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公開番号2024034804
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2022139298
出願日2022-09-01
発明の名称振動波モータ及び駆動装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類H02N 2/12 20060101AFI20240306BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】製造コストを低減しつつ、効率的に加振することが可能な振動波モータを提供する。
【解決手段】第1の弾性体111及び第2の弾性体112と、第1の弾性体111と第2の弾性体112との間に挟持された圧電素子(電気-機械エネルギー変換素子)113と、第1の弾性体111と加圧接触する接触体と、を備える振動波モータにおいて、圧電素子113は、第1の弾性体111と接触体との加圧接触における加圧方向(Z方向)に対して垂直な断面(XY面)の外形形状が矩形であり、圧電素子113における矩形の各頂点1131～1134と第1の弾性体111とが接触していない構成とする。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１の弾性体および第２の弾性体と、
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との間に挟持された電気－機械エネルギー変換素子と、
前記第１の弾性体と加圧接触する接触体と、
を備え、
前記電気－機械エネルギー変換素子は、前記加圧接触における加圧方向に対して垂直な断面の外形形状が矩形であり、
前記電気－機械エネルギー変換素子における前記矩形の各頂点と前記第１の弾性体とが接触していないことを特徴とする振動波モータ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記電気－機械エネルギー変換素子における前記矩形の各頂点と前記第２の弾性体とが接触していない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】
前記電気－機械エネルギー変換素子と前記第２の弾性体との間に設けられたフレキシブルプリント基板を更に備え、
前記第２の弾性体における前記フレキシブルプリント基板との接触面は、前記加圧方向から見た場合に、前記電気－機械エネルギー変換素子における前記矩形の各頂点よりも内側にあること特徴とする請求項１に記載の振動波モータ。
【請求項４】
前記第２の弾性体における前記フレキシブルプリント基板との前記接触面は、外形形状が円であ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】
前記第１の弾性体は、前記電気－機械エネルギー変換素子の側であって前記電気－機械エネルギー変換素子における前記外形形状の外形近傍領域に、前記電気－機械エネルギー変換素子との間に隙間Ｓ１がある第１の面を有し、
前記第２の弾性体は、前記フレキシブルプリント基板の側であって前記電気－機械エネルギー変換素子における前記外形形状の外形近傍領域に、前記フレキシブルプリント基板との間に隙間Ｓ２がある第２の面を有し、
前記隙間Ｓ１および前記隙間Ｓ２は、２０μｍ以上であって２００μｍ以下であ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６】
前記第１の弾性体における前記電気－機械エネルギー変換素子との接触面は、外形形状が円であ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７】
前記電気－機械エネルギー変換素子における前記矩形の各頂点を含む近傍領域は、分極されていない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８】
前記電気－機械エネルギー変換素子における少なくとも１つの内層電極の外径と、前記第１の弾性体における前記電気－機械エネルギー変換素子との接触面の外径とが、一致し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９】
前記電気－機械エネルギー変換素子における少なくとも１つの内層電極の外径と、前記第２の弾性体における前記電気－機械エネルギー変換素子との接触面の外径とが、一致し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１０】
前記電気－機械エネルギー変換素子における前記矩形は、正方形であ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１１】以降は省略されています）
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、振動波モータを備える駆動装置に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
圧電素子などの電気－機械エネルギー変換素子を用いた振動波モータには、種々の構成のものが知られている。例えば、圧電素子をステンレス等の弾性体で挟持して構成されたランジュバン型振動子に、ロータを加圧接触させて駆動する振動波モータが知られている。この駆動原理は、圧電素子に所定の交流電圧（「駆動電圧」ともいう）を印加することによって、振動子に直交する２つの曲げ振動を発生させことで、弾性体の表面に楕円運動又は円運動を起こし、摩擦力によりロータを回転運動させるというものである。
【０００３】
この圧電素子は、例えば、より大きな駆動力を得るために積層体で構成され、円柱のリング状の構成となっている。積層体で構成される圧電素子は、種々の工程を経て製造されるが、中でも外径の加工については焼結後に行う必要があり、特殊な設備が必要なこともあって、製造コストの増加の要因となっていた。
【０００４】
これに対して、特許文献１では、軸方向に対して直交する横断面が多角形の電気－機械エネルギー変換素子としての圧電素子と、軸方向に対して直交する横断面が円形に形成された一対の金属製弾性体とを有する振動子を提案している。具体的に、特許文献１では、一対の金属製弾性体の間に圧電素子を配置し、金属製弾性体を締結手段で締結することにより、金属製弾性体の間に圧電素子を挟持固定した棒状の振動子を提案している。さらに、特許文献１では、圧電素子の形状を矩形（より詳細には、正方形）とすることで、シートから切り出されたまま使用できるため（外形加工をする手間が省けるため）、製造コストの低減を可能としている。
【０００５】
特許文献２では、形状が矩形（より詳細には、正方形）の圧電素子の４つに分割された内層電極を、圧電素子における矩形の各頂点を含む位置に配置することにより、頂点を含まない位置に配置する場合と比べて、より大きな力を発生できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００３－４７２６６号公報
特開２００６－１７９５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の技術のように、電気－機械エネルギー変換素子としての圧電素子の形状を円から矩形（例えば、正方形）に変更しただけでは、電力が増加してしまうという問題があった。これは、例えば特許文献２に記載の圧電素子のように形状を正方形にした場合、軸中心からの径方向の距離が円の場合と比較して√２倍され、より外径側で強圧となり、効率的に振動子を加振することができないからである。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減しつつ、効率的に加振することが可能な振動波モータ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】
【０００９】
本発明の振動波モータは、第１の弾性体および第２の弾性体と、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との間に挟持された電気－機械エネルギー変換素子と、前記第１の弾性体と加圧接触する接触体と、を備え、前記電気－機械エネルギー変換素子は、前記加圧接触における加圧方向に対して垂直な断面の外形形状が矩形であり、前記電気－機械エネルギー変換素子における前記矩形の各頂点と前記第１の弾性体とが接触していない。
また、本発明は、上述した振動波モータを備える駆動装置を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製造コストを低減しつつ、効率的に加振することが可能な振動波モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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