(57)【要約】【課題】振動波モータに衝撃が加わった場合でも、内部の部材に相対的なズレが生じない振動波モータを提供する。【解決手段】振動波モータ１０は、突起部１０１ａを有する振動子１００と、振動子１００と当接して相対移動する摩擦部材１０３と、振動子１００を摩擦部材１０３に対して加圧する加圧部材１０４と、振動子１００を保持する第１の保持部材１０５と、第１の保持部材１０５を保持し、第１の保持部材１０５と一体的に移動する第２の保持部材１０６と、相対移動の移動範囲を規定する規制部１０９ａ、１０９ｂと、を備え、規制部１０９ａ、１０９ｂは、移動範囲の移動端において第１の保持部材１０５の第１の当接面１０５ａ及び第２の保持部材１０６の第２の当接面１０６ｂに略同時に当接し、第１の当接面１０５ａの少なくとも一部と、第２の当接面１０６ｂの少なくとも一部が、加圧部材１０４の加圧方向と直交する所定の平面内に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起部を有する振動子と、
前記振動子と当接して相対移動する摩擦部材と、
前記振動子を前記摩擦部材に対して加圧する加圧部材と、
前記振動子を保持する第１の保持部材と、
前記第１の保持部材を保持し、前記第１の保持部材と一体的に移動する第２の保持部材と、
前記相対移動の移動範囲を規定する規制部と、
を備え、
前記規制部は、前記移動範囲の移動端において前記第１の保持部材の第１の当接面及び前記第２の保持部材の第２の当接面に略同時に当接し、
前記第１の当接面の少なくとも一部と、前記第２の当接面の少なくとも一部が、前記加圧部材の加圧方向と直交する所定の平面内に位置することを特徴とする、振動波モータ。
【請求項２】
前記第２の当接面は、前記第１の当接面よりも前記振動子から離れた位置に設けられる
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】
前記第２の当接面は、前記第１の当接面に対して前記相対移動の方向及び加圧方向と直交する方向にずれた位置に設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の振動波モータ。
【請求項４】
前記振動波モータは、前記摩擦部材を保持する第３の保持部材を備え、
前記摩擦部材は、固定手段によって前記第３の保持部材に固定され、
前記相対移動する前記相対移動の方向から見たときに、前記第１の当接面は前記固定手段と重なり合うことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動波モータ。
【請求項５】
前記規制部は、第１の規制部及び第２の規制部で構成され、前記第１の当接面は前記第１の規制部に当接し、前記第２の当接面は前記第２の規制部に当接し、前記規制部は、前記第３の保持部材に備えられ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】
前記振動波モータは、超音波領域の周波数の振動を発生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５のいずれか１項に記載の振動波モータ。
【請求項７】
被駆動部材を有し、前記振動子と前記摩擦部材の前記相対移動によって、前記被駆動部材が移動することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動波モータを有する駆動装置。
【請求項８】
前記被駆動部材はレンズであって、
前記振動子と前記摩擦部材の前記相対移動によって、前記レンズが光軸方向に移動することを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動波モータ及び振動波モータを用いた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型軽量、高速駆動、かつ、静音駆動を特徴とする振動波モータは、撮像装置のレンズ鏡筒等のアクチュエータに採用されている。特許文献１に開示された振動波モータでは、転動部材と付勢部材を用いて、振動子支持部材と基台を移動方向にはガタがなく、かつ加圧方向には移動自由に連結している。さらに、振動子と摩擦部材が相対移動する際に、振動子支持部材と摩擦部材を保持するユニット支持部材とが当接することによって相対移動の範囲が規制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９６９９７６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の振動波モータでは、振動波モータに衝撃が加わり振動子支持部材がユニット支持部材に衝突した場合に、基台と振動子支持部材に相対的なズレが生じ、これによって振動波モータの特性が低化してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、振動波モータに衝撃が加わった場合でも、内部の部材に相対的なズレが生じない振動波モータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、振動波モータは、突起部を有する振動子と、振動子と当接して相対移動する摩擦部材と、振動子を摩擦部材に対して加圧する加圧部材と、振動子を保持する第１の保持部材と、第１の保持部材を保持し、第１の保持部材と一体的に移動する第２の保持部材と、相対移動の移動範囲を規定する規制部と、を備え、規制部は、移動範囲の移動端において第１の保持部材の第１の当接面及び第２の保持部材の第２の当接面に略同時に当接し、第１の当接面の少なくとも一部と、第２の当接面の少なくとも一部が、加圧部材の加圧方向と直交する所定の平面内に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、振動波モータに衝撃が加わった場合でも、内部の部材に相対的なズレが生じない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】（Ａ）実施形態の振動波モータ１０の構成を示す平面図である。（Ｂ）図１（Ａ）の断面線ＩＢ−ＩＢにおける断面図である。
【図２】（Ａ）図１（Ａ）の断面線ＩＩＡ−ＩＩＡにおける断面図である。（Ｂ）図１（Ａ）の断面線ＩＩＢ−ＩＩＢにおける断面図である。
【図３】（Ａ）実施形態の振動波モータ１０の可動部が移動端に位置する状態を示す平面図である。（Ｂ）比較例を示す平面図である。
【図４】実施形態の第１の当接面１０５ａと第２の当接面１０６ｂの位置を示す側面図である。
【図５】実施形態の振動波モータ１０を用いたレンズ駆動装置１の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための実施形態について説明する。各図面において、同一符号は同一部材を示している。本明細書中において、後述する振動子１００と摩擦部材１０３が相対移動する方向をＸ方向、振動子１００を摩擦部材１０３に対して加圧する加圧方向をＺ方向とする。Ｚ方向において、振動子１００から摩擦部材１０３への向きを−Ｚ方向、摩擦部材１０３から振動子１００への向きを＋Ｚ方向と定義する。また、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。
【００１０】
（実施形態）
まず、実施形態の振動波モータ１０（超音波モータ）の構成について説明する。図１（Ａ）は、実施形態の振動波モータ１０の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の断面線ＩＢ−ＩＢにおける断面図である。図２（Ａ）は図１（Ａ）の断面線ＩＩＡ−ＩＩＡにおける断面図、図２（Ｂ）は図１（Ａ）の断面線ＩＩＢ−ＩＩＢにおける断面図であって、ベース部材１０９の記載が省略されている。
【００１１】
振動子１００は、２つの突起部１０１ａを有する振動板１０１と圧電素子１０２によって構成されている。不図示の給電手段によって圧電素子１０２に電圧が印加されることにより、圧電素子１０２は高周波振動（超音波領域の周波数の振動）をする。圧電素子１０２は、振動板１０１に対して接着等の手段により固定されており、圧電素子１０２の高周波振動により振動子１００の全体に高周波振動が励振される。
【００１２】
摩擦部材１０３は、振動子１００と当接する部材であり、ベース部材１０９に対して固定ビス１１０によって固定されている。振動子１００の高周波振動により突起部１０１ａには楕円運動が発生し、後述の加圧部材１０４によって振動子１００を摩擦部材１０３に対して加圧すると前述の楕円運動によって振動子１００と摩擦部材１０３が相対移動する。
【００１３】
保持部材１０５は、振動子１００を保持する部材であり、接着、ビス等の手段により振動子１００は保持部材１０５に固定されている。これらの固定方法は接着、ビス等に限らず固定されれば方法は限定されない。可動部材１０６は、保持部材１０５を保持する部材であり、保持部材１０５は２つの転動部材１０７と１つの付勢部材１０８を介して可動部材１０６と連結され、保持されている。２つの転動部材１０７は、Ｘ方向において保持部材１０５と可動部材１０６の間にそれぞれ設けられ、一方の転動部材１０７は付勢部材１０８によってＸ方向に付勢されている。このような構成により、保持部材１０５と可動部材１０６は相対移動の方向にはガタがなく一体的に移動でき、Ｚ方向には移動自由に連結される。振動子１００の高周波振動により、振動子１００、保持部材１０５、可動部材１０６は摩擦部材１０３に対して一体的に相対移動する。なお、保持部材１０５、可動部材１０６、ベース部材１０９及び固定ビス１１０は、それぞれ本発明における第１の保持部材、第２の保持部材、第３の保持部材及び固定手段に相当する。
【００１４】
加圧部材１０４は、４つの引張バネであり、加圧板１１６と可動板１１１に作用し、加圧板１１６から弾性板１１５と緩衝部材１１４を介して振動子１００に加圧力が与えられ、振動子１００を摩擦部材１０３に対して加圧している。弾性板１１５は加圧板１１６の凸部により圧電素子１０２に局所的な加圧力が与えられて圧電素子１０２が損傷するのを防止し、圧電素子１０２の面全体に均一に加圧力が与えられるようにする役割を果たしている。弾性板１１５と振動子１００との間に緩衝部材１１４を設けることにより、弾性板１１５が振動子１００に直接接触することによる振動子１００の高周波振動の減衰を防いでいる。なお、加圧部材１０４の構成は本実施形態の構成に限定されず、圧縮バネなどを用いた構成であってもよい。
【００１５】
ベース部材１０９は、矩形の形状をしているが、図１（Ａ）に示すように一辺が開放している矩形の形状であってもよい。ベース部材１０９は、後述のレンズ駆動装置１に固定されることにより、振動波モータ１０を固定する。また、ベース部材１０９は、摩擦部材１０３に対して相対移動する振動子１００の移動範囲を規定する第１の規制部１０９ａ及び第２の規制部１０９ｂを備えている。第１の規制部１０９ａは、固定ビス１１０の近傍に、そして第２の規制部１０９ｂは、第１の規制部１０９ａを挟んでＹ方向に２つ、いずれもベース部材１０９の矩形の形状の内面に備えられている。
【００１６】
可動板１１１は、可動部材１０６に対して不図示のビス等によって固定され、可動部材１０６と一体的に移動する。固定板１１２はベース部材１０９に対して不図示のビス等によって固定される。加圧部材１０４が可動板１１１に作用することにより、可動板１１１には固定板１１２に対して付勢される力が発生する。可動板１１１と固定板１１２との間には複数のボール部材１１３が挟持されている。そして、可動板１１１が振動子１００の高周波振動によって移動する際に、ボール部材１１３が転動することによって可動板１１１と固定板１１２との摺動負荷を低減し、振動子１００が滑らかに移動することができる。
【００１７】
次に、実施形態の振動波モータ１０における第１の当接面１０５ａと第２の当接面１０６ｂの位置関係について説明する。図３（Ａ）は、実施形態の振動波モータ１０の可動部材１０６が移動範囲のＸ方向の移動端に位置する状態を示す平面図である。なお、図３（Ｂ）は、実施形態とは異なる構成を有する比較例を示す平面図であり、図３（Ａ）、（Ｂ）では、いずれも加圧部材１０４、緩衝部材１１４、弾性板１１５、加圧板１１６の記載が省略されている。図４は、実施形態における第１の当接面１０５ａと第２の当接面１０６ｂの位置を示す側面図であって、ベース部材１０９の記載が省略されている。
【００１８】
保持部材１０５には、第１の規制部１０９ａと当接する第１の当接面１０５ａが設けられている。また、可動部材１０６には、第２の規制部１０９ｂと当接する第２の当接面１０６ｂが２つ設けられている。振動子１００と摩擦部材１０３の相対移動において、第１の当接面１０５ａが第１の規制部１０９ａに当接し、第２の当接面１０６ｂが第２の規制部１０９ｂに当接することで振動子１００と摩擦部材１０３の相対移動する移動範囲が規定される。第１の規制部１０９ａ及び第２の規制部１０９ｂは、移動範囲の移動端において保持部材１０５の第１の当接面１０５ａ及び可動部材１０６の第２の当接面１０６ｂに略同時に当接するように設けられている。なお、第１の規制部１０９ａ及び第２の規制部１０９ｂは、本発明の規制部を構成し、該規制部は、第３の保持部材（ベース部材１０９）に備えられている。
【００１９】
図４を参照すると、第１の当接面１０５ａは、Ｘ方向から見たときに摩擦部材１０３をベース部材１０９に固定するための固定ビス１１０と重なる位置に設けられている。第２の当接面１０６ｂは、Ｘ方向から見たときに第１の当接面１０５ａに対してＹ方向にずれた位置に設けられている。そして、第１の当接面１０５ａと第２の当接面１０６ｂは、加圧部材１０４が振動子１００を加圧する加圧方向において少なくとも一部が重複するように設けられている。言い換えると、第１の当接面１０５ａと第２の当接面１０６ｂは、加圧部材１０４が振動子１００を加圧する加圧方向と直交する所定の平面内にそれぞれの少なくとも一部が位置するように設けられている。このような構成により、第１の当接面１０５ａと第２の当接面１０６ｂを加圧方向に並べて配置した場合と比較して、加圧方向に大型化することなく構成することができる。
【００２０】
また、図３（Ａ）を参照すると、加圧方向から見たときに相対移動の方向において、第２の当接面１０６ｂは第１の当接面１０５ａよりも振動子１００から離れた位置に設けられている。すなわち、振動子１００のＸ方向の中心から第１の当接面１０５ａまでの距離Ｌ１に対して、振動子１００のＸ方向の中心から第２の当接面１０６ｂまでの距離Ｌ２の方が大きい。このような構成にすることで振動波モータ１０の移動方向の寸法ＬＡを小型化することができる。
【００２１】
以下に、実施形態とは異なる構成の比較例と比較して、本発明の構成が小型化できることを説明する。ベース部材１０９には、摩擦部材１０３を固定ビス１１０によって固定するためのビス穴１０９ｃを設ける必要がある。このため、ベース部材１０９のビス穴１０９ｃの近傍は肉厚を確保し、Ｘ方向の厚さを厚くする必要がある。前述の通り、第１の当接面１０５ａは相対移動の方向から見たときに、固定ビス１１０と重なり合うように設けられているため、第１の当接面１０５ａと当接する第１の規制部１０９ａでは肉厚を厚くする必要がある。また、第２の規制部１０９ｂはビス穴１０９ｃから離れた位置にあるため、第１の規制部１０９ａと比較して肉厚を薄くすることができる。このため、距離Ｌ２が距離Ｌ１よりも大きくなるようにすることができる。
【００２２】
一方、図３（Ｂ）は、振動子１００のＸ方向の中心から第１の当接面９０５ａまでの距離Ｌ１’と振動子１００のＸ方向の中心から第２の当接面９０６ｂまでの距離Ｌ２’が等しくなるように構成した実施形態とは異なる比較例を示す平面図である。この比較例においても、ベース部材９０９のビス穴９０９ｃの近傍は肉厚を確保し、Ｘ方向の厚さを厚くする必要がある。しかしながら、距離Ｌ２’と距離Ｌ１’が等しい構成となっているためベース部材９０９のＸ方向の厚さを全体的に厚くしなくてはならないので、装置がＸ方向に大きくなってしまう。図３（Ａ）に示す実施形態の振動波モータ１０では、ベース部材１０９のビス穴１０９ｃ近傍は肉厚を確保しつつ、相対移動の方向の寸法ＬＡを小型化することができる。すなわち、距離Ｌ２が距離Ｌ１よりも大きい場合の相対移動の方向の寸法ＬＡは、距離Ｌ２’と距離Ｌ１’が等しい場合の相対移動の方向の寸法ＬＢよりも小さくできる。
【００２３】
次に、本発明の実施形態によって得られる効果について従来の構成と比較して説明する。従来の振動波モータとして、特許文献１の図２に示される振動波モータでは、基台と振動子支持部材は転動部材を介して連結されており、転動部材を付勢部材で移動方向に付勢することによって移動方向にガタがなく連結されている。振動子の移動範囲は振動子支持部材がユニット支持部材と当接することで規定される。振動子支持部材がユニット支持部材に当接したときに、基台はユニット支持部材と当接しない。このため、例えば振動子支持部材がユニット支持部材に当接した状態で振動子が移動方向に移動しようと駆動力を発生した場合に、振動子の駆動力が付勢部材の付勢力を上回ると付勢部材が圧縮されて基台と振動子支持部材とに相対的なズレが発生する。このように、振動子や基台に力が生じて基台と振動子支持部材との間に相対的なズレが発生すると振動波モータの特性が低化するおそれがあった。
【００２４】
一方、実施形態の振動波モータ１０では、振動子１００と摩擦部材１０３の相対移動の移動範囲の移動端において、保持部材１０５が第１の規制部１０９ａに、可動部材１０６が第２の規制部１０９ｂに略同時に当接するように構成されている。このため、図３（Ａ）において振動子１００や保持部材１０５に＋Ｘ方向の力が生じた場合にも移動範囲の移動端において保持部材１０５がベース部材１０９と当接しているため保持部材１０５は＋Ｘ方向に移動しない。すなわち、保持部材１０５と可動部材１０６との間に相対的なズレが生じないため、振動波モータ１０の特性が低化しない。
【００２５】
以上説明したとおり、実施形態では振動子１００と摩擦部材１０３の移動範囲の移動端において、保持部材１０５及び可動部材１０６は、それぞれ第１の規制部１０９ａ及び第２の規制部１０９ｂに略同時に当接するように構成されている。この結果、保持部材１０５と可動部材１０６との間に相対的なズレによる振動波モータ１０の特性の低化の抑制を達成することができる。また、振動波モータ１０の移動方向の寸法ＬＡを小型化することができる。
【００２６】
なお、実施形態では、保持部材１０５及び可動部材１０６は、それぞれ第１の規制部１０９ａ及び第２の規制部１０９ｂに略同時に当接するような構成である。しかしながら、保持部材１０５と可動部材１０６の一方が先に当接した後に所定量のズレが生じた際に保持部材１０５と可動部材１０６の他方が当接する構成であってもよい。保持部材１０５及び可動部材１０６が第１の規制部１０９ａ及び第２の規制部１０９ｂに略同時に当接すると保持部材１０５と可動部材１０６との相対的なズレは０となるが、加工や組立の誤差を考慮すると相対的なズレを０とするのは困難である。保持部材１０５と可動部材１０６との相対的なズレは例えば０．２ｍｍ程度であれば振動波モータ１０の特性には影響しない。このため、保持部材１０５と可動部材１０６の一方が先に当接した後、０．２ｍｍ程度のズレが生じた際に保持部材１０５と可動部材１０６の他方が当接するような構成であってもよい。
【００２７】
また、従来の構成において、例えば基台と振動子保持部材がユニット支持部材に０．２ｍｍ以下のズレで当接するように構成することで振動波モータの特性の低化を抑制することができる。ただし、振動子支持部材が先にユニット支持部材に当接すると、当接した箇所を中心にＹ軸周りの不要なモーメントが発生する。このモーメントにより振動子が摩擦部材に対して浮き上がる方向もしくは押し付けられる方向に力が加わると振動子と摩擦部材の接触状態に影響し、振動波モータの特性が低化してしまうことが懸念される。一方、実施形態では、第２の当接面１０６ｂが第１の当接面１０５ａに対してＹ方向にずれた２箇所に設けられている。このため、可動部材１０６がベース部材１０９に当接した際には第２の当接面１０６ｂの２箇所が当接しているため不要なモーメントが生じることがなく、従って従来の構成における特性の低化が生じることもない。なお、第２の当接面１０６ｂが１箇所であっても、Ｙ軸周りの不要なモーメントが発生するおそれがあるものの、従来の構成と比較すると、振動子や基台に力が生じて基台と振動子支持部材との間に相対的なズレが発生することを抑制することができる。
【００２８】
（適用例）
図５は、実施形態の振動波モータ１０を用いた駆動装置としてのレンズ駆動装置１の構成を示す断面図である。振動波モータ１０は不図示の部材に対してビス等の手段によって固定されている。レンズ１１はレンズ保持部材１２によって保持されており、レンズ保持部材１２と係合する２つのガイドバー１３によって光軸方向（Ｘ方向）に直進案内される。連結部材１４はレンズ保持部材１２と振動波モータ１０とを連結するための部材である。連結部材１４はレンズ保持部材１２に対して回転可能に保持されており、不図示の付勢手段によって可動部材１０６に設けられた球状の突起部である駆動力取り出し部１０６ａに対して付勢されている。この構成により、可動部材１０６とレンズ保持部材１２が連結されて光軸方向に一体的に移動する。前述の振動子１００と摩擦部材１０３の相対移動によって可動部材１０６とレンズ保持部材１２を光軸方向に移動することができ、すなわちレンズ１１を光軸方向に移動することができる。これら振動波モータ１０、レンズ１１、レンズ保持部材１２、ガイドバー１３、連結部材１４によって本件のレンズ駆動装置１が構成される。なお、振動波モータ１０を用いた駆動装置としてレンズ駆動装置１を説明したが、振動波モータ１０により移動させる被駆動部材はレンズ１１に限定されず、撮像素子を移動させる撮像装置など、モータにより被駆動部材を移動させる駆動装置に本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１        レンズ駆動装置
１０      振動波モータ
１１      レンズ
１００    振動子
１０１ａ  突起部
１０３    摩擦部材
１０４    加圧部材
１０５    保持部材（第１の保持部材）
１０５ａ  第１の当接面
１０６    可動部材（第２の保持部材）
１０６ｂ  第２の当接面
１０９    ベース部材（第３の保持部材）
１０９ａ  第１の規制部（規制部）
１０９ｂ  第２の規制部（規制部）
１１０    固定ビス（固定手段）
【図１】
2019195233.tif 000003
【図２】
2019195233.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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