特許 7195900 振動波モータ及びそれを有する電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-16

(45)【発行日】2022-12-26

(54)【発明の名称】振動波モータ及びそれを有する電子機器

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/12 20060101AFI20221219BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20221219BHJP

   G03B 17/56 20210101ALI20221219BHJP

【ＦＩ】

H02N2/12

B25J19/00 A

G03B17/56 A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2018225865

(22)【出願日】2018-11-30

(65)【公開番号】P2020089236

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-09-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100124442

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 創吾

(72)【発明者】

【氏名】末藤 啓

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１０２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８５００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０８０１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｎ ２／１２

Ｂ２５Ｊ １９／００

Ｇ０３Ｂ １７／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動体と、
前記振動体に接触する接触体と、
前記接触体と固定された軸体と、
前記接触体と前記軸体を、前記軸体側から固定する固定部材と、を有し、
前記接触体の一部は、前記軸体の軸方向における位置を前記軸体に対して位置決めする位置決め部材を有するとともに、前記軸体の周方向における位置及び前記軸体の軸方向における位置のうち、前記軸体の周方向における位置及び前記軸体の軸方向における位置が共に前記軸体に対して固定されており、
前記接触体の他の一部は、前記軸体の周方向における位置及び前記軸体の軸方向における位置のうち、前記軸体の周方向における位置のみが前記軸体に対して固定されており、
前記位置決め部材は、前記接触体の一部に設けられた第１の凹部の底面に接触するように、前記第１の凹部に収納されていることを特徴とする振動波モータ。

【請求項2】

前記接触体の一部は、前記接触体の他の一部が前記振動体に接触するように、前記接触体の他の一部を、前記軸体の軸方向に加圧する加圧部材を有し、
前記加圧部材は、前記接触体の他の一部に設けられた第２の凹部の底面に接触するように、前記第２の凹部に収納されていることを特徴とする請求項１に記載の振動波モータ。

【請求項3】

前記固定部材は、前記加圧部材の端面よりも前記振動体の側で、前記接触体と前記軸体を固定することを特徴とする請求項２に記載の振動波モータ。

【請求項4】

前記接触体の一部は、弾性部材を有し、
前記加圧部材は、前記弾性部材を介して、前記第２の凹部の底面に接触していることを特徴とする請求項３に記載の振動波モータ。

【請求項5】

中空部と周方向に延在する外周面とを有し軸方向に延在する軸体と、
前記軸体が貫通される第１の穴部が設けられた環状の振動体と、
前記軸体が貫通される第２の穴部が設けられ前記振動体と接触する環状の接触部と、前記軸体が配置される第３の穴部を形成する内周面を有するとともに前記接触部を前記軸方向において前記振動体の側に加圧する環状の加圧部と、を含む環状の接触体と、
前記中空部の側から前記軸体に螺合されるとともに前記軸体の前記外周面から突出した先端が前記加圧部の前記内周面に当接することで前記軸方向の所定位置において前記加圧部と前記軸体とを固定する固定部材と、を有する振動波モータ。

【請求項6】

前記固定部材は、前記軸方向における前記加圧部と前記軸体との固定位置が調整可能なように前記内周面に当接されることで、前記加圧部と前記軸体とを固定する請求項５に記載の振動波モータ。

【請求項7】

前記固定部材は、前記軸体の周方向に複数設けられためねじ部に螺合され、前記軸体から前記径方向外側に向けて前記加圧部を当接することで、前記加圧部と前記軸体とを固定する請求項５に記載の振動波モータ。

【請求項8】

前記外周面と前記内周面とは、はめあいの関係をみたして配置され、
前記固定部材は、前記径方向外側に向かって前記外周面を超えて前記内周面を当接する請求項５に記載の振動波モータ。

【請求項9】

前記加圧部は、前記振動部を加圧する加圧ばね部と、前記加圧ばね部と固定されるとともに前記内周面を含むばね規制部と、を有する請求項５に記載の振動波モータ。

【請求項10】

前記固定部材は、前記ばね規制部が備える前記内周面と当接することで、前記軸方向における所定位置に前記加圧部を固定する請求項９に記載の振動波モータ。

【請求項11】

前記振動体の振動によって、前記接触体が前記軸体の周方向に回転されると共に、前記軸体が軸回転されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項12】

前記軸体は中空部を有し、
前記固定部材は、前記接触体と前記軸体を、前記中空部側から固定することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項13】

少なくとも２つのリンク部材と、
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の振動波モータによって、前記２つのリンク部材の交差角度を変更することができる第１のジョイント部材と、を有することを特徴とするロボットアーム。

【請求項14】

リンク部材と、
把持部材と、
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の振動波モータによって、前記把持部材を前記リンク部材に対して軸回転することができる第２のジョイント部材と、を有することを特徴とするロボットアーム。

【請求項15】

撮像装置を支持する支持部材と、
前記支持部材を駆動する、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の振動波モータと、を有することを特徴とする雲台装置。

【請求項16】

被駆動部材と、
前記被駆動部材を駆動する、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の振動波モータと、を有する、ことを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動波モータ及びそれを有する電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、振動波モータは、進行性の振動波（以下、単に「進行波」という）が形成される振動体と、振動体に（加圧）接触する接触体と、を有する。そして、進行波により、振動体と接触体を摩擦駆動（接触による摩擦力を利用して動力を伝達する方式）させることにより、駆動力を得る。このように、振動波モータは、構造が簡素で薄型であると共に、高精度で静粛な駆動が可能である。そのため、振動波モータは、雲台装置などの旋回駆動装置や、ＦＡなどにおける生産装置、ＯＡ機器などにおいて使用されるモータとして使用される（たとえば、特許文献１参照）。この種の振動波モータの一例を、図１０に示す。

【0003】

図１０において、土台９０１に固定された振動体９０２は円環状をしており、弾性体９０２ｂの上部には複数の突起９０２ｆが、振動体９０２の全周にわたって設けられている。圧電セラミックス９０２ａは、弾性体９０２ｂの底面に接着剤にて接着され、モータ駆動時に不図示の駆動回路により位相差を有する２つの交流電圧が印加されることにより進行波を発生させる。

【0004】

９０３，９０４，９０５を有する接触体のうち、接触部材９０３は、弾性部材で形成された円環状の本体部９０３ａと、支持部９０３ｂと、振動体９０２の突起９０２ｆに摩擦接触する摩擦面を有する接触部９０３ｃを有している。支持部９０３ｂと接触部９０３ｃは、ばね性を有する厚みで形成されており、振動体９０２に対して安定した接触が可能となっている。

【0005】

接触部材９０３の上面には制振部材９０４、加圧ばねゴム（弾性部材）９０５ｃを介して加圧ばね（加圧部材）９０５ｂが取付けられている。制振部材９０４は、制振ゴム９０４ａと円環状のばね受け部材９０４ｂから構成されている。これにより、接触部材９０３に発生する不要な振動を防止し、騒音の発生や効率の低下を抑えている。

【0006】

加圧ばね９０５ｂの内周部は、出力部（軸体）９０８に固定されたばね規制部材９０５ａに取り付けられており、接触部材９０３の駆動力を軸体９０８に伝達している。軸体９０８は、２つの転がり軸受４９ａ，４９ｂによって、軸回転可能に支持されている。ばね規制部材９０５ａには、止めねじ（固定部材）９０７が螺合されている。

【0007】

ばね規制部材９０５ａは、接触部材９０３を振動体９０２に適切な力で加圧接触させるために必要な加圧ばね９０５ｂの変位量が得られる軸方向の位置で、軸体９０８に対して固定部材９０７で固定されている。これにより、回転方向にガタなく駆動が伝達でき、振動波モータの高精度な駆動が可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１６－１０２５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上記図１０に示す従来例のような振動波モータにおいては、つぎのような課題を有している。

【0010】

すなわち、ばね規制部材９０５ａは、止めねじ（固定部材）９０７をばね規制部材９０５ａの外径から出力軸（軸体）９０８に向かって螺合することで、軸体９０８に対して固定されている。そのため、ばね規制部材９０５ａには、固定部材９０７が螺合するためのめねじ部が設けられている。

【0011】

したがって、ばね規制部材９０５ａの軸方向の大きさは、固定部材９０７の径に対応するめねじの径と、そのめねじをばね規制部材９０５ａに設けるために必要な肉厚分だけ大きくなる。そして、その結果、振動波モータが大型化する、特に、出力軸（軸体）が長軸化するという課題が生じる。特に、振動波モータの高トルク化に伴って加圧ばね９０５ｂの加圧力を増すと、その分だけ軸保持力が必要となり、大きな固定部材９０７を用いることになるため、さらに振動波モータが大型化するという課題が生じる。

【0012】

本発明は、上記課題に鑑み、振動波モータの小型化、特に、軸体の短軸化が可能になる振動波モータ等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】

【0013】

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る振動波モータは、振動体と、前記振動体に接触する接触体と、前記接触体と固定された軸体と、前記接触体と前記軸体を、前記軸体側から固定する固定部材と、を有し、前記接触体の一部は、前記軸体の軸方向における位置を前記軸体に対して位置決めする位置決め部材を有するとともに、前記軸体の周方向における位置及び前記軸体の軸方向における位置のうち、前記軸体の周方向における位置及び前記軸体の軸方向における位置が共に前記軸体に対して固定されており、
前記接触体の他の一部は、前記軸体の周方向における位置及び前記軸体の軸方向における位置のうち、前記軸体の周方向における位置のみが前記軸体に対して固定されており、
前記位置決め部材は、前記接触体の一部に設けられた第１の凹部の底面に接触するように、前記第１の凹部に収納されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態に係る振動波モータは、中空部と周方向に延在する外周面とを有し軸方向に延在する軸体と、前記軸体が貫通される第１の穴部が設けられた環状の振動体と、前記軸体が貫通される第２の穴部が設けられ前記振動体と接触する環状の接触部と、前記軸体が配置される第３の穴部を形成する内周面を有するとともに前記接触部を前記軸方向において前記振動体の側に加圧する環状の加圧部と、を含む環状の接触体と、前記中空部の側から前記軸体に螺合されるとともに前記軸体の前記外周面から突出した先端が前記加圧部の前記内周面に当接することで前記軸方向の所定位置において前記加圧部と前記軸体とを固定する固定部材と、を有する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、振動波モータの小型化、特に、軸体の短軸化が可能になる振動波モータ等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る振動波モータを示す斜視図。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る振動波モータを示す断面図。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る振動波モータの振動体に励起される振動モードを示す斜視図。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る振動波モータを示す断面図の一部を拡大した拡大断面図。

【図5】本発明の第１の実施形態の変形例に係る振動波モータを示す断面図。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る振動波モータを示す断面図。

【図7】本発明の第２の実施形態の変形例に係る振動波モータを示す（ａ）斜視図と（ｂ）分解斜視図。

【図8】本発明の各実施形態に係る振動型モータによって駆動するロボットの概略構成を示す斜視図。

【図9】本発明の各実施形態に係る振動型モータによって駆動する雲台装置の概略構成を示す（ａ）正面図と（ｂ）側面図。

【図10】従来例における振動波モータを示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明を実施するための形態を、以下の実施形態により説明する。

【0017】

（第１の実施形態）
第１の実施形態として、本発明を適用した回転型の振動波モータの構成例について、図１，２，３を用いて説明する。

【0018】

図１に、第１の実施形態に係る振動波モータの斜視図を示す。本実施形態の振動波モータは、図１（斜視図）に示すように、円環状に形成されており、出力部（軸体）８を構成する出力取出部８ｉが、不図示の駆動対象（被駆動部材）と連結し、被駆動部材を回転運動させる。

【0019】

図２に、図１（斜視図）に示す振動波モータの断面図を示す。なお、中心軸Ｌ１は、振動波モータの回転中心軸である。図３に、図１（斜視図）に示す振動波モータの振動体に励起される振動モードの斜視図を示す。

【0020】

図２において、振動体２は、電気量を機械量に変換する電気－機械エネルギー変換素子である圧電素子２ａと、この圧電素子２ａと結合された弾性体２ｂから構成されている。そして、圧電素子２ａに駆動電圧（交流電圧）を印加し、公知の技術により、振動体２に進行波により楕円運動を生じさせる。そして、これにより、振動体２に接触する、接触部材３、ばね受け部材４、加圧部材５を有する接触体と振動体２を摩擦駆動させることにより、駆動力を得る（接触体と振動体２が相対的に移動する）。

【0021】

本実施形態では、図３に示すように、中心軸Ｌ１（図１参照）方向に屈曲する面外の振動で、回転方向に９次の成分を持つ面外９次振動で接触部材３を駆動している。なお、図３では、理解を容易にするために、変位量を強調して表示している。

【0022】

図２において、弾性体２ｂは、基部２ｃと、基部２ｃから延出し、弾性体２ｂをハウジング１に固定するためのフランジ部２ｅから構成されている。フランジ部２ｅは、固定ねじ１ｃによって円環状に形成されたハウジング１のベース部材１ａに締結されている。基部２ｃの接触部材３側の面が、接触部材３との摺動面２ｄとなっている。弾性体２ｂは、金属製の弾性部材である。本実施形態では、弾性体２ｂは、ステンレス鋼で形成されている。さらに、耐久性を高めるための硬化処理として、接触部材３との摺動面２ｄを窒化処理している。

【0023】

図２において、接触部材（接触体、接触体の他の一部）３は、弾性部材で形成された円環状の本体部３ａと、振動体２と摩擦接触する摺動面を有する接触部３ｂから構成されている。本実施形態では、接触部材３は、焼入処理したステンレス鋼で形成されている。接触部３ｂは、ばね性を有する厚みで形成されており、振動体２に対して安定した接触が可能となっている。

【0024】

接触部材３の上面には、ばね受け部材（接触体、接触体の他の一部）４、加圧部材（接触体、接触体の一部）５が取付けられている。ばね受け部材（接触体、接触体の他の一部）４は、振動減衰部材である制振ゴム４ａと、錘部材４ｂを有している。

【0025】

制振ゴム４ａは円環状であり、振動減衰性能が高いブチルゴムやシリコーンゴム等で形成されている。錘部材４ｂは円環状の弾性部材であり、本実施形態では真鍮で形成されている。制振ゴム４ａと錘部材４ｂにより、振動波モータの駆動中に発生する接触部材３の不要な振動の発生を抑え、振動波モータの騒音や出力の低下を防止している。

【0026】

加圧部材（接触体、接触体の一部）５は、ばね規制部材５ａと、加圧ばね５ｂと、加圧ばねゴム（弾性部材）５ｃを有している。

【0027】

加圧ばね５ｂは、放射状の板ばねで、加圧力に対して耐力を超えない範囲で十分に変位を確保できる板厚で形成されている。そのため、円板状の板ばねなどに比べ大きな変位をとることができ、振動体２や接触部材３の摩耗などの経年変化による加圧力の変化が少ない。

【0028】

加圧ばね５ｂは、軸体８に、後述する止めねじ（固定部材）７により固定された円環状のばね規制部材５ａに取付けられている。これにより、振動体２の振動により得られた接触部材３の駆動力を、軸体８に伝達している。また、それにより、接触部材３、ばね受け部材４、加圧部材５を有する接触体が、軸体８の周方向に回転されると共に、軸体８が軸回転されるように構成されている。

【0029】

また、加圧ばね５ｂは、錘部材４ｂに設けられた凹部（第２の凹部４ｃ。図４参照）の底面に接触するように、第２の凹部４ｃに収納されている。これにより、加圧ばね５ｂの軸体８の中心軸Ｌ１の軸方向（以下、「軸体８の軸方向」、「軸方向」ともいう）への突出を抑え、軸体８の短軸化が可能になっている。

【0030】

接触体の一部である、加圧部材５は、固定部材７により直接的に、軸体８の周方向における位置及び軸体８の軸方向における位置のうち、軸体８の周方向における位置及び軸体８の軸方向における位置が共に前記軸体に対して固定されている。

【0031】

また、接触体の他の一部である、接触部材３、ばね受け部材４は、固定部材７により間接的に、軸体８の周方向における位置及び軸体８の軸方向における位置のうち、軸体８の周方向における位置のみが軸体に対して固定されている。ここで、「間接的」とは、他の部材を介して、の意味である。本実施形態では、接触部材３、ばね受け部材４は、加圧部材５を介して、上記のように固定されている。

【0032】

本実施形態においては、加圧ばね５ｂとばね規制部材５ａはねじにより締結されているが、接着等により固着してもよい。また、回転伝達できる構成にしていれば、当接しているだけの構成でもよい。いずれの場合においても、ばね規制部材５ａと加圧ばね５ｂの当接部は、軸方向において一体的に移動可能となっている。

【0033】

加圧部材５（加圧ばね５ｂ）は、弾性部材５ｃを介して、第２の凹部４ｃ（図４参照）の底面に接触している。弾性部材５ｃは、ブチルゴムやクロロプレンゴム等で形成されている。弾性部材５ｃの弾性変形により、錘部材４ｂの弾性部材５ｃが設けられている面の平面度の影響を緩和している。そのため、弾性部材５ｃと軸方向において当接している加圧ばね５ｂからの加圧力が接触部材３に回転方向のムラなく均一に付与され、振動体２と接触部材３の安定した接触が保たれている。

【0034】

軸体８は、軸受取付部８ｃを有する出力軸８ａと、出力軸８ａと螺合する内周部を備える軸受与圧部材８ｂから構成されている。

【0035】

出力軸８ａは、中空状に形成されている。軸体８は、軸受取付部８ｃの外周部に嵌合した内輪を有する２つの転がり軸受９によって、中心軸Ｌ１を回転中心軸にして軸回転可能に支持されている。本実施形態においては、転がり軸受９はアンギュラ玉軸受により構成されている。

【0036】

転がり軸受９の外輪は、ハウジング１のベース部材１ａとホルダ部材１ｂに嵌合し、ハウジング１に固定されている。なお、２つの転がり軸受９の間にはスペーサー１ｄが設けられている。

【0037】

転がり軸受９の内輪は、軸受与圧部材８ｂを出力軸８ａに適切な締付トルクで螺合することで予圧がかけられている。これにより、転がり軸受９の径方向のがたが抑制され、出力軸８ａの径方向の振れを抑えることができる。

【0038】

図４に、図２（断面図）に示す振動波モータの拡大断面図を示す。

【0039】

図４において、出力軸８ａは、中空内周部８ｄと、軸外周固定部８ｅと、２つのめねじ部８ｆを有している。

【0040】

軸外周固定部８ｅは、加圧部材５のばね規制部材５ａの規制部材内周部５ｄと当接している。本実施形態では、軸外周固定部８ｅと規制部材内周部５ｄとは、いわゆるすきまばめの関係となって当接するような径方向の寸法公差で形成されている。そのため、振動波モータの組立時に、出力軸８ａに容易にばね規制部材５ａを挿入することが可能となっている。また、ばね規制部材５ａの径方向での位置が出力軸８ａによって規制され、接触部材３の中心軸と軸体８の中心軸Ｌ１との径方向におけるずれを許容範囲内に納めることができる。

【0041】

なお、径方向の公差の関係はすきまばめに限定されるものではなく、組立性や駆動性能を考慮したはめあいの関係になっていればよい。また、出力軸８ａとばね規制部材５ａの径方向のすき間が大きくなると、固定部材７を螺合した際にすき間分だけ螺合方向にガタ寄せされる。しかし、弾性部材５ｃの変形により、接触部材３への影響を緩和することが可能となっている。

【0042】

２つのめねじ部８ｆは、出力軸８ａの回転方向において６０度の間隔で設けられており、２つのめねじ部８ｆにはそれぞれ固定部材７が螺合している。なお、２つのめねじ部８ｆの角度は６０度に限定されるものではなく、４５度や３０度などの任意の角度でよい。まためねじ部８ｆの数も２つに限定されるものではなく、加圧力や伝達トルクに応じて個数を増減して設ければよい。

【0043】

固定部材７は、先端が平先形状の六角穴付き止めねじであり、出力軸８ａの中空内周部８ｄから（軸体８の内側から）軸外周固定部８ｅに向かって螺合している。つまり、出力軸８ａの中空部の内径から外径に向かって螺合している（接触部材３、ばね受け部材４、加圧部材５から構成される接触体と軸体８を、軸体８の内側から固定している）。

【0044】

また、固定部材７の先端部は、ばね規制部材５ａの規制部材内周部５ｄと当接し、ばね規制部材５ａの軸方向の位置を固定している。ばね規制部材５ａの軸方向の位置は、振動波モータの加圧力が所望の値となる加圧ばね５ｂの変形量が得られる位置となっている。

【0045】

２つの固定部材７の軸保持力より、接触部材３の駆動力を出力軸８ａに伝達しているため、ガタ等がなく振動波モータの高精度な駆動が実現できる。

【0046】

固定部材７の螺合は、出力軸８ａの中空部に挿入した締め付け工具により行う。そのため、固定部材７は、出力軸８ａの中空部の任意の軸方向の範囲に設けることが可能となっている。本実施形態の固定部材７は、中心軸Ｌ１の軸方向において、加圧部材５の図４中の上面（加圧ばね５ｂの端面）よりも振動体２の側に位置している。つまり、固定部材７は、軸方向において、振動体２の底面と加圧部材５の上面（加圧ばね５ｂの端面）の間に位置している。

【0047】

これにより、振動波モータの大きさの軸方向への増大を抑えつつ、固定部材７によりばね規制部材５ａを出力軸８ａに固定することが可能となっている。よって、従来構造では止めねじ（固定部材）を設けるディスクの分だけ振動波モータが軸方向に大型化する課題があった。しかし、本実施形態のように固定部材７を出力軸８ａの中空部の内径部から螺合する構造にすることで、振動波モータの薄型化を実現することが可能となる。

【0048】

また、固定部材７の長さは、出力軸８ａの中空部の径方向の厚み、つまり中空内周部８ｄと軸外周固定部８ｅとの距離よりも短くなっており、固定部材７は螺合時に中空内周部８ｄよりも内径側に飛び出さないようになっている。

【0049】

そのため、軸体の中空領域に振動波モータの被駆動部材への駆動源供給のための電気配線やエアー配管を通したり、反対に被駆動部材からのセンサ信号線等を通したりする場合も、駆動中に配線や配管に固定部材７が接触しない。また、配線等の損傷を防ぐことができる。

【0050】

また、従来構造では径方向においても止めねじ（固定部材）のねじ長さ分だけディスクの径を大きくする必要があり、振動波モータの上部にセンサを設けたりケーブルを配置したりする場合には、ディスクの大きさの分だけ回避して設ける必要があった。

【0051】

これに対して、本実施形態では、固定部材７は出力軸８ａに設けられているため、振動波モータの上部にスペースが空き、センサ等を容易に配置することが可能となる。

【0052】

また、本実施形態では、固定部材７の螺合の際に加圧部材５の加圧反力を測定しながら加圧部材５の軸方向の位置を調整して固定できるため、振動波モータの加圧力のばらつきによる出力のばらつきを抑えることができる。そして、焼ばめによる固定に比べ、組立装置が簡素であり、組立工数も少なくなるため、生産性を向上させることができる。

【0053】

さらに、生産時の再調整による組み直しや、長時間駆動後のメンテナンスにおける接触部材３の交換などの際にも、固定部材７の螺合を解放するだけで加圧を解除することが可能である。そのため、専用の解除工具が必要な焼ばめの場合に比べてメンテナンスが容易となる。

【0054】

なお、本実施形態において振動体の駆動振動を面外９次としていたが、これに限定されるものではなく、次数や屈曲方向は適宜選択できるものである。

【0055】

さて、本実施形態では、固定部材７のみで軸体８の出力軸８ａにばね規制部材５ａを固定していたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。そこで次に、軸体８とばね規制部材５ａの変形例について説明する。

【0056】

図５は、本実施形態の第１の変形例に係る振動波モータの断面図を示す。１１はハウジングである。加圧部材１５は、キー溝部１５ｅが設けられたばね規制部材１５ａと、加圧ばね１５ｂと、加圧ばねゴム（弾性部材）１５ｃと、抑え環（位置決め部材）１５ｆを有している。

【0057】

ばね規制部材１５ａのキー溝１５ｅには、軸体１８（出力軸１８ａ）のキー溝部１８ｇに設けられたキー１８ｈが挿入されている。

【0058】

位置決め部材１５ｆは円環状であり、内径部はめねじが形成されており、出力軸１８ａと螺合し、位置決め部材１５ｆの下面が、ばね規制部材１５ａの上面（第１の凹部１５ｇの底面）に接触するように、第１の凹部１５ｇに収容されている。これにより、位置決め部材１５ｆの軸体８の軸方向への突出を抑え、軸体８の短軸化が可能になっている。

【0059】

振動波モータの組立時には、位置決め部材１５ｆを出力軸１８ａに対して螺合し、位置決め部材１５ｆを軸体８の軸方向において振動体１２側に移動させていく。ばね規制部材１５ａが所望の加圧力が得られる位置まで移動したら、止めねじ（固定部材）１７を螺合しばね規制部材１５ａを固定する。組立時の加圧力の管理は、位置決め部材１５ｆの締付トルクで行う。これにより、ばね規制部材１５ａの軸体１８の軸方向における位置が、軸体１８に対して固定される。

【0060】

ただし、あらかじめばね規制部材１５ａを所望の加圧力で押し込んでから位置決め部材１５ｆを螺合して組み立ててもよい。いずれの場合においても、固定部材１７を螺合する前にばね規制部材１５ａの軸方向の位置が定まっているため、位置決め部材１５ｆにより固定部材１７の螺合が容易となり、振動波モータの組立性を向上できる。

【0061】

また、キー１８ｈにより、ばね規制部材１５ａは出力軸１８ａに対して相対的に回転できない。そのため、組立時に位置決め部材１５ｆを回して螺合しても、ばね規制部材１５ａは回転せず安定して組み立てることが可能となっている。

【0062】

なお、キー１８ｈとばね規制部材１５ａのキー溝１５ｅは回転方向において多少のすき間を有している。同様に、キー１８ｈと主力軸１８ａのキー溝１８ｇも回転方向において多少のすき間を有している。しかし、キー１８ｈのみで回転伝達を行わず、２つの固定部材１７の軸保持力により接触部材１３の駆動力を、ばね受け部材１４、加圧部材１５を介して、出力軸１８ａに伝達しているため、ガタ等がなく振動波モータの高精度な駆動を実現している。

【0063】

ばね規制部材１５ａは固定部材１７だけでなく、位置決め部材１５ｆによっても軸方向の位置が固定されている。そのため、高所からの落下など、激しい外力が振動波モータに作用して固定部材１７の螺合が緩んでしまっても、位置決め部材１５ｆによりばね規制部材１５ａの軸方向の位置は保持される。その結果、振動波モータの加圧力の変化を抑制できる。また、キー１８ｈのみでの回転伝達も可能であるため、前述のように固定部材１７が緩んでも、振動波モータの回転駆動は可能となっている。

【0064】

（第２の実施形態）
第２の実施形態として、第１の実施形態とは異なる形態の振動波モータの構成例について、図６を用いて説明する。本実施形態は、第１の実施形態に対して、振動体や接触部材、出力部を図６に示す構造とした点において相違する。本実施形態のその他の要素は、上述した第１の実施形態の対応するものと同一なので、図番の末尾をそろえることにより説明を省略する。

【0065】

図６において、２１はハウジングである。振動体２２は、圧電素子２２ａと、この圧電素子２２ａと結合された弾性体２２ｂから構成されている。振動体２２の弾性体２２ｂは、基部２２ｃと、基部２２ｃから弾性体の上面に形成された突起部２２ｆと、基部２２ｃから延出したフランジ部２２ｅから構成されている。弾性体２２ｂにおいて、突起部２２ｆは、基部２２ｃの外周に沿って弾性体２２ｂの中心軸に対して同心円状に設けられている。

【0066】

突起部２２ｆの上面である接触部材２３側の面が、接触部材２３と摩擦接触する摺動面となる。突起部２２ｆにより、公知の技術で発生させた振動体２２の進行性の振動波による楕円運動の回転方向の振幅が拡大され、接触部材２３を高速に回転させることができるようになる。

【0067】

接触部材２３の上面には加圧ばねゴム（弾性部材）２５ｃが設けられている。弾性部材２５ｃは円環状であり、振動減衰性能が高いブチルゴムやシリコーンゴム等で形成されており、振動波モータの駆動中に発生する接触部材２３の不要な振動の発生を抑え、振動波モータの騒音や出力の低下を防止している。

【0068】

また、弾性部材２５ｃの弾性変形により、接触部材２３の弾性部材２５ｃが設けられている面の平面度の影響を緩和している。そのため、加圧ばね２５ｂからの加圧力が接触部材２３に回転方向のムラなく均一に付与され、振動体２２と接触部材２３の安定した接触が保たれている。

【0069】

軸体２８ａは、軸受取付部２８ｃと、出力取出部２８ｉと、中空内周部２８ｄと、軸外周固定部２８ｅと、めねじ部２８ｆを有している。軸体２８ａは、一部が中空状に形成されている軸であり、軸受取付部２８ｃと出力取出部２８ｉは中実状に形成され、反対にめねじ部２８ｆ付近は中空状に形成されている。出力取出部２８ｉが不図示の被駆動部材とカップリング等で連結され、被駆動部材を回転運動させる。

【0070】

軸外周固定部２８ｅは、加圧部材２５のばね規制部材２５ａの規制部材内周部２５ｄと当接している。本実施形態では、軸外周固定部２８ｅと規制部材内周部２５ｄとは、いわゆるすきまばめの関係となって当接するような径方向の寸法公差で形成されている。

【0071】

２つのめねじ部２８ｆは、軸体２８ａの回転方向において６０度の間隔で設けられており、２つのめねじ部２８ｆにはそれぞれ止めねじ（固定部材）２７が軸体２８ａの中空内周部２８ｄから軸外周固定部２８ｅに向かって螺合している。つまり、軸体２８ａの中空部の内径から外径に向かって螺合している。また、固定部材２７の先端部は、ばね規制部材２５ａの規制部材内周部２５ｄと当接し、振動波モータの加圧力が所望の値となる加圧ばね５ｂの変形量が得られる位置にばね規制部材２５を固定している。

【0072】

本実施形態においても、固定部材２７は、中心軸Ｌ１の軸方向において、加圧部材２５の図６中の上面側よりも振動体２２側に位置している。つまり、固定部材２７は、軸方向において、振動体２２の底面と加圧部材２５の上面の間に位置している。よって、固定部材２７を軸体２８ａの中空部の内径部から螺合する構造にすることで、振動波モータの薄型化を実現することが可能となっている。

【0073】

また、本実施形態では錘部材が無く、接触部材２３は弾性部材２５ｃを介して直接加圧する構造となっている。さらに、固定部材２７が中心軸Ｌ１の軸方向において、振動体２２の底面と接触部材２３の上面の間に位置している。よって、振動波モータのさらなる薄型化が可能となっている。

【0074】

本実施形態では、振動体２２に進行性の振動波を発生させて駆動する構成としていたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図７（ａ）に示すような円環状の接触部材４３を、ベース部材４１ａの上に載置された３つの振動体ユニットＳ１、Ｓ２、Ｓ３で駆動するように、振動体と接触部材を構成してもよい。

【0075】

図７（ｂ）は、振動体及び接触部材を示す斜視図であり、振動体ユニットＳ１を分解して示している。１つの振動体４２は、弾性体４２ｂと、弾性体４２ｂ（平板部４２ｃ）の一方の面に設けられた２つの突起部４２ｆと、弾性体４２ｂにおいて突起部４２ｆが設けられている面の反対側の面に設けられた圧電素子４２ａとを有する。

【0076】

圧電素子４２ａに公知の技術（例えば特開２０１７－７０１１５等の特許文献）により、振動体４２に２つの振動モードの振動を励起し、２つの突起部４２ｆを結ぶ方向と突起部２ｆの突出方向とを含む面内での楕円運動を突起部４２ｆに生じさせる。これにより、突起部４２ｆは接触部材４３を摩擦駆動し、接触部材４３の中心軸を回転中心として、接触部材４３を回転させることができる。

【0077】

接触部材４３の上面に不図示の加圧ばねゴム、加圧部材を本実施形態と同様に構成することで、振動波モータの薄型化を実現することができる。

【0078】

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、上述した各実施形態に係る振動波モータを備える装置（機械）の一例としての産業用ロボットの構成について説明する。

【0079】

図８は、振動波モータを搭載したロボット（ロボットアーム）１００の概略構造を示す斜視図であり、ここでは、産業用ロボットの一種である水平多関節ロボットを例示している。振動波モータは、ロボット（ロボットアーム）１００において、アーム関節部（第１のジョイント部材）１１１やハンド部１１２に内蔵される。第１のジョイント部材１１１は、２本のアーム（リンク部材）１２０が交差する角度を変えることができるように、２本のアームを接続する。

【0080】

ハンド部１１２は、リンク部材１２０と、リンク部材１２０の一端に取り付けられる把持部材１２１と、リンク部材１２０と把持部材１２１とを接続するハンド関節部（第２のジョイント部材）１２２を有する。振動波モータは、リンク部材１２０同士の角度（交差角度）を変化させる第１のジョイント部材１１１や、把持部材１２１を、所定角度、回転（軸回転）させる第２のジョイント部材１２２に用いられる。

【0081】

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、上述の実施形態の振動波モータを少なくとも２つ以上備える装置の一例として、雲台装置（電子機器）の構成について説明する。なお、電子機器は、雲台装置に限られず、被駆動部材と、当該被駆動部材を駆動する振動波モータとして、上述の実施形態の振動波モータを有するあらゆる電子機器が含まれる。

【0082】

図９（ａ）は、雲台装置（電子機器）２００の外観正面図、図９（ｂ）は雲台装置（電子機器）２００の内部を示す側面図である。

【0083】

雲台装置（電子機器）２００は、ヘッド部（支持部材、被駆動部材）２１０と、ベース部２２０と、Ｌアングル（支持部材、被駆動部材）２３０と、撮像装置２４０と、を有する。

【0084】

ヘッド部（支持部材、被駆動部材）２１０の内部に上述の実施形態の振動波モータが２つ配置されている。

【0085】

パン用の振動波モータ２８０は、出力部がベース部２２０と連結され、振動波モータ２８０の回転駆動により、ヘッド部（支持部材、被駆動部材）２１０をベース部２２０に対して相対的にパン動作させる。チルト用の振動波モータ２７０は、出力部がＬアングル（支持部材）２３０と連結され、振動波モータ２７０の回転駆動により、Ｌアングル（支持部材）２３０をヘッド部（支持部材、被駆動部材）２１０に対して相対的にチルト動作させる。

【0086】

Ｌアングル（支持部材、被駆動部材）２３０に取り付けられた撮像装置２４０は、動画や静止画撮影用のカメラであり、撮影を行いながら２つの振動波モータの駆動によりパン及びチルト動作が可能となっている。また、振動波モータは無通電時にも摩擦力により姿勢を維持することができるため、雲台の姿勢を決めた後には無通電にし、消費電力を抑制した状態で撮影を続けることが可能となる。なお、本実施形態の雲台装置（電子機器）２００は、Ｌアングル（支持部材、被駆動部材）２３０に撮像装置２４０を搭載していたが、搭載物はこの構成に限定するものではなく、適宜変更できる。

【0087】

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0088】

２，１２，２２ 振動体
３，１３，２３ 接触部材（接触体、接触体の他の一部）
４，１４ ばね受け部材（接触体、接触体の他の一部）
５，１５，２５ 加圧部材（接触体、接触体の一部）
８，１８，２８ 出力部（軸体）
７，１７，２７ 止めねじ（固定部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】