JP6602037B2 - 駆動装置及びそれを有する光学装置 - Google Patents

Description

本発明は駆動装置に係り、特にリニア駆動型の超音波モータ（以下、リニア超音波モータと呼ぶ）に関するものである。

従来からリニア超音波モータにおいては、高周波電圧を圧電素子に印加することで、圧電素子が固定された超音波振動子を振動させている。超音波振動子の振動は、超音波振動子が加圧する摺動部材を駆動する。リニア超音波モータは小型であっても高出力を維持でき、また駆動効率を高めるための様々な工夫が考えられている。

例えば、特許文献１に開示されたリニア超音波モータでは、圧電素子を有する超音波振動子に被駆動部材と当接する２つの駆動子と、被駆動部材とベース部材との間に４つの転動部材とが設けられている。そして、被駆動部材の駆動方向において４つの転動部材は２つの駆動子の間に入らないような間隔で配置されている。

特開２００９−０１１０９９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたリニア超音波モータにおいては、被駆動部材の駆動方向において４つの転動部材が２つの駆動子の間に入らないような構成を維持するため、被駆動部材の駆動方向における転動部材の配置スパンを長くする必要があった。その結果、駆動方向におけるユニットの全長寸法が大きくなってしまうという問題があった。

本発明の目的は、上述の問題を解決するためになされたものであり、出力、駆動効率、及び量を減少させることなく、被駆動部材の加圧方向から見た際の投影面積を大きくする必要がないコンパクトな駆動装置としてのリニア超音波モータを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の駆動装置は以下のような構成としている。
複数の移動側案内部を有する移動部と、複数の移動側案内部に対向する複数の固定側案内部を有する基礎部と、移動部と基礎部とのいずれか一方に備えられていて、圧電素子を有する振動子と、移動部と基礎部との他方に備えられている摩擦部材と、移動部と基礎部との一方に備えられていて、振動子に加圧力を付与して振動子を摩擦部材に加圧接触させる加圧部と、複数の移動側案内部と複数の固定側案内部との間で挟持される複数の転動部とを備え、圧電素子で励起される振動により移動部が基礎部に対し複数の転動部を介して移動する移動方向に、複数の移動側案内部と複数の固定側案内部とが所定の長さで延在しており、複数の移動側案内部のうちの一対の移動案内部の移動方向と直交する方向における間隔内に、加圧部と複数の移動側案内部のうちの他の移動側案内部が位置付けられることを特徴とする。

本発明によれば、出力、駆動効率、及び駆動量を低減することなく、被駆動部材の加圧方向から見た際の投影面積を大きくする必要がないコンパクトな駆動装置としてのリニア超音波モータを得ることができる。

本発明による実施例１のリニア超音波モータであり、図１（ａ）は正面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。 本発明による実施例１のリニア超音波モータの分解斜視図である。 本発明による実施例１のリニア超音波モータユニットの正面図であり、図３（ａ）は中間位置にある移動部、図３（ｂ）は正側可動端にある移動部、図３（ｃ）は負側可動端にある移動部を示す。 本発明による実施例２のリニア超音波モータユニットの正面図である。 本発明による実施例３のリニア超音波モータユニットの正面図である。 本発明による実施例４のリニア超音波モータであり、図６（ａ）は正面図を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示す。 本発明による実施例４のリニア超音波モータの分解斜視図である。 本発明による実施例４のリニア超音波モータの正面図である。 本発明によるリニア超音波モータを搭載したレンズ鏡筒の断面図である。

以下、本発明の好適な実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお以下の説明では、デジタルカメラのレンズ鏡筒などを駆動するアクチュエータとしてユニット化されたリニア超音波モータを例に説明する。しかし本発明の使用用途はこれに限られたものではない。

また、以下の各実施例の説明において図面との関連において理解を容易ならしめるべく、振動子と摩擦部材との相対移動方向を「Ｘ軸」、加圧ばねにより振動子が摩擦部材に対して加圧される方向を「Ｚ軸」、Ｘ軸とＺ軸とに直交する方向を「Ｙ軸」と規定し、説明を行う。

図１は本発明の実施例１である駆動装置としてのリニア超音波モータを示し、図１（ａ）はＺ軸方面から見た正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
また、図２は図１で示されるリニア超音波モータの分解斜視図である。

本実施例におけるリニア超音波モータ１００は、Ｘ軸方向に長軸を有し、以下に述べる各部材により形成されている。圧電素子１０２が接着剤等により振動板１０１に固定されており、圧電素子１０２は電圧を印加することにより超音波振動を励起する。なお、振動板１０１と圧電素子１０２との接着は、接着されればその態様は限定されない。振動板１０１はさらに接触部１０１ａを備え、接触部１０１ａは後述する摩擦部材１１１に加圧を伴う加圧接触状態で接触している。振動子１０３は振動板１０１と圧電素子１０２とにより形成されている。振動板１０１と圧電素子１０２とが接着された状態において圧電素子１０２が超音波振動を発生することで、振動子１０３に共振現象が起こる。その結果、振動板１０１の接触部１０１ａに楕円運動が発生する。圧電素子１０２に印加される電圧の周波数や位相を変えることで、当該楕円運動の回転方向や楕円比を適宜変化させて所望の動きを得ることができる。

加圧機構保持部材１０４は、ＸＺ平面にバネ１０６を受け入れるための保持孔１０４ｆを備えている。バネ１０６の一方の端部は弾性部材１０５と接触している。バネ１０６の他方の端部は加圧機構保持部材１０４と接触している。当該保持孔１０４ｆにおいて、バネ１０６は加圧機構保持部材１０４と弾性部材１０５によって挟まれている。それにより、バネ１０６は伸縮が自在となり、Ｚ軸方向に加圧力を付与している。本実施例においては、加圧機構保持部材１０４、弾性部材１０５、バネ１０６により加圧部が構成されており、各構成要素の重心はＺ軸に平行な直線で結ぶことができる。

弾性部材１０５が圧電素子１０２とバネ１０６との間に配置されている。弾性部材１０５は、加圧部と圧電素子１０２との直接接触を妨げ、圧電素子１０２の損傷を防止している。

加圧機構保持部材１０４は、Ｖ型形状の断面を有する３つのＶ溝の移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを備えている。Ｖ溝の複数の移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃはＸ軸方向に所定の長さを有し、それぞれが転動部としての球形状の転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを受けている。本実施例では、加圧機構保持部材１０４の一対の移動側案内部１０４ｂと１０４ｃとのＹ軸方向における間隔内において、前記加圧部及び他の移動側案内部である１０４ａが配置されている。

一方、固定部としてのカバープレート１０９も複数の固定側案内部を有し、Ｘ軸方向に所定の長さとＶ型形状の断面とを有するＶ溝の固定側案内部１０９ａ、１０９ｃと、平面溝の固定側案内部１０９ｂとを備えている。Ｖ溝の固定側案内部１０９ａ、１０９ｃ及び平面溝の固定側案内部１０９ｂとＶ溝の移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃとは、それぞれ対向した位置に設けられている。そして複数の転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃがＶ溝の固定側案内部１０９ａ、１０９ｃ及び平面溝の固定側案内部１０９ｂにもそれぞれ受けられて、移動側案内部と固定側案内部との間で挟持される。それにより、加圧機構保持部材１０４は、カバープレート１０９に対しＸ軸方向に沿ってガタなく相対移動可能となっている。なお、移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃと固定側案内部１０９ａ、１０９ｃとはＶ型形状の断面を有するＶ溝には限定されない。転動部材の移動方向において転動部材を直進案内可能に挟持できれば他の形状であってもよい。

本実施例においては、カバープレート１０９の固定側案内部１０９ａ、１０９ｃをＶ溝とし、固定側案内部１０９ｂを平面溝として構成している。また、加圧機構保持部材１０４の移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃをＶ溝として構成している。しかし本実施例はこれには限られず、カバープレート１０９の固定側案内部１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ及び加圧機構保持部材１０４の移動側案内部１０４ａ、１０４ｃをＶ溝とし、移動側案内部１０４ｂを平面溝としてもよい。

また、本実施例においては、後述する駆動力伝達部１３０と係合する伝達部１０４ｇを、Ｖ溝の固定側案内部１０９ｃの近傍に配置している。これにより、駆動力伝達部１３０から外力が加わった際にも伝達部１０４ｇの近傍にＶ溝の固定側案内部１０９ｃが配置されているため被駆動体に生じるモーメント力を低減させることができる。

リニア超音波モータ１００はさらに地板１１０を備える。地板１１０はＸＺ平面に凹型形状を有し、Ｘ軸方向の両側に側壁１１０ｂ、１１０ｃと、それらのＺ軸方向の上面からなる固定部１１０ａとを有する。固定部１１０ａはネジ穴を有し、カバープレート１０９のネジ穴とそれぞれ対向している。そしてカバープレート１０９と地板１１０とはネジ１１２により互いに固定されるが、固定されればその態様は限定されない。また、地板１１０の底面側においては、摩擦部材１１１がＺ軸下方側より不図示のネジ等で固定されている。摩擦部材１１１は、振動板１０１の接触部１０１ａと接触しており、これらの間の摩擦により振動子１０３で生じる楕円運動を移動部１２０の駆動力としている。移動部１２０は当該駆動力により移動方向であるＸ軸方向に進退可能となっている。なお、地板１１０と摩擦部材１１１との固定は固定されればその態様は限定されない。本実施例においては、振動子１０３、加圧機構保持部材１０４、弾性部材１０５、バネ１０６より移動部１２０が形成されている。また、カバープレート１０９、ネジ１１２、地板１１０、及び摩擦部材１１１により基礎部が形成されている。

次に加圧部において発生する加圧力について述べる。バネ１０６の加圧力は弾性部材１０５を介し、振動子１０３を摩擦部材１１１に加圧する付勢力となる。そして、振動板１０１の接触部１０１ａは摩擦部材１１１に対し加圧された状態で接触する。一方、摩擦部材１１１からの加圧力の反力は、移動部１２０と転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃとを介し、カバープレート１０９で受けられている。この加圧接触状態において圧電素子１０２に電圧が印加されると、振動子１０３において発生したＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの共振による楕円運動が効率的に摩擦部材１１１へ伝達する。その結果、移動部１２０は、Ｘ軸方向に進退することができる。

上述した各部材が組込まれ、リニア超音波モータとしてユニット化される。

次に、図３を参照して基礎部に対する移動部１２０の相対動きの構成について述べる。図３は、図１（ａ）で示すリニア超音波モータ１００の正面図であり、Ｚ軸方向から見た図である。なお、説明を容易にするためカバープレート１０９を不図示としている。また以下において、加圧中心Ｆとはバネ１０６の中心軸であり、加圧部の各部材の重心はＺ軸に平行な直線で結ぶことができる。従って、加圧中心Ｆはバネ１０６による加圧力が一点に集中した場合の力点に一致する。

図においては、リニア超音波モータの移動部１２０の加圧機構保持部材１０４は、Ｙ軸方向の幅が基礎部の地板１１０のＹ軸方向の幅と略等しい。またＸＹ平面への投影において、加圧機構保持部材１０４は略四角形の形状を呈し、好適には、その対角線の交わる点と加圧中心Ｆとが一致する。さらに加圧機構保持部材１０４には、Ｘ軸と平行であり、その軸上で前記加圧中心Ｆが交差する移動側案内部１０４ａが設けられている。すなわち、加圧機構保持部材１０４では、Ｘ軸と平行に所定の長さで移動側案内部１０４ａが伸張している。好適には、加圧部の加圧方向と移動側案内部１０４ａの長手方向の軸線ａとが直交するように移動側案内部１０４ａが設けられている。一方、加圧中心Ｆを跨いだＹ軸方向の両反対側には、移動側案内部１０４ｂ、１０４ｃがＸ軸と平行に所定の長さで伸張してそれぞれ設けられている。本実施例においては、移動側案内部１０４ｂ、１０４ｃは、移動側案内部１０４ａよりＹ軸方向において等間隔に配置されている。

図３（ａ）では、移動部１２０が基礎部に対し可動範囲の中間位置にある。この時、転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃは、それぞれの移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのＸ軸方向の中間位置にある。そしてＸＹ平面への投影において、転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの中心を結んで形成される三角形Ｔ−１内に加圧中心Ｆが位置している。これにより、可動範囲の中間位置において加圧による反力を３つの転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃが安定して支持している。

図３（ｂ）では、図３（ａ）の中間位置に対し移動部１２０がＸ軸方向において正側の可動端である正側可動端に置かれている。加圧機構保持部材１０４はＸ軸方向正側に側壁１１０ｂと最初に当接する停止突起部１０４ｄを有する。よって、移動部１２０を中間位置からＸ軸の正方向に駆動させた場合、可動端としての停止突起部１０４ｄと可動端規制部としての側壁１１０ｂとが当接し、移動部１２０の可動端部を画定する。正側可動端においても、ＸＹ平面への投影において、転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの中心を結んで形成される三角形Ｔ−２内に加圧中心Ｆが位置している。従って、正側可動端の位置においても加圧による反力を３つの転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃが安定して支持している。

また、図３（ｃ）では、図３（ａ）の中間位置に対し移動部１２０がＸ軸方向において負側の可動端である負側可動端に置かれている。加圧機構保持部材１０４には、Ｘ軸方向負側に側壁１１０ｃと最初に当接する停止突起部１０４ｅが設けられている。よって、移動部１２０を中間位置からＸ軸の負方向に移動させた場合、可動端としての停止突起部１０４ｅと可動端規制部としての側壁１１０ｃが当接し、移動部１２０は可動端部を画定する。この時、図３（ｂ）と同様に、負側可動端においても、ＸＹ平面への投影において、３つの転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの中心を結んで形成される三角形Ｔ−３内に加圧中心Ｆが位置している。これにより、負側可動端の位置においても加圧による反力を３つの転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃが安定して支持している。

上述の通り、加圧中心Ｆ（加圧部の加圧点）は、一対の移動側案内部１０４ｂ、１０４ｃの移動方向と直交する方向における間隔内に配置され、かつ他の移動側案内部１０４ａも前記間隔内に配置している。これにより、移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの配置を加圧中心Ｆに近付けたとしても、移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのそれぞれの任意の一点を結んだ三角形の中に加圧中心Ｆが常に存在する配置を容易に設定できる。したがって、移動部１２０の可動範囲内において加圧中心Ｆが３つの転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの中心を結んで形成される三角形Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−３の範囲内となり、安定して支持することができる。また、好適には、移動側案内部１０４ａの長手方向の軸線ａ上に加圧中心Ｆ（加圧部の加圧点）が交差する位置に配置する、すなわち、移動側案内部１０４ａの長手方向の軸線ａと加圧部の加圧方向とが直行するように移動側案内部１０４ａを配置することで、より安定した支持が可能となる。

以上のように、本実施例によれば、出力、駆動効率、及び駆動量を低減することなく、被駆動部材の加圧方向から見た際の投影面積を大きくする必要がないコンパクトなリニア超音波モータを得ることができる。

図４は本発明の実施例２である駆動装置としてのリニア超音波モータの正面図であり、Ｚ軸方向から見た図である。なお、説明を容易にするため一部の部品を不図示としている。

本図中において実施例１と重複する機能を有する部材の符号は共通としている。また、実施例１と構成、機能が共通する内容については説明を省略する。

本実施例において、振動板１０１は２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２とを有しており、バネ１０６を含む加圧部によって不図示の摩擦部材と加圧接触している。ここで、２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２とのそれぞれの中心部を結んだ線ｂは、Ｘ軸と平行である。

加圧機構保持部材１０４には、Ｖ型形状の断面を有する３つのＶ溝の移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを備えている。Ｖ溝の移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃはＸ軸方向に所定の長さを有し、それぞれが転動部としての球状の転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを受けている。本実施例において、一対の移動側案内部１０４ｂと１０４ｃとのＹ軸方向における間隔内において、前記振動板１０１の２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２及び他の移動側案内部である１０４ａが配置されている。

本実施例によれば、駆動発生源である振動板１０１の２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２とを一対の移動側案内部１０４ｂと１０４ｃとの間隔内に配置することで移動部１２０は安定して移動方向に進行できる。

また、移動側案内部１０４ａの長手方向の軸線ａを２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２とのそれぞれの中心部を結んだ線ｂと同一線上に配置して整合してもよい。これにより、駆動発生源部の軸上に移動側案内部が配置されるため、移動部１２０は安定して可動方向に進行できる。

図５は本発明の実施例３である駆動装置としてのリニア超音波モータの正面図であり、Ｚ軸方向から見た図である。なお、説明を容易にするため一部の部品を不図示としている。

本図中において実施例１と重複する機能を有する部材の符号は共通としている。また、実施例１と構成、機能が共通する内容については説明を省略する。

本実施例において、振動板１０１は２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２とを有しており、バネ１０６を含む加圧部によって不図示の摩擦部材と加圧接触している。ここで、２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２とのそれぞれの中心部を結んだ線ｃは、Ｘ軸に対して所定の角度をもって配置されている。

加圧機構保持部材１０４には、Ｖ型形状の断面を有する３つのＶ溝の移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを備えている。Ｖ溝の移動側案内部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃはＸ軸方向に所定の長さを有し、それぞれが転動部としての球状の転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを受けている。本実施例において、一対の移動側案内部１０４ｂと１０４ｃとのＹ軸方向における間隔内において、前記振動板１０１の２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２及び他の移動側案内部である１０４ａが配置されている。

本実施例によれば、駆動発生源である振動板１０１の２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２とを一対の移動側案内部１０４ｂと１０４ｃとの間隔内に配置することで移動部１２０は安定して移動方向に進行できる。

また、移動側案内部１０４ａの長手方向の軸線ａを振動板１０１の２つの接触部１０１ａ−１と１０１ａ−２とのそれぞれのｙ軸方向における中心部間（寸法Ｄ部間）に配置するようにしてもよい。これにより、ｙ軸方向における振動板の２つの駆動発生源部間に移動側案内部が配置されるため、移動部１２０は安定して移動方向に進退できる。

図６は本発明の実施例４である駆動装置としてのリニア超音波モータを示し、図６（ａ）はＺ軸方面から見た正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
また、図７は図６で示されるリニア超音波モータの分解斜視図を示す。

まず、図６、図７を用いて本実施例のリニア超音波モータ３００の構成を説明する。なお、本図中において実施例１と重複する機能を有する部材の符号は共通としている。また、実施例１と構成、機能が共通する内容については説明を省略する。

本実施例におけるリニア超音波モータ３００は、Ｘ軸方向に長軸を有し、以下に述べる各部材により形成されている。圧電素子１０２が接着剤等により振動板１０１に固定されている。振動板１０１はさらに接触部１０１ａを備え、接触部１０１ａは後述する摩擦部材３１１に加圧を伴う加圧接触状態で接触している。振動子１０３は振動板１０１と圧電素子１０２とにより形成されている。

加圧機構保持部材３０４は、ＸＺ断面のＺ軸方向に凸型を有し、バネ１０６を受け入れるための保持孔３０４ｆを備えている。バネ１０６の一方の端部は弾性部材１０５と接触している。バネ１０６の他方の端部は加圧機構保持部材３０４と接触している。当該保持孔３０４ｆにおいて、バネ１０６は加圧機構保持部材３０４と弾性部材１０５によって挟まれている。それにより、バネ１０６は伸縮が自在となり、Ｚ軸方向に加圧力を付与している。本実施例においては、加圧機構保持部材３０４、弾性部材１０５、バネ１０６により加圧部が構成されており、各構成要素の重心はＺ軸に平行な直線で結ぶことができる。

弾性部材１０５が圧電素子１０２とバネ１０６との間に配置されている。弾性部材１０５は、加圧部と圧電素子１０２との直接接触を妨げ、圧電素子１０２の損傷を防止している。

摩擦部材３１１は、Ｖ型形状の断面を有する３つのＶ溝の移動側案内部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃを備えており、Ｖ溝の複数の移動側案内部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃはＸ軸方向に所定の長さで延在する。本実施例では、摩擦部材３１１の一対の移動側案内部３１１ｂと３１１ｃのＹ軸方向における間隔内において、前記加圧部及び他の移動側案内部３１１ａが配置されている。また後述する駆動力伝達部１３０と係合する伝達部３１１ｄを摩擦部材３１１は備えている。

一方、固定部材である地板３１０もＸ軸方向に所定の長さで延在してＶ型形状の断面を有するＶ溝の固定側案内部３１０ａ、３１０ｂと、平面溝の固定側案内部３１０ｃを備える。Ｖ溝の固定側案内部３１０ａ、３１０ｂ、平面溝の固定側案内部３１０ｃとそれぞれに対応するＶ溝の移動側案内部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃとの間に転動部としての球状の複数の転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃが受けられて、移動側案内部と固定側案内部との間で転動可能に挟持される。なお、移動側案内部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃと固定側案内部３１０ａ、３１０ｂとはＶ型形状の断面を有するＶ溝には限定されず、転動部材を転動可能に挟持できれば他の形状であってもよい。

本構成において、摩擦部材３１１を移動方向へ効率的に直進案内するためには、転動部材１０８ａ、１０８ｂを狭持するＶ溝の固定側案内部３１０ａ、３１０ｂは移動方向に互いの間隔をより広げて配置することが好ましい。転動部材１０８ａ、１０８ｂの移動方向に固定側案内部３１０ａ、３１０ｂの互いの間隔をより広げて配置することで、転動部材１０８ａ、１０８ｂの移動方向における互いの間隔をより広げることができる。その結果、被駆動体（本実施例では摩擦部材３１１）の移動方向（Ｘ軸方向）に対するローリングを抑制することができる。

また、本実施例においては、後述する駆動力伝達部１３０と係合する伝達部３１１ｄを、Ｖ溝の固定側案内部３１０ｂの近傍に配置している。これにより、駆動力伝達部１３０から外力が加わった際にも伝達部３１１ｄの近傍にＶ溝の固定側案内部３１０ｂが配置されているため被駆動体に生じるモーメント力を低減させることができる。

なお、本実施例においては、固定部材である地板３１０の固定側案内部３１０ａ、３１０ｂをＶ溝とし、固定側案内部３１０ｃを平面溝として構成している。また、摩擦部材３１１の移動側案内部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃをＶ溝として構成している。しかし、本実施例はこれには限られず、地板３１０の固定側案内部３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ及び摩擦部材３１１の移動側案内部３１１ａ、３１１ｂをＶ溝とし、摩擦部材３１１の移動側案内部３１１ｃを平面溝としてもよい。

摩擦部材３１１は、振動板１０１の接触部１０１ａと接触しており、これらの摩擦により振動子１０３で生じる楕円運動を移動部１２０の駆動力としている。移動部１２０は当該駆動力によりＸ軸方向に進退可能となっている。本実施例においては、振動子１０３、弾性部材１０５、加圧機構保持部材３０４、バネ１０６、及び地板３１０より基礎部が形成されており、摩擦部材３１１により移動部１２０が形成されている。

次に加圧部において発生する加圧力ついて述べる。バネ１０６の加圧力は弾性部材１０５を介し、振動子１０３を摩擦部材３１１に加圧する付勢力となる。そして、振動板１０１の接触部１０１ａは摩擦部材３１１に対し加圧された状態で接触する。摩擦部材３１１への加圧力は、転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを介し、地板３１０で受けられている。この加圧接触状態において圧電素子１０２に電圧が印加されると、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれにおける共振が振動子１０３に発生し、接触部１０１ａの先端が楕円運動を起こす。その結果、移動部１２０は、Ｘ軸方向に進退することができる。

図８は本発明の実施例４であるリニア超音波モータ３００の背面図である。なお、説明を容易にするため一部の部品を不図示としている。

また以下において、加圧中心Ｆとはバネ１０６の中心軸であり、加圧部の各部材の重心はＺ軸に平行な直線で結ぶことができる。従って、加圧中心Ｆはバネ１０６による加圧力が一点に集中した場合の力点に一致する。

上述の通り、加圧中心Ｆ（加圧部の加圧点）は、一対の移動側案内部３１１ｂ、３１１ｃのｙ軸方向における間隔内に配置され、かつ他の移動側案内部３１１ａも前記間隔内に配置されている。これにより、移動側案内部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃの配置を加圧中心Ｆに近付けたとしても、移動側案内部３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃのそれぞれの任意の一点を結んだ三角形の中に加圧中心Ｆが常に存在する配置を容易に設定できる。したがって、移動部１２０の可動範囲内において加圧中心Ｆが３つの転動部材１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの中心を結んで形成される三角形Ｔ−１の範囲内となり、安定して支持することができる。また、好適には移動側案内部３１１ａの軸線ｄ上に加圧中心Ｆ（加圧部の加圧点）が交差する位置に配置する、すなわち、移動側案内部３１１ａの長手方向の軸線ｄと加圧部の加圧方向とが直交するように移動側案内部３１１ａを配置することで、より安定した支持が可能となる。

以上のように、本実施例によれば、出力、駆動効率、及び駆動量を低減することなく、被駆動部材の加圧方向から見た際の投影面積を大きくする必要がないコンパクトなリニア超音波モータを得ることができる。

図９は、上述した本発明の駆動装置としてのリニア超音波モータ１００がユニットとして組み込まれているレンズ装置の一例として、レンズ鏡筒を示している。

なお、当該レンズ鏡筒は略回転対称形であるため、レンズ鏡筒の上側半分のみを図示している。

撮像装置としてのカメラ本体１にはレンズ鏡筒２００が着脱自在に取り付けられ、カメラ本体１内には撮像素子１ａが設けられている。

カメラ本体１のマウント１１にはレンズ鏡筒２００をカメラ本体１に取り付ける取付け部としてのバヨネット部を有している。レンズ鏡筒２００は固定筒１２を有しており、マウント１１のフランジ部と当接している。そして、固定筒１２とマウント１１とは不図示のビスに固定されている。固定筒１２にはさらに、レンズＧ１を保持する前鏡筒１３とレンズＧ３を保持する後鏡筒１４とが固定される。

レンズ鏡筒２００はさらにリニア超音波モータ１００の移動部１２０に接続されたフォーカスレンズ保持枠１５（駆動対象部材）を備え、フォーカスレンズＧ２を保持している。フォーカスレンズ保持枠１５はさらに、前鏡筒１３と後鏡筒１４に保持された公知のガイドバー１６によって直進移動可能に保持されている。

リニア超音波モータユニット１００の地板１１０には、不図示のフランジ部が形成されており、後鏡筒１４にビス等で固定されている。

上記のような構成で、リニア超音波モータ１００の移動部１２０が駆動された際、その駆動力は、駆動力伝達部１３０を介してフォーカスレンズ保持枠１５に伝達される。そしてフォーカスレンズ保持枠１５は前述のガイドバー１６によって直線移動する。

以上、本発明に関わるリニア超音波モータに関してその具体例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、請求項記載の範囲に示したものであればどのような形態をとることも可能である。

１ カメラ本体
１５ フォーカスレンズ保持枠
１６ ガイドバー
１００ リニア超音波モータ
１０２ 圧電素子
１０３ 振動子
１０４ 加圧機構保持部材
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ 移動側案内部
１０４ｇ 伝達部
１０６ バネ
１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ 転動部材
１０９ カバープレート
１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ 固定側案内部
１１０ 地板
１１１ 摩擦部材
１３０ 駆動力伝達部
２００ レンズ鏡筒
３００ リニア超音波モータ
３１１ｄ 伝達部
Ｆ 加圧中心
Ｇ１ レンズ
Ｇ２ フォーカスレンズ
Ｇ３ レンズ

Claims (21)

1. 複数の移動側案内部を有する移動部と、
   前記複数の移動側案内部に対向する複数の固定側案内部を有する基礎部と、
   前記移動部と前記基礎部とのいずれか一方に備えられていて、圧電素子を有する振動子と、
   前記移動部と前記基礎部との他方に備えられている摩擦部材と、
   前記移動部と前記基礎部との前記一方に備えられていて、前記振動子に加圧力を付与して前記振動子を前記摩擦部材に加圧接触させる加圧部と、
   前記複数の移動側案内部と前記複数の固定側案内部との間で挟持される複数の転動部と、
   を備え、
   前記圧電素子で励起される振動により前記移動部が前記基礎部に対し前記複数の転動部を介して移動する移動方向に、前記複数の移動側案内部と前記複数の固定側案内部とが所定の長さで延在しており、
   前記複数の移動側案内部のうちの一対の移動側案内部の前記移動方向と直交する方向における間隔内に、前記加圧部の加圧中心と前記複数の移動側案内部のうちの他の移動側案内部とが位置づけられることを特徴とする駆動装置。
2. 前記振動子は、前記一対の移動側案内部の前記間隔内に位置づけられる２つの接触部を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記振動子の前記２つの接触部の中心を結んだ線が前記他の移動側案内部の長手方向の軸線と整合していることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記移動方向と直交する方向における前記振動子の前記２つの接触部の中心部間に前記他の移動側案内部の長手方向の軸線が位置していることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
5. 前記複数の移動側案内部は３つの移動側案内部から構成され、
   前記複数の固定側案内部は３つの固定側案内部から構成され、
   前記複数の転動部は３つの球形状の転動部材から構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. 前記３つの移動側案内部と前記３つの固定側案内部とのそれぞれに挟持されている各転動部材を結んだ三角形の中に前記加圧部の前記加圧中心が位置していることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記他の移動側案内部の長手方向の軸線と前記加圧部の加圧方向とが直交するように前記他の移動側案内部が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の駆動装置。
8. 前記移動部は、前記振動子と前記加圧部とを保持して前記複数の移動側案内部を有する加圧機構保持部材を備え、前記基礎部は、前記摩擦部材と前記複数の固定側案内部を有する固定部とを備えることを特徴する請求項１から７のいずれか一項に記載の駆動装置。
9. 前記移動部は、前記複数の移動側案内部を有する前記摩擦部材を備え、前記基礎部は、前記複数の固定側案内部を有する地板と、前記加圧部と前記振動子とを保持する加圧機構保持部材とを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の駆動装置。
10. 前記加圧部はバネを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の駆動装置。
11. 前記駆動装置は、リニア超音波モータであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の駆動装置。
12. 前記一対の移動側案内部の一方の移動側案内部はＶ溝を有し、Ｖ溝を有する前記固定側案内部とともに前記転動部を狭持し、
    前記一対の移動側案内部の他方の移動側案内部はＶ溝又は平面溝を有し、
    前記一対の移動側案内部の前記他方の移動側案内部がＶ溝を有する場合、平面溝を有する前記固定側案内部とともに前記転動部を挟持し、
    前記一対の移動側案内部の前記他方の移動側案内部が平面溝を有する場合、Ｖ溝を有する前記固定側案内部とともに前記転動部を狭持することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の駆動装置。
13. 前記移動部は駆動対象部材に駆動力を伝達する伝達部を有し、
    前記伝達部は、前記移動方向に対し、前記一対の移動側案内部の前記一方の移動側案内部が配置される側に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の駆動装置。
14. 請求項１３に記載の駆動装置と、
    前記伝達部と係合する駆動力伝達部と、
    レンズを保持し、前記駆動力伝達部を介し前記移動部に接続しているレンズ保持枠と、 前記レンズ保持枠を直進移動可能に保持するガイドバーと、
    を有することを特徴とするレンズ装置。
15. 請求項１４に記載のレンズ装置と、
    前記レンズ装置を着脱自在に取り付ける取付け部と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
16. 移動側案内部を有する移動部と、
    前記移動側案内部に対向する固定側案内部を有する基礎部と、
    前記移動部と前記基礎部とのいずれか一方に備えられていて、圧電素子を有する振動子と、
    前記移動部と前記基礎部との他方に備えられている摩擦部材と、
    前記移動部と前記基礎部との前記一方に備えられていて、前記振動子に加圧力を付与して前記振動子を前記摩擦部材に加圧接触させる加圧部と、
    前記移動側案内部と前記固定側案内部との間で挟持される転動部と、
    を備え、
    前記圧電素子で励起される振動により前記移動部が前記基礎部に対し前記転動部を介して移動する移動方向に、前記移動側案内部と前記固定側案内部とが所定の長さで延在しており、
    前記加圧部の加圧方向において、前記加圧部の加圧中心と前記移動側案内部とが重なることを特徴とする駆動装置。
17. 移動側案内部を有する移動部と、
    前記移動側案内部に対向する固定側案内部を有する基礎部と、
    前記移動部と前記基礎部とのいずれか一方に備えられていて、圧電素子を有する振動子と、
    前記移動部と前記基礎部との他方に備えられている摩擦部材と、
    加圧力を付与して前記振動子と前記摩擦部材とを加圧接触させる加圧部と、
    前記移動側案内部と前記固定側案内部との間に配置される転動部材と、
    を備え、
    前記圧電素子で励起される振動により前記移動部が前記基礎部に対し前記転動部材を介して移動する移動方向に、前記移動側案内部と前記固定側案内部とが所定の長さで延在しており、
    前記振動子は、前記加圧部の加圧方向において、前記移動側案内部または前記固定側案内部を通る前記移動方向の直線と並ぶ位置に配置されていることを特徴とする駆動装置。
18. 前記加圧部は、前記振動子に前記加圧力を付与して前記振動子と前記摩擦部材とを加圧接触させ、
    前記加圧力の中心位置は、前記加圧方向において、前記移動側案内部または前記固定側案内部を通る前記移動方向の直線と並ぶことを特徴とする請求項１７に記載の駆動装置。
19. 前記転動部材は、前記加圧方向において、前記中心位置と並ばない位置に配置されていることを特徴とする請求項１８に記載の駆動装置。
20. 請求項１６から１９のいずれか一項に記載の駆動装置と、
    前記駆動装置の前記移動部と係合する駆動力伝達部と、
    レンズを保持し、前記駆動力伝達部を介し前記移動部に接続しているレンズ保持枠と、を有することを特徴とするレンズ装置。
21. 請求項１６から１９のいずれか一項に記載の駆動装置と、
    前記移動部に接続している駆動対象部材と、
    を有することを特徴とする撮像装置。

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