(57)【要約】【課題】発生した摺動摩耗粉が機構部や撮像光学系内部などに入り込み品質問題を起こさない高品質な超音波モータを提供する。【解決手段】この超音波モータは、突起部を有し、電圧を印加することで振動を発生する振動子と、突起部と接触する接触面を有する摺動部材と、を備える。振動子は、振動が発生することで、摺動部材に対して相対移動し、前記突起部と前記接触面が摺動する。摺動部材は、摺動により振動子との接触面で発生した摩耗粉を磁気吸着保持するように磁化されている。【選択図】  図１
2016025806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起部を有し、電圧を印加することで振動を発生する振動子と、
前記突起部と接触する接触面を有する摺動部材と、
を備え、
前記振動子は、前記振動が発生することで、前記摺動部材に対して相対移動し、前記突起部と前記接触面が摺動し、
前記摺動部材は、前記摺動により前記振動子との接触面で発生した摩耗粉を磁気吸着保持するように磁化されている
ことを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】
前記摺動部材は、前記突起部よりも硬度が低い部材であり、
前記摩耗粉は、前記相対移動により前記摺動部材が摩耗することにより発生する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。
【請求項３】
前記振動子は、非磁性体であり、
前記摺動部材は、磁性体に着磁して磁化される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波モータ。
【請求項４】
前記摺動部材は、前記接触面の平面に対して前記振動子の摺動方向と直交方向に着磁して磁化される
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波モータ。
【請求項５】
前記摺動部材は、光軸方向から見て、前記振動子との接触面を中心として外側にいくほど、磁気が強くなるように磁化される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波モータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の超音波モータを備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータに関し、具体的には、振動子に発生する超音波振動によって、振動子と振動子に摩擦接触する摺動部材が相対移動する超音波モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影装置では、フォーカシングやズーミングの駆動源に電磁型モータよりすぐれた超音波モータが用いられている。超音波モータは、圧電素子等により励振される振動子を摺動部材に圧接することで、両者間に発生する摩擦力により駆動するモータである。このモータでは、振動子と摺動部材の摺動による摺動摩耗粉が発生し、これが機構部や撮像光学系内部などに入り込み品質不良を引き起こす恐れがある。
【０００３】
例えば、特許文献１では、摺動部材の振動子との接触部に球面形状の複数の突起部を設け、接触面積を減らすことで発生する摺動摩耗粉の量を減らしている。さらに、この突起部の周辺に磁石を装着し発生した摺動摩耗粉を吸着して摺動摩耗粉の飛散防止を行っている。これにより密閉構造無しにモータ部から外部への摺動摩耗粉の飛散を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１-２９５８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、摺動摩耗粉の発生部である突起部の球面形状部から、これを吸着する磁石との間に間隔がある。そのため、摺動摩耗粉を磁石吸着するためには突起部の球面形状部からいったん離れた摺動摩耗粉を磁気吸着する必要がある。この場合、突起部の球面形状部から離れた摺動摩耗粉が何らかの理由で拡散して、機構部や撮像光学系内部などに入り込む可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、発生した摺動摩耗粉が機構部や撮像光学系内部などに入り込み品質問題を起こさない高品質な超音波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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の超音波モータは、突起部を有し、電圧を印加することで振動を発生する振動子と、前記突起部と接触する接触面を有する摺動部材と、を備え、前記振動子は、前記振動が発生することで、前記摺動部材に対して相対移動し、前記突起部と前記接触面が摺動し、前記摺動部材は、前記摺動により前記振動子との接触面で発生した摩耗粉を磁気吸着保持するように磁化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発生した摺動摩耗粉が機構部や撮像光学系内部などに入り込まない高品質な超音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】超音波モータの構成を示す側面図である。
【図２】超音波モータの構成を示す図１におけるＡ−Ａ矢視での断面図である。
【図３】着磁された摺動部材の磁気回路図である。
【図４】超音波モータ付きレンズ鏡筒の構成を示す側部断面図である。
【図５】摺動摩耗粉が摺動部材へ付着した状態を示す図である。
【図６】図５におけるＢ矢視での摺動部材を示す図である。
【図７】摺動摩耗粉が摺動部材へ磁気吸着した摺動部材図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１１】
以下、図１〜７を参照して、本実施形態に係る摺動摩耗粉４２を摺動部材２に磁気吸着保持して飛散防止させる超音波モータの構成について説明する。まず、図１および図２を参照して、超音波モータの全体の構成について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１２】
本実施形態に係る超音波モータは、ユニットベース８を有し、該ユニットベース８には、摺動部材２とガイド部６が平行に取り付けられる。振動子保持部５には、ガイド部６をガイド受けするガイド受け部５ａが設けられる。ガイド部６には、振動子保持部５のガイド受け部５ａが取り付けられ、これにより、振動子保持部５を移動方向（摺動方向）６aに直線移動させることが可能になる。また、振動子保持部５には、振動子ホルダ４が取り付けられる。振動子ホルダ４は、駆動時に高周波駆動電圧が印加される圧電素子３と、圧電素子３に与える高周波駆動電圧により超音波振動が発生する振動板１を備える振動子１０１を有する。圧電素子３と振動板１は、例えば、接着剤で貼り付けされていてよい。また、振動板１には、振動突起部１ａが並んで２つ形成されている。
【００１３】
振動子保持部５の内部にある圧接部（不図示）は、振動子ホルダ４を摺動部材２に対して矢印７の方向に圧接している。振動子ホルダ４は、弾性部材であるので、圧接部により圧接されることで、変形する。そして振動子ホルダ４が変形することにより、これに取り付く振動板１に形成された振動突起部１ａが摺動部材２の摩擦接触面２ａに圧接する。
【００１４】
振動子１０１に超音波振動を発生させることにより振動突起部１ａと摺動部材２の摩擦接触による駆動力で、振動子１０１と摺動部材２が移動方向６ａに相対移動する。なお、本実施形態では、振動子１０１が移動し、摺動部材２が固定される構成としているが、これに限定しない。ここで、本実施形態において、振動板１は、耐摩耗性のある非磁性体のセラミック材料、ステンレス系の材料等の材料であるとする。また、摺動部材２は、磁性体のステンレス系の材料に焼入れし、振動板１の耐摩耗性より低くなるような硬度に硬化している材料であるとする。これにより、振動突起部１ａと摺動部材２が摩擦駆動し摺動することにより発生する摺動摩耗粉４２の発生量を減らしている。さらに、摺動部材２より振動突起部１ａの耐摩耗性を高くすることで、振動突起部１ａが削られることなく、摺動部材２が摺動で削れるようにしている。
【００１５】
次に、図３を参照して、摺動部材２の着磁と磁気回路について説明する。まず、摺動部材２を磁化させるために下記のような着磁がなされている。すなわち、摺動部材２は、摩擦接触面２ａの平面に対して、振動子１０１の摩擦駆動方向２ｂと直交方向の着磁方向１５に着磁される。これにより、摺動部材２は、着磁方向１５にＳ極１１とＮ極１２が構成され、Ｎ極１２からＳ極１１に磁力線１３が向かう（磁界の向き１４）磁気回路となっている。
【００１６】
ここで、本実施形態では、摺動部材２が磁化されることによる弊害を無くすために、摺動部材２に対して振動子１０１と一体で相対移動する周辺機構部である振動子ホルダ４と振動子保持部５をポリカーボネートなどの樹脂材料とする。また、ガイド受け部５ａをセラッミク材またはステンレス系の材料の非磁性体の材料とする。これにより、摺動部材２の磁気により振動子１０１およびその周辺機構が磁気吸引され摺動負荷が増えるのを防止している。
【００１７】
次に、図４を参照して、レンズ鏡筒のフォーカシングの駆動源に、超音波モータを用いた超音波モータ付きレンズ鏡筒の構成について説明する。超音波モータ付きレンズ鏡筒２１の撮像光学系レンズ構成は、被写体側から撮像側に向かって順番に、１群レンズ２２、２群レンズ２３があり、これらを保持する１、２群レンズ鏡筒２７が設けられる。次に、フォーカスレンズ２４があり、これを保持するレンズ移動枠２８が設けられる。そして、４群レンズ２５と５群レンズ２６があり、これを保持する４、５群レンズ鏡筒２９が設けられる。ここで、本実施形態では、１群レンズ２２、２群レンズ２３、４群レンズ２５、５群レンズ２６は、固定レンズである。フォーカスレンズ２４を保持するレンズ移動枠２８は、光軸４１方向に沿って前後移動し、そのガイドとなるメインガイドバー３０は、超音波モータ付きレンズ鏡筒２１の鏡筒内壁へ光軸４１に平行に取り付けられている。また、振動子保持部５が光軸４１方向に前後移動可能になるように、レンズ鏡筒２１の鏡筒内部にユニットベース８が取り付けられる。
【００１８】
振動子保持部５とレンズ移動枠２８は、連結部材３１で連結され、振動子１０１の駆動力をレンズ移動枠２８へ伝達することで、レンズ移動枠２８が光軸４１に沿って移動する。これにより、レンズ移動枠２８が保持するフォーカスレンズ２４が光軸４１方向に前後移動可能になる。なお、本実施形態では、ユニットベース８は、超音波モータの全体を覆う形状であり、連結部材３１が光軸４１方向に前後移動するために、切欠き部８aを有する。そのため、振動突起部１ａと摺動部材２の摺動で発生した摺動摩耗粉４２が飛散して、この切欠き部８aから撮像光学系へ入り込まないような対策が必要となる。
【００１９】
次に、図５〜７を参照して、超音波モータで発生した摺動摩耗粉４２を摺動部材２に磁気吸着保持し飛散防止させる動作について説明する。図５は、振動突起部１ａと摺動部材２の摺動で発生した摺動摩耗粉４２が摺動部材２に付着した状態の超音波モータを示す図である。図６は、図５の摺動摩耗粉４２が発生している状態の摺動部材２をＢの方向からみた側面図である。図７は、図５の摺動摩耗粉４２が発生している状態の摺動部材２を拡大して示す図である。
【００２０】
まず、図５に示すように、振動子１０１の移動方向６aへの摩擦駆動により振動突起部１ａと摺動部材２が相対的に摺動する。これにより、摺動摩耗粉４２が摺動部材２の摩擦接触面２ａ（摺動部２ｄ）に発生する（図５および図６を参照）。具体的には、摺動部材２より振動突起部１ａの耐摩耗性を高くすることで、摺動部材２が削れて、摺動摩耗粉４２が発生する。本実施形態では、図５〜７に示すように、摺動部材２は、磁化されているため、発生直後の磁性体である摺動摩耗粉４２が、摺動部材２の摩擦接触面２ａに直接磁気吸着する。図６に示すように、光軸方向から見て、摺動部材２は、磁気回路により、外側（すなわち、摩擦接触面２ａの両側の長手方向側部２ｃ）の磁気が最も強く、摩擦接触面２ａの中心（摺動部２ｄ）にいくほど磁気が弱くなるよう磁化されている（磁気強弱分布矢印４３）。そこで、摩擦接触面２ａの摺動部２ｄに発生した摺動摩耗粉４２が（例えば、振動子１０１の超音波振動により摺動部材２が振動して）順次、磁気の強い長手方向側部２ｃの方向へと移動し堆積保持される。
【００２１】
つまり、摩擦接触面２ａの摺動部２ｄに発生した摺動摩耗粉４２は、そのまま発生源である摺動部材２に磁気吸着保持されることで飛散が防止される。また、摺動部材２が磁化されて、摩擦駆動の移動側である振動子１０１およびその周辺機構部を磁気吸引し摺動負荷が増えるのを防止している。これにより、発生した摺動摩耗粉４２が飛散して、ユニットベース８にある切欠き部８aから撮像光学系へ入り込まない構成を、駆動精度に影響を与えない方法で実現している。
【００２２】
以上、本実施形態によれば、振動子の摩擦駆動により発生した摺動摩耗粉が撮像装置内の機構部や撮像光学系内部などに入り込みによる品質劣化を引き起こさない高品質な超音波モータを提供することができる。
【００２３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１ａ    突起部
２      摺動部材
２ａ    摩擦接触面
４２    摺動摩耗粉
１０１  振動子
【図１】
2016025806.tif 000003
【図２】
2016025806.tif 000004
【図３】
2016025806.tif 000005
【図４】
2016025806.tif 000006
【図５】
2016025806.tif 000007
【図６】
2016025806.tif 000008
【図７】
2016025806.tif 000009