(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と圧電素子とを有する振動子と、
該振動子と摩擦接触する摩擦部材と、
前記振動子を前記摩擦部材に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材と、
前記振動子と前記加圧部材の間に配置され前記加圧部材からの加圧力を前記振動子に伝達する加圧力伝達部材とを備え、
前記振動子に発生する楕円振動により、前記振動子と前記摩擦部材とが相対移動方向に相対移動する振動波モータにおいて、
前記加圧力伝達部材は、
前記加圧部材との接触部の近傍に設けられ、前記加圧部材を係合させる係合部と、
前記相対移動方向への移動を規制する第１の規制部と、
前記加圧部材による加圧方向と前記相対移動方向とに直交する方向への移動を規制する第２の規制部とを備え、
前記加圧力伝達部材は、前記加圧部材に対して回動可能に保持されることを特徴とする振動波モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の振動波モータにおいて、
前記振動子は、前記圧電素子に電気的に接合された配線基板を有し、
前記加圧力伝達部材の前記第１の規制部は、前記配線基板の引出部と対向する側に設けられることを特徴とする振動波モータ。
【請求項３】
請求項１に記載の振動波モータにおいて、
前記加圧力伝達部材の前記係合部は、前記加圧方向から見て前記振動子の中心に対応した前記加圧力伝達部材の上に設けられることを特徴とする振動波モータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動波モータにおいて、
駆動する対象物を連結した移動部材を更に備え、前記移動部材は、前記振動子、前記加圧力伝達部材、前記加圧部材を保持し、前記第２の規制部は、前記移動部材に設けられた穴部に係合することを特徴とする振動波モータ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動波モータにおいて、
前記振動子を保持する振動子保持部材を更に備え、前記第１の規制部は、前記振動子保持部材の側壁に形成された凹部に嵌合していることを特徴とする振動波モータ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動波モータにおいて、
前記振動波モータは、前記振動板が超音波振動する超音波モータであることを特徴とする振動波モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器などに適用される振動波モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の振動波モータは、周期的に（超音波）振動する振動子を摩擦部材に加圧し摩擦接触させることで、振動子と摩擦部材を相対移動させる技術が知られている。この振動波モータを直動型として構成し、撮影レンズの直動フォーカス駆動に用いた例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１２６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示された従来技術では、振動子を摩擦部材に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材を備え、振動子と加圧部材の間に加圧力を伝達するための加圧力伝達部材を設けている。この加圧力伝達部材を所定の方向に回動可能に保持することで、振動子の姿勢によらず均等な加圧が可能となっている。
【０００５】
しかしながら上述の従来技術では、加圧部材による加圧力の加圧方向を規制する構成が十分でないため、加圧部材と加圧力伝達部材の接触位置がずれてしまうという問題があった。接触位置にずれが生じると、振動子への均等な加圧ができなくなるため、振動波モータの特性が安定しないという新たな問題が生じていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、小型で安価な構成で安定した加圧が可能な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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の振動波モータは、
振動板と圧電素子とを有する振動子と、
該振動子と摩擦接触する摩擦部材と、
前記振動子を前記摩擦部材に摩擦接触させるための加圧力を発生する加圧部材と、
前記振動子と前記加圧部材の間に配置され前記加圧部材からの加圧力を前記振動子に伝達する加圧力伝達部材とを備え、
前記振動子に発生する楕円振動により、前記振動子と前記摩擦部材とが相対移動方向に相対移動する振動波モータにおいて、
前記加圧力伝達部材は、
前記加圧部材との接触部の近傍に設けられ、前記加圧部材を係合させる係合部と、
前記相対移動方向への移動を規制する第１の規制部と、
前記加圧部材による加圧方向と前記相対移動方向とに直交する方向への移動を規制する第２の規制部とを備え、
前記加圧力伝達部材は、前記加圧部材に対して回動可能に保持されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加圧部材と加圧力伝達部材の接触位置がずれることを防止したため、小型で安価な構成で安定した加圧が可能な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】
【０００９】
【図１】振動波モータの分解斜視図である。
【図２】図１における振動波モータをＸ軸に直交する平面で切断した断面図である。
【図３】振動子保持部材に、配線基板付きの振動子と加圧力伝達部材のみを組み込んだ状態を示す拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を適用した基本的な実施例を、添付図面を参照して以下、具体的に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示してある。以下説明する実施例は例示として説明するものであり、本発明を限定するものではないことは言うまでもない。
【００１１】
図１は、本発明の実施例における振動波モータの分解斜視図である。図２は、図１における振動波モータをＸ軸に直交する平面で切断した断面図である。図１及び図２において、ＸＹＺ座標系を図示のように定義したときに、図２は、図１における振動波モータを組み立てた状態で示す、Ｘ軸に直交する平面で切断した中央部分の断面図である。図１及び図２を用いて振動波モータの構造を説明する。なお、本発明において、図１に示すＹ軸方向が後述する加圧部材１１１による加圧方向で、Ｚ軸方向が後述する振動子１０３と摩擦部材１１３の相対移動方向となる。
【００１２】
図１において、振動波モータ１００は、振動板１０１と圧電素子１０２を備えた振動子１０３を備えている。振動板１０１と圧電素子１０２は、接着剤により固着された状態となっている。振動板１０１と圧電素子１０２とで振動子１０３を形成している。また、配線基板１０４は圧電素子１０２と電気的に接合されている。振動板１０１は、２つの突起部１０１ａ及び１０１ｂを備える。２つの突起部１０１ａ及び１０１ｂは、先端が後述する摩擦部材１１３の摩擦接触面１１３ａと摩擦接触する。
【００１３】
振動子保持部材１０５は、振動板１０１の両端で振動子１０３の全体を保持している。振動子保持部材１０５には転動部材１０６及び転動用バネ部材１０７が取りつけられる。後述する移動部材１１０は、転動部材１０６と転動用バネ部材１０７を介して、振動子保持部材１０５をＹ軸方向に移動することが可能で、Ｚ軸方向では振動子保持部材１０５をガタなく保持する。緩衝部材１０８は、圧電素子１０２に密着するように配置され、振動子１０３で発生する振動が緩衝部材１０８の上部に設けられた他の部材へ伝達することを防止している。
【００１４】
加圧力伝達部材１０９は、緩衝部材１０８の上部に配置される。加圧力伝達部材１０９は、自身の相対移動方向（Ｚ軸方向）への移動を規制する第１の規制部１０９ａと、加圧方向（Ｙ軸方向）と相対移動方向（Ｚ軸方向）と直交するＸ軸方向への移動を規制する軸状の２つの第２の規制部１０９ｂを備える。第１の規制部１０９ａは、加圧力伝達部材１０９のＸ軸方向の側面から突出し、第２の規制部１０９ｂは、加圧力伝達部材１０９の上面から後述の移動部材１１０の方向へ突出している。
【００１５】
また、加圧力伝達部材１０９の中央付近には後述する加圧部材１１１との接触部の近傍に設けられ、加圧部材１１１が係合する係合穴１０９ｃ（係合部）を備える。係合穴１０９ｃは、加圧方向から見て振動子１０３の中心に対応した加圧力伝達部材１０９の上に設けられる。なお、図２において係合穴１０９ｃは振動板１０１の２つの突起部１０１ａ及び１０１ｂの中間位置に設けられ、後述する加圧部材１１１からの加圧力を２つの突起部１０１ａ及び１０１ｂに均等に伝えるようになっている。
【００１６】
移動部材１１０は、振動子１０３、振動子保持部材１０５、加圧力伝達部材１０９と、後述する加圧部材１１１とを保持する。移動部材１１０は、各部材を保持する移動保持部１１０ａと、上部に設けられた移動板１１０ｂを備える。移動板１１０ｂは、溝形状を有する３つのガイド部１１０ｂ−１を有し、ガイド部１１０ｂ−１にはそれぞれ転動ボール１１０ｄがガイド部１１０ｂ−１内で転動可能に係合している。
【００１７】
加圧部材１１１は、振動子１０３を摩擦部材１１３へ加圧するための加圧力を発生する。加圧部材１１１は、図２に示すように加圧軸部１１１ａとバネ部１１１ｂ、固定軸部１１１ｃとから構成される。
【００１８】
カバー板１１２は、４本のビス１１２ａにより後述の筐体部材１１４に固定される。また、カバー板１１２は、移動板１１０ｂの３つのガイド部１１０ｂ−１に対応した位置に、ガイド部１１２ｂとガイド部１１２ｃを備える。そして、移動板１１０ｂとカバー板１１２のそれぞれのガイド部間に３つの転動ボール１１０ｄが挟持される構成となっている。
【００１９】
摩擦部材１１３は、振動板１０１の２つの突起部１０１ａ及び１０１ｂと摩擦接触するための摩擦接触面１１３ａを備える。そして、２本のビス１１３ｂにより摩擦部材１１３の両端を後述する筐体部材１１４に固定する。
【００２０】
筐体部材１１４は、カバー板１１２と摩擦部材１１３とを保持し、移動部材１１０を相対移動方向（Ｚ軸方向）に移動可能に案内する。
【００２１】
本発明の振動波モータ１００は、以上説明した部材で構成される。以下、加圧部材１１１の加圧の機構と加圧力伝達部材１０９の回動の機構について説明する。
【００２２】
図２において、加圧部材１１１は、加圧軸部１１１ａとバネ部１１１ｂ、固定軸部１１１ｃから構成される。このとき、固定軸部１１１ｃは移動保持部１１０ａにＹ軸と平行な軸を回転軸として回転しながら組み込まれる。そして、組み込み後はＹ軸プラス方向（図２において上方向）への移動が規制される。一方、加圧軸部１１１ａは、固定軸部１１１ｃの中央付近に形成された穴部１１１ｃ−１に爪部１１１ａ−１を変形させながら挿入される。挿入後、加圧軸部１１１ａは固定軸部１１１ｃの穴部１１１ｃ−１に対して嵌合状態となる。従って、加圧軸部１１１ａはＹ軸方向へ移動可能な状態で固定軸部１１１ｃに保持される。
【００２３】
バネ部１１１ｂは圧縮された状態で加圧軸部１１１ａと固定軸部１１１ｃに挟持される。これにより、加圧軸部１１１ａにはＹ軸方向のマイナス側（図２において下方向）に加圧力が発生することとなり、Ｙ軸方向が本発明における加圧方向となる。また、加圧軸部１１１ａの先端に形成された係合軸１１１ａ−２は、加圧力伝達部材１０９に形成された係合穴１０９ｃに挿入され、嵌合状態となる。従って、加圧軸部１１１ａは、固定軸部１１１ｃの穴部１１１ｃ−１と、加圧力伝達部材１０９の係合穴１０９ｃとの２か所で保持されることととなり、Ｙ軸方向への安定した加圧が可能となる。
【００２４】
次に、加圧力伝達部材１０９の２つの第２の規制部１０９ｂは、移動部材１１０の移動板１１０ｂに設けられた２つの穴部１１０ａ−１に挿入される。穴部１１０ａ−１は、図２におけるＺ軸方向に延在する長穴で形成される。従って、第２の規制部１０９ｂにより加圧力伝達部材１０９は、Ｘ軸方向（相対移動方向と加圧方向とに直交する方向）にのみ移動が規制される。一方、図１に示すように加圧力伝達部材１０９にはＺ軸方向（相対移動方向）への移動を規制する第１の規制部１０９ａも設けられている。この構成について、図３を用いて説明する。
【００２５】
図３は、振動子保持部材１０５に、配線基板１０４が付いた振動子１０３と加圧力伝達部材１０９のみを組み込んだ状態を示す拡大斜視図である。図３に示すように加圧力伝達部材１０９の第１の規制部１０９ａは、振動子保持部材１０５の側壁に形成された凹部１０５ａに嵌合している。従って、振動子保持部材１０５に対して、加圧力伝達部材１０９はＺ軸方向（相対移動方向）への移動を規制されている。このとき、移動部材１１０は、転動部材１０６と転動用バネ部材１０７を介して振動子保持部材１０５をＺ軸方向にガタなく保持しているため、移動部材１１０に対しても加圧力伝達部材１０９はＺ軸方向（相対移動方向）への移動を規制されていることになる。
【００２６】
なお、配線基板１０４は、振動子保持部材１０５の側部に設けられた凹状の引出部１０５ｂを通して引き出されている。このとき引出部１０５ｂは、第１の規制部１０５ａと対向する位置に設けられている。これにより、凹部１０５ａと引出部１０５ｂを別々の位置に設けることができるため、振動子保持部材１０５の強度が向上する。
【００２７】
また、係合穴１０９ｃは、加圧力伝達部材１０９の中心に設けられている。加圧力伝達部材１０９の裏面側には緩衝部材１０８を介して振動子１０３が保持されている。したがって、係合穴１０９ｃはＹ軸方向（加圧方向）から見て振動子１０３の中心に設けられている。この係合穴１０９ｃには加圧軸部１１１ａの係合軸１１１ａ−２が嵌合し、この位置に加圧力が発生するため、常に振動子１０３の中心に加圧力が働くこととなる。そうすることで、図２に示すように振動板１０１の２つの突起部１０１ａ及び１０１ｂに均等な加圧力を発生することができ、安定した加圧を実現している。
【００２８】
以上のような構成で、加圧力伝達部材１０９は、Ｘ軸方向（相対移動方向と加圧方向とに直交する方向）とＺ軸方向（相対移動方向）への移動は規制され、Ｙ軸方向（加圧方向）にのみ自由度がある状態で保持されている。このとき、加圧力伝達部材１０９の係合穴１０９ｃと加圧軸部１１１ａの係合軸１１１ａ−２は、わずかな隙間をもって嵌合する状態となっている。また、嵌合長も図２の寸法ｄで示すように短く設定してあり、係合軸１１１ａ−２の先端が緩衝部材１０８の上面に接触することがない。従って、加圧力伝達部材１０９は、係合穴１０９ｃを中心に図２に示す矢印Ｂ方向に回動可能となっている。また、振動子保持部材１０５も転動部材１０６と転動用バネ部材１０７を介して移動部材１１０に保持されているため、Ｙ軸方向（加圧方向）の移動のみならず、図２に示す矢印Ｂ方向に回動可能となっている。
【００２９】
よって、カバー板１１２と摩擦部材１１３に製造誤差などにより傾きが生じても、振動子１０３と摩擦部材１１３の摩擦接触状態を良好に維持することが可能となる。また、摩擦部材１１３の摩擦接触面の平面性が悪い場合でも、同様に良好な接触状態を維持することができる。例えば、図２において摩擦部材１１３がカバー板１１２に対して右上がりに傾いた場合にも、振動子１０３と振動子保持部材１０５が同時に反時計まわりに回動して右上がり状態となり、それに合わせて緩衝部材１０８と加圧力伝達部材１０９も反時計まわりに回動する。これにより、振動板１０１の２つの突起部１０１ａ及び１０１ｂは、均等の加圧力で摩擦部材１１３と摩擦接触することになり、安定した加圧を実現することができる。
【００３０】
また、加圧力伝達部材１０９は、Ｚ軸方向（相対移動方向）への移動を第１の規制部１０９ａで規制されており、Ｘ軸方向（相対移動方向と加圧方向とに直交する方向）への移動を第２の規制部１０９ｂにて規制されている。このような状態で、加圧力を発生する加圧軸部１１１ａの係合軸１１１ａ−２が加圧力伝達部材１０９の係合穴１０９ｃに嵌合している。従って、加圧力伝達部材１０９と加圧軸部１１１ａの加圧力を伝達する接触位置は、加圧力伝達部材１０９の回動によってずれない。このため、常に加圧力伝達部材１０９の中心に加圧力を伝達することが可能となるため、２つの突起部１０１ａ及び１０１ｂに伝達される加圧力も均等となる。
【００３１】
以上のような構成を有する本発明の振動波モータ１００は小型で安価な構成で安定した加圧を実現している。更に、圧電素子１０２に配線基板１０４を介して駆動信号を与えることで所定の周期の楕円振動を突起部１０１ａ及び１０１ｂの先端に発生させる。そして、この突起部１０１ａ及び１０１ｂを摩擦部材１１３に摩擦接触させることで駆動力を発生させ、移動部材１１０を中心とした部材がＺ軸方向に移動する。この移動部材１１０に駆動する対象物を連結することで直動駆動を実現することができる。
【００３２】
なお、本発明では直動駆動の振動波モータを例に説明したが、回転型の振動波モータにも適用できることは言うまでもない。また、振動波モータは、例えば振動板が超音波振動する超音波モータである。
【符号の説明】
【００３３】
１０３          振動子
１１３          摩擦部材
１１１          加圧部材
１０９          加圧力伝達部材
１００          振動波モータ
１０９ｃ        係合部
１０９ａ        第１の規制部
１０９ｂ        第２の規制部
１０４          配線基板
１０５ｂ        引出部
【図１】
0006489940.tif 000002
【図２】
0006489940.tif 000003
【図３】
0006489940.tif 000004