(57)【要約】【課題】振動体の表面に形成された膜のラッピング時における過度な研削が防止される振動アクチュエータ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の振動アクチュエータ（１０）は、振動波を生じる振動体（１１）と、前記振動体（１１）と加圧接触することにより前記振動波によって駆動される相対移動部材（１５）と、を備える振動アクチュエータ（１０）であって、前記振動体（１１）の前記相対移動部材（１５）側の面（３０）は、表面に膜（３１）が形成され、前記膜（３１）を介して前記相対移動部材（１５）と接触する接触部（３２）と、前記接触部（３２）よりも前記相対移動部材（１５）側へ突き出した突出部（３４）が設けられ、前記相対移動部材（１５）と接触しない非接触部（３３）と、を備えること、を特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動波を生じる振動体と、前記振動体と加圧接触することにより前記振動波によって駆動される相対移動部材と、を備える振動アクチュエータであって、
前記振動体の前記相対移動部材側の面は、
表面に膜が形成され、前記膜を介して前記相対移動部材と接触する接触部と、
前記接触部よりも前記相対移動部材側へ突き出した突出部が設けられ、前記相対移動部材と接触しない非接触部と、を備えること、
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の振動アクチュエータであって、
前記振動体の前記相対移動部材側は櫛歯状になっており、前記面は前記櫛歯の最も前記相対移動部材側の部分であること、
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の振動アクチュエータであって、
前記振動体は円環形状であり、前記突出部は前記円環と同軸の円周に沿って複数設けられていること、
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータであって、
前記非接触部において、前記突出部が設けられている部分の面積は前記突出部が設けられていない部分の面積より小さいこと、
を特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項５】
振動体の面上に、第１の部分と該第１の部分よりも突き出した第２の部分を形成するステップと、
前記第１の部分と前記第２の部分とに膜を形成するステップと、
前記膜が形成された前記第１の部分と前記第２の部分とを研磨して前記膜を平坦にするステップと、
前記振動体の前記第１の部分に相対移動部材を接触させるステップとを有し、
前記平坦にするステップにおいて前記膜は、前記第２の部分により前記第２の部分の高さを超えて研磨されることが防止されていること、
を特徴とする振動アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータを有するレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータを有するカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体に振動波を生じさせることにより相対移動部材を駆動する振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラおよび振動アクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動アクチュエータは、圧電体の伸縮を利用して振動子の駆動面に進行性振動波（以下、進行波という）を発生させ、この進行波によって駆動面に楕円運動を生じさせ、楕円運動の波頭に加圧接触した移動子を摩擦により駆動するものである。
【０００３】
この振動アクチュエータにおける振動子の表面には、摩擦接触面の摩擦低減等の理由により、高分子材料の潤滑塗装膜が形成されている（特許文献１参照）。この潤滑塗装膜は、塗装しただけでは凹凸が残り、伝達効率の低下や振動の原因となるため、表面にラッピング処理が施され、表面が平らにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１１７１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、潤滑塗装膜は柔らかいため、ラッピング処理時に過度な研削により下地の材料が表面に出てしまうことがある。
【０００６】
本発明の課題は、振動体の表面に形成された膜のラッピング時における過度な研削が防止される振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１に記載の発明は、振動波を生じる振動体（１１）と、前記振動体（１１）と加圧接触することにより前記振動波によって駆動される相対移動部材（１５）と、を備える振動アクチュエータ（１０）であって、前記振動体（１１）の前記相対移動部材（１５）側の面（３０）は、表面に膜（３１）が形成され、前記膜（３１）を介して前記相対移動部材（１５）と接触する接触部（３２）と、前記接触部（３２）よりも前記相対移動部材（１５）側へ突き出した突出部（３４）が設けられ、前記相対移動部材（１５）と接触しない非接触部（３３）と、を備えること、を特徴とする振動アクチュエータ（１０）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータ（１０）であって、前記振動体（１１）の前記相対移動部材（１５）側は櫛歯状になっており、前記面（３０）は前記櫛歯の最も前記相対移動部材（１５）側の部分であること、を特徴とする振動アクチュエータ（１０）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の振動アクチュエータ（１０）であって、前記振動体（１１）は円環形状であり、前記非接触部（３３）は前記円環と同軸の円周に沿って複数設けられていること、を特徴とする振動アクチュエータ（１０）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０）であって、前記非接触部（３３）において、前記突出部（３４）が設けられている部分の面積は前記非接触部（３３）が設けられていない部分の面積より小さいこと、を特徴とする振動アクチュエータ（１０）である。
請求項５に記載の発明は、振動体（１１）の面（３０）上に、第１の部分（３２）と該第１の部分(３２)よりも突き出した第２の部分（３３）を形成するステップと、前記第１の部分（３２）と前記第２の部分（３３）とに膜（３１）を形成するステップと、前記膜（３１）が形成された前記第１の部分（３２）と前記第２の部分（３３）とを研磨して前記膜（３１）を平坦にするステップと、前記振動体（１１）の前記第１の部分（２２）に相対移動部材（１５）を接触させるステップとを有し、前記平坦にするステップにおいて前記膜（３１）は、前記第２の部分（３３）により前記第２の部分（３３）の高さを超えて研磨されることが防止されていること、を特徴とする振動アクチュエータ（１０）の製造方法である。
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０）を有するレンズ鏡筒（３）である。
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータ（１０）を有するカメラ（１）である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、振動体の表面に形成された膜のラッピング時における過度な研削が防止される振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の超音波モータの断面図である。
【図２】弾性体の上面図である。
【図３】潤滑塗装膜の形成方法を示す図である。
【図４】変形形態の弾性体を示す図である。
【図５】本実施形態の超音波モータを備えるカメラを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる振動アクチュエータの実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、振動アクチュエータとして、超音波の振動域を利用した超音波モータを例にして説明する。
（実施形態）
【００１１】
図１は、第１実施形態の超音波モータ１０の断面図である。超音波モータ１０は、振動子１１、移動子１５、出力軸１８、加圧部材１９等を備え、振動子１１側を固定とし、移動子１５を回転駆動する形態となっている。
【００１２】
振動子１１は、後述するように、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子等の電気−機械変換素子（以下、圧電体と称する）１３と、圧電体１３が接合された弾性体１２とを有する略円環形状の部材である。
【００１３】
弾性体１２は、後述するが、高弾性材料、例えば鉄系やステンレス鋼の金属材料によって形成され、その形状は、略円環形状である。この弾性体１２は、櫛歯部１２ａ、ベース部１２ｂ、フランジ部１２ｃを有する。
【００１４】
ベース部１２ｂは、弾性体１２の周方向に連続した部分であり、ベース部１２ｂの櫛歯部１２ａとは反対側の面である接合面１２ｅに、圧電体１３が接合されている。フランジ部１２ｃは、弾性体１２の内径方向に突出した鍔状の部分である。このフランジ部１２ｃにより、振動子１１は、固定部材１６に固定されている。
【００１５】
圧電体１３は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子である。本実施形態では、圧電体１３として圧電素子を用いたが、電歪素子等を用いてもよい。圧電体１３は、略円環形状の部材であり、弾性体１２の周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）の電気信号が入力される範囲に分かれている。各相には、１／２波長毎に分極が交互となった要素が並べられている。Ａ相とＢ相との間には、１／４波長分の間隔が空けられている。この圧電体１３は、接着材等を用いて弾性体１２と接合されている。
【００１６】
フレキシブルプリント基板１４は、その配線が圧電体１３の各相の電極に接続されている。フレキシブルプリント基板１４には、後述の増幅部１０４，１０５（図３参照）から駆動信号が供給され、この駆動信号によって、圧電体１３が伸縮する。振動子１１には、この圧電体１３の伸縮により、弾性体１２の駆動面に進行波が発生する。本実施形態では、４波の進行波が発生している。
【００１７】
移動子１５は、例えばアルミニウム、表面処理アルマイトで製造され、弾性体１２の駆動面３０に生じる進行波によって回転駆動される部材である。
出力軸１８は、略円柱形状の部材である。出力軸１８は、一方の端部がゴム部材２３を介して移動子１５に接しており、移動子１５と一体に回転するように設けられている。
ゴム部材２３は、ゴムにより形成された略円環形状の部材である。このゴム部材２３は、ゴムによる粘弾性で移動子１５と出力軸１８とを一体に回転可能とする機能と、移動子１５からの振動を出力軸１８へ伝えないように振動を吸収する機能とを有しており、ブチルゴム、シリコンゴム、プロピレンゴム等が用いられている。
【００１８】
加圧部材１９は、振動子１１と移動子１５とを加圧接触させる加圧力を発生する部材であり、ギア部材４とベアリング受け部材２１との間に設けられている。本実施形態では、加圧部材１９は、圧縮コイルバネを用いているが、これに限定されるものではない。ギア部材４は、出力軸１８のＤカットに嵌まるように挿入され、Ｅリング等のストッパ２２で固定され、回転方向及び軸方向に出力軸１８と一体となるように設けられている。ギア部材４は、出力軸１８の回転とともに回転する。
【００１９】
また、ベアリング受け部材２１は、ベアリング１７の内径側に配置され、ベアリング１７は、固定部材１６の内径側に配置された構造となっている。加圧部材１９は、振動子１１を移動子１５側へ、出力軸１８の軸方向に加圧しており、この加圧力によって、移動子１５は、振動子１１の駆動面に加圧接触し、回転駆動される。なお、加圧部材１９とベアリング受け部材２１との間には、加圧力調整ワッシャーを設けて、超音波モータ１０の駆動に適正な加圧力が得られるようにしてもよい。
【００２０】
図２は弾性体１２の上面図である。図２に示すように、櫛歯部１２ａは、圧電体１３が接合される面とは反対側の面に、複数の溝１２ｆが形成されている。この櫛歯部１２ａの先端面は、移動子１５に加圧接触され、移動子１５を駆動する駆動面３０となる。櫛歯部１２ａを設ける理由は、圧電体１３の伸縮により駆動面３０に生じる進行波の中立面をできる限り圧電体１３側へ近づけ、これにより駆動面３０の進行波の振幅を増幅させるためである。
【００２１】
また、櫛歯部１２ａの駆動面３０における内周側には、円周に沿って均等に３箇所に（図２においては２箇所のみ図示）突出部３４が形成されている。この突出部３４が設けられている領域は、駆動面３０における移動子１５と接触しない非接触部３３である。また、この突出部３４の高さは、必要な潤滑塗装膜３１の厚さと同程度とする。
【００２２】
櫛歯部１２ａにおける駆動面３０の非接触部３３以外の領域は、非接触部３３より面積の広い接触部３２である。この接触部３２の表面には、潤滑塗装膜３１が形成されている。潤滑塗装膜３１の材料は、エポキシウレタン、エポキシフェノール、ポリアミドイミド、ポリイミドなどの高分子材料である。このように潤滑塗装膜３１を設けることにより、駆動面３０の著しい損傷と磨耗分発生が防止され、振動アクチュエータ１０の駆動時における異音の発生や駆動効率の低下が抑えられ、高付加での使用に耐えられるようになり、長寿命で安定した駆動性能が供給される。
【００２３】
図３は潤滑塗装膜３１の形成方法を示す図である。
まず、振動子１１（櫛歯部１２ａ）の表面３０上に、平坦な接触部３２と、接触部３２よりも突き出した非接触部３３（突出部３４）を形成する。
次に、接触部３２と非接触部３３上に潤滑塗装膜３１を塗布する。
【００２４】
この際、図３（ａ）に示すように、潤滑塗装膜３１は接触部３２と非接触部３３上に塗布されるが、表面には凹凸が発生している。この凹凸を除去して移動子と振動子との間の摩擦駆動を円滑にするため、次に、この凹凸を除去するラッピング処理を行う。なお、このラッピング処理は、機械または手動のいずれであってもよい。
【００２５】
ここで、潤滑塗装膜３１の材料は高分子材料であって柔らかい。このためラッピング処理を行う際に、ラップのしすぎで潤滑塗装膜３１が過度に研削される可能性がある。そして過度の研削が行われると移動子１５と櫛歯部１２ａとの間の表面３０における接触部３２おいて櫛歯部１２ａの下地の金属が露出し、潤滑効果が得られない可能性がある。
【００２６】
しかし、本実施形態によると、櫛歯部１２ａの表面３０の非接触部３３に突出部３４を設けた。この突出部３４の高さは、必要とする潤滑塗装膜３１の厚さと同程度である。これにより、ラッピングを行っていくと研磨部材は突出部３４に接触し、潤滑塗装膜３１が突出部３４の高さを超えて研磨されることが防止される。
【００２７】
図５は、本実施形態にかかる超音波モータ１０を備えるカメラ１を説明する図である。カメラ１は、撮像素子を有するカメラボディ２と、レンズ７を有するレンズ鏡筒３とを備える。レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒３は、交換レンズである例を示すが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒であってもよい。
レンズ鏡筒３は、レンズ７、カム筒６、ギア４，５、超音波モータ１０等を備える。本実施形態では、超音波モータ１０はφ１５以下の小型振動波モータである。超音波モータ１０は、カメラ１のフォーカス動作時にレンズ７を駆動する駆動源として用いられており、超音波モータ１０から得られた駆動力は、ギア４，５を介してカム筒６に伝えられる。レンズ７は、カム筒６に保持されており、超音波モータ１０の駆動力により、光軸方向Ｌに略平行に移動して、焦点調節を行うフォーカスレンズである。
図５において、レンズ鏡筒３内に設けられたレンズ群（レンズ７を含む）によって、撮像素子８の撮像面に被写体像が結像される。撮像素子８によって、結像された被写体像は電気信号に変換され、その信号をＡ／Ｄ変換することによって、画像データが得られる。
【００２８】
以上、本実施形態によると以下の効果を有する。
（１）上述のように、本実施形態によると、ラッピングを行っていくと研磨部材は突出部３４に接触し、潤滑塗装膜３１が突出部３４の高さを超えて研磨されることが防止される。従って、潤滑塗装膜３１の厚さを適切な厚さにすることができる。
（２）櫛歯部１２ａの駆動面３０において、円周に沿って均等に３箇所に突出部３４が形成されているため、ラッピング時において、研磨部材の過度の研削を均等に防止することができ、潤滑塗装膜３１の厚さを均等にすることができる。
（３）本実施形態では、突出部３４を櫛歯部１２ａと一体的に形成する形態について説明したがこれに限定されず、例えば、別部材を櫛歯部１２ａの表面に取り付けても良い。
（４）突出部３４は円柱形状としたがこの形状に限定されない。例えば、矩形のピン等であってもよい。
【００２９】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
【００３０】
（１）図４は、上述の実施形態の変形形態を示す図である。上述の実施形態では、櫛歯部１２ａの駆動面３０における内周側に突出部３４を形成したが、これに限定されない。例えば、外周側が、駆動面３０における移動子１５と接触しない非接触部３４である場合は、図４に示すように、外周側に突出部３４を設けてもよい。
（２）また、櫛歯部１２ａの駆動面３０の３箇所に突出部３４を設けたがこれに限定されず、３以上であってもよく、それ以下でもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１：カメラ、３：レンズ鏡筒、１０:超音波モータ、１１：振動子、１５：移動子、３０：駆動面、３１:潤滑塗装膜、３２：接触部、３３:非接触部、３４：突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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