(57)【要約】【課題】摩擦部材の相対移動の方向の長さを短縮し、小型化した振動波モータを提供する。【解決手段】圧電素子１０３と弾性体１０２とが固着された振動子１０１と、弾性体１０２に設けられた少なくとも１つ以上の接触部１０２ｃと接触する接触面１２１ｓを有し、振動子１０１に対して相対移動の関係である摩擦部材１２１と、接触面１２１ｓに対する垂線方向を加圧方向として振動子１０１を接触面１２１ｓに加圧力によって加圧接触させる加圧手段１１１と、加圧力によって摩擦部材１２１と当接する固定部材１２２と、を有する振動波モータ１００において、摩擦部材１２１と固定部材１２２との間に係合部を備え、係合部は、摩擦部材１２１を固定部材１２２に対して加圧方向及び相対移動の方向に位置決め固定する。【選択図】  図８
2018078760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子と弾性体とが固着された振動子と、
前記弾性体に設けられた少なくとも１つ以上の接触部と接触する接触面を有し、前記振動子と相対移動する摩擦部材と、
前記接触面に対する垂線方向を加圧方向として前記振動子を前記接触面に加圧力によって加圧接触させる加圧手段と、
前記加圧力によって前記摩擦部材と当接する固定部材と、
を有する振動波モータにおいて、
前記摩擦部材と前記固定部材との間に係合部が備えられ、前記係合部は前記摩擦部材を前記固定部材に対して前記加圧方向及び前記相対移動の方向に位置決め固定することを特徴とする振動波モータ。
【請求項２】
前記係合部は、前記摩擦部材又は前記固定部材のいずれか一方の部材に設けられた溝部と、前記溝部が設けられていない他方の部材に設けられた、前記溝部に対応する曲面凸部とにより構成され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】
前記相対移動の方向における前記少なくとも１つ以上の接触部の重心の可動範囲は、前記係合部の配置により形成される多角形領域の内側に位置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】
前記溝部は、第１の溝部、第２の溝部及び第３の溝部から構成され、前記第１の溝部は前記相対移動の方向の中央に設けられ、前記第１の溝部の両側に前記第２の溝部及び前記第３の溝部が設けられ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の溝部は、前記加圧方向及び前記相対移動の方向と直交する方向に延伸した溝形状をしており、前記第２の溝部及び前記第３の溝部は、前記相対移動の方向に延伸した溝形状をしていることを特徴とする、請求項４に記載の振動波モータ。
【請求項６】
前記曲面凸部は、第１の曲面凸部、第２の曲面凸部及び第３の曲面凸部から構成され、前記可動範囲と前記第１の曲面凸部との距離を第１の距離、前記可動範囲と前記第２の曲面凸部の距離を第２の距離、前記可動範囲と前記第３の曲面凸部の距離を第３の距離とすると、前記第１の距離は前記第２の距離及び前記第３の距離より長いことを特徴とする、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の振動波モータ。
【請求項７】
前記溝部は、第１の溝部、第２の溝部及び第３の溝部から構成され、前記第１の溝部は前記相対移動の方向の一方の端部の近傍で前記相対移動の方向と直交する方向の中央に設けられ、前記第２の溝部及び前記第３の溝部は、前記相対移動の方向の他方の端部の近傍で前記相対移動の方向と直交する方向に並んで設けられることを特徴とする、請求項２又は３に記載の振動波モータ。
【請求項８】
前記第１の溝部は、前記相対移動の方向に延伸した溝形状をしており、前記第２の溝部及び前記第３の溝部は、前記加圧方向及び前記相対移動の方向と直交する方向に延伸した溝形状をしていることを特徴とする、請求項７に記載の振動波モータ。
【請求項９】
前記溝部は前記摩擦部材に３つ設けられ、前記曲面凸部は前記固定部材に３つ設けられることを特徴とする、請求項２乃至８のいずれか１項に記載の振動波モータ。
【請求項１０】
前記溝部は、前記相対移動の方向の両側の端部近傍に設けられ、前記加圧方向と前記相対移動の方向とに直交する方向に延伸した溝形状であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の振動波モータ。
【請求項１１】
前記曲面凸部は、前記相対移動の方向と直交する方向に延伸した形状であることを特徴とする、請求項１０に記載の振動波モータ。
【請求項１２】
前記曲面凸部は、前記摩擦部材の固有振動モードのうち、前記圧電素子に印加する駆動電圧の周波数に最も近い周波数の固有振動モードの節位置に備えられていることを特徴とする、請求項２乃至１１のいずれか１項に記載の振動波モータ。
【請求項１３】
前記振動波モータは、超音波領域の周波数の振動をする超音波モータであることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の振動波モータ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の振動波モータを備えるレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧された振動子に楕円振動を発生させることにより、振動子と摩擦部材とを相対移動させる振動波モータと、その振動波モータを使用したレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波モータでは、圧電素子が固着された弾性体の接触部と摺動部材とが加圧接触状態となるように構成する。その加圧接触状態下で圧電素子に２相の電圧を印加して、当該弾性体に２相の超音波領域の周波数の振動が励起されると、弾性体の接触部に楕円運動が生じ、摺動部材が弾性体に対して相対的に移動する。特許文献１には、摺動部材（スライダー）を相対移動方向の両端で固定部材にビス止め固定した超音波モータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８３７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された超音波モータの摺動部材は、相対移動方向の両端において固定部材にビス止め箇所を設ける必要があるため、摺動部材が相対移動方向に長くなってしまう。また、摺動部材を設計する際に摺動部材の形状及び駆動周波数の選択の幅が非常に狭く、設計自由度が低いという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、摩擦部材の相対移動の方向の長さを短縮し、小型化した振動波モータを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、圧電素子と弾性体とが固着された振動子と、弾性体に設けられた少なくとも１つ以上の接触部と接触する接触面を有し、振動子と相対移動する摩擦部材と、接触面に対する垂線方向を加圧方向として振動子を接触面に加圧力によって加圧接触させる加圧手段と、加圧力によって摩擦部材と当接する固定部材と、を有する振動波モータにおいて、摩擦部材と固定部材との間に係合部を備え、係合部は、摩擦部材を固定部材に対して加圧方向及び相対移動の方向に位置決め固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、摩擦部材の相対移動の方向の長さを短縮し、小型化した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】
【０００８】
【図１】本発明の振動波モータ１００の分解斜視図である。
【図２】（Ａ）本発明の振動波モータ１００の平面図である。（Ｂ）同正面図である。（Ｃ）同側面図である。
【図３】（Ａ）本発明の振動波モータ１００のＸ方向に沿った断面図である。（Ｂ）同Ｙ方向に沿った断面図である。
【図４】振動子１０１と第１保持部材１０４との接合状態を示す斜視図である。
【図５】第２保持部材１０７に形成されたＶ溝部１０７ｇと転動ボール１０９の位置関係を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例１の摩擦部材１２１に設けられた複数の溝部を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例１の固定部材１２２に設けられた複数の曲面凸部を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）本発明の実施例１の多角形領域Ａ１を示す平面図である。（Ｂ）接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの移動を示す正面図である。
【図９】本発明の実施例１の複数の係合部の位置と固有振動モードの節の位置における関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１の摩擦部材１２１の固有振動周波数ｆｎの特性を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２の摩擦部材２２１に設けられた複数の曲面凸部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施例２の固定部材２２２に設けられた複数の溝部を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施例２の複数の係合部の位置と固有振動モードの節の位置における関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施例３の摩擦部材３２１に設けられた複数の溝部を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施例３の固定部材３２２に設けられた複数の曲面凸部を示す斜視図である。
【図１６】（Ａ）本発明の実施例３の多角形領域Ａ３を示す平面図である。（Ｂ）接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの移動を示す正面図である。
【図１７】本発明の実施例４の摩擦部材４２１に設けられた複数の溝部を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施例４の固定部材４２２に設けられた複数の円筒凸部を示す斜視図である。
【図１９】（Ａ）本発明の実施例４の多角形領域Ａ４を示す平面図である。（Ｂ）接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの移動を示す図である。
【図２０】本発明の振動波モータ１００が組み込まれるレンズ装置１及びレンズ装置１が取り付けられた撮像装置２７の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態の振動波モータ１００は、デジタルカメラ用のレンズ鏡筒などの駆動用アクチュエータとしてユニット化した直動駆動型モータを例に説明するが、使用用途はこれに限られたものではない。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態である振動波モータ１００の分解斜視図である。なお、図において同一部材は同一記号で図示される。本明細書中において、後述する振動子１０１に発生する楕円運動により振動子１０１が移動する方向をＸ方向と定義する。また、後述する加圧手段１１１による加圧方向をＺ方向と定義する。Ｚ方向において、振動子１０１が後述する摩擦部材１２１から遠ざかる向きを＋Ｚ向き、振動子１０１が摩擦部材１２１に近づく方向を−Ｚ向きと定義する。さらに、Ｘ方向とＺ方向に垂直な方向をＹ方向と定義する。
【００１１】
固定部材１２２は、このモータユニットの全体を保持している。摩擦部材１２１は、後述する振動子１０１が加圧接触する接触面１２１ｓを備え、固定部材１２２に位置決め固定されている。弾性体１０２と圧電素子１０３とは、接着剤などにより固着されており、固着された状態で圧電素子１０３が押圧されることにより、弾性体１０２は接触面１２１ｓと加圧接触状態で接触する。そして、圧電素子１０３に高周波交流の駆動電圧を印加することにより超音波領域の周波数の振動（超音波振動）が発生し、弾性体１０２に楕円運動を発生させることができる。本発明の振動波モータ１００（超音波モータ）の振動子１０１は、弾性体１０２と圧電素子１０３とにより構成されている。
【００１２】
第１保持部材１０４は、後述する弾性体１０２の固定部１０２ｅで弾性体１０２を保持し固定する。この固定により、振動子１０１と第１保持部材１０４とは、一体的に動くように構成される。遮断部材１０５は、振動が他の部品に伝わらないように遮断する機能を有する部材であり、当該遮断部材１０５により圧電素子１０３の超音波振動は、後述する小基台１０６への伝播が防止されるものの、圧電素子１０３の超音波振動は減衰されない。遮断部材１０５の材料としては、フェルト生地が適している。
【００１３】
小基台１０６は、遮断部材１０５を介して圧電素子１０３と面接触し、後述する加圧手段１１１による加圧力を圧電素子１０３に伝える機能を有する。第２保持部材１０７は、振動子１０１周りの部品を保持している。加圧部材１１０は、加圧受け部材１１２の嵌合孔部１１２ａに嵌合し、摩擦部材１２１の接触面１２１ｓに対して概ね垂直な方向にのみ移動可能に保持される。そして後述する加圧手段１１１からの加圧力を、遮断部材１０５と小基台１０６とを介して振動子１０１に伝え、振動子１０１を摩擦部材１２１に加圧接触させる。
【００１４】
加圧手段１１１は、圧縮コイルバネで構成されている。加圧手段１１１の一方の端部は加圧受け部材１１２に固定され、もう一方の端部は加圧部材１１０に当接されており、このように加圧手段１１１はその両端部が固定されることにより加圧力を発生する。発生した加圧力は、圧電素子１０３に伝えられることで、摩擦部材１２１の接触面１２１ｓの垂線方向に働く力となる。つまり−Ｚ方向が加圧手段１１１による加圧方向である。その加圧力により振動子１０１と摩擦部材１２１とを加圧接触させる。
【００１５】
加圧受け部材１１２は、中央に嵌合孔部１１２ａである丸孔を備えた円板形状をしており、外周側面に形成されたネジ部で第２保持部材１０７のネジ穴１０７ａにねじ込み固定される。また、中央の嵌合孔部１１２ａは、加圧部材１１０が有する嵌合軸部１１０ｂを嵌合保持する。転動コロ１０８は、第１保持部材１０４と第２保持部材１０７の間に介在し、両者がＺ方向に相対的に自由に動くことを許容する。
【００１６】
ガタ寄せバネ１１３は、Ｘ方向に隙間を詰める力を発生させ、この隙間を詰める力により、第１保持部材１０４と第２保持部材１０７とは、転動コロ１０８を介してＸ方向にはガタなく位置決めされる。ガタ寄せバネ１１３は、例えば板バネの形状をしたものが用いられる。
【００１７】
転動ボール１０９は、第２保持部材１０７に形成されたＶ溝部１０７ｇと後述する天板１２３に形成された溝部１２３ｇとの間に介在する。すなわち、振動子１０１を保持した第２保持部材１０７は、摩擦部材１２１と天板１２３との間に転動ボール１０９を挟み込むことで転動保持される。天板１２３は、４本の固定ビス１２４で固定部材１２２に固定される。以上、上記の各部材が組込まれてユニット化され、振動波モータ１００が構成される。
【００１８】
図２（Ａ）は、図１で示された各部材を組込んで構成された本発明の振動波モータ１００の平面図であって、＋Ｚ方向から見た図、図２（Ｂ）は−Ｙ方向から見た正面図、図２（Ｃ）は＋Ｘ方向から見た側面図である。
【００１９】
固定部材１２２には、摩擦部材１２１が位置決め固定され、さらに天板１２３がその四隅において４本の固定ビス１２４で固定される。天板１２３の中央には、長方形開口１２３ａが設けられており、第２保持部材１０７の突出部１０７ｃが天板１２３の長方形開口１２３ａから＋Ｚ方向へ突出する。
【００２０】
摩擦部材１２１の＋Ｚ方向の接触面１２１ｓには、弾性体１０２が当接した状態となっている。振動子１０１で発生した楕円運動により、振動子１０１と摩擦部材１２１との間にＸ方向の相対的な移動が発生した場合、摩擦部材１２１、固定部材１２２、天板１２３、固定ビス１２４が固定側の部材となる。一方、振動子１０１、第１保持部材１０４、遮断部材１０５、小基台１０６、第２保持部材１０７、転動コロ１０８、加圧部材１１０、加圧手段１１１、加圧受け部材１１２、ガタ寄せバネ１１３、それらを保持する第２保持部材１０７が可動側の部材となる。つまり本発明の振動波モータ１００は、駆動源である振動子１０１自身が移動する自走式のモータユニットである。なお、実際のレンズ鏡筒などに組み込まれる際には、第２保持部材１０７がフォーカス機構やズーム機構に連結される。
【００２１】
図３（Ａ）は、図２（Ａ）の断面線ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡにおける本発明の振動波モータ１００の断面図である。図３（Ｂ）は、図２（Ａ）の断面線ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢにおける断面図である。一点鎖線２０１は、弾性体１０２の接触部１０２ｃの重心１０２Ｇを通る、当該接触面１２１ｓの法線を含む中心線である。
【００２２】
弾性体１０２の接触部１０２ｃは、摩擦部材１２１の接触面１２１ｓと当接し、加圧接触状態となっている。また、弾性体１０２は、第１保持部材１０４に形成された接合部１０４ａで第１保持部材１０４と接合される。なお、接触部１０２ｃを摩擦部材１２１の接触面１２１ｓに加圧接触させるための加圧力を伝えるために、振動子１０１はＺ方向に自由に可動である必要がある。また、フォーカス機構やズーム機構に連結した第２保持部材１０７を精度よく駆動するためには、振動子１０１は第２保持部材１０７にガタなく保持される必要がある。
【００２３】
そこで、振動子１０１を保持した第１保持部材１０４と第２保持部材１０７とを、その両者の間に転動コロ１０８を挟んだ状態でガタ寄せバネ１１３によってガタ寄せすることで、Ｘ方向にはガタなく位置決めすることができるとともに固定することができる。そのため、弾性体１０２を保持した第１保持部材１０４と第２保持部材１０７とは、Ｚ方向には自由に移動できるがＸ方向にはガタなく位置決め固定される構成になっている。
【００２４】
圧電素子１０３は、遮断部材１０５を介して小基台１０６に面接触する。小基台１０６の＋Ｚ向き中央には、当接部１０６ａが設けられる。この当接部１０６ａは、図３（Ａ）の断面図において円弧形状を有し、紙面奥行方向（図３（Ｂ）においては左右方向）に延在する円筒の一部からなる形状を有する。そして、この当接部１０６ａには、加圧部材１１０の下端面１１０ａが線接触で接する。この下端面１１０ａは平面で形成されているため、当接部１０６ａとの線接触部は、図３（Ａ）の紙面奥行方向（図３（Ｂ）においては左右方向）に長さを有する線接触となる。よって、図３（Ａ）における断面においては、小基台１０６が傾き可能な構成となる。仮に製造時の寸法誤差や組み立て誤差、また外乱による部材の傾きが生じた場合でも、摩擦部材１２１の接触面１２１ｓに弾性体１０２の接触部１０２ｃが倣うように小基台１０６が傾くため、良好な加圧接触状態を保つことができる。
【００２５】
第２保持部材１０７にはネジ穴１０７ａが形成されており、加圧受け部材１１２の外径側面に設けられた不図示のネジ部がねじ込まれる。部品ばらつきに合わせて加圧受け部材１１２のねじ込む量を変えることで、加圧力の調整を行うことができる。加圧受け部材１１２の中央に形成された嵌合孔部１１２ａには、加圧部材１１０の嵌合軸部１１０ｂが嵌合保持されることで、加圧部材１１０がＺ方向にのみ移動可能な構成となる。
【００２６】
天板１２３は、固定部材１２２に固定され、加圧手段１１１の加圧力で弾性体１０２の接触部１０２ｃを摩擦部材１２１の接触面１２１ｓに加圧接触させたときの反力を受ける役割を担う。その際、天板１２３に形成された溝部１２３ｇと第２保持部材１０７に形成されたＶ溝部１０７ｇとの間に転動ボール１０９を挟むことで、第２保持部材１０７が天板１２３に転動支持されるように構成される。
【００２７】
次に、振動波モータ１００の構成部材の詳細について説明する。図４は、振動子１０１と第１保持部材１０４の接合状態を示す斜視図で、−Ｚ方向（摩擦部材１２１側）から見た図である。図４において弾性体１０２の中央の接合部１０２ａには、２か所の突起部１０２ｂが形成されている。突起部１０２ｂの上端面には接触部１０２ｃが形成されており、接触部１０２ｃは摩擦部材１２１の接触面１２１ｓと当接する。
【００２８】
一方、図４に示す接合部１０２ａの裏面側（２か所の突起部１０２ｂが形成されている面の反対側の面）には、圧電素子１０３が接着剤などにより接合され、かつ固着されている。なお、接合部１０２ａの裏面と圧電素子１０３との固着は、固着されればその方法は限定されない。圧電素子１０３に所望の交流電圧を印加することで圧電素子１０３を励振させ、圧電素子１０３が固着された弾性体１０２に２つの振動モードを励起する。このとき２つの振動モードの振動位相を所望の位相差となるように設定することで、接触部１０２ｃには、図４の矢印Ｍで示すような楕円運動が発生する。この楕円運動を図１に示すような振動子１０１で発生させ、摩擦部材１２１の接触面１２１ｓに伝達することで、摩擦部材１２１と振動子１０１とが相対的に移動することが可能となる。
【００２９】
弾性体１０２は、固定部１０２ｅで第１保持部材１０４に固定される。弾性体１０２の第１保持部材１０４に対する位置は、第１保持部材１０４に形成された位置決め軸１０４ｂで決められる。弾性体１０２の接合部１０２ａと固定部１０２ｅとは、接続部１０２ｄで接続されている。接続部１０２ｄはＹ方向に細く、かつＺ方向に薄い。この構造により、接合部１０２ａに発生した振動が固定部１０２ｅに伝播することを軽減することが可能となる。
【００３０】
図５は、第２保持部材１０７に形成されたＶ溝部１０７ｇと転動ボール１０９の位置関係を示し、＋Ｚ方向から見た斜視図である。第２保持部材１０７には、Ｖ溝部１０７ｇが４カ所形成されている。転動ボール１０９は、この４カ所のＶ溝部１０７ｇと天板１２３に形成された対応する溝部１２３ｇとに挟み込まれた状態で転動することが可能である。これにより、Ｚ方向の加圧接触の反力を受けながら、Ｘ方向に移動する際の摩擦抵抗を極力小さくすることができる。また、天板１２３の溝部１２３ｇと第２保持部材１０７のＶ溝部１０７ｇに転動ボール１０９が挟み込まれることで、Ｙ方向の位置が決定される。本発明の振動波モータ１００では、４つの転動ボール１０９で加圧手段１１１の加圧力を受けることにより、第２保持部材１０７が天板１２３に対して傾くことなく転動支持される。
【００３１】
図６は、本発明の摩擦部材１２１の構成を示す−Ｚ方向から見た斜視図である。摩擦部材１２１の平面部１２１ｐには、複数の溝部が設けられている。図７は、本発明の固定部材１２２の構成を示す斜視図である。固定部材１２２の平面部１２２ｐには、複数の曲面凸部が設けられている。これら複数の溝部及び複数の曲面凸部が後述の複数の係合部を構成する。
【００３２】
従来の摺動部材は、Ｘ方向両端でユニット地板（固定部材）にビス止め固定されている。そのため摺動部材には、弾性体１０２の接触部１０２ｃとの接触で必要な領域よりさらにＸ方向外側にビス止め箇所を設ける必要があり、摺動部材がＸ方向に長くなっていた。しかしながら、本発明の振動波モータ１００では、加圧手段１１１による加圧力によって摩擦部材１２１の複数の溝部と固定部材１２２の複数の曲面凸部がそれぞれ係合する。この係合により、固定部材１２２に対する摩擦部材１２１のＺ方向とＸ方向の位置を決めることができる。そのためビス止め箇所が不要となり、摩擦部材１２１のＸ方向の長さを短縮することができる。
【００３３】
（実施例１）
図６を参照し、本発明の実施例１に係る摩擦部材１２１の構成を説明する。摩擦部材１２１の−Ｚ方向の面には平面部１２１ｐが形成されており、この平面部１２１ｐには複数の溝部が設けられている。第１の溝部１２１ａは、摩擦部材１２１の相対移動の方向であるＸ方向の中央に設けられ、第１の溝部１２１ａの両側に第２の溝部１２１ｂ及び第３の溝部１２１ｃが設けられる。すなわち、第２の溝部１２１ｂは、摩擦部材１２１のＸ方向の一方の端部に設けられ、第３の溝部１２１ｃはＸ方向の他方の端部に設けられる。第１の溝部１２１ａは、Ｖ字に隅Ｒの付いた形状が加圧方向及び相対移動の方向と直交する方向であるＹ方向に延伸した溝形状であり、第２の溝部１２１ｂと第３の溝部１２１ｃは、Ｖ字に隅Ｒの付いた形状が相対移動の方向であるＸ方向に延伸した溝形状である。
【００３４】
なお、第１の溝部１２１ａ、第２の溝部１２１ｂ、第３の溝部１２１ｃをＶ字に隅Ｒの付いた溝形状として説明したが、後述する固定部材１２２の曲面凸部と係合する斜面を有する形状であれば他の形状でもよい。例えばＵ字形状の溝、半円形状の溝、多角形の溝などでもよい。
【００３５】
図７を参照し、本発明の実施例１に係る固定部材１２２の構成を説明する。固定部材１２２には、一段低くなった平面部１２２ｐが形成されており、この平面部１２２ｐの上に複数の曲面凸部が設けられる。複数の曲面凸部を構成する、第１の曲面凸部１２２ａは、固定部材１２２のＸ方向の中央に設けられ、第２の曲面凸部１２２ｂ及び第３の曲面凸部１２２ｃは、第１の曲面凸部１２２ａの両側にそれぞれ離隔して設けられる。ビス穴１２２ｈは、固定部材１２２を天板１２３に固定する固定ビス１２４の穴である。なお、この一段低くなった平面部１２２ｐには、摩擦部材１２１が組み込まれる。
【００３６】
第１の曲面凸部１２２ａ、第２の曲面凸部１２２ｂ、第３の曲面凸部１２２ｃは、曲面を有する球面の凸形状で形成される。固定部材１２２の第１の曲面凸部１２２ａが摩擦部材１２１の第１の溝部１２１ａに対応して係合し、以下同様に第２の曲面凸部１２２ｂが第２の溝部１２１ｂに対応して係合し、第３の曲面凸部１２２ｃが第３の溝部１２１ｃに対応して係合する。固定部材１２２は、第１の曲面凸部１２２ａ、第２の曲面凸部１２２ｂ、第３の曲面凸部１２２ｃのみで摩擦部材１２１と当接しており、摩擦部材１２１の平面部１２１ｐと固定部材１２２の平面部１２２ｐとの間は、隙間が空いている。
【００３７】
なお、第１の曲面凸部１２２ａ、第２の曲面凸部１２２ｂ、第３の曲面凸部１２２ｃを球面形状で説明したが、摩擦部材１２１と係合することができれば、その他の形状でも構わない。例えば、摩擦部材１２１の溝部と同じ方向に延伸した円筒面の凸部でもよい。
【００３８】
図８（Ａ）は、接触部１０２ｃが相対移動の方向に移動することができる可動範囲ＭＲと複数の曲面凸部との位置関係を示す図であって、摩擦部材１２１を＋Ｚ方向から見た図、図８（Ｂ）は摩擦部材１２１を−Ｙ方向から見た図である。
【００３９】
図８（Ａ）では、摩擦部材１２１の接触面１２１ｓが示されており、第１の溝部１２１ａ、第２の溝部１２１ｂ、第３の溝部１２１ｃは、いずれも摩擦部材１２１の−Ｚ方向の面に設けられているため実際には不可視であるが、ここには点線で描かれている。固定部材１２２に設けられた第１の曲面凸部１２２ａ、第２の曲面凸部１２２ｂ、第３の曲面凸部１２２ｃも摩擦部材１２１より紙面奥側にあるため実際には不可視であるが、ここには点線で描かれている。
【００４０】
第１の溝部１２１ａと第１の曲面凸部１２２ａとにより第１の係合部Ｅ１が、第２の溝部１２１ｂと第２の曲面凸部１２２ｂとにより第２の係合部Ｅ２が、第３の溝部１２１ｃと第３の曲面凸部１２２ｃとにより第３の係合部Ｅ３が構成されている。加圧手段１１１によるＺ方向の加圧力によって、第１の係合部Ｅ１、第２の係合部Ｅ２、第３の係合部Ｅ３で摩擦部材１２１と固定部材１２２とを当接させる。この構成により固定部材１２２に対する摩擦部材１２１のＺ方向とＸ方向の位置が決定される。
【００４１】
図８（Ｂ）には、振動子１０１が相対移動の方向における−Ｘ方向の端部に到達したときの弾性体１０２の位置（−Ｘ）が実線で示されるとともに、振動子１０１が＋Ｘ方向の端部に到達したときの弾性体１０２の位置（＋Ｘ）が点線で示される。振動子１０１が−Ｘ方向の端部に到達したときの少なくとも１つ以上の接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの位置を重心位置１０２Ｇ−Ｘとする。同様に、振動子１０１が＋Ｘ方向の端部に到達したときの少なくとも１つ以上の接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの位置を重心位置１０２Ｇ＋Ｘとする。
【００４２】
図８（Ａ）には、振動子１０１が−Ｘ方向の端部に到達したときの接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ−Ｘと振動子１０１が＋Ｘ方向の端部に到達したときの接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ＋Ｘが示されている。ここで接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ−Ｘと重心位置１０２Ｇ＋Ｘを結ぶ直線を可動範囲ＭＲとし、第１の曲面凸部１２２ａの頂部と第２の曲面凸部１２２ｂの頂部と第３の曲面凸部１２２ｃの頂部とを結んで形成される領域を多角形領域Ａ１とする。
【００４３】
本発明の振動波モータ１００では、多角形領域Ａ１の内側に可動範囲ＭＲが位置するように構成されている。このような位置関係にすることで、振動子１０１が駆動範囲の端部近傍に来た際でも、加圧手段１１１によるＺ方向の加圧力によって摩擦部材１２１が倒れてしまうことが防止される。このようにして、加圧手段１１１のＺ方向の加圧力によって摩擦部材１２１を固定部材１２２に安定的に固定することができる。
【００４４】
そして、可動範囲ＭＲから第１の曲面凸部１２２ａの頂部までの距離を第１の距離Ｄ１とする。また、可動範囲ＭＲと第２の曲面凸部１２２ｂの頂部までの距離を第２の距離Ｄ２とし、可動範囲ＭＲから第３の曲面凸部１２２ｃの頂部までの距離を第３の距離Ｄ３とする。第１の距離Ｄ１は、第２の距離Ｄ２及び第３の距離Ｄ３より長くなるように構成される。これにより可動範囲ＭＲを多角形領域Ａ１内に収めながら、第２の曲面凸部１２２ｂと第３の曲面凸部１２２ｃのＸ方向の距離を短くすることができる。そして、摩擦部材１２１のＸ方向の長さを短縮することができる。
【００４５】
図９は、摩擦部材１２１の固有振動モードにおける、固定部材１２２に設けられた複数（３カ所）の曲面凸部の位置関係を示す。圧電素子１０３に高周波交流の駆動電圧を印加した場合、摩擦部材１２１には駆動電圧の周波数に最も近い周波数の固有振動モードが励起されやすい。図９には、圧電素子１０３に印加する駆動電圧の周波数に最も近い周波数の固有振動モードが２次の屈曲振動モードで示されている。また、上記モードの逆位相の状態を点線にて示している。中立面１２１ｎは、摩擦部材１２１に発生する曲げ振動によって、圧縮ひずみも引っ張りひずみも発生しない中立の面である。固定部材１２２に設けられた複数の曲面凸部は、振動の節位置に位置する。これにより摩擦部材１２１に励起された振動が、第１の係合部Ｅ１、第２の係合部Ｅ２、第３の係合部Ｅ３を介して固定部材１２２に伝わり、振動波モータ１００が振動して異音等が発生することを軽減できる。
【００４６】
図１０は、摩擦部材１２１の固有振動周波数ｆｎの特性を示し、横軸の項目は振動モードの次数、縦軸は各次数における固有振動周波数ｆｎである。縦軸の固有振動周波数ｆｎは、最大値ｆ０を有し、横線はその最大値ｆ０を６等分した線である。図１０には、本発明の摩擦部材１２１の固有振動周波数ｆｎａ、及び従来の摺動部材の固有振動周波数ｆｎｂがプロットされている。
【００４７】
摩擦部材１２１のＹ方向の幅をｂ、Ｚ方向の厚みをｈ、ヤング率をＥ、密度をρとする。従来の摺動部材のＸ方向の長さをＬｂ、本発明の摩擦部材１２１のＸ方向の長さをＬａとすると、従来の摺動部材の固有振動周波数ｆｎｂと本発明の摩擦部材１２１の固有振動周波数ｆｎａは、梁の固有振動周波数ｆｎを求める式から次式で表わすことができる。
【数１】
2018078760.tif 000003
【００４８】
従来は、摺動部材の相対移動の方向端にビス止め部を設けていたため、長さＬｂが非常に長かった。一方、本発明の摩擦部材１２１はビス止め部を必要としないため、長さＬａは長さＬｂに比べて短くすることができる。式（１）と式（２）に示すように、固有振動周波数ｆｎは摩擦部材１２１の長さの２乗の逆数となる。そのため、長さＬｂが短くなると固有振動周波数ｆｎは非常に大きくなり、各次数の固有振動周数の間隔も長くすることができる。
【００４９】
図１０は、長さＬａが長さＬｂに対して２／３になった場合を示している。図１０には、従来の摺動部材における１次の屈曲振動モードと２次の屈曲振動モードの周波数の間隔Δｆｎｂ１、及び２次の屈曲振動モードと３次の屈曲振動モードの周波数の間隔Δｆｎｂ２が示されている。また、３次の屈曲振動モードと４次の屈曲振動モードの周波数の間隔Δｆｎｂ３、及び４次の屈曲振動モードと５次の屈曲振動モードの周波数の間隔Δｆｎｂ４も示されている。従来の摺動部材では、Ｘ方向の長さが長いため、屈曲振動モードの固有振動周波数ｆｎｂが低く、各次数の固有振動周波数Δｆｎｂの間隔も狭い。すると、圧電素子１０３に印加する高周波交流の駆動電圧の周波数と摩擦部材１２１の固有振動周波数ｆｎａが重複する可能性が高くなり、圧電素子１０３に印加する高周波交流の駆動電圧によって、従来の摺動部材が共振する可能性が高くなってしまう。従来の摺動部材が共振すると振動波モータ１００に不要振動が発生し、異音等が発生してしまう恐れがある。
【００５０】
また、図１０には、本発明の摩擦部材１２１における１次の屈曲振動モードと２次の屈曲振動モードの周波数の間隔Δｆｎａ１、２次の屈曲振動モードと３次の屈曲振動モードの周波数の間隔Δｆｎａ２も示されている。本発明の摩擦部材１２１では、ビス固定部が無い分だけＸ方向の長さが短いため、図１０に示すように屈曲振動モードの固有振動周波数ｆｎａが高く、各次数の固有振動周波数Δｆｎａの間隔も広い。図１０の縦軸全域に相当する固有振動周波数ｆｎが０〜最大値ｆ０の間に存在する固有振動周波数ｆｎａも３つしかなく、従来の５つに比べて少ない。そのため、圧電素子１０３に印加する高周波交流の駆動電圧の周波数と摩擦部材１２１の固有振動周波数ｆｎａが重複する可能性が低くなり、圧電素子１０３に印加する駆動電圧によって、摩擦部材１２１は共振しにくくなっている。これにより摩擦部材１２１が共振して振動波モータ１００に不要振動が発生し、異音等が発生することを軽減できる。
【００５１】
また、摩擦部材１２１の長さを決定する際には、上述のような圧電素子１０３に印加する駆動電圧によって、摩擦部材１２１が共振しないように設計する必要がある。摩擦部材１２１の各次数の固有振動周波数Δｆｎａの間隔が狭い場合、摩擦部材１２１の固有振動周波数ｆｎａと圧電素子１０３に印加する駆動電圧の周波数とを離そうとすると、摩擦部材１２１の形状及び駆動周波数の選択の幅が非常に狭くなってしまう。その結果、設計自由度が低くなるという問題があった。本発明の振動波モータ１００では、ビス固定部が無いためＸ方向の長さが短く、そのため各次数の固有振動周波数Δｆｎａの間隔が広い。これにより摩擦部材１２１の固有振動周波数ｆｎａと圧電素子１０３に印加する駆動電圧の周波数とを離す際にも、摩擦部材１２１の形状及び駆動周波数の選択の幅は狭くなりにくく、設計自由度の低下を防止できるというメリットがある。
【００５２】
以上、図６〜図１０で説明したように、加圧手段１１１の加圧力によって、固定部材１２２と摩擦部材１２１とを第１の係合部Ｅ１、第２の係合部Ｅ２、第３の係合部Ｅ３で当接させる。この当接により、固定部材１２２に対する摩擦部材１２１のＺ方向とＸ方向の位置を決め、摩擦部材１２１を固定部材１２２に保持することができる。これにより、従来の摺動部材のＸ方向両端に設けていたビス止め箇所を無くすことができる。そして、摩擦部材１２１のＸ方向の長さを短くし、小型化した振動波モータ１００を実現することができる。
【００５３】
（実施例２）
本発明の実施例１では、固定部材１２２に複数の曲面凸部、摩擦部材１２１に複数の溝部を設け、それらが係合することで固定部材１２２に対する摩擦部材１２１のＺ方向とＸ方向の位置を決めていた。本発明の実施例２では、固定部材２２２に複数の溝部、摩擦部材２２１に複数の曲面凸部を設けており、この構成が実施例１と異なっている。なお、実施例１と同一部材のものは、同一記号で図示される。また実施例１と同じところは説明を省略し、実施例１と異なるところだけ説明する。
【００５４】
図１１を参照し、本発明の実施例２に係る摩擦部材２２１の構成を説明する。摩擦部材２２１の−Ｚ方向の面には平面部２２１ｐが形成されており、この平面部２２１ｐには複数の曲面凸部が設けられている。第１の曲面凸部２２１ａは、摩擦部材２２１のＸ方向の中央に設けられ、第２の曲面凸部２２１ｂ及び第３の曲面凸部２２１ｃは、第１の曲面凸部２２１ａの両側にそれぞれ離間して設けられる。
【００５５】
図１２を参照し、本発明の実施例２に係る固定部材２２２の構成を説明する。固定部材２２２には、一段低くなった平面部２２２ｐが形成されており、この平面部２２２ｐの上に第１の溝部２２２ａが固定部材２２２のＸ方向の中央に設けられる。第２の溝部２２２ｂ及び第３の溝部２２２ｃは、第１の溝部２２２ａの両側にそれぞれ離間して設けられる。なお、この一段低くなった平面部２２２ｐには摩擦部材２２１が組み込まれる。第１の溝部２２２ａは、Ｖ字に隅Ｒの付いた形状が加圧方向及び相対移動の方向と直交する方向であるＹ方向に延伸した溝形状であり、第２の溝部２２２ｂと第３の溝部２２２ｃは、Ｖ字に隅Ｒの付いた形状が相対移動の方向であるＸ方向に延伸した溝形状である。固定部材２２２の第１の溝部２２２ａが対応する摩擦部材２２１の第１の曲面凸部２２１ａに係合し、以下同様に第２の溝部２２２ｂが対応する第２の曲面凸部２２１ｂに係合し、第３の溝部２２２ｃが対応する第３の曲面凸部２２１ｃに係合する。
【００５６】
実施例１では、摩擦部材１２１の複数の溝部と固定部材１２２の複数の曲面凸部とが係合しており、図９を参照すると、それぞれの係合部が摩擦部材１２１の中立面１２１ｎに近い位置となっている。そのため摩擦部材１２１が振動しても、摩擦部材１２１の複数の溝部は固定部材１２２の複数の曲面凸部に沿って振動するので、摩擦部材１２１の振動が固定部材１２２に伝わりにくく、また、係合部での異音も発生しにくいという特徴がある。
【００５７】
一方、実施例２では、摩擦部材２２１の複数の曲面凸部と固定部材２２２の複数の溝部とが係合しており、図１３を参照すると、それぞれの係合部が摩擦部材２２１の中立面２２１ｎより離れた位置となっている。そのため、摩擦部材２２１が振動すると複数の曲面凸部は振動し、複数の曲面凸部と複数の溝部とが、振動振幅が大きい箇所で係合することになる。これにより固定部材２２２と摩擦部材２２１との係合によって、摩擦部材２２１の振動を抑制しやすいという特徴がある。固定部材２２２に比べて摩擦部材２２１の剛性がそれほど強くない場合には、実施例２のように固定部材２２２によって摩擦部材２２１に発生する振動を積極的に押さえる方が有利となる。
【００５８】
以上、図１１〜図１３で説明したように、摩擦部材２２１の複数の曲面凸部と固定部材２２２の複数の溝部が係合することで、固定部材２２２に対する摩擦部材２２１のＺ方向とＸ方向の位置を決めるように摩擦部材２２１を保持することができる。これにより、従来の摺動部材のＸ方向両端に設けていたビス止め箇所をなくすことできる。そして、摩擦部材２２１のＸ方向の長さを短くし、小型化した振動波モータ１００を実現することができる。
【００５９】
（実施例３）
本発明の実施例１では、固定部材１２２の複数の曲面凸部は、Ｘ方向の中央部の１カ所と両端部近傍の２か所に設けられていた。本発明の実施例３では、固定部材３２２の複数の曲面凸部を＋Ｘ方向の端部近傍であってＹ方向の中央の１カ所と、−Ｘ方向の端部近傍であってＹ方向に並ぶ２カ所に設けており、この構成が実施例１と異なっている。なお、実施例１と同一部材のものは、同一記号で図示される。また実施例１と同じところは説明を省略し、実施例１と異なるところだけ説明する。
【００６０】
図１４を参照し、本発明の実施例３に係る摩擦部材３２１の構成を説明する。摩擦部材３２１の−Ｚ方向の面には平面部３２１ｐが形成されており、この平面部３２１ｐには複数の溝部が設けられている。第１の溝部３２１ａは、摩擦部材３２１の相対移動の方向である＋Ｘ方向の一方の端部近傍であって加圧方向及び相対移動の方向に直行する方向であるＹ方向の中央に設けられている。第２の溝部３２１ｂ及び第３の溝部３２１ｃは、−Ｘ方向の他方の端部近傍であってＹ方向に並んで設けられる。第１の溝部３２１ａは、Ｖ字に隅Ｒの付いた形状がＸ方向に延伸した溝形状であり、第２の溝部３２１ｂと第３の溝部３２１ｃは、Ｖ字に隅Ｒの付いた形状がＹ方向に延伸した溝形状である。
【００６１】
図１５を参照し、本発明の実施例３に係る固定部材３２２の構成を説明する。固定部材３２２には、一段低くなった平面部３２２ｐが形成されており、この平面部３２２ｐの上に第１の曲面凸部３２２ａが＋Ｘ方向の端部近傍であってＹ方向の中央に設けられる。さらに、第２の曲面凸部３２２ｂ及び第３の曲面凸部３２２ｃが−Ｘ方向の端部近傍であってＹ方向に並んで設けられる。なお、この一段低くなった平面部３２２ｐには摩擦部材３２１が組み込まれる。固定部材３２２の第１の曲面凸部３２２ａが対応する摩擦部材３２１の第１の溝部３２１ａに係合し、以下同様に第２の曲面凸部３２２ｂが対応する第２の溝部３２１ｂに係合し、第３の曲面凸部３２２ｃが対応する第３の溝部３２１ｃに係合する。
【００６２】
図１６（Ａ）は、接触部１０２ｃが相対移動の方向に移動することができる可動範囲ＭＲと複数の曲面凸部との位置関係を示す図であって、摩擦部材３２１を＋Ｚ側から見た図、図１６（Ｂ）は摩擦部材３２１を−Ｙ方向から見た図である。
【００６３】
図１６（Ａ）では、摩擦部材３２１の接触面３２１ｓが示されており、第１の溝部３２１ａ、第２の溝部３２１ｂ、第３の溝部３２１ｃは、いずれも摩擦部材３２１の−Ｚ方向の面に設けられているため実際には不可視であるが、ここには点線で描かれている。固定部材３２２に設けられた第１の曲面凸部３２２ａ、第２の曲面凸部３２２ｂ、第３の曲面凸部３２２ｃも摩擦部材３２１より紙面奥側にあるため実際には不可視であるが、ここには点線で描かれている。
【００６４】
第１の溝部３２１ａと第１の曲面凸部３２２ａとにより第１の係合部Ｅ１が、第２の溝部３２１ｂと第２の曲面凸部３２２ｂとにより第２の係合部Ｅ２が、第３の溝部３２１ｃと第３の曲面凸部３２２ｃとにより第３の係合部Ｅ３が構成されている。加圧手段１１１によるＺ方向の加圧力によって、第１の係合部Ｅ１、第２の係合部Ｅ２、第３の係合部Ｅ３で摩擦部材３２１と固定部材３２２を当接させる。この構成により固定部材３２２に対する摩擦部材３２１のＺ方向とＸ方向の位置が決定される。
【００６５】
図１６（Ｂ）には、振動子１０１が相対移動の方向における−Ｘ方向の端部に到達したときの弾性体１０２の位置（−Ｘ）が実線で示されるとともに、振動子１０１が＋Ｘ方向の端部に到達したときの弾性体１０２の位置（＋Ｘ）が点線で示される。振動子１０１が−Ｘ方向の端部に到達したときの少なくとも１つ以上の接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの位置を重心位置１０２Ｇ−Ｘとする。同様に、振動子１０１が＋Ｘ方向の端部に到達したときの少なくとも１つ以上の接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの位置を重心位置１０２Ｇ＋Ｘとする。
【００６６】
図１６（Ａ）には、振動子１０１が−Ｘ方向の端部に到達したときの接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ−Ｘと振動子１０１が＋Ｘ方向の端部に到達したときの接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ＋Ｘが描かれている。ここで接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ−Ｘと重心位置１０２Ｇ＋Ｘを結ぶ直線を可動範囲ＭＲとし、第１の曲面凸部３２２ａの頂部と第２の曲面凸部３２２ｂの頂部と第３の曲面凸部３２２ｃの頂部とを結んで形成される領域を多角形領域Ａ３とする。
【００６７】
本発明の実施例３では、多角形領域Ａ３の内側に可動範囲ＭＲが位置するように構成されている。このような位置関係にすることで、振動子１０１が駆動範囲の端部近傍に来た際でも、加圧手段１１１によるＺ方向の加圧力によって摩擦部材３２１が倒れてしまうことが防止される。このようにして、加圧手段１１１のＺ方向の加圧力によって摩擦部材３２１を固定部材３２２に安定的に固定することができる。
【００６８】
実施例３では、図１６（Ａ）に示すように、＋Ｘ方向の端部の近傍の第１の曲面凸部３２２ａをＹ方向の中央に設けることで、多角形領域Ａ３のＸ方向に最も広がった領域を可動範囲ＭＲと一致させることができる。これにより、多角形領域Ａ３の内側に可動範囲ＭＲを納めながら、第１の曲面凸部３２２ａと第２の曲面凸部３２２ｂ及び第３の曲面凸部３２２ｃのＸ方向の間隔を短縮することができる。そして、摩擦部材３２１のＸ方向の長さをさらに短くし、小型化した振動波モータ１００を実現することができる。
【００６９】
（実施例４）
本発明の実施例１では、固定部材１２２に複数（３カ所）の曲面凸部、摩擦部材１２１に複数（３カ所）の溝部を設け、それらが係合することで固定部材１２２に対する摩擦部材１２１のＺ方向とＸ方向の位置を決めていた。本発明の実施例４では、固定部材４２２に２か所の円筒凸部、摩擦部材４２１に２か所の溝部を設けており、この構成が実施例１と異なっている。なお、実施例１と同一部材のものは、同一記号で図示される。また実施例１と同じところは説明を省略し、実施例１と異なるところだけ説明する。
【００７０】
図１７を参照し、本発明の実施例４に係る摩擦部材４２１の構成を説明する。摩擦部材４２１の−Ｚ方向の面には平面部４２１ｐが形成されており、この平面部４２１ｐの両側の端部近傍には、それぞれ溝部が設けられている。第１の溝部４２１ａは、摩擦部材４２１の相対移動の方向である＋Ｘ方向の端部近傍に、第２の溝部４２１ｂは、−Ｘ方向の端部近傍に設けられる。第１の溝部４２１ａと第２の溝部４２１ｂは、いずれもＶ字に隅Ｒの付いた形状がＸ方向に延伸した溝形状である。
【００７１】
図１８を参照し、本発明の実施例４に係る固定部材４２２の構成を説明する。固定部材４２２には、一段低くなった平面部４２２ｐが形成されており、この平面部４２２ｐの上に第１の円筒凸部４２２ａが＋Ｘ方向の端部近傍に設けられ、第２の円筒凸部４２２ｂが−Ｘ方向の端部近傍に設けられる。第１の円筒凸部４２２ａ及び第２の円筒凸部４２２ｂは、加圧方向及び相対移動の方向に直交する方向に延伸した形状である。なお、この一段低くなった平面部４２２ｐには摩擦部材４２１が組み込まれる。固定部材４２２の第１の円筒凸部４２２ａが対応する摩擦部材４２１の第１の溝部４２１ａに係合し、固定部材４２２の第２の円筒凸部４２２ｂが対応する摩擦部材４２１の第２の溝部４２１ｂに係合する。実施例４では、第１の円筒凸部４２２ａと第２の円筒凸部４２２ｂが、請求項中の曲面凸部に対応する。
【００７２】
図１９（Ａ）は、接触部１０２ｃが相対移動の方向に移動することができる可動範囲ＭＲと複数の円筒凸部との位置関係を示す図であって、摩擦部材４２１を＋Ｚ側から見た図、図１９（Ｂ）は摩擦部材４２１を−Ｙ方向から見た図である。
【００７３】
図１９（Ａ）では、摩擦部材４２１の接触面４２１ｓが示されており、第１の溝部４２１ａ、第２の溝部４２１ｂは、いずれも摩擦部材４２１の−Ｚ方向の面に設けられているため実際には不可視であるが、ここには点線で描かれている。固定部材４２２に設けられた第１の円筒凸部４２２ａ、第２の円筒凸部４２２ｂも摩擦部材４２１より紙面奥側にあるため、実際には不可視であるが、ここには点線で描かれている。
【００７４】
第１の溝部４２１ａと第１の円筒凸部４２２ａとにより第１の係合部Ｅ１が、第２の溝部４２１ｂと第２の円筒凸部４２２ｂとにより第２の係合部Ｅ２が構成されている。加圧手段１１１によるＺ方向の加圧力によって、第１の係合部Ｅ１、第２の係合部Ｅ２で摩擦部材４２１と固定部材４２２を当接させる。溝部と円筒凸部とは、線接触であるので、この構成により固定部材４２２に対する摩擦部材４２１のＺ方向とＸ方向の位置が決定される。
【００７５】
図１９（Ｂ）には、振動子１０１が相対移動の方向における−Ｘ方向の端部に到達したときの弾性体１０２の位置（−Ｘ）が実線で示されるとともに、振動子１０１が＋Ｘ方向の端部に到達したときの弾性体１０２の位置（＋Ｘ）が点線で示されている。振動子１０１が−Ｘ方向の端部に到達したときの少なくとも１つ以上の接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの位置を重心位置１０２Ｇ−Ｘとする。同様に、振動子１０１が＋Ｘ方向の端部に到達したときの少なくとも１つ以上の接触部１０２ｃの重心１０２Ｇの位置を重心位置１０２Ｇ＋Ｘとする。
【００７６】
図１９（Ａ）には、振動子１０１が−Ｘ方向の端部に到達したときの接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ−Ｘと振動子１０１が−Ｘ方向の端部に到達したときの接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ＋Ｘが描かれている。ここで接触部１０２ｃの重心位置１０２Ｇ−Ｘと重心位置１０２Ｇ＋Ｘを結ぶ直線を可動範囲ＭＲとし、第１の円筒凸部４２２ａの頂部と第２の円筒凸部４２２ｂの頂部とを結んで形成される領域を多角形領域Ａ４とする。
【００７７】
本発明の実施例４では、多角形領域Ａ４の内側に可動範囲ＭＲが位置するように構成されている。このような位置関係にすることで、振動子１０１が駆動範囲の端部近傍に来た際でも、加圧手段１１１によるＺ方向の加圧力によって摩擦部材４２１が倒れてしまうことが防止される。このようにして、加圧手段１１１のＺ方向の加圧力によって摩擦部材４２１を固定部材４２２に安定的に固定することができる。
【００７８】
実施例１では、複数（３カ所）の曲面凸部に囲まれた三角形からなる多角形領域Ａ１の内側に可動範囲ＭＲが収まるように配置していた。それに対して実施例４では、第１の円筒凸部４２２ａと第２の円筒凸部４２２ｂで挟まれた四角形からなる多角形領域Ａ４の内側に可動範囲ＭＲが収まるように配置するため、第１の円筒凸部４２２ａと第２の円筒凸部４２２ｂのＸ方向の間隔を短縮できる。これにより摩擦部材４２１のＸ方向の長さを実施例１よりもさらに短縮することができる。そして、摩擦部材４２１のＸ方向の長さを短くし、小型化した振動波モータ１００を実現することができる。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００８０】
（適用例）
図２０は、本発明における振動波モータ１００が組み込まれた適用例としてのレンズ装置１、及びレンズ装置１に取り付けられた撮像装置２７の断面図である。レンズ外筒１１は、その−Ｘ方向の端部に第１レンズＬ１の保持枠１２が取り付けられている。また、レンズ外筒１１の＋Ｘ方向の端部には、第３レンズＬ３が保持されている。レンズ外筒１１の内部には、フォーカスレンズＬ２の保持部材１３が、Ｘ方向に移動可能に配置されている。保持部材１３には、Ｘ方向に延出した丸穴１３ａと係合部１３ｂとが形成されている。またＹＺ平面に対してＸ軸回りに±４５°傾いた２つの斜面からなる切り欠き部１３ｃが形成されており、後述する球面部１０７ｆと当接するように構成されている。
【００８１】
保持軸１４は、保持部材１３に形成された丸穴１３ａと係合することで、フォーカスレンズＬ２の保持部材１３をＸ方向に移動可能に保持している。また保持軸１４は、レンズ外筒１１と保持枠１２とに挟まれて固定保持されている。回転止め軸１５は、保持部材１３のＸ軸周りの回転を防止するとともに、保持部材１３に形成された不図示のＵ字穴形状をした係合穴を有する係合部１３ｂに係合することにより、保持部材１３のＸ軸回りの位相を決めている。
【００８２】
球面部１０７ｆは、振動波モータ１００の第２保持部材１０７に形成されており、振動波モータ１００は、球面部１０７ｆと切り欠き部１３ｃの当接を介して保持部材１３及びフォーカスレンズＬ２を光軸方向であるＸ方向に駆動する。この際、球面部１０７ｆは＋Ｚ方向に付勢されて切り欠き部１３ｃに当接することにより、切り欠き部１３ｃと球面部１０７ｆとはＸ方向にガタなく当接することが可能となっている。このような構成とすることで、第２保持部材１０７と保持部材１３とは、Ｘ方向に一体的に動くことができる。これによりフォーカスレンズＬ２を振動波モータ１００でオーバーシュートなく高精度に駆動制御することができる。
【００８３】
フォーカスレンズ位置検出手段１６は、スケール１７に赤外光１６ａを投光するとともに、その反射光を受光する。スケール１７には、低反射部と高反射部が所定ピッチで交互に並んだパターンが形成されている。反射光の強度変化の回数をカウントすることで、フォーカスレンズ位置検出手段１６とスケール１７の相対位置関係を検出することができる。スケール１７は、保持部材１３に貼付されているため、フォーカスレンズ位置検出手段１６の検出結果から、保持部材１３及び保持部材１３に保持されたフォーカスレンズＬ２の位置を検出することができる。
【００８４】
撮像装置取付部１８は、レンズ外筒１１を撮像装置２７に取り付けるための取付け部であって、撮像装置２７のレンズ装置取付部２１とＸ軸周りにバヨネット連結することで、レンズ装置１と撮像装置２７とを脱着可能な構成としている。被写体距離表示手段１９は、レンズ外筒１１の＋Ｚ面に取り付けられ、後述する演算処理部２０で算出された被写体距離を表示する。
【００８５】
演算処理部２０は、レンズ装置１での全て演算、制御、記憶を担っている。演算処理部２０の記憶領域にはレンズ情報が保存されており、被写体距離算出時に用いられる。このレンズ情報には、フォーカスレンズ位置検出手段１６の検出結果と被写体距離とを対応するテーブル情報も含まれる。演算処理部２０は、記憶領域に保存されているこのレンズ情報と、フォーカスレンズ位置検出手段１６の検出結果に基づいて、被写体距離を算出する被写体距離算出手段としての機能を果たしている。演算処理部２０は、フォーカスレンズ位置検出手段１６の検出結果に基づいて、フォーカス駆動信号を生成し、振動波モータ１００に目標位置への駆動を指示するフォーカス駆動信号生成手段としての機能も果たしている。
【００８６】
レンズ装置取付部２１は、レンズ装置１の撮像装置取付部１８とＸ軸周りにバヨネット連結することで、レンズ装置１と撮像装置２７とを脱着可能な構成としている。カメラ外装２２は、−Ｘ方向側面にレンズ装置取付部２１と、その内側にフォーカスレンズＬ２を透過した撮影光束を取り込むための円開口を有している。＋Ｘ方向側面には、外部表示手段２６が配置されている。
【００８７】
撮像素子２３は、フォーカスレンズＬ２を透過した撮影光束の結像面近傍に配置されており、結像した被写体像を映像信号に変換する。カメラ演算処理部２４は、撮像装置２７における全ての演算、制御、記憶を担っている。記憶手段２５は、カメラ演算処理部２４からの指令信号に基づいて、撮像素子２３で得られた映像信号を保存する手段としての機能を果たしている。外部表示手段２６は、カメラ演算処理部２４からの指令信号に基づいて、撮像素子２３で得られた映像信号を表示する。撮像装置２７にレンズ装置１が取り付けられている状態では、レンズ装置１の演算処理部２０と撮像装置２７のカメラ演算処理部２４は、通信線が接続されて通信可能となるように構成されている。
【００８８】
以上、本発明の好ましい適用例について説明したが、本発明はこの適用例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１        レンズ装置
１００    振動波モータ
１０１    振動子
１０２    弾性体
１０２ｂ  接触部
１０２Ｇ  接触部１０２ｃの重心
１０３    圧電素子
１１１    加圧手段
１２１    摩擦部材
１２１ｓ  接触面
１２１ａ、２２２ａ、３２１ａ、４２１ａ  第１の溝部
１２１ｂ、２２２ｂ、３２１ｂ、４２１ｂ  第２の溝部
１２１ｃ、２２２ｃ、３２１ｃ  第３の溝部
１２２ａ、２２１ａ、３２２ａ、４２２ａ  第１の曲面凸部
１２２ｂ、２２１ｂ、３２２ｂ、４２２ｂ  第２の曲面凸部
１２２ｃ、２２１ｃ、３２２ｃ  第３の曲面凸部
１２２    固定部材
Ｅ１      第１の係合部
Ｅ２      第２の係合部
Ｅ３      第３の係合部
ＭＲ      可動範囲
Ａ１、Ａ３、Ａ４  多角形領域
Ｄ１      第１の距離
Ｄ２      第２の距離
Ｄ３      第３の距離
【図１】
2018078760.tif 000004
【図２】
2018078760.tif 000005
【図３】
2018078760.tif 000006
【図４】
2018078760.tif 000007
【図５】
2018078760.tif 000008
【図６】
2018078760.tif 000009
【図７】
2018078760.tif 000010
【図８】
2018078760.tif 000011
【図９】
2018078760.tif 000012
【図１０】
2018078760.tif 000013
【図１１】
2018078760.tif 000014
【図１２】
2018078760.tif 000015
【図１３】
2018078760.tif 000016
【図１４】
2018078760.tif 000017
【図１５】
2018078760.tif 000018
【図１６】
2018078760.tif 000019
【図１７】
2018078760.tif 000020
【図１８】
2018078760.tif 000021
【図１９】
2018078760.tif 000022
【図２０】
2018078760.tif 000023