(57)【要約】【課題】駆動時の雑音の発生を抑え、他の部品への振動の影響を抑えた振動モータを提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するため、振動体を振動させ、当該振動体を被駆動体に圧接させて振動体の振動を伝えて駆動力とする振動モータであって、ベース部材と、当該ベース部材に取り付けられ、一端側の側面に突形状の出力部を有し、当該出力部を被駆動体に当接配置させる振動体と、当該ベース部材に取り付けられ、前記振動体の他端側の側面において、振動体を被駆動体側に押圧する与圧機構とを備え、当該ベース部材と与圧機構との間に防振用部材が配置されたことを特徴とする振動モータを採用した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体を振動させ、当該振動体を被駆動体に圧接させて振動体の振動を伝えて駆動力とする振動モータであって、
ベース部材と、
当該ベース部材に取り付けられ、一端側の側面に突形状の出力部を有し、当該出力部を被駆動体に当接配置させる振動体と、
当該ベース部材に取り付けられ、前記振動体の他端側の側面において、振動体を被駆動体側に押圧する与圧機構とを備え、
当該ベース部材と与圧機構との間に防振用部材が配置されたことを特徴とする振動モータ。
【請求項２】
前記防振用部材は、低軟度のプラスチック、シリコン系部材、ゴム系部材、のいずれかからなる緩衝材である請求項１に記載の振動モータ。
【請求項３】
前記与圧機構は、与圧源と、当該与圧源から前記振動体への押圧力を伝達する与圧伝達部とを備え、
当該与圧伝達部は、支軸を介してベース部材に取り付けられ、
当該与圧源近傍において与圧伝達部とベース部材との間に防振用部材が配置された請求項１又は請求項２に記載の振動モータ。
【請求項４】
前記与圧機構は、与圧源と、当該与圧源から前記振動体への押圧力を伝達する与圧伝達部とを備え、
当該与圧機構の与圧源側の端部がベース部材に取り付けられ、
当該与圧機構の与圧源側の端部と、ベース部材との間に防振用部材が配置された請求項１〜請求項３のいずれかに記載の振動モータ。
【請求項５】
レンズを光軸方向に移動させる駆動源として、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の振動モータを備えることを特徴とするレンズ駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、振動体を振動させ、当該振動体を被駆動体に圧接させて振動体の振動を伝えて駆動力とする振動モータ及びこの振動モータを用いてレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
可動機構を備える各種装置の駆動源の一つに振動モータがある。振動モータは、出力部を有する振動体を振動させて、出力部において楕円等の回転運動を発生させ、当該出力部を被駆動体に圧接させ、両者間の摩擦力により被駆動体へ動力を伝達するものである。振動モータの中でも超音波モータは、低速高トルクを実現可能であり、静粛性に優れ、小型軽量化に適しているといった特徴があり、例えば、カメラのオートフォーカス機能や、走査型電子顕微鏡等、精密な位置決めが要求される可動機構の駆動源として用いられている。
【０００３】
特許文献１には、光学系駆動装置に用いる振動モータが開示されている。また、本件出願人は、振動モータの設置面積を小さくし、小型化に貢献する特許文献２に開示の振動モータユニットを提案した。この特許文献１及び特許文献２に開示されているように、カメラ等の光学系駆動装置に振動モータを用いる場合、限られたスペースに振動モータ及び駆動力伝達機構を配置する必要があり、小型且つ駆動効率に優れた振動モータが検討されてきた。
【０００４】
図４は、振動モータの振動体と被駆動体との関係を示す図である。図４に示すように、振動モータは、振動体１００に有する出力部１０１において発生する回転運動を被駆動体２００に伝達するためには、出力部１０１を被駆動体２００に圧接させる必要がある。そこで、振動モータには、振動体１００を被駆動体側２００側に押圧するための与圧機構を備える。与圧機構は、振動体１００の出力部１０１を有する側面１０２とは反対の側面１０３から押圧することにより、振動体１００を被駆動体２００に圧接させる。この際、被駆動体２００への駆動力の伝達を安定させるためには、被駆動体２００と出力部１０１との当接部分と同一直線上において、図４の矢印の方向から押圧力が作用することが望ましい。
【０００５】
しかし、振動モータをレンズの駆動機構として用いる場合、設置場所に制約があるため、与圧機構を、被駆動体２００及び出力部１０１との当接部分と同一直線上に直列に配置することが困難となる。そのため、特許文献１の加圧部材では、ベース部材に形成された貫通穴の外縁部に略沿うように屈曲した形状の加圧力伝達部材を用いている。また、特許文献２の与圧機構では、基礎部材の第１面に振動子を配置し、第二面に与圧機構を配置し、与圧ガイドを介して、与圧機構の付勢力を伝達させる機構を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４１８２５８８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０６９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
振動モータは、駆動時における振動体の振動は、出力部の駆動のみに作用することが望ましい。しかし、振動体を保持する部品等を介して、振動体周辺の部品にも振動が僅かに伝わることは避けられない。振動体の振動が周辺の部品に伝播すると、共振現象が発生して音が発生する場合がある。本来、振動モータは、駆動原理的には稼働時の静音性が特徴の一つであるため、振動モータを用いる駆動機構には静音設計が望まれる。そのため、振動モータにおいて、共振現象に起因する雑音を抑制することが望まれていた。
【０００８】
また、振動モータを構成する部品には、駆動時の振動体の振動が振動体周辺の部品にも僅かな振動が伝わる結果、長期間の使用により、部品にがたつきが生じ、与圧機構の作動状態に影響が生じる。
【０００９】
そこで、本件発明は、駆動時の雑音の発生を抑え、他の部品への振動の影響を抑えた振動モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下の振動モータを採用することで上記課題を達成するに到った。
【００１１】
本件発明に係る振動モータは、振動体を振動させ、当該振動体を被駆動体に圧接させて振動体の振動を伝えて駆動力とする振動モータであって、ベース部材と、当該ベース部材に取り付けられ、一端側の側面に突形状の出力部を有し、当該出力部を被駆動体に当接配置させる振動体と、当該ベース部材に取り付けられ、前記振動体の他端側の側面において、振動体を被駆動体側に押圧する与圧機構とを備え、当該ベース部材と与圧機構との間に防振用部材が配置されたことを特徴とする。
【００１２】
本件発明に係る振動モータは、前記防振用部材は、低軟度のプラスチック、シリコン系部材、ゴム系部材、のいずれかからなる緩衝材であることがより好ましい。
【００１３】
本件発明に係る振動モータでは、前記与圧機構は、与圧源と、当該与圧源から前記振動体への押圧力を伝達する与圧伝達部とを備え、当該与圧伝達部は、支軸を介してベース部材に取り付けられ、当該与圧源近傍において与圧伝達部とベース部材との間に防振用部材が配置されたものがより好ましい。
【００１４】
本件発明に係る振動モータは、前記与圧機構は、与圧源と、当該与圧源から前記振動体への押圧力を伝達する与圧伝達部とを備え、当該与圧機構の与圧源側の端部がベース部材に取り付けられ、当該与圧機構の与圧源側の端部と、ベース部材との間に防振用部材が配置されるものがより好ましい。
【００１５】
本件発明に係るレンズ駆動機構は、レンズを光軸方向に移動させる駆動源として、上記の振動モータを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本件発明に係る振動モータは、ベース部材と与圧機構との間に防振用部材を配置したことにより、駆動時の静音性を格段に向上させることができる。また、ベース部材を介して与圧機構に伝播する振動体の振動に起因する微振動の影響を抑制し、与圧機構の動作を適切な状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本件発明に係る振動モータの一実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示す振動モータのベース部材と与圧機構の構成を示す部分平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図４】振動モータの振動体と被駆動体との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る振動モータ及びレンズ駆動機構の好ましい実施の形態を説明する。
【００１９】
本件発明に係る振動モータは、振動体を振動させ、当該振動体を被駆動体に圧接させて振動体の振動を伝えて駆動力とするものであり、ベース部材に取り付けられた振動体と与圧機構とを備える。そして、本件発明に係る振動モータは、ベース部材と与圧機構との間に防振用部材が配置されたことを特徴とする。
【００２０】
図１は、撮像用レンズの駆動機構として、本件発明に係る振動モータをレンズの外周側に配置した例を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１及び図２に示すように、振動モータ１の振動体２は、その一方側の側面２ａに有する出力部２１が被駆動体３に当接する位置に配置され、他方の側面２ｂには与圧機構５が当接配置される。被駆動体３及び与圧機構５は、それぞれベース部材４に取り付けられ、振動体２は、ベース部材４に取り付けられた振動体ホルダ１０に保持される。
【００２１】
被駆動体３は、振動体２の出力部２１から伝達された運動に基づき駆動される可動部材である。図１及び図２に示す例では、外形状が略円柱状の駆動伝達部３１が固定軸３２を中心に回転可能にベース部材４に取り付けられる。この駆動伝達部３１に、振動体２の出力部２１が圧接され、出力部２１が所定の運動をすると、出力部２１と駆動伝達部３１との摩擦力により、駆動伝達部３１が回転する。駆動伝達部３１に付随して回転する駆動力出力部３３に、図示しないレンズ移動機構が接続されることによりレンズ移動機構の駆動源として作用する。なお、被駆動体３は、振動モータ１から直接駆動される駆動対象物自体であってもよいし、駆動対象物に駆動力を伝達する間接部材であっても良い。
【００２２】
本実施の形態では、振動体１は圧電素子からなる略直方体形状のものを用いた。そして、振動体２は、一端側の側面２ａに突形状の出力部２１を有する。この出力部２１は被駆動体３に当接配置させる。圧電素子を用いた振動モータの場合、出力部２１において所定の規則的な運動に変換されるように、圧電素子の形状、電圧を印加する場所、印加電圧の量や周期等を調節して圧電素子に振動を生じさせる。本実施の形態では、出力部２１において楕円の回転運動が生じる構成とした。
【００２３】
振動体ホルダ１０は、振動体２が振動可能な状態にして振動体２を保持する。また、振動体２は、出力部２１側の側面２ａと、その他方の側面２ｂとが露出した状態で振動体ホルダ１０で保持される。本実施の形態では、振動体２の長さ方向の側面２ｃ，２ｄ及び上下面の数カ所にある振動体２の振動の節となる位置において、振動体２を保持する構成とした。図１に示すように、この振動体２の出力部２１は、被駆動体３の固定軸３２の中心を通る仮想直線Ｌ上において、被駆動体３の駆動伝達部３１の外周面に当接した状態で振動体ホルダ１０に保持される。本明細書では、この被駆動体３の固定軸３２の中心を通る仮想直線Ｌは、振動体２から被駆動体３に駆動力を伝達する際の基準線Ｌと呼ぶ。
【００２４】
次に、与圧機構５は、振動体２の他端側の側面２ｂにおいて、振動体２を被駆動体３側に押圧する。与圧機構５は、図１及び図２に示すように、与圧源７と、与圧伝達部５１と、与圧補正部８とを備え、振動体２の出力部２１とは反対側の側面２ｂ側に配置される。与圧源７はスプリングコイル、ゴム、板状バネ等の弾性材からなる。本実施の形態では、与圧源７としてコイルスプリングを用い、振動体２とは離間し、コイルスプリングの伸縮方向が基準線Ｌと平行となる位置に配置され、一方の端部７１がベース部材４に固定され、他方の端部７２は与圧伝達部５１に接続される。
【００２５】
与圧機構５の与圧伝達部５１は、与圧源７の与圧力を振動体２側に伝達する部材である。図３（ａ）は、振動モータ１のベース部材４と与圧機構５の構成を示す部分平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。本実施の形態では、与圧伝達部５１は、支軸９を介してベース部材４に取り付けられ、支軸９を中心に回動可能なアーム状の部材である。そして、与圧伝達部５１は、与圧源接続部５２で与圧源７と接続することにより、与圧源接続部５２には矢印Ｂ方向に力が作用して支軸９を中心に回動し、与圧力を出力する側となる出力端部５３側が振動体２側に近付く方向に力が作用する。この結果、与圧機構５には、振動体２を被駆動体３側に押圧する力が生じる。
【００２６】
さらに、与圧機構５には、振動体２との当接位置に回動自在に設けられた与圧補正部８を備える。図１及び図２に示すように、与圧補正部８は、振動体２の他端側の側面２ｂと当接する平面部８１と、与圧伝達部５１に回動可能に係止される接続部８２とを有する。回転可能な与圧補正部８を、与圧伝達部５１と振動体２の側面２ｂとの間に配置することにより、振動体２の側面２ｂに対して、与圧伝達部５１の押圧力の角度を補正して振動体２に対して所定の角度で安定して押圧することができる。
【００２７】
そして、本件発明に係る振動モータ１は、与圧機構５とベース部材４との間に防振用部材６が配置される。振動モータ１における異音の発生は、振動モータ２の構成部品の共振によるものと考えられる。つまり、与圧機構５は、与圧源７の付勢力を用いて、振動体２を被駆動体３側に押圧するが、この際、与圧機構５の与圧伝達部５１（本実施の形態では、与圧補正部８）には、振動体２の側面２ｂから反作用を受け、振動体２の振動が振動体２から与圧機構５に僅かに伝わる。与圧機構５は、弾性力を有する与圧源７を備え、与圧伝達部５１が振動体２側に回動可能であることから、振動体２から受ける僅かな振動により、与圧機構５の構成部品が振動し易く、共振が発生するものと考えられる。そこで、与圧機構５とベース部材４との間に防振用部材６を配置して異音の発生を抑える構成とした。
【００２８】
防振用部材６は、低軟度のプラスチック、シリコン系部材、ゴム系部材、のいずれかからなる緩衝材である。また、防振用部材６は、与圧機構５とベース部材４との間に配置されれば良い。より好ましい形態としては、図３に示すように、与圧伝達部５１とベース部材４との間、及び／または、与圧源７とベース部材４との間に防振用部材６が配置される構成が挙げられる。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、与圧機構５を構成する与圧源７とベース部材４との間に、防振用部材６ａが配置される。具体的には、ベース部材４の一部が曲折して形成され、コイルスプリング７との係止部が設けられた与圧源取付部４１に、与圧源７としてのコイルスプリングの一方の端部７１が取り付けられる。このコイルスプリング７の一方の端部７１と、与圧源取付部４１との間に、防振用部材６ａが配置される。この防振用部材６ａは、例えば、取り付け時は粘度が低く、硬化後は弾性を有する弾性接着剤を用いて、与圧源取付部４１にコイルスプリング７の端部７１を接着させて防振用部材６ａとする方法が考えられる。この他、与圧源取付部４１をコイルスプリング７の端部７１の形状に対応する凹部又は凸部にし、この凹部又は凸部とコイルスプリング７の端部７１とを嵌合させる際、コイルスプリング７の端部７１と与圧源取付部４１との間に両者が係合可能に嵌め込まれるリング状の弾性材からなる防振用部材６ａを配置する構成が考えられる。
【００３０】
また、図３（ｂ）に示すように、ベース部材４に防振用部材６を挿入配置する孔４２を設け、当該孔４２に、防振用部材６ｂが与圧伝達部５１の一面に当接する位置まで防振用部材６ｂを挿入配置する構成であっても良い。この場合、防振用部材６ｂと与圧伝達部５１とは当接しているが、与圧伝達部５１が支軸９を中心とする回動方向への動作を妨げることは無く、防振用部材６ｂは、与圧伝達部５１の厚さ方向（図３（ｂ）における上下方向）への振動による共振を防ぐことができる。
【００３１】
なお、本件発明に係る振動モータは、図示した例の他、基準線Ｌ上に与圧機構を直列に配置可能な場合にも適用できる。つまり、与圧機構５が振動体２の他端側の側面２ｂに対して垂直な方向から与圧するように与圧機構５を配置しても、振動モータ１が可動している間は振動体２が振動しているので、与圧機構５とベース部材４との間に防振用部材６を配置すると、共振による異音の発生を抑えることができる。
【００３２】
次に、本件発明に係るレンズ駆動機構について説明する。本件発明に係るレンズ駆動機構は、レンズを光軸方向に移動させる駆動源として、図１に示すように、上述の振動モータ１を用いることを特徴とする。このように、レンズ駆動機構の駆動源として、本件発明に係る振動モータ１を備えると、振動体２の振動に伴う共振の発生を抑え、レンズ移動時の静音性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本件発明に係る振動モータは、部品の共振に伴う異音の発生を抑えるので、静音性に優れる。そのため、カメラ等の撮像装置のレンズ移動機構の駆動源の他、集音機能を備える装置等、静音性が求められる装置の駆動源として利用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・振動モータ
２・・・振動体
３・・・被駆動体
４・・・ベース部材
５・・・与圧機構
６・・・防振用部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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