(57)【要約】【課題】振動体の振動により、移動体を摩擦駆動する超音波モータ及びそれを用いた電子機器に関し、特に超音波モータの回転出力を直動運動に変換する機構により駆動される電子機器の構成に関する。【解決手段】圧電素子１を有する振動体３と、振動体３の振動により摩擦駆動される移動体４と、移動体４の回転中心軸上に設けられた伝達部材５と、伝達部材５の回転により直動動作する稼動部６と、伝達部材５に力を伝え、振動体３と移動体４の間に接触圧を生じさせる加圧ばね７とを有する構成とする。【選択図】  図1
2006129606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を有する振動体と、
前記振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、
前記移動体の回転中心軸上に設けられた伝達部材と、
前記伝達部材の回転により直動動作する稼動部と、
前記伝達部材に力を伝えて前記振動体と前記移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねと、
を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】
圧電素子を有する振動体と、
前記振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、
前記移動体の回転中心軸上に設けられた伝達部材と、
前記伝達部材の回転により直動動作する稼動部と、
前記振動体に力を伝えて前記振動体と前記移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねと、
を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項３】
圧電素子を有する振動体と、
前記振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、
前記移動体の回転中心軸上に設けられた伝達部材と、
前記伝達部材の回転により直動動作する稼動部と、
前記稼動部に力を伝えて前記振動体と前記移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねと、
を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の超音波モータと、前記稼動部に力を伝えて前記振動体と前記移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねと、を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の超音波モータにより駆動される部材を有することを特徴とする電子機器。
【請求項６】
圧電素子を有する振動体と、
前記振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、
前記移動体の回転中心軸上に設けられ伝達部材と、
前記伝達部材と係合し、伝達部材の回転により前記移動体の回転中心軸に沿って直動動作する稼動部と、
前記伝達部材を前記移動体の回転中心軸方向に押圧することで、前記振動体と前記移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねと、
を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項７】
圧電素子を有する振動体と、
前記振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、
前記移動体の回転中心軸上に設けられ伝達部材と、
前記伝達部材と係合し、伝達部材の回転により前記移動体の回転中心軸に沿って直動動作する稼動部と、
前記振動体を前記移動体の回転中心軸方向に押圧することで、前記振動体と前記移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねと、
を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項８】
圧電素子を有する振動体と、
前記振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、
前記移動体の回転中心軸上に設けられ伝達部材と、
前記伝達部材と係合し、伝達部材の回転により前記移動体の回転中心軸に沿って直動動作する稼動部と、
前記稼動部を前記移動体の回転中心軸方向に押圧することで、前記振動体と前記移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねと、
を有することを特徴とする超音波モータ。
【請求項９】
前記伝達部材と前記稼動部とは、ネジにより係合していることを特徴とする請求項１から８のうちいずれか１項に記載の超音波モータ。
【請求項１０】
前記稼動部はレンズを有することを特徴とする請求項９に記載の超音波モータ。
【請求項１１】
請求項１から１０のうちいずれか１項に記載の超音波モータ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】
本発明は振動体の振動により、移動体を摩擦駆動する超音波モータ及びそれを用いた電子機器に関し、特に超音波モータの回転出力を直動運動に変換する機構により駆動される電子機器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高機能化に伴い稼動部に直動運動を伴うものが多くなっている。CD-ROM,DVD等の情報記録機器におけるピックアップの駆動が一例である。この場合、一般に電磁型のステッピングモータの出力軸を送りねじとし、送りねじの回転をこれと係合する稼動部の直動運動に変換する方式が一般に行われている。
【非特許文献１】「マイクロステッピングモータ」青島力  精密工学会誌  Vol.68，NO.5，2002，Ｐ．６３７〜６４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら電磁型のステッピングモータを用いた場合、モータ自体の長さが長い為にこれを搭載した電子機器の長さが自ずと長くなってしまうという問題があった。その為、例えばデジタルカメラにおいてレンズを直動運動させて焦点合わせを行おうとした場合、モータの出力軸を直動運動方向に合わせると撮像素子とレンズとの距離が近接できず焦点合わせが実現できなかった。そこでモータの出力軸を直動運動方向と直交する方向にモータを配置せざるを得ず電子機器の幅が大きくなってしまっていた。更にはステッピングモータは位置決め角度が限定される為、直動運動される移動体の位置決め分解能もその位置決め角度によって決定されてしまっていた。そして、この位置決め分解能を希望の値に設定できるように直動変換機構、例えば送りねじのピッチ、径等の設計パラメータを変えると移動体の移動スピード、駆動力に制限を与えるばかりでなく直動変換機構の製造を困難なものにしてしまっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、上記課題を解決する為に本発明の超音波モータは圧電素子を有する振動体と、振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、移動体の回転中心軸上に設けられた伝達部材と、伝達部材の回転により直動動作する稼動部と、伝達部材に力を伝えて振動体と移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねとを有する構成とする。
【０００５】
もしくは圧電素子を有する振動体と、振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、移動体の回転中心軸上に設けられた伝達部材と、伝達部材の回転により直動動作する稼動部と、振動体に力を伝えて振動体と移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねとを有する構成とする。
【０００６】
または圧電素子を有する振動体と、振動体の振動により摩擦駆動される移動体と、移動体の回転中心軸上に設けられた伝達部材と、伝達部材の回転により直動動作する稼動部と、稼動部に力を伝えて振動体と移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねとを有する構成とする。
【０００７】
そして上記超音波モータと稼動部に力を伝え、振動体と移動体の間に接触圧を生じさせる加圧ばねとを有する構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば直動動作を必要とする電子機器の小型薄型化が可能になると共に、直動動作する稼動部の稼動スピードを落とすことなく極めて細かい位置決めが可能となる。同時に稼動部の稼動量が同じ場合にはモータの回転角度は従来に比べ小さくて済むことから低消費電力な電子機器が実現できる。
【発明を実施する為の最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態1を図1を基に説明する。図1は本発明の超音波モータを用いた電子機器の一例としてデジタルカメラのオートフォーカス機構の例を示す。
【００１０】
本発明の超音波モータは円板形状で突起2aを有する弾性体2に圧電素子1が接着された振動体3と、振動体3の中心を固定する中心軸12を有する支持板11と、中心に軸受け13を有し、中心軸12で回転案内される移動体4と、移動体4の回転中心軸上に設けられた伝達部材5と、伝達部材5の先端に設けられた半球形状のピボット5ｂとピボット5aに加圧力を与え、振動体3と移動体4との間に摩擦力を働かせる加圧ばね7からなる。加圧ばね7及び支持板11はケーシング8に夫々ねじ25、14により固定される。移動体4に設けられた伝達部材5の外周には雄ねじ5aが、雄ねじ5aと結合するように稼動部6には雌ねじ6aが設けられている。また、稼動部6の案内部6b、6ｃはケーシング8に固定された案内軸17、18で案内され矢印21の方向に移動可能に構成されている。
【００１１】
圧電素子1に接続されたリード15に駆動信号を印加すると圧電素子1を有する振動体3は振動し、弾性体2に設けられた突起2aにより特定方向成分の振動が移動体に伝えられ、移動体4は回転する。移動体4の回転により伝達部材5、すなわち雄ねじ5aも回転することで雌ねじ6aを有する稼動部6は矢印18の方向に移動する。
【００１２】
ケーシング8にはCCDやC-MOSセンサからなる撮像素子10が、稼動部6にはレンズ9a、9ｂが設けられており、レンズ9a、9ｂを稼動することでオートフォーカス機構が実現できる。また同様の機構でズーム機構も実現可能であるし、稼動部6にピックアップを設ければCD-ROM,DVD等の情報記録機器におけるピックアップの駆動が実現できる。
【００１３】
ここで稼動部材6とケーシング8の間に与圧ばね16を設けることで雄ねじ5aと雌ねじ6aの間のがたがなくなる。そしてこの与圧ばね16のばね力は稼動部材6の稼動方向に関わらず振動体3と移動体4の間に接触圧を生じさせる方向に働くため移動体4の出力トルクは低下しない。
【００１４】
（実施の形態2）
本発明の実施の形態2を図2を用いて説明する。基本的な電子機器の構成は実施の形態1と同じため相違点のみを説明する。
【００１５】
図2において伝達部材5の先端5ｃはケーシング8に設けられた案内穴8aに回転可能なように案内されている。加圧ばね19はケーシング8と稼動部材6の間に配置される。これにより加圧ばね19の加圧力は雄ねじ5aと雌ねじ6aの間のがたをなくす共に、伝達部材5を通じて移動体4と振動体3との接触圧として働く。これにより図1における予圧ばね16を不要とする。
【００１６】
（実施の形態3）
本発明の実施の形態3を図3を用いて説明する。基本的な電子機器の構成は実施の形態1と同じため相違点のみを説明する。
【００１７】
図3において伝達部材5の先端5ｃはケーシング8に設けられた案内穴8aに回転可能なように案内されている。加圧ばね20は支持板11とケーシング8の間に設けられている。支持板11の穴部11aにはケーシングに設けられた案内軸8ｂが貫通されており、支持板11は加圧ばね20の加圧力が働く方向にのみ移動可能に案内される。従って、加圧ばね20のばね力は支持板11を介して振動体3に加わり、振動体3と移動体4との接触圧となる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の超音波モータは稼動部の直動動作を必要とし、特に位置決めを必要とする用途に効力を発揮し、情報記録機器における読み取り、書き込みヘッドの駆動、デジタルカメラ、ビデオカメラ等におけるレンズの駆動等様々な電子機器の駆動源として適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態1の超音波モータを用いた電子機器の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態2の超音波モータを用いた電子機器の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態3の超音波モータの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  圧電素子
２  弾性体
３  振動体
４  移動体
５  伝達部材
６  稼動部材
７，１９，２０  加圧ばね
８  ケーシング
９  レンズ
１０  撮像素子
１１  支持板
１２  中心軸
１７，１８  案内軸
【図１】
2006129606.tif 000003
【図２】
2006129606.tif 000004
【図３】
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