収容空間１３４に収容され、他方の端部が、第２連結部材１３６内の収容空間（不図示）に収容される。
第１連結部材１３１の底壁１３１ａには、圧電素子１１０による付勢方向（図６のＡ方向）と平行に延び、収容空間１３４へ貫通するネジ穴１３１ｂが形成されており、このネジ穴１３１ｂに螺合した固定ネジ１３５（図２、図６）の上側の端面がシャフト１２０の平面１２０ａに当接する。固定ネジ１３５をさらに収容空間１３４内へ螺合すると、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間１３４の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第１連結部材１３１とが互いに固定される。
【００２４】
第２連結部材１３６は、第１連結部材１３１と同様の構成を備え、固定ネジ１３５（図２）を収容空間１３４内へ螺合していくと、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第２連結部材１３６とが互いに固定される。
【００２５】
次に、第１連結部材１３１によるシャフト１２０と枠体１５０との連結構造について説明する。
図６に示すように、第１連結部材１３１の上側腕部１３２には、連結ネジ１４１が上下方向（図６の上下方向）に貫通している。また、下側腕部１３３の上面のうち、連結ネジ１４１に対応する位置に、上下方向に沿った断面がＶ字状のＶ溝１３３ａ（位置決め部）が形成されている。
【００２６】
枠体１５０は、平面視において略矩形板状の外形を有し、その一辺１５０ａが上側腕部１３２と下側腕部１３３との間の空間に挿入される。挿入される部分の下面には、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに沿う方向に直交する断面が半円状である突起部１５１（凸形状）が形成されている。この突起部１５１をＶ溝１３３ａの内面に点接触させつつ、連結ネジ１４１を枠体１５０の上面の突起部１５１に対応する位置に押しつけることで枠体１５０と第１連結部材１３１を互いに結合させ、これにより枠体１５０とシャフト１２０とを互いに連結させる。
【００２７】
第２連結部材１３６についても、第１連結部材１３１と同様の連結構造により、シャフト１２０と枠体１５０とを互いに連結させる。したがって、枠体１５０は、第１連結部材１３１と第２連結部材１３６によってシャフト１２０に正確に位置決めされて連結される。
【００２８】
つづいて、あおり防止バネ１６０及び転動部材１７０を用いた、枠体１５０と基台１０１との連結構造について説明する。
図１に示すように、枠体１５０のシャフト１２０側の辺１５０ａに対向する辺１５０ｂの長手方向（軸方向１２０ｃに沿った方向）の略中央には、シャフト１２０から離れる方向に延びる係止部１５２が設けられている。この係止部１５２には、あおり防止バネ１６０の一方の端部１６１が係止されている。あおり防止バネ１６０の他方の端部１６２は、基台１０１の係止部１５２に対向する位置に係止されている。
【００２９】
また、枠体１５０の係止部１５２側の下面からは、基台１０１側へ延びるように支持部１５３が設けられている。基台１０１の上面には、支持部１５３の下端面に対応する位置に転動部材１７０が配置されている。この転動部材１７０は球状の部材であって、あおり防止バネ１６０の弾性力によって、基台１０１上に形成した案内溝部（不図示）の内面と当接し、枠体１５０の係止部１５２と基台１０１の間隔が一定に維持される。さらに、案内溝部は軸方向１２０ｃと平行に形成されており、転動部材１７０は、シャフト１２０の移動に伴って、案内溝部の内面と当接しつつ軸方向１２０ｃに平行に転動可能である。
【００３０】
以上の構成により、枠体１５０は、第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６のＶ溝と、転動部材１７０と、の３点で支持され、あおり防止バネ１６０の弾性力によって基台１０１との間隔を一定に維持したままシャフト１２０とともに移動可能である。
【００３１】
［効果］
圧電素子１１０による付勢方向において２つの連結部材１３１、１３６によって枠体１５０の端部を挟み込むとともに、転動部材１７０と基台１０１との点接触によって枠体１５０が基台１０１に対して移動可能に当接しているため、連結部材１３１、１３６の枠体１５０と接触する点と点の平面度と枠体の平面度のギャップを吸収できる。特に、位置決め部に対応して設けられ、位置決め部が当接する部分の形状と、位置決め部の形状と、を半球状と溝状（凹形状）の組合せとすると、ギャップを吸収しやすい。したがって、超音波モータ機構の組立時において、シャフト１２０と枠体１５０とを、連結部材１３１、１３６によって連結しても、シャフト１２０及び枠体１５０が変形しない。したがって、シャフト１２０と枠体１５０の連結後の特性が安定し、連結前と後の特性劣化を減少させることができる。
【００３２】
さらに、連結部材１３１、１３６とシャフト１２０との固定位置を、連結部材１３１、１３６とシャフト１２０のもつ固有振動節付近にし、且つ、シャフト１２０のもつ固有振動と平行になるように固定しているため、シャフト１２０から伝わる余分な振動が連結部材１３１、１３６に伝わりにくくなり、その結果、連結部材１３１、１３６及び枠体１５０が余計な振動をしないことから、異音などの発生が少ない。
【００３３】
次に図７を参照して、第１実施形態の第１変形例について説明する。図７は、第１実施形態の第１変形例におけるシャフトと枠体との連結構造を示す側面図である。
第１変形例に係る超音波モータ機構は、第１実施形態に対して、シャフトと枠体との連結構造が異なる。その他の構成は第１実施形態に係る超音波モータ機構と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００３４】
第１変形例は、第１実施形態の第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６に対応する２つの連結部材を有する。これら２つの連結部材は互いに同様の構成を備えるため、ここでは、第１連結部材２３１についてのみ説明する。
【００３５】
第１連結部材２３１は、互いに平行に延びる上側腕部２３２と下側腕部２３３を備え、側面視略コの字形状をなしている。上側腕部２３２と下側腕部２３３は、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、基台１０１の上面に平行に延びるように設けられている。
シャフト１２０は、長手方向の一方の端部が、第１連結部材２３１内に設けた収容空間２３４に収容され、他方の端部が、第２連結部材の収容空間（不図示）に収容される。
【００３６】
第１連結部材２３１の底壁２３１ａには、圧電素子１１０による付勢方向と平行に延び、収容空間２３４へ貫通するネジ穴（不図示）が形成されており、このネジ穴に螺合した固定ネジ２３５の上側の端面がシャフト１２０の平面１２０ａに当接する。固定ネジ２３５をさらに収容空間２３４内へ螺合すると、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間２３４の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第１連結部材２３１とが互いに固定される。
【００３７】
第１連結部材２３１の上側腕部２３２には、連結ネジ１４１が上下方向に貫通している。また、下側腕部２３３の上面のうち、連結ネジ１４１に対応する位置に、上下方向に沿った断面が半円状の溝２３３ａ（位置決め部）が形成されている。
【００３８】
枠体２５０は、平面視において略矩形板状の外形を有し、その一辺２５０ａが上側腕部２３２と下側腕部２３３との間の空間に挿入される。挿入される部分の下面には下方に突出し、下端面が半球状の突起部２５１（凸形状）が形成されている。この突起部２５１を溝２３３ａの内面に点接触させつつ、連結ネジ１４１を枠体２５０の上面の突起部２５１に対応する位置に押しつけることで枠体２５０と第１連結部材２３１を互いに結合させ、これにより枠体２５０とシャフト１２０とを互いに連結させる。
【００３９】
第１変形例の超音波モータ機構においても、シャフト１２０と枠体１５０を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる。
【００４０】
次に図８を参照して、第１実施形態の第２変形例について説明する。図８は、第１実施形態の第２変形例におけるシャフトと枠体との連結構造を示す側面図である。
第２変形例に係る超音波モータ機構は、第１実施形態に対して、シャフトと枠体との連結構造が異なる。その他の構成は第１実施形態に係る超音波モータ機構と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００４１】
第２変形例は、第１実施形態の第１連結部材１３１及び第２連結部材１３６に対応する２つの連結部材を有する。これら２つの連結部材は互いに同様の構成を備えるため、ここでは、第１連結部材３３１についてのみ説明する。
【００４２】
第１連結部材３３１は、互いに平行に延びる上側腕部３３２と下側腕部３３３を備え、側面視略コの字形状をなしている。上側腕部３３２と下側腕部３３３は、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、基台１０１の上面に平行に延びるように設けられている。
シャフト１２０は、長手方向の一方の端部が、第１連結部材３３１内に設けた収容空間３３４に収容され、他方の端部が、第２連結部材の収容空間（不図示）に収容される。
【００４３】
第１連結部材３３１の底壁３３１ａには、圧電素子１１０による付勢方向と平行に延び、収容空間３３４へ貫通するネジ穴（不図示）が形成されており、このネジ穴に螺合した固定ネジ３３５の上側の端面がシャフト１２０の平面１２０ａに当接する。固定ネジ３３５をさらに収容空間３３４内へ螺合すると、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間３３４の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第１連結部材３３１とが互いに固定される。
【００４４】
第２連結部材は、第１連結部材１３１と同様の構成を備え、固定ネジ３３５を収容空間３３４内へ螺合していくと、シャフト１２０の曲面１２０ｂが収容空間の内面に当接し、これにより、シャフト１２０と第２連結部材１３６とが互いに固定される。
【００４５】
第１連結部材３３１の上側腕部３３２には、連結ネジ１４１が上下方向に貫通している。また、下側腕部３３３の上面のうち、連結ネジ１４１に対応する位置に、上下方向に沿う断面が半円状の凸形状である突起部３３３ａ（位置決め部）が形成されている。
【００４６】
枠体３５０は、平面視において略矩形板状の外形を有し、その一辺３５０ａが上側腕部３３２と下側腕部３３３との間の空間に挿入される。挿入される部分の下面には、上下方向に沿う断面がＶ字状のＶ溝３５１が形成されている。この突起部３３３ａをＶ溝３５１の内面に点接触させつつ、連結ネジ１４１を枠体３５０の上面のＶ溝３５１に対応する位置に押しつけることで枠体３５０と第１連結部材３３１を互いに結合させ、これにより枠体３５０とシャフト１２０とを互いに連結させる。
【００４７】
第２変形例の超音波モータ機構においても、シャフト１２０と枠体１５０を変形させることなく互いに連結させることができ、これにより連結による特性の劣化を減少し、かつ、安定した駆動特性を得ることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態に係る超音波モータ機構の構成を示す平面図である。図１０は、図９のＸ方向から見た側面図である。図１１は、図９のＸＩ方向から見た側面図である。
第２実施形態に係る超音波モータ機構においては、２つの連結部材が枠体を挟み込む方向が、圧電素子１１０による付勢方向に対して直角である点が第１実施形態に係る超音波モータ機構と異なる。その他の構成は第１実施形態に係る超音波モータ機構と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００４９】
超音波モータ機構は、圧電素子１１０を有する超音波振動子と、超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材としてのシャフト１２０と、第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６と、これらの連結部材と連結する枠体４５０と、超音波振動子をシャフト１２０に付勢する付勢部材としての押圧部材１０３と、シャフト１２０を移動可能に支持するベース部材１２４と、シャフト１２０をベース部材１２４に対して移動可能に支持する４つの転動部材１２２と、を備える。また、超音波モータ機構は、ベース部材１２４と結合して超音波振動子及び押圧部材１０３を内部に収容するケース部材１０２を備える。このケース部材１０２は、圧電素子１１０による付勢方向が水平方向に沿うように、支持板４０１の端部４０３に固定される。支持板４０１は、水平方向に配置した平板状の部材のシャフト１２０側の端部４０３を上向きに折り曲げた構造であり、ケース部材１０２は、端部４０３のシャフト１２０側の面に固定される。
【００５０】
シャフト１２０の長手方向両端は、シャフト１２０の駆動変位を外部装置に伝達するための、第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６にそれぞれ結合されている。第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６は、第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６とシャフト１２０のもつ固有振動節付近にし、且つ、シャフト１２０のもつ固有振動と平行になるように、ねじの端面にて固定されている。
【００５１】
第１連結部材４３１は、互いに平行に延びる下側腕部４３２と上側腕部４３３（図１１）を備え、側面視略コの字形状をなしている。下側腕部４３２と上側腕部４３３は、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、枠体４５０の上面に平行に延びるように設けられている。第２連結部材４３６は、第１連結部材４３１と同様に、互いに平行に延びる上側腕部４３７（図９）と下側腕部（不図示）を備え、側面視略コの字形状をなしている。第２連結部材４３６の上側腕部４３７と下側腕部についても、シャフト１２０の軸方向１２０ｃに直交し、かつ、支持板４０１の上面に平行に延びるように設けられている。
【００５２】
シャフト１２０は、第１実施形態と同様に、長手方向の一方の端部が、第１連結部材４３１内に設けた収容空間（不図示）に収容され、他方の端部が、第２連結部材４３６内の収容空間（不図示）に収容される。また、第２連結部材４３６も、第１連結部材４３１と同様の構成を備える。
【００５３】
次に、第１連結部材４３１によるシャフト１２０と枠体４５０との連結構造について説明する。
図１１に示すように、第１連結部材４３１の下側腕部４３２には、上側腕部４３３側へ突出する突起部４４１が設けられている。また、上側腕部４３３の下面のうち、突起部４４１に対応する位置に、上下方向に沿う断面がＶ字状のＶ溝４３３ａ（位置決め部）が形成されている。
【００５４】
枠体４５０は、平面視において略矩形板状の外形を有し、その一辺４５０ａが下側腕部４３２と上側腕部４３３との間の空間に挿入される。挿入される部分の上面には、上下方向に沿う断面が半円状である突起部４５１（凸形状）が形成されている。この突起部４５１をＶ溝４３３ａの内面に点接触させつつ、突起部４４１を枠体４５０の下面の突起部４５１に対応する位置に押しつけることで枠体４５０と第１連結部材４３１を互いに結合させ、これにより枠体４５０とシャフト１２０とを互いに連結させる。
【００５５】
第２連結部材４３６についても、第１連結部材４３１と同様の連結構造により、シャフト１２０と枠体４５０とを互いに連結させる。したがって、枠体４５０は、第１連結部材４３１と第２連結部材４３６によってシャフト１２０に正確に位置決めされて連結される。
【００５６】
つづいて、あおり防止バネ１６０及び転動部材１７０を用いた、枠体４５０と支持板４０１との連結構造について説明する。
図１１に示すように、支持板４０１のシャフト１２０から遠い辺４０１ｂの長手方向（軸方向１２０ｃに沿った方向）の略中央には、シャフト１２０から離れる方向に延びる係止部４０２が設けられている。この係止部４０２には、あおり防止バネ１６０の一方の端部１６１が係止されている。あおり防止バネ１６０の他方の端部１６２は、枠体４５０において係止部４０２に対向する位置に係止されている。
【００５７】
また、枠体４５０のシャフト１２０から遠い側の上面からは、支持板４０１側へ延びるように支持部４５３が設けられている。支持板４０１の下面には、支持部４５３の上端面に対応する位置に転動部材１７０が配置されている。この転動部材１７０は球状の部材であって、あおり防止バネ１６０の弾性力によって、支持板４０１の下面に形成した案内溝部（不図示）の内面と当接し、枠体１５０の係止部１５２と基台１０１の間隔が一定に維持される。さらに、案内溝部は軸方向１２０ｃと平行に形成されており、転動部材１７０は、シャフト１２０の移動に伴って、案内溝部の内面と当接しつつ軸方向１２０ｃに平行に転動可能である。
【００５８】
以上の構成により、枠体４５０は、第１連結部材４３１及び第２連結部材４３６のＶ溝と、転動部材１７０と、の３点で支持され、あおり防止バネ１６０の弾性力によって支持板４０１との間隔を一定に維持したままシャフト１２０とともに移動可能である。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係る超音波モータ機構は、被駆動部材と枠体を変形させることなく互いに連結させることが求められる駆動装置に有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１ 基台
１０２ ケース部材
１０３ 押圧部材
１０４ 支持凸部
１１０ 圧電素子
１１１ 支持部材
１１２、１１３ 駆動子
１２０ シャフト（被駆動部材）
１２０ａ 平面
１２０ｂ 曲面
１２０ｃ 軸方向
１２２ 転動部材
１２４ ベース部材
１３１ 第１連結部材
１３２ 上側腕部
１３３ 下側腕部
１３３ａ Ｖ溝（位置決め部）
１３４ 収容空間
１３５ 固定ネジ
１３６ 第２連結部材
１３７ 上側腕部
１４１ 連結ネジ
１５０ 枠体
１５１ 突起部（凸形状）
１５２ 係止部
１５３ 支持部
１６０ あおり防止バネ
１７０ 転動部材
２３１ 第１連結部材
２３２ 上側腕部
２３３ 下側腕部
２３３ａ 溝（位置決め部）
２３４ 収容空間
２３５ 固定ネジ
２５０ 枠体
２５１ 突起部（凸形状）
３３１ 第１連結部材
３３２ 上側腕部
３３３ 下側腕部
３３３ａ 突起部（位置決め部）
３３４ 収容空間
３３５ 固定ネジ
３５０ 枠体
３５１ Ｖ溝（凹形状）
４０１ 支持板
４０２ 係止部
４３１ 第１連結部材
４３２ 下側腕部
４３３ 上側腕部
４３３ａ Ｖ溝（位置決め部）
４３６ 第２連結部材
４３７ 上側腕部
４４１ 突起部
４５０ 枠体
４５１ 突起部（凸形状）
４５３ 支持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を有する超音波振動子と、
前記超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材と、
前記被駆動部材と連結する複数の連結部材と、
前記連結部材と連結する枠体と、
前記超音波振動子を前記被駆動体に付勢する付勢部材と、
前記被駆動部材を移動可能に支持するベース部材と、
前記被駆動部材を前記ベース部材に対して移動可能に支持する球状の転動部材と、
を少なくとも具備するリニア駆動型超音波モータにおいて、
前記複数の連結部材は、それぞれ前記枠体の位置を決める位置決め部を備え、前記枠体を挟み込むように点接触にて固定することができる形状となっていることを特徴とする超音波モータ機構。
【請求項２】
前記連結部材が枠体を挟み込む方向は、前記付勢方向に対し、直角又は平行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機構。
【請求項３】
前記連結部材の位置決め部は、Ｖ溝、半円形状の凹形状、又は凸形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波モータ機構。
【請求項４】
前記枠体は、前記位置決め部に対応する、凸形状又は凹形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超音波モータ機構。
【請求項５】
前記連結部材と前記被駆動部材は、前記被駆動部材の屈曲振動の節付近で且つ、前記被駆動部材の屈曲振動と平行な方向又は直角な方向に、互いに固定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波モータ機構。
【請求項１】
圧電素子を有する超音波振動子と、
前記超音波振動子との間の摩擦力により相対的に駆動される被駆動部材と、
前記被駆動部材と連結する複数の連結部材と、
前記連結部材と連結する枠体と、
前記超音波振動子を前記被駆動体に付勢する付勢部材と、
前記被駆動部材を移動可能に支持するベース部材と、
前記被駆動部材を前記ベース部材に対して移動可能に支持する球状の転動部材と、
を少なくとも具備するリニア駆動型超音波モータにおいて、
前記複数の連結部材は、それぞれ前記枠体の位置を決める位置決め部を備え、前記枠体を挟み込むように点接触にて固定することができる形状となっていることを特徴とする超音波モータ機構。
【請求項２】
前記連結部材が枠体を挟み込む方向は、前記付勢方向に対し、直角又は平行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機構。
【請求項３】
前記連結部材の位置決め部は、Ｖ溝、半円形状の凹形状、又は凸形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波モータ機構。
【請求項４】
前記枠体は、前記位置決め部に対応する、凸形状又は凹形状を有していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超音波モータ機構。
【請求項５】
前記連結部材と前記被駆動部材は、前記被駆動部材の屈曲振動の節付近で且つ、前記被駆動部材の屈曲振動と平行な方向又は直角な方向に、互いに固定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波モータ機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１６６９１９（Ｐ２０１１−１６６９１９Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０２９（Ｐ２０１０−２６０２９）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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