(57)【要約】    【課題】  振動体と接触体との接触部における摩擦及び磨耗を減らし、耐久寿命を長くすることを可能とした振動波駆動装置及び電子機器を提供する。    【解決手段】  振動波モータは、金属部２と圧電素子３を有し駆動振動が励起される振動子１と、盤面上の偏心した位置に出力軸４ａを有する円盤形状の接触体４と、振動子１と接触体４を加圧接触させる板ばね５とを備える。接触体４の出力軸４ａの中心と、振動子１と接触体４が接触している位置との距離の変化に応じ、振動子１が加圧方向に移動し、板ばね５の縮み量が変化し、振動子１と接触体４の接触面の加圧力が変化する。これにより、接触体４が振動子１から受ける駆動力が変化し、接触体４の出力軸４ａに発生する出力トルクも変化する。【選択図】      図１
2006129579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動振動が励起される振動体と、
前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、
前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、
前記振動体と前記接触体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項２】
前記接触体は、前記振動体と対向する方向の寸法が、前記接触体と前記振動体との相対移動方向の位置に応じて異なることを特徴とする請求項１記載の振動波駆動装置。
【請求項３】
駆動振動が励起される振動体と、
前記振動体から駆動力が伝達されて回転する接触体と、
前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、
前記接触体の回転位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項４】
前記接触体は、該接触体の偏心した位置を中心に回転可能であり、
前記接触体の回転中心と、前記振動体と前記接触体が接触する位置との距離の変化に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする請求項２記載の振動波駆動装置。
【請求項５】
駆動振動が励起される振動体と、
前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、
前記振動体の駆動力が前記接触体を介して伝達される被駆動体と、
前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、
前記接触体と前記被駆動体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項６】
前記被駆動体は、前記接触体と対向する方向の寸法が、前記被駆動体と前記接触体との相対移動方向の位置に応じて異なることを特徴とする請求項５記載の振動波駆動装置。
【請求項７】
駆動振動が励起される振動体と、
前記振動体から駆動力が伝達されて回転する接触体と、
前記振動体の駆動力が前記接触体を介して伝達されて回転する被駆動体と、
前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、
前記被駆動体の回転位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項８】
前記被駆動体は、該被駆動体の偏心した位置を中心に回転可能であり、
前記被駆動体の回転中心と、前記被駆動体と前記接触体が接触する位置との距離の変化に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする請求項７記載の振動波駆動装置。
【請求項９】
前記接触体の
回転軸又は前記被駆動体の回転軸が、前記振動波駆動装置の出力軸となることを特徴とする請求項８記載の振動波駆動装置。
【請求項１０】
前記加圧手段は、弾性変形力或いは磁気力により加圧を行う部材であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の振動波駆動装置。
【請求項１１】
駆動振動が励起される環状の振動体と、
前記振動体に積層され、前記振動体から駆動力が伝達される環状の接触体と、
前記接触体に積層され、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる環状の加圧手段とを備え、
前記接触体と前記加圧手段との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項１２】
前記接触体は、前記加圧手段と対向する側の面に凹凸を有し、
前記加圧手段は、前記接触体と対向する側の面に凹凸を有し、
前記接触体の回転に伴う前記接触体と前記加圧手段の接触位置の変化に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする請求項１１記載の振動波駆動装置。
【請求項１３】
駆動振動が励起される振動体と、
前記振動体に対向する方向の寸法が、前記振動体に対向する方向に交差する方向の位置に応じて異なり、前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、
前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、
前記振動体と前記接触体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項１４】
前記加圧手段は、前記振動体における前記接触体との対向側とは反対側に配設された第１の磁石と、前記第１の磁石に対向配置され前記第１の磁石に反発する第２の磁石とを備えることを特徴とする請求項１３記載の振動波駆動装置。
【請求項１５】
駆動振動が励起される振動体と、
前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、
前記接触体に対向する方向の寸法が、前記接触体に対向する方向に交差する方向の位置に応じて異なり、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、
前記加圧手段と前記振動体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項１６】
前記加圧手段は、前記接触体における前記振動体との対向側とは反対側に配設された磁石を備え、
前記振動体は、前記磁石により吸引可能な金属部を備えることを特徴とする請求項１５記載の振動波駆動装置。
【請求項１７】
駆動振動が励起される振動体と、
前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、
前記振動体の駆動力が前記接触体を介して伝達される被駆動体と、
前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、
前記加圧手段と前記被駆動体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする振動波駆動装置。
【請求項１８】
前記加圧手段は、前記被駆動体との相対位置を変化可能なくさび状の部材と、前記部材と前記振動体との間に配設された弾性部材とを備えることを特徴とする請求項１７記載の振動波駆動装置。
【請求項１９】
前記請求項１乃至１８の何れかに記載の振動波駆動装置を備え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、振動子に励起した振動により駆動対象を駆動する振動波駆動装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動子に振動を発生させ該振動子に接触する接触体を回転させる振動波モータ及び振動波モータを含む装置に関する技術が数多く提案されている。
【０００３】
例えば、振動子（振動体）と接触体（ロータ）の加圧手段として、接触体（ロータ）とギアの位置によって一定の縮み量に圧縮されたコイルばねを用いることで、一定の加圧力を得る構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、振動子（振動体）と接触体（ロータ）の加圧手段として、接触体（ロータ）とディスクの位置によって一定の変形量に曲げられた板ばねを用いることで、一定の加圧力を得る構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１３４８５８号公報（第７頁、図６）
【特許文献２】特開２００２−１４２４７２号公報（第７頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例の振動波モータ及び振動波モータを含む装置には以下の問題がある。
【０００６】
振動波モータの出力推進力または出力トルクは、振動波モータに十分な電圧を印加した時には振動子と接触体の加圧力にほぼ比例する。また、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要とされる出力推進力・出力速度または出力トルク・出力回転数は、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の駆動状態によって異なる。
【０００７】
振動子と接触体の加圧力は、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要とされる最大の出力推進力または出力トルクを実現し得る加圧力となっており、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の駆動状態に関わらず、一定の加圧力となっている。
【０００８】
このため、振動子と接触体には、常時、高い加圧力が作用する結果、振動子と接触体との接触部の摩擦摩耗が大きく、これが、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の耐久寿命を縮めているという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、振動体と接触体との接触部における摩擦及び磨耗を減らし、耐久寿命を長くすることを可能とした振動波駆動装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明の振動波駆動装置は、駆動振動が励起される振動体と、前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、前記振動体と前記接触体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の振動波駆動装置は、駆動振動が励起される振動体と、前記振動体から駆動力が伝達されて回転する接触体と、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、前記接触体の回転位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の振動波駆動装置は、駆動振動が励起される振動体と、前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、前記振動体の駆動力が前記接触体を介して伝達される被駆動体と、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、前記接触体と前記被駆動体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の振動波駆動装置は、駆動振動が励起される振動体と、前記振動体から駆動力が伝達されて回転する接触体と、前記振動体の駆動力が前記接触体を介して伝達されて回転する被駆動体と、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、前記被駆動体の回転位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の振動波駆動装置は、駆動振動が励起される環状の振動体と、前記振動体に積層され、前記振動体から駆動力が伝達される環状の接触体と、前記接触体に積層され、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる環状の加圧手段とを備え、前記接触体と前記加圧手段との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の振動波駆動装置は、駆動振動が励起される振動体と、前記振動体に対向する方向の寸法が、前記振動体に対向する方向に交差する方向の位置に応じて異なり、前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、前記振動体と前記接触体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の振動波駆動装置は、駆動振動が励起される振動体と、前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、前記接触体に対向する方向の寸法が、前記接触体に対向する方向に交差する方向の位置に応じて異なり、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、前記加圧手段と前記振動体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の振動波駆動装置は、駆動振動が励起される振動体と、前記振動体から駆動力が伝達される接触体と、前記振動体の駆動力が前記接触体を介して伝達される被駆動体と、前記振動体と前記接触体を加圧接触させる加圧手段とを備え、前記加圧手段と前記被駆動体との相対位置に応じて、前記振動体と前記接触体の接触面の加圧力を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、振動波駆動装置及び振動波駆動装置を含む電子機器に必要な出力推進力または出力トルクを変化させることが可能となる。これにより、必要な出力推進力または出力トルクが小さいときに振動体と接触体の接触面の加圧力を減少させ、振動体と接触体の接触面における摩擦及び磨耗を減らし、振動波駆動装置及び振動波駆動装置を含む電子機器の耐久寿命を長くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータの構成を示す斜視図である。
【００２１】
図１において、振動波モータは、振動子１と、接触体４と、板ばね５とを備えている。
【００２２】
振動子１は、金属部２と圧電素子３を備えている。金属部２は、例えばステンレス鋼の板材をプレス加工により形成し表面をラップ処理した部材であり、突起２ａを備えている。圧電素子３は、電気的エネルギ（電気量）を機械的エネルギ（機械量）に変換する電気−機械エネルギ変換素子である。接触体４は、例えば樹脂製の円盤形状を有する部材であり、振動子１と接触している。板ばね５は、波型形状を有すると共に振動子１を接触体４に加圧接触させる加圧手段であり、振動子１の圧電素子３と対向する側に配置されている。
【００２３】
振動子１は、圧電素子３に対する板ばね５の弾性変形による押圧力により、金属部２の突起２ａを介して接触体４に加圧接触され、図１紙面上下方向（加圧方向）に移動可能となっている。板ばね５の底面（振動子１と対向する面とは反対側の面）は、不図示の部材により固定されている。接触体４の盤面上の偏心した位置には、出力軸である円柱部４ａが盤面と直交する方向に延出した状態で配設されている。以後、円柱部を出力軸と称する。接触体４の出力軸４ａは、不図示のベアリング等によって軸回り以外の自由度を拘束されている。
【００２４】
次に、上記構成を有する本実施の形態の振動波モータの駆動方法を説明する。
【００２５】
電圧印加部（不図示）から、振動子１の共振周波数と略一致する周波数の交番電圧を該振動子１の圧電素子３に印加することで、振動子１に駆動振動を励起し、金属部２が有する突起２ａの先端に楕円運動を発生させる。これに伴い、円盤形状の接触体４の外周面には、振動子１と接触体４の接触面の摩擦により接線方向（図１紙面左右方向）の力が伝達され、接触体４の出力軸４ａに回転運動が発生する。
【００２６】
接触体４の出力軸４ａは接触体４の盤面上の偏心した位置に配設されているため、出力軸４ａの回転方向の位置によって、出力軸４ａの中心（図１のＡ）と、振動子１及び接触体４が接触している位置（図１のＢ、Ｃ）との距離が変化する。距離の変化に応じ、振動子１が図１紙面上下方向に移動するため、板ばね５の縮み量が変化する。これに伴い、振動子１と接触体４の接触面に得られる加圧力が変化するため、接触体４が振動子１から受ける駆動力が変化し、接触体４の出力軸４ａに発生する出力トルクも変化する。
【００２７】
これにより、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要な出力トルクが変化する場合には、出力トルク変化に応じた形状の接触体４を用いることで、振動子１と接触体４の接触面の加圧力を、必要な出力トルクに応じた加圧力に変化させることが可能となる。必要な出力トルクが小さい場合には、振動子１と接触体４の接触面の加圧力を下げ、振動子１と接触体４の接触面の摩擦摩耗を減少させ、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の耐久寿命を長くすることが可能となると共に、出力トルクを変化させることが可能となる。
【００２８】
また、接触体４の出力軸４ａに発生する出力トルク・出力回転数は、接触体４が振動子１から受ける駆動力と、出力軸４ａの中心（図１のＡ）と振動子１及び接触体４が接触している位置（図１のＢ、Ｃ）との距離（図１のＡＢ、ＡＣ、ただしＡＢ＞ＡＣ）により、決定される。
【００２９】
振動子１と接触体４との接触位置がＣの時と比較し、振動子１と接触体４との接触位置がＢの時では、接触体４の出力軸４ａには大きな出力トルク・小さな回転数を得ることが可能である。逆に、振動子１と接触体４との接触位置がＢの時と比較し、振動子１と接触体４との接触位置がＣの時では、接触体４の出力軸４ａには小さな出力トルク・大きな回転数を得ることが可能である。
【００３０】
図２は、振動波モータの接触体の変形例を示す平面図である。
【００３１】
図２において、振動波モータの接触体２４は、上記図１に示した円盤形状の接触体４とは異なり、平面形状が不規則な形状に形成されている。図中Ａは出力軸（不図示）の中心である。接触体２４を図２に示すような不規則な形状とした場合でも、上記接触体４を用いた場合と同様の効果が得られる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、振動子１と接触体４の相対位置に応じ、振動子１と接触体４の接触面の加圧力を変化させることにより、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要な出力推進力または出力トルクを変化させることが可能となる。これにより、必要な出力推進力または出力トルクが小さいときに振動子１と接触体４の接触面の加圧力を減少させ、振動子１と接触体４の接触面における摩擦及び磨耗を減らし、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の耐久寿命を長くすることが可能となる。
【００３３】
また、接触体４の回転中心と、振動子１と接触体４の接触位置との距離が大きいときには、接触体４の出力軸４ａには大きな出力トルク・小さな出力回転数を発生させることが可能となり、反対に、接触体４の回転中心と、振動子１と接触体４の接触位置との距離が小さいときには、接触体４の出力軸４ａには小さな出力トルク・大きな出力回転数を発生させることが可能となる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータ及び被駆動体の構成を示す斜視図である。
【００３５】
図３において、振動波モータは、ギア３０が付設された振動子３１と、ギア３７ｂを有する接触体３４と、板ばね３２及び３３と、ベース部材３５及び３６とを備えている。
【００３６】
振動子３１は、圧電素子から構成されている。接触体３４は、例えば樹脂製の円盤形状を有する部材であり、振動子３１と接触している。接触体３４の一方の盤面には、軸３４ａが盤面と直交する方向に延出した状態で配設され、接触体３４の他方の盤面には、接触体３４より若干大きい外径を有するギア３０が同心状に固定されている。接触体３４の軸３４ａは、軸受３８によって、軸周りの回転運動と、振動子３１と接触体３４の加圧方向の並進移動（図３紙面上下方向の移動）が許容されている。
【００３７】
板ばね３２及び３３は、矩形状を有すると共に例えばステンレス鋼から形成されたものであり、振動子３１を接触体３４に加圧接触させる加圧手段である。板ばね３２及び３３は、任意の固定方法（ねじ止め、または接着、または溶接）によりベース部材３５及び３６と振動子１とにそれぞれ固定されており、振動子１を支持している。
【００３８】
被駆動体３７は、円盤形状を有し、被駆動体３７の盤面上の偏心した位置には、軸３７ａが盤面と直交する方向に延出した状態で配設されている。また、被駆動体３７の外周部には、接触体３４のギア３０と噛合するギア３７ｂが一体に形成されている。被駆動体３７の軸３７ａは、軸受３９によって軸周りの回転運動が許容されている。
【００３９】
次に、上記構成を有する本実施の形態の振動波モータの駆動方法を説明する。
【００４０】
上述した第１の実施の形態と同様に、振動子３１に駆動振動を励起し、接触体３４を回転させる。接触体３４の回転に伴い該接触体３４に固定されているギア３０が回転し、ギア３０の回転に伴い該ギア３０と噛合しているギア３７ｂを有する被駆動体３７が回転する。被駆動体３７の盤面上の偏心した位置に軸３７ａが配設されているため、被駆動体３７の軸３７ａの中心位置（図３のＡ）と、被駆動体３７及び接触体３４が各々のギアを介し接触している位置（図３のＢ、Ｃ）との距離（図３のＡＢ、ＡＣ、ただしＡＢ＞ＡＣ）は、被駆動体３７の回転角度によって異なる。
【００４１】
そのため、接触体３４と振動子３１は、被駆動体３７の回転に伴って図３紙面上下方向の並進移動を行う。その結果、振動子３１とベース部材３５及び３６との間に固定されている板ばね３２及び３３の縮み量が変化し、振動子３１と接触体３４の接触面の加圧力の変化と共に、振動波モータの出力トルクの変化が可能となる。
【００４２】
尚、振動波モータの出力軸は、接触体３４の軸３４ａまたは被駆動体３７の軸３７ａのどちらでもよい。また、接触体３４と被駆動体３７との間の回転力の伝達は、ギアに限定されるものではなく、接触体及び被駆動体の外周部をともに平滑面に形成して接触させ互いの平滑面を介した摩擦を用いて回転力の伝達を行ってもよい。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、接触体３４と被駆動体３７の相対位置に応じ、振動子３１と接触体３４の接触面の加圧力を変化させることにより、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要な出力推進力または出力トルクを変化させることが可能となる。これにより、必要な出力推進力または出力トルクが小さいときに振動子３１と接触体３４の接触面の加圧力を減少させ、振動子３１と接触体３４の接触面における摩擦及び磨耗を減らし、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の耐久寿命を長くすることが可能となる。
【００４４】
また、被駆動体３７の回転中心と、接触体３４と被駆動体３７の接触位置との距離が大きいときには、接触体３４の軸３４ａには大きな出力トルク・小さな出力回転数を発生させることが可能となり、反対に、被駆動体３７の回転中心と、接触体３４と被駆動体３７の接触位置との距離が小さいときには、接触体３４の軸３４ａには小さな出力トルク・大きな出力回転数を発生させることが可能となる。
【００４５】
また、被駆動体３７のギア３７ｂの歯数及び直径と接触体３４のギア３０の歯数及び直径との比率を変えることで、振動子３１と接触体３４の接触面に、接触体３４の回転と非同期の加圧力の変化を発生させることが可能となる。
【００４６】
［第３の実施の形態］
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータを備えた撮像装置の構成を示す斜視図である。
【００４７】
図４において、撮像装置は、撮影レンズ部４３と、本体部４５と、台座部４６と、振動波モータ部４７とを備えている。
【００４８】
撮像装置の本体部４５の前面側には、撮影レンズ部４３が装着されており、本体部４５の側面側には、台座部４６及び振動波モータ部４７が本体部４５の長手方向中心線に対して対称に配設されている。台座部４６は、撮影レンズ部４３及び本体部４５を回転可能に支持している。撮像装置は、被写体の静止画像或いは動画像を撮影レンズ部４３を介して本体部４５に取り込み、画像データの保存や送信が可能である。振動波モータ部４７には、振動波モータ（図６参照）が内蔵されている。
【００４９】
撮像装置は、振動波モータ部４７の振動波モータの駆動力によって、撮影レンズ部４３及び本体部４５を台座部４６に対し、図４紙面上の時計回り方向及び反時計回り方向に回転させることが可能となっている。振動波モータ部４７の振動波モータと本体部４５とは、ダイレクト駆動構造（ギア等の伝達機構を介さない駆動構造）または等倍の回転連結構造（振動波モータと本体部４５の回転数比が同じでギア等の伝達機構を介した駆動構造）となっている。振動波モータの回転角度は、台座部４６に対する撮影レンズ部４３及び本体部４５の回転角度と１：１で対応する。
【００５０】
図５は、撮像装置の構成を示す側面図である。
【００５１】
図５において、点Ｄは本体部４５と台座部４６の相対回転の中心であり、点Ｅは撮影レンズ部４３と本体部４５の重心位置である。重力の方向と撮影レンズ部４３及び本体部４５とのなす角度をθとし、撮影レンズ部４３及び本体部４５の合計質量をＷとし、重力加速度をｇとすると、振動波モータ部４７に必要な出力トルクは、概算でＷ×ｇ×sinθとなる。
【００５２】
重力が図５紙面下方向（鉛直方向）にかかる場合、図５に示すように撮影レンズ部４３と本体部４５が図５紙面左右方向（水平方向）の姿勢の時に、重力と直交する方向の、本体部４５と台座部４６の相対回転の中心Ｄと、撮影レンズ部４３及び本体部４５の重心位置Ｅとの距離が最大となる。これにより、本体部４５と台座部４６の相対回転運動に必要な振動波モータ部４７に必要な出力トルクが最大となる。
【００５３】
図６は、上記図４及び図５に示した振動波モータ部４７に内蔵された振動波モータの構成を示す斜視図である。
【００５４】
図６において、振動波モータは、振動子４１と、接触体４４と、加圧力変化部材４８とを備えている。
【００５５】
振動波モータは、振動波モータ部４７に内蔵される円環形状の回転型のモータである。振動子４１は、例えばステンレス鋼を切削加工により形成したものであり、圧電素子から構成されている。接触体４４は、例えばセラミック製の部材であり、振動子４１に対し同心状に配置されている。加圧力変化部材４８は、例えば表面に潤滑剤が塗布された樹脂製の部材であり、接触体４４に対し同心状に配置されている。
【００５６】
振動子４１は、上記図４及び図５に示した台座部４６に取り付けられており、不図示の部材により回転方向が拘束されると共に、不図示のフェルトを介しウェーブワッシャにより接触体４４に加圧されており、台座部４６に対し振動波モータの軸方向の移動が許容されている。ウェーブワッシャは、振動子４１と接する面と反対側の面で台座部４６に固定されている。接触体４４は、その外周面に、台座部４６に対する撮影レンズ部４３と本体部４５の回転出力を取り出す不図示のギアが形成されており、不図示の軸受機構によって回転運動と軸方向の移動が許容されている。加圧力変化部材４８は、台座部４６に固定されている。
【００５７】
図７は、接触体４４と加圧力変化部材４８を周方向に展開した連結部分を模式的に示した図である。
【００５８】
図７において、図７紙面上下方向が振動波モータの軸方向であり、図７紙面左右方向が振動波モータの周方向である。接触体４４と加圧力変化部材４８の接触面の形状は、共に同じサイン関数の形状となっており、点Ｆは接触体４４の最も凸である点、点Ｇは加圧力変化部材４８の最も凸である点である。
【００５９】
次に、上記構成を有する本実施の形態の振動波モータの駆動方法を説明する。
【００６０】
振動波モータを駆動すると接触体４４が回転運動し、接触体４４と加圧力変化部材４８は周方向にすべりを生じ、接触体４４と加圧力変化部材４８との接触する位置が変化する。それに伴い、振動子４１と接触体４４が軸方向に移動し、ウェーブワッシャの縮み量を変化させ、振動子４１と接触体４４の接触面の加圧力がサイン関数で変化し、且つ出力トルクが変化する。
【００６１】
また、撮像装置が上記図５に示した姿勢にある場合のように、撮影レンズ部４３と本体部４５が重力方向と直交するとき、つまり振動波モータに必要な出力トルクがＷ×ｇ×sinθ、θ＝９０度→Ｗ×ｇとなって最大となるときに、点Ｆと点Ｇが接する構成にすれば、振動波モータに必要な出力トルクと振動子４１及び接触体４４の接触面の加圧力を同期させることが可能である。これにより、振動波モータの出力トルクも同期させることが可能となる。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、振動子４１と接触体４４との接触位置の変化に応じ、振動子４１と接触体４４の接触面の加圧力を変化させることにより、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要な出力推進力または出力トルクを変化させることが可能となる。これにより、振動子４１と接触体４４の接触面における摩擦及び磨耗を減らし、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の耐久寿命を長くすることが可能となる。
【００６３】
［第４の実施の形態］
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータの構成を示す側面図である。
【００６４】
図８において、振動波モータは、振動子８１と、接触体８４と、磁石８５及び８６とを備えている。
【００６５】
振動子８１は、圧電素子から構成されており、一方の面に先端が球形状の突起８１ａが配設され、他方の面に磁石８５が固定されている。振動子８１は、不図示の部材によって支持されており、図８紙面上下方向の移動のみが許容されている。振動子８１に固定された磁石８５と対向する位置には、磁石８６が部材８７に固定された状態で配置されている。二つの磁石８５及び８６の反発力によって振動子８１と接触体８４の接触面に加圧力を得る構成となっている。
【００６６】
接触体８４は、振動子８１の突起８１ａと接触する側の面の一部が曲面で構成されている。接触体８４は、不図示のガイド部材によって図８紙面左右方向の移動のみが許容されており、図８紙面上下方向の寸法が、接触体８４の駆動方向である図８紙面左右方向の位置によって異なる。
【００６７】
次に、上記構成を有する本実施の形態の振動波モータの駆動方法を説明する。
【００６８】
振動子８１に駆動振動を励起し、振動子８１の突起８１ａの先端に楕円運動を発生させ、接触体８４を図８紙面左右方向に駆動すると、それに応じて接触体８４の振動子８１と接触する位置が変化する。接触体８４の図８紙面上下方向の寸法が異なっているため、振動子８１の図８紙面上下方向の位置が変化する。このとき、振動子８１に固定された磁石８５と対向する磁石８６との距離が変化し、二つの磁石８５及び８６の反発力が変化するため、振動子８１と接触体８４の接触面の加圧力の変化及び出力推進力の変化が可能となる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、振動子８１と接触体８４との接触位置の変化に応じ、振動子８１と接触体８４の接触面の加圧力を変化させることにより、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要な出力推進力または出力トルクを変化させることが可能となる。これにより、振動子８１と接触体８４の接触面における摩擦及び磨耗を減らし、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の耐久寿命を長くすることが可能となる。
【００７０】
［第５の実施の形態］
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータの構成を示す側面図である。
【００７１】
図９において、振動波モータは、振動子９１と、接触体９４と、磁石９５とを備えている。
【００７２】
振動子９１は、磁性体である金属部と圧電素子から構成されており、接触体９４と対向する側の面に先端が球形状の突起９１ａが配設されている。接触体９４は、振動子９１の突起９１ａと接触している。接触体９４における振動子９１との対向面とは反対側の面には、磁石９５が接着されている。磁石９５は、接触体９４の接触面とは反対側の面の一部が曲面で構成されており、図９紙面上下方向の寸法が、接触体９４の駆動方向である図９紙面左右方向の位置で異なる。振動子９１と接触体９４の接触面の加圧力は、接触体９４に接着された磁石９５が振動子９１を吸引することによって得られる。
【００７３】
次に、上記構成を有する本実施の形態の振動波モータの駆動方法を説明する。
【００７４】
上述した第４の実施の形態と同様に、接触体９４を図９紙面左右方向に駆動すると、磁石９５と振動子９１との相対位置が変化し、振動子９１と接触体９４の接触面の加圧力の変化と共に出力推進力の変化が可能となる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、振動子９１と磁石９５との相対位置の変化に応じ、振動子９１と接触体９４の接触面の加圧力を変化させることにより、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要な出力推進力または出力トルクを変化させることが可能となる。これにより、振動子９１と接触体９４の接触面における摩擦及び磨耗を減らし、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の耐久寿命を長くすることが可能となる。
【００７６】
［第６の実施の形態］
図１０は、本発明の第６の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータの構成を示す側面図である。
【００７７】
図１０において、振動波モータは、振動子１０１と、接触体１０４と、コイルばね１０５と、加圧力変化部材１０６とを備えている。
【００７８】
振動子１０１は、圧電素子から構成されており、接触体１０４と対向する側の面に先端が球形状の突起１０１ａが配設されている。接触体１０４は、円盤形状を有する部材であり、その外周面が振動子１０１の突起１０１ａ及び被駆動体１０７の内壁部と接触している。接触体１０４は、盤面の中心位置に軸１０４ａが盤面と直交する方向に延出した状態で配設されており、不図示の軸受に軸周りの回転運動のみが許容されている。接触体１０４の回転運動は、被駆動体１０７に伝達されると共に、軸１０４ａを介して他の部材に伝達される。
【００７９】
コイルばね１０５の一端部は、振動子１０１の突起１０１ａ配設側とは反対側の面に固定されており、コイルばね１０５の他端部は、加圧力変化部材１０６に固定されている。加圧力変化部材１０６は、くさび形状の部材であり、不図示の部材により図１０紙面上下方向の移動のみが許容されている。
【００８０】
被駆動体１０７は、接触体１０４の回転運動が伝達される断面コ字状の部材であり、該被駆動体１０７の内側に上記構成を有する振動波モータが配設されている。被駆動体１０７における加圧力変化部材１０６と対向する側の内壁部には、くさび形状の部材１０８が配設されている。くさび形状の部材１０８は、くさび形状の加圧力変化部材１０６と各々の斜面部を介して接触している。
【００８１】
次に、上記構成を有する本実施の形態の振動波モータの駆動方法を説明する。
【００８２】
振動子１０１に駆動振動を励起し、振動子１０１の突起１０１ａの先端に楕円運動を発生させ、接触体１０４を回転駆動すると、被駆動体１０７は図１０紙面左右方向に移動する。これに伴い、被駆動体１０７の内壁部に配設されたくさび形状の部材１０８と、くさび形状の加圧力変化部材１０６との間における、図１０紙面左右方向の相対位置が変化し、すべりが起こる。これにより、加圧力変化部材１０６が振動子１０１に対し図１０紙面上下方向に移動し、コイルばね１０５の縮み量が変化するため、振動子１０１から接触体１０４に対する加圧力の変化と共に、被駆動体１０７に発生する推進力及び接触体１０４の出力トルクの変化が可能となる。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、くさび形状の加圧力変化部材１０６と被駆動体１０７のくさび形状の部材１０８との相対位置の変化に応じ、振動子１０１と接触体１０４の接触面の加圧力を変化させることにより、振動波モータ及び振動波モータを含む装置に必要な出力推進力または出力トルクを変化させることが可能となる。これにより、振動子１０１と接触体１０４の接触面における摩擦及び磨耗を減らし、振動波モータ及び振動波モータを含む装置の耐久寿命を長くすることが可能となる。
【００８４】
［他の実施の形態］
上記第１及び第２の実施の形態では、振動子と接触体の接触面の加圧力を変化させる手段として板ばねを用いた場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば第４の実施の形態のように磁石を用いることも可能である。
【００８５】
上記第３の実施の形態では、振動波モータを撮像装置に搭載した場合を説明したが、これに限定されるものではなく、振動波モータを撮像装置以外の装置（振動波モータの駆動力を利用する各種の電子機器）に搭載することも可能である。
【００８６】
上記第４及び第５の実施の形態では、振動子と接触体の接触面の加圧力を変化させる手段として磁石を用いた場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば第１及び第２の実施の形態のように板ばねを用いることも可能である。
【００８７】
上記第６の実施の形態では、加圧力変化部材及び被駆動体の内壁部の形状をくさび形状とした場合を説明したが、これに限定されるものではなく、加圧力変化部材と被駆動体の内壁部との相対位置を変化させることが可能な構造であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータの構成を示す斜視図である。
【図２】振動波モータの接触体の変形例を示す平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータ及び被駆動体の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータを備えた撮像装置の構成を示す斜視図である。
【図５】撮像装置の構成を示す側面図である。
【図６】振動波モータ部に内蔵された振動波モータの構成を示す斜視図である。
【図７】接触体と加圧力変化部材を周方向に展開した連結部分を模式的に示した図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータの構成を示す側面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータの構成を示す側面図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る振動波駆動装置としての振動波モータの構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１、３１、４１、８１、９１、１０１  振動子（振動体に対応）
２  金属部
３  圧電素子
４、２４、３４、４４、８４、９４、１０４  接触体（接触体に対応）
５、３２、３３  板ばね（加圧手段に対応）
３７、１０７  被駆動体（被駆動体に対応）
４３  撮影レンズ部
４５  本体部
４６  台座部
４７  振動波モータ部
４８、１０６  加圧力変化部材（加圧手段に対応）
８５  磁石（第１の磁石に対応）
８６  磁石（第２の磁石に対応）
９５  磁石（磁石に対応）
１０５  コイルばね（加圧手段、弾性部材に対応）
１０６  加圧力変化部材（加圧手段、くさび状の部材に対応）
【図１】
2006129579.tif 000003
【図２】
2006129579.tif 000004
【図３】
2006129579.tif 000005
【図４】
2006129579.tif 000006
【図５】
2006129579.tif 000007
【図６】
2006129579.tif 000008
【図７】
2006129579.tif 000009
【図８】
2006129579.tif 000010
【図９】
2006129579.tif 000011
【図１０】
2006129579.tif 000012