(57)【要約】【課題】好適な特性を有する振動アクチュエータ及び電子機器を提供する。【解決手段】本発明の振動アクチュエータ１０は、相対移動部（１３）と接触し、前記相対移動部（１３）の相対移動に必要な振動をする振動部（１２）と、前記相対移動部（１３）を前記振動部（１２）との間に挟むように備えられ、前記振動部（１２）に対する前記相対移動部（１３）の移動に応じて前記振動部（１２）に対して相対的に移動する第１部材（２２）と、転動部材（２３）を介して前記第１部材（２２）と対向し、前記第１部材（２２）が前記振動部（１２）に対して相対的に移動可能なように前記第１部材（２２）を支持する第２部材（２１）と、前記振動部（１２）と前記相対移動部（１３）とが接触するように、前記第２部材（２１）と前記振動部（１２）との間に加圧力を生じさせる加圧部材（１５）とを含み、前記第１部材（２２）は、可塑性物質を含有することを特徴とする。【選択図】図２
2011010539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対移動部と接触し、前記相対移動部の相対移動に必要な振動をする振動部と、
前記相対移動部を前記振動部との間に挟むように備えられ、前記振動部に対する前記相対移動部の移動に応じて前記振動部に対して相対的に移動する第１部材と、
転動部材を介して前記第１部材と対向し、前記第１部材が前記振動部に対して相対的に移動可能なように前記第１部材を支持する第２部材と、
前記振動部と前記相対移動部とが接触するように、前記第２部材と前記振動部との間に加圧力を生じさせる加圧部材とを含み、
前記第１部材は、可塑性物質を含有す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に記載された振動アクチュエータであって、
前記第１部材は、前記振動部及び前記相対移動部の相対移動方向、及び、前記加圧力の方向と交差する方向の外周面に、外部に接続可能な接続部を有す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２に記載された振動アクチュエータであって、
前記接続部は、動力を伝達するギアであ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から請求項３までの何れか１項に記載された振動アクチュエータであって、
前記相対移動部及び前記振動部は、回転軸を中心に相対的に回転することを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された振動アクチュエータであって、
前記転動部材は、前記第２部材の外周面と前記第１部材の内周面との間に備えられることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された振動アクチュエータであって、
前記第１部材は、前記振動部及び前記相対移動部の相対移動方向、及び、前記加圧力の方向と交差する方向において前記第２部材と対向することを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された振動アクチュエータであって、
前記転動部材は、前記加圧力の方向でみて、前記第１部材と前記第２部材との間に備えられることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された振動アクチュエータであって、
前記加圧力の方向でみて、前記相対移動部と前記第１部材との間に備えられた振動吸収部材を有することを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１から請求項８までの何れか１項に記載された振動アクチュエータであって、
前記第１部材は、プラスチックであることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までの何れか１項に記載された振動アクチュエータであって、
前記第２部材は、可塑性物質を含有することを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載された振動アクチュエータであって、
前記転動部材は、金属の球であることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１に記載された振動アクチュエータであって、
前記転動部材は、プラスチック製のリテーナによって保持されていることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までの何れか１項に記載された振動アクチュエ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、振動アクチュエータ及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機械変換素子を用いて振動子を振動させ、その振動により移動子を回転させる振動アクチュエータがある。このような振動アクチュエータにおいては、振動子に対して移動子を回転自在に保持に保持するために、軸受が使用されている（例えば、特許文献１参照）。従来、この軸受の材料としては金属が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３１９３００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、軸受材料として金属を使用すると、コストが高くなり、重量も重くなる。
本発明の課題は、好適な特性を有する振動アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、相対移動部（１３，１１３）と接触し、前記相対移動部（１３，１１３）の相対移動に必要な振動をする振動部（１２，１１２）と、前記相対移動部（１３，１１３）を前記振動部（１２，１１２）との間に挟むように備えられ、前記振動部（１２，１１２）に対する前記相対移動部（１３，１１３）の移動に応じて前記振動部（１２，１１２）に対して相対的に移動する第１部材（２２，１２２）と、転動部材（２３，１２３）を介して前記第１部材（２２，１２２）と対向し、前記第１部材（２２，１２２）が前記振動部（１２，１１２）に対して相対的に移動可能なように前記第１部材（２２，１２２）を支持する第２部材（２１，１２１）と、前記振動部（１２，１１２）と前記相対移動部（１３，１１３）とが接触するように、前記第２部材（２１，１２１）と前記振動部（１２，１１２）との間に加圧力を生じさせる加圧部材（１５，１１５）とを含み、前記第１部材（２２，１２２）は、可塑性物質を含有することを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記第１部材（２２，１２２）は、前記振動部（１２，１１２）及び前記相対移動部（１３，１１３）の相対移動方向、及び、前記加圧力の方向と交差する方向の外周面に、外部に接続可能な接続部（１０Ｇ、１１０Ｐ）を有することを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記接続部（１０Ｇ、１１０Ｐ）は、動力を伝達するギアであることを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記相対移動部（１３，１１３）及び前記振動部（１２，１１２）は、回転軸を中心に相対的に回転することを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記転動部材（２３，１２３）は、前記第２部材（２１，１２１）の外周面と前記第１部材（２２，１２２）の内周面との間に備えられることを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記第１部材（２２，１２２）は、前記振動部（１２，１１２）及び前記相対移動部（１３，１１３）の相対移動方向、及び、前記加圧力の方向と交差する方向において前記第２部材（２１，１２１）と対向することを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記転動部材（２３，１２３）は、前記加圧力の方向でみて、前記第１部材（２２，１２２）と前記第２部材（２１，１２１）との間に備えられることを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記加圧力の方向でみて、前記相対移動部（１３，１１３）と前記第１部材（２２，１２２）との間に備えられた振動吸収部材（１８、１１８）を有することを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記第１部材は、プラスチックであることを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記第２部材（２１，１２１）は、可塑性物質を含有することを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記転動部材（２３，１２３）は、金属の球であることを特徴とする振動アクチュエータ（１０，１１０）である。
請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）であって、前記転動部材（２３，１２３）は、プラスチック製のリテーナ（１２５）によって保持されていることを特徴とする振動アクチュエータ。
請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２までの何れか１項に記載された振動アクチュエータ（１０，１１０）を有することを特徴とする電子機器（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】
【０００７】
本発明によれば、好適な特性を有する振動アクチュエータ及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明における一実施形態のカメラを説明する概念図である。
【図２】超音波モータの縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる超音波モータの縦断面図である。
【図４】図３における軸受部分の拡大図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる超音波モータの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Ａを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置（以下、正位置という）において撮影者から見て左側に向かう方向をＸプラス方向とする。また、正位置において上側に向かう方向をＹプラス方向とする。更に、正位置において被写体に向かう方向をＺプラス方向とする。
【００１０】
図１は、第１実施形態のカメラ１を説明する概念図である。第１実施形態におけるカメラ１は、振動アクチュエータの一例としての超音波モータ１０を備えている。
カメラ１は、撮像素子８を有するカメラボディ２と、レンズ鏡筒３とを備えている。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したが、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としてもよい。
【００１１】
レンズ鏡筒３は、フォーカシングレンズ４、カム筒５、アイドルギア６、超音波モータ１０、及びこれらを包囲する筐体７等を備えている。
第１実施形態では、超音波モータ１０は、カム筒５と筐体７の間の円環状の隙間に配置されている。超音波モータ１０は、カメラ１のフォーカス動作時にフォーカシングレンズ４を駆動する駆動源である。超音波モータ１０は、その出力ギア１０Ｇが噛合するアイドルギア６を介してカム筒５を回転駆動する。
【００１２】
カム筒５は、超音波モータ１０による回転操作によって、筐体７内に光軸ＯＡと平行する方向（Ｚ軸方向）に移動可能に設けられている。
フォーカシングレンズ４は、カム筒５に保持されている。そして、超音波モータ１０の駆動によるカム筒５の移動によって光軸ＯＡ方向に移動して焦点調節を行う。
なお、図示しないが、レンズ鏡筒３は、フォーカシングレンズ４の他に複数のレンズ群を備えている。
【００１３】
図１において、レンズ鏡筒３内に設けられたフォーカシングレンズ４を含むレンズ群によって、撮像素子８の撮像面に被写体像が結像される。撮像素子７によって、結像された被写体像が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。
【００１４】
つぎに、図２を参照して第１実施形態としての超音波モータ１０について詳細に説明する。
図２は、超音波モータ１０の縦（軸方向の）断面図である。
超音波モータ１０は、中央に貫通配置された支持軸１１と、振動子１２と、振動子１２によって回転駆動される回転体１３と、振動子１２を支持する支持体１４と、回転体１３を回転自在に支持する軸受２０と、を備えている。また、超音波モータ１０は、振動子１２を回転体１３に向けて押圧付勢する加圧バネ１５と、加圧バネ１５の支持軸１１に対する位置を規定する止めワッシャー１６と、を備えている。本実施形態では、振動子１２は固定側であって、支持軸１１に対して回転せず、回転体１３を支持軸１１に対して回転駆動する形態となっている。
【００１５】
支持軸１１は、所定径の軸状で、その一方（Ｚ軸プラス側）の端に大径のフランジ１１Ａが形成されている。支持軸１１の他方の端には、止めワッシャー１６が装着されている。止めワッシャー１６は、支持軸１１の外端側に装着されたＥリング等の留め環１７に係合してＺ軸マイナス側には移動不能に設けられている。
【００１６】
振動子１２は、全体形状が中空状の部材であって、弾性体１２Ａと、弾性体１２Ａに接合された圧電体１２Ｂとにより構成されている。
弾性体１２Ａは、共振先鋭度が大きな金属材料によって、外形が略円形状の中空円環状に形成されている。弾性体１２Ａは、櫛歯部１２Ａａ、ベース部１２Ａｂ、フランジ部１２Ａｃ等を有している。
【００１７】
櫛歯部１２Ａａは、弾性体１２Ａにおける回転体１３と対向する側の面から、所定幅の溝が周方向に所定間隔で複数条それぞれ所定深さに形成されたものである。櫛歯部１２Ａａの先端面（弾性体１２Ａにおける回転体１３と対向する面）は、回転体１３に圧接して当該回転体１３を駆動する駆動面１２Ａｄとなっており、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）メッキ等の潤滑性の表面処理が施されている。なお、この櫛歯部１２Ａａを設ける理由は、圧電体１２Ｂの伸縮によって駆動面１２Ａｄに生じる進行波の中立面をできる限り圧電体１２Ｂ側へ近づけ、これにより駆動面１２Ａｄの進行波の振幅を増幅させるためである。
【００１８】
ベース部１２Ａｂは、弾性体１２Ａにおける櫛歯部１２Ａａとは逆側（図中Ｚ軸マイナス側）の、櫛歯部１２Ａａの溝が形成されていない部位であって、弾性体１２Ａの周方向に連続している。
フランジ部１２Ａｃは、弾性体１２Ａの内周側に所定厚さで突出した小径の部分である。このフランジ部１２Ａｃにより、振動子１２は、支持体１４に支持されている。
【００１９】
圧電体１２Ｂは、略平板状で、弾性体１２Ａにおけるベース部１２Ａｂ側の面（弾性体１２Ａにおける回転体１３とは反対側の面）に、接着剤を用いて接合されている。
圧電体１２Ｂ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。なお、本実施形態では、圧電体１２Ｂ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１２Ｂは、図示しないが、駆動信号を入力する２つの電極を備えている。
圧電体１２Ｂにおける弾性体１２Ａとは逆側の面には、フレキシブルプリント基板１２Ｃが配置されている。
【００２０】
フレキシブルプリント基板１２Ｃは、その配線が圧電体１２Ｂの電極に接続されている。
フレキシブルプリント基板１２Ｃは、圧電体１２Ｂに駆動信号を供給する機能を有する。このフレキシブルプリント基板１２Ｃから供給される駆動信号によって、圧電体１２Ｂが伸縮することにより、弾性体１２Ａを励振し、弾性体１２Ａの駆動面に進行波が発生する。本実施形態では、４波の進行波を発生するようになっている。
【００２１】
回転体１３は、弾性体１２Ａの駆動面１２Ａｄに生じる進行波によって回転駆動される部材である。
回転体１３は、アルミニウム等の軽金属によって略円盤状に形成され、振動子１２（弾性体１２Ａの駆動面１２Ａｄ）に接触する略円環状の接触面１３Ａと、軸受２０（外輪２２）と結合する小径で円筒状の結合部１３Ｂと、を有している。接触面１３Ａには、耐磨耗性向上のためのアルマイト等の表面処理が施されている。
回転体１３は、結合部１３Ｂが、後述する軸受２０における外輪２２の結合部２２Ａに嵌合し、吸振材１８を介して外輪２２に相対回転不能に結合されている。
【００２２】
振動子１２を支持する支持体１４は、所定外径の本体部１４Ａと、振動子１２のフランジ部１２Ａｃに嵌合する支持部１４Ｂと、本体部１４Ａと支持部１４Ｂの間に形成された大径の押圧フランジ１４Ｃと、を有し、略円盤状の外形を呈している。また、支持体１４の中心部には、支持軸１１に摺動移動可能として嵌合する装着孔１４Ｄが形成されている。
【００２３】
支持体１４は、装着孔１４Ｄで支持軸１１に嵌合し、その支持部１４Ｂが振動子１２のフランジ部１２Ａｃに嵌合し、これによって振動子１２を支持軸１１と同心として支持している。
支持体１４における押圧フランジ１４Ｃと、支持軸１１の軸端に装着された止めワッシャー１６との間には、加圧バネ１５が配置されている。
【００２４】
加圧バネ１５は、圧縮変形による弾性復帰力を生ずるコイルスプリングであって、内周が支持体１４の本体部１４Ａに嵌るようにして配置されている。そして、その弾性復帰力で、押圧フランジ１４Ｃを（すなわち支持体１４を）止めワッシャー１６から離間する方向に押圧付勢している。
【００２５】
軸受２０は、内輪２１と、外輪２２と、内輪２１と外輪２２との間に配置されたボール２３と、を備え、内輪２１と外輪２２とがボール２３の転動によって低摩擦で相対回転自在に構成されている。
外輪２２は、内周に回転体１３が結合される結合部２２Ａを備えている。また、外輪２２の外周には、出力ギア１０Ｇが形成されている。すなわち、外輪２２は、回転体１３を支持する機能と、回転体１３の回転力を外部に出力する機能とを有している。
【００２６】
軸受２０は、内輪２１が支持軸１１に相対回転不能に嵌合し、その一方（Ｚ軸プラス側）の端面が支持軸１１のフランジ１１Ａに当接している。
軸受２０における外輪２２の結合部２２Ａには、回転体１３の結合部１３Ｂが嵌合し、吸振材１８を介して結合されている。これにより、軸受２０は、回転体１３を回転自在に支持している。なお、この軸受２０の構成については、後に詳細に説明する。
【００２７】
吸振材１８は、ゴム等の弾性体により形成された所定厚さの略円環状の部材である。
吸振材１８は、回転体１３における結合部１３Ｂの端面と、軸受２０における外輪２２の結合部２２Ａの端面と、の間に配置され、両者を相対回転不能に結合している。吸振材１８は、その粘弾性で回転体１３と軸受２０の外輪２２とを一体に回転可能とする機能と、回転体１３の振動を吸収して外輪２２へ伝えないようにする機能とを有している。吸振材１８は、例えば、ブチルゴム、シリコンゴム、プロピレンゴム等により形成される。
【００２８】
上記のように構成された超音波モータ１０は、振動子１２が支持体１４を介した加圧バネ１５の弾性復帰力で回転体１３に押圧付勢され、駆動面１２Ａｄが接触面１３Ａに所定の力で圧接されている。そして、振動子１２における圧電体１２Ｂの２つの電極に位相の異なる２つの交流駆動波形が入カされると、圧電体１２Ｂの変形によって弾性体１２Ａの回転体１３側に進行波が発生する。この進行波によって、振動子１２（駆動面１２Ａｄ）に圧接された回転体１３（接触面１３Ａ）が摩擦駆動されて回転する。回転体１３の回転は、吸振材１８を介して軸受２０の外輪２２に伝達され、外輪２２すなわち出力ギア１０Ｇが回転し、回転力を外部に出力する。
【００２９】
つぎに、本第１実施形態の軸受２０について、より詳細に説明する。
前述したように、軸受２０は、内輪２１と、外輪２２と、ボール２３と、を備えている。そして、軸受２０は、内輪２１が支持軸１１に相対回転不能に嵌合してフランジ１１Ａの図２中右側（Ｚ軸マイナス側）に配置され、振動子１２及び回転体１３を介して作用する加圧バネ１５の付勢力（回転体１３に振動子１２を押圧する付勢力）を受けて、回転体１３を回転自在に支持している。
【００３０】
すなわち、軸受２０のＺ軸マイナス側には、回転体１３、振動子１２、支持体１４、加圧バネ１５が支持軸１１の軸方向に直列に配置されており、外輪２２には、回転体１３に振動子１２を押圧する加圧バネ１５による付勢力が作用する。
【００３１】
内輪２１は、支持軸１１が嵌合可能な内径部を有する円環状で、径方向に所定の厚さに形成されている。その外周には、ボール２３が転動する内転動面２１Ａが周方向に形成されている。
内転動面２１Ａは、ボール２３の球面に沿う円弧状の断面形状に形成され、径方向に外側に対向するラジアル内面部２１Ａｒと、Ｚ軸と直交しＺ軸マイナス側に対向するスラスト内面部２１Ａｓと、を有している。
【００３２】
外輪２２は、概略形状が円環状で、前述したように、外周に出力ギア１０Ｇが形成されている。外輪２２の内周には、回転体１３が結合される結合部２２Ａと、ボール２３が転動する外転動面２２Ｂがそれぞれ周方向に形成されている。
結合部２２Ａは、回転体１３の結合部１３Ｂが嵌挿可能な内径の円形の凹部状であって、外輪２２の回転体１３配置側（Ｚ軸マイナス側）に開放している。
【００３３】
外転動面２２Ｂは、ボール２３の球面に沿う円弧状の断面形状に形成され、径方向に内側に対向するラジアル外面部２２Ｂｒと、Ｚ軸と直交しＺ軸プラス側に対向するスラスト外面部２２Ｂｓと、を有している。すなわち、外輪２２は、回転体１３を保持する部分（結合部２２Ａ）が一体化した形状となっている。
【００３４】
ボール２３は、内輪２１における内転動面２１Ａと、外輪２２における外転動面２２Ｂとの間に介在して転動可能な球体で、内輪２１（内転動面２１Ａ）と外輪２２（外転動面２２Ｂ）の間の全周に亘って複数配置されている。
【００３５】
ここで、内輪２１及び外輪２２は、可塑性物質、特に成型容易のためプラスチック素材で製造されている。ただし、これに限定されず、例えば、熱可塑性物質、樹脂、セルロイド、高分子材料等であってもよい。
内輪２１及び外輪２２は、それぞれプラスチック素材の射出成形等によって形成されている。プラスチック素材としては、例えば、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が用いられる。
一方、ボール２３は、ステンレス合金鋼等の金属材料又はセラミック等の素材によって形成されている。外輪２２は、ボール２３よりも剛性が低く、ボール２３よりも柔軟性が高い。
【００３６】
上記構成の軸受２０は、支持軸１１に装着固定された内輪２１に対して、ボール２３の転動によって外輪２２が相対回転する。
軸受２０の外輪２２には、加圧バネ１５の付勢による回転体１３を介したＺ軸方向の力（スラスト荷重Ｆｓ）と、出力ギア１０Ｇが外部に回転力を出力する際に回転軸（＝Ｚ軸方向）と直交する方向の駆動反力（ラジアル荷重Ｆｒ）とが作用する。
【００３７】
スラスト荷重Ｆｓは、外輪２２における外転動面２２Ｂのスラスト外面部２２Ｂｓから、ボール２３を介して内輪２１における内転動面２１Ａのスラスト内面部２１Ａｓに作用する。これにより、軸受２０は、スラスト荷重Ｆｓをスラスト内面部２１Ａｓで受け、外輪２２が円滑に回転可能となっている。
【００３８】
また、ラジアル荷重Ｆｒは、外輪２２における外転動面２２Ｂのラジアル外面部２２Ｂｒから、ボール２３を介して内輪２１における内転動面２１Ａのラジアル内面部２１Ａｒに作用する。これにより、軸受２０は、ラジアル荷重Ｆｒをラジアル内面部２１Ａｒが受け、外輪２２が偏芯することなく円滑に回転可能となっている。
このように、軸受２０は、スラスト軸受とラジアル軸受の両方の機能を備えている。
【００３９】
上記のように軸受２０は、回転体１３を介して外輪２２に作用する加圧バネ１５によるスラスト荷重Ｆｓに抗して、回転体１３を安定的に回転可能に支持することができる。また、出力ギア１０Ｇが被駆動側のギアに噛合して駆動することで生ずるラジアル荷重Ｆｒに抗して、外輪２２を、偏芯を防いで安定的に回転させることができる。その結果、速度ムラ少ない回転力を、外輪２２（出力ギア１０Ｇ）を介して外部に出力可能となっている。
【００４０】
本実施形態では、軸受２０の内輪２１及び外輪２２はプラスチック素材によって形成されている。このため、外輪２２は及び出力ギア１０Ｇは一体成型することが可能であり、低コストに製造できる。本実施形態の内輪２１及び外輪２２を、従来のように例えば金属で形成する場合には、ギア加工や切削加工が必要となるために莫大なコストアップを招く。別部材によって構成して組み立てる場合でも、部品点数及び組立工数の増大によってコストアップとなる。本実施形態では、このようなことが無い。また、軽量に構成できる。加えて、ボール２３が接触するのはプラスチック素材の内輪２１及び外輪２２となるので、金属同士の接触がなくなり、軸受け２０の作動時の静音化を図ることができる。
【００４１】
更に、本実施形態では、外径側に出力ギア１０Ｇが形成された外輪２２の内径側に、回転体１３と結合する結合部２２Ａが形成されている。これにより超音波モータ１０の長さを全体的に短くすることができる。これに対して、結合部２２Ａを備えずに外輪２２と回転体１３とを直列に配置し、本実施形態と同様の出力ギア１０Ｇの歯幅を確保しようとすると、超音波モータ１０の長さが軸方向に長くなってしまう。本実施形態では、広い歯幅の出力ギア１０Ｇを有する超音波モータ１０をコンパクトに構成することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
つぎに、図３及び図４に示す本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、第２実施形態にかかる超音波モータ１１０の断面図である。図４は図３の軸受１２０部分の拡大図である。
図３に示す超音波モータ１１０は、第１実施形態と同様に、レンズ鏡筒３のカム筒５を回転駆動するような用途に用いられるが、本実施形態ではリング状に構成されている。
なお、本実施形態の超音波モータ１１０における軸受１２０は、前述した第１実施形態における軸受２０と略同一に構成されており、同一の構成要素の詳細な説明は省略する。
【００４３】
超音波モータ１１０は、支持環１１１，振動子１１２，回転体１１３，軸受１２０，加圧部１１５，固定リング１１６を備えている。また、超音波モータ１１０は、第１吸振材１１８，第２吸振材１１９等を備えている。
振動子１１２は、弾性体１１２Ａ，圧電体１１２Ｂを備えている。
弾性体１１２Ａは、略円環形状の部材であり、一方の端面には、圧電体１１２Ｂが設けられ、他方の面には、複数の溝を切って形成された櫛歯部１１２Ａａが形成されている。この櫛歯部１１２Ａａの先端面は、圧電体１１２Ｂの励振によって進行波が発生し、回転体１１３を駆動する駆動面１１２Ａｄとなる。
【００４４】
圧電体１１２Ｂは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する機能を有する。この圧電体１１２Ｂは、図示しない電極がフレキシブルプリント基板と接続しており、このフレキシブルプリント基板から供給される駆動電力によって励振される。
【００４５】
回転体１１３は、略円環形状の部材であり、振動子１１２（弾性体１１２Ａの駆動面１１２Ａｄ）に接触する略円環状の接触面１１３Ａと、軸受１２０（外輪１２２）と結合する円筒状の結合部１１３Ｂと、を有している。
回転体１１３は、結合部１１３Ｂが、後述する軸受１２０における外輪１２２の結合部１２２Ａに嵌合し、第１吸振材１１８を介して外輪１２２に相対回転不能に結合されている。
【００４６】
第１吸振材１１８は、ゴム等を用いて形成された略円環形状の部材である。この第１吸振材１１８は、その粘弾性で回転体１１３と軸受１２０の外輪１２２とを一体に回転可能とする機能と、回転体１１３の振動を吸収して外輪１２２へ伝えないようにする機能とを有している。
【００４７】
軸受１２０は、前述した第１実施形態における軸受２０と同様に、内輪１２１と、外輪１２２と、内輪１２１と外輪１２２との間に配置されたボール１２３と、を備え、内輪１２１と外輪１２２とがボール１２３の転動によって低摩擦で相対回転自在に構成されている。
ただし、外輪１２２における回転体１１３が結合される結合部１２２Ａは、外輪１２２の外周側であり、回転体１１３の結合部１１３Ｂが、外周に嵌るようになっている。
【００４８】
また、外輪１２２の外周には、出力突起１１０Ｐが突設されている。出力突起１１０Ｐは、例えば被駆動部材に設けられたフォーク状の係合部材と係合し、係合部材を介して被駆動部材を回転駆動するように機能する。
すなわち、外輪１２２は、回転体１１３を支持する機能と、回転体１１３の回転力を外部に出力する機能とを有する。
【００４９】
軸受１２０は、内輪１２１が支持環１１１に相対回転不能に嵌合し、その一方（Ｚ軸プラス側）の端面が支持環１１１のフランジ１１１Ａに当接して設けられている。
軸受１２０における外輪１２２の結合部１２２Ａには、回転体１１３の結合部１１３Ｂが嵌合し、第１吸振材１１８を介して結合されている。これにより、軸受１２０は、回転体１１３を回転自在に支持している。
【００５０】
軸受１２０における内輪１２１の内転動面１２１Ａはラジアル内面部１２１Ａｒとスラスト内面部１２１Ａｓとを有し、外輪１２２の外転動面１２２Ｂはラジアル外面部１２２Ｂｒとスラスト外面部１２２Ｂｓとを有している。これにより、軸受１２０はスラスト荷重Ｆｓとラジアル荷重Ｆｒの何れの荷重も受けることができる。
【００５１】
また、軸受１２０における内輪１２１及び外輪１２２は、それぞれプラスチック素材によって、射出成形等によって形成されている。プラスチック素材としては、例えば、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が用いられる。
一方、ボール１２３は、ステンレス合金鋼又はセラミック等の素材によって形成されている。
【００５２】
加圧部１１５は、振動子１１２と回転体１１３とを圧接させる加圧力を発生する部分であり、加圧板１１５Ａと複数（本実施形態では２枚）の皿バネ１１５Ｂとを備えている。加圧板１１５Ａは、皿バネ１１５Ｂが発生する弾性復帰力を受ける、略円環形状の板である。
【００５３】
加圧部１１５と振動子１１２との間には、第２吸振材１１９が配置されている。
第２吸振材１１９は、不織布やフェルト等によって形成されている。この第２吸振材１１９は、振動子１１２の振動を加圧部１１５側へ伝えないようにする部材であり、圧電体１１２Ｂと加圧板１１５Ａとの間に設けられている。
【００５４】
固定リング１１６は、大径の円盤状で、支持環１１１の端部に設けられている。固定リング１１６は、加圧部１１５による振動子１１２を回転体１１３に圧接させる加圧力の反力を受ける部材である。また、固定リング１１６は、当該超音波モータ１１０を不図示の外部操作手段（例えば、フォーカス操作環、ズーム操作環等）の回転と連動させている。
【００５５】
固定リング１１６の裏面側（Ｚ軸マイナス側）には、電源供給部１３０が形成されている。
電源供給部１３０は、フレキシブルプリント基板１３１を介して振動子１１２の圧電体１１２Ｂと接続されており、フレキシブルプリント基板１３１を介して圧電体１１２Ｂに駆動電力を供給する。
【００５６】
上記のように構成された超音波モータ１１０は、振動子１１２が加圧部１１５の加圧力で回転体１１３に押圧付勢され、駆動面１１２Ａｄが接触面１１３Ａに所定の力で圧接されている。そして、振動子１１２における圧電体１１２Ｂの２つの電極に位相の異なる２つの交流駆動波形が入カされると、圧電体１１２Ｂの変形によって弾性体１１２Ａの回転体１１３側に進行波が発生する。この進行波によって、振動子１１２（駆動面１１２Ａｄ）に圧接された回転体１１３（接触面１１３Ａ）が摩擦駆動されて回転する。回転体１１３の回転は、第１吸振材１１８を介して軸受１２０の外輪１２２に伝達され、外輪１２２、すなわち出力突起１１０Ｐが回転（周回）し、回転力を外部に出力する。
【００５７】
軸受１２０は、回転体１１３を介して外輪１２２に作用する加圧部１１５によるスラスト荷重Ｆｓに抗して、回転体１１３を安定的に回転可能に支持することができる。また、出力突起１１０Ｐが被駆動部材を駆動することで生ずるラジアル荷重Ｆｒに抗して、外輪１２２を、偏芯を防いで安定的に回転させることができる。その結果、速度ムラ少ない回転力を、外輪１２２（出力突起１１０Ｐ）を介して外部に出力可能となっている。
【００５８】
また、前述した第１実施形態と同様に、軸受１２０の内輪１２１及び外輪１２２はプラスチック素材によって形成されている。このため、軽量に構成でき、更に、上記のように外周に突設された出力突起１１０Ｐと一体成型することが可能であり、低コストに製造できる。
【００５９】
（第３実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態の超音波モータ２１０の縦（軸方向の）断面図である。
第３実施形態は、第２実施形態と略同様であるが、ボール１２３がリテーナ１２５に保持されている点が異なる。それ以外の部分については、第２実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
リテーナ１２５は、内輪１２１及び外輪１２２の間の隙間の全周に延びる円環部材である。また、図５に示すように、リテーナ１２５における、そのリテーナ１２５の中心軸と平行な断面は、当該中心軸に対して一定の角度で傾いている。すなわち、リテーナ１２５は、円錐形の側面の一部を、一定の幅で切り取った形状を有している。リテーナ１２５の側面には、複数の穴が設けられており、その複数の穴に、ボール１２３が回動可能に保持されている。
【００６１】
リテーナ１２５は、プラスチック製であり、射出成形等によって形成されている。プラスチック素材としては、例えば、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が用いられる。
【００６２】
本実施形態によると、ボール１２３がリテーナ１２５によって保持されているので、ボール１２３の間隔が一定に保たれ、ボール同士の接触を防ぐことができる。このように、ボール１２３同士が接触しないため、ボール１２３同士のこすれや衝突により生じる接触音が発生しなくなる。したがって、超音波モータ２１０の更なる作動時の静音化が達成される。
また、リテーナ１２５はプラスチックで製造されているため、製造コストも安価ですむ。また、ボール１２３の個数を削減でき、組立性の向上が図られる。
【００６３】
以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）超音波モータ１０，１１０，２１０において、外輪２２，１２２は、プラスチック素材等の可塑性物質であり、金属材料等で構成されたボール２３、１２３よりも剛性が低く、柔軟性が高い。このため、超音波モータ１０，１１０，２１０が駆動したとき、外輪２２，１２２とボール２３，１２３とが安定的、又は、柔軟に接触するので、超音波モータ１０，１１０，２１０の駆動が安定化、又は、静音化を図ることができる。
（２）超音波モータ１０，１１０，２１０において、回転体１３，１１３を回転可能に支持する軸受２０，１２０は、内輪２１，１２１における内転動面２１Ａ，１２１Ａがラジアル内面部２１Ａｒ，１２１Ａｒを有し、外輪２２，１２２における外転動面２２Ｂ，１２２Ｂがラジアル外面部２２Ｂｒ、１２２Ｂｒを有している、これにより、ラジアル荷重Ｆｒに抗して、外輪２２，１２２を、偏芯を防いで安定的に回転させることができる。また、外輪２２がプラスチック素材によって形成されている。このため、形状の自由度が高く、複雑な形状も一体成型可能であって、低コストに製造できる。
【００６４】
（３）軸受２０，１２０における外輪２２，１２２の外周に、回転力を外部に出力する出力ギア１０Ｇ又は出力突起１１０Ｐを備えている。これにより、出力用の別部材を備える必要が無く、部品点数及び組立工数の削減によって低コストに構成することができる。
【００６５】
（４）回転体１３，１１３を回転可能に支持する軸受２０，１２０は、内輪２１，１２１における内転動面２１Ａ，１２１Ａがスラスト内面部２１Ａｓ，１２１Ａｓを有し、外輪２２における外転動面２２Ｂ，１２２Ｂがスラスト外面部２２Ｂｓ，１２２Ｂｓを有している、これにより、回転体１３，１１３を介して外輪２２，１２２に作用する加圧バネ１５又は加圧部１１５によるスラスト荷重Ｆｓに抗して、外輪２２，１２２を安定的に回転可能に支持することができる。
【００６６】
（５）軸受２０，１２０における外輪２２，１２２と回転体１３，１１３との間に、吸振材１８，１１８が配置されていることにより、回転体１３，１１３の振動を吸収して外輪２２への伝達を抑制することができる。
（６）軸受２０，１２０における内輪２１，１２１がプラスチック素材によって形成されている。このため、形状の自由度が高く、複雑な形状も一括して成形可能であって、低コストに製造できる。
（７）カメラ１は、超音波モータ１０，１１０の駆動によるカム筒５の移動によって焦点調節を行う。これにより、円滑な焦点調整が可能となっている。
（８）更に、ボール１２３をリテーナ１２５によって保持される構成にした場合、ボール２３同士のこすれや衝突により生じる接触音が発生せず、超音波モータ２１０の更なる静音化が達成される。また、リテーナ１２５をプラスチックで製造することにより、製造コストも安価ですむ。
【００６７】
（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。
（１）本実施形態では、振動アクチュエータとして回転体１３，１１３が回転する超音波モータ１０，１１０を例に挙げて説明した。しかし、振動アクチュエータとしては、この形式に限らず、支持軸が回転する形式の超音波モータや、リニア型の超音波モータとしてもよい。
【００６８】
（２）本実施形態において、振動アクチュエータとして超音波モータ１０，１１０を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、超音波領域以外の振動を利用する振動アクチュエータとしてもよい。
（３）本実施形態においては、超音波モータ１０，１１０が、レンズ鏡筒３の焦点調節の駆動源として用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ鏡筒３のズーム動作の駆動源や、カメラの撮像系の一部を駆動して手振れを補正する手振れ補正機構の駆動源であってもよい。更に、ビデオカメラ、携帯電話等に適用することができる。
（４）第３実施形態は、第２実施形態においてボール１２３をリテーナ１２５で保持した例について説明したが、これに限定されず、例えば第１実施形態においてボール２３をリテーナで保持しても良い。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００６９】
１：カメラ、１０，１１０：超音波モータ、１０Ｇ：出力ギア、１２，１１２：振動子、１３：回転体、１５：加圧バネ、１８：吸振材、２０：軸受、２１：内輪、２２：外輪、２３：ボール、１１０Ｐ：出力突起、１１２：振動子、１１５：加圧部、１１８：吸振材、１２０：軸受
【図１】
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【図２】
2011010539.tif 000004
【図３】
2011010539.tif 000005
【図４】
2011010539.tif 000006
【図５】
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