JP6829555B2 - 振動波モータ及びレンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は振動波モータに係り、特に弾性体が板状のリニア振動波モータと、リニア振動波モータを用いたレンズ駆動装置に関する。

従来、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例えば、撮像装置のレンズ鏡筒のアクチュエータに採用されていた。これらの中でもリニア駆動用の振動波モータに関し、以下のような振動波モータが特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された振動波モータは、圧電素子と弾性体で構成された振動子と、振動子と摩擦接触する摩擦部材、振動子を保持する保持部材によって構成される。振動子に高周波振動を生成し、振動子の上に形成された突起部の先端に楕円運動を生成することで、振動子は摩擦部材と相対移動することができる。振動子を保持部材に固定することによって、保持部材を介して振動子の駆動力を外部に伝達することができる。

特開２０１５−１２６６９２号公報

特許文献１に開示された振動波モータでは、振動子の上に設けられた保持部材に固定するための保持部は振動子の相対移動方向に設けられていた。このため、保持部の分だけ相対移動方向（長手方向）の構成が大型化してしまうという問題があった。

保持部をなくして振動板に設けた保持突起を保持する構成にすることによって、長手方向の長さを短くできる。しかしながら、この構成では振動子に実際に生じる加圧力は、振動板上の保持突起を保持する保持力と、振動子を加圧するための加圧部材の加圧力の差分になってしまう。

このため、十分な加圧力を得るためには加圧部材の加圧力を大きくする必要がある。しかし、加圧部材である加圧バネのバネ定数を変えずに実現しようとすると加圧部材が大型化する、加圧バネの反力増加に伴い摺動抵抗が増加するといった問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、加圧部材を大きくせずに保持部材が振動子を直接保持することができると共に、振動子の相対移動方向の小型化を達成することができる振動波モータを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の振動波モータは、
振動子と、
前記振動子を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保持部材と、
前記振動子と前記保持部材との間に設けられた緩衝部材と、
を有し、
前記振動子と前記摩擦部材は、前記振動子の振動により相対移動方向に相対移動し、
前記保持部材は、前記加圧部材の加圧方向に延出した延出部を含んでいて、前記振動子と前記摩擦部材の間の空間に位置する前記延出部を用いて、前記振動子と前記緩衝部材とを前記加圧方向に挟持することによって前記振動子を保持することを特徴としている。

本発明によれば、振動子と保持部材との間に緩衝部材を設けたことで、保持部材が緩衝部材を介して振動子を保持することができるので、加圧部材を必要以上に大きくすることがない。

また、保持部材が振動子と緩衝部材とを挟持することによって振動子を保持することで、加圧部材を必要以上に大きくすることなく、振動子の相対移動方向の小型化を達成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る振動波モータを説明する分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る振動子を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る振動子の保持方法を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る振動波モータの構成を説明する断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る振動波モータの保持力と加圧力を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るレンズ駆動装置を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る振動子の保持方法を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る振動波モータの構成を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る振動波モータの保持力と加圧力を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る振動子の保持方法を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る振動波モータの構成を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る振動波モータの保持力と加圧力を説明する図である。 本発明の第４の実施形態に係る振動子の保持方法を説明する図である。 従来の振動子とその保持方法を説明する図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための各実施形態について詳細に説明する。図面において、同一符号は同一部材を示している。本明細書において、後述する振動子１００と摩擦部材４が相対移動する相対移動方向をＸ方向、振動子１００を摩擦部材４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４への向きを＋Ｚ方向、摩擦部材４から振動子１００への向きを−Ｚ方向と定義する。また、相対移動方向（Ｘ方向）及び加圧方向（Ｚ方向）と直交する方向をＹ方向とする。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る振動波モータ１５０を示す分解斜視図であり、図１（ａ）と図１（ｂ）はそれぞれ異なる角度からの斜視図である。振動子１００は、弾性体１及び圧電素子２によって構成される。振動波モータ１５０の詳細な構成については、図１及び図４を用いて後述する。以下、振動子１００の構成について説明する。

図２は、第１の実施形態に係る振動子１００を説明するための図である。図２（ａ）は振動子１００の正面図、図２（ｂ）は振動子１００の底面図、図２（ｃ）は振動子１００の側面図、図２（ｄ）は振動子１００の斜視図である。振動板である弾性体１は、矩形状の平板部１ｂと、平板部１ｂの上に設けられた突起部１ａを有する。振動子１００は、弾性体１の突起部１ａと反対側の平板部１ｂの面に対して、高周波振動する圧電素子２を固定することで構成されている。Ｘ方向に配置された２つの突起部１ａは、平板部１ｂに対して一体に設けることもできるが、別体であっても良い。圧電素子２に高周波電圧を印加することで、振動子１００が長手方向であるＸ方向と短手方向であるＹ方向それぞれの固有振動モードで共振するように設定されている。この共振によって振動子１００が高周波振動して突起部１ａの先端には図２（ａ）に示すような楕円運動が生じる。

振動子１００は、加圧されながら摩擦部材４（図１参照）に当接する。振動子１００が摩擦部材４に対して加圧された状態で前述の楕円運動を生じることで、摩擦力を介して駆動力を得る。これにより、振動子１００は前述の高周波振動から生じる楕円運動によって摩擦部材４に対して相対移動することができる。

平板部１ｂの、突起部１ａが設けられた面と同一の面に、振動子１００を保持するための突起状の２つの保持突起１ｃが設けられている。保持突起１ｃは、Ｙ方向に配置されている。図２（ｂ）において点線Ｘ１、Ｘ２は、圧電素子２の高周波電圧によって振動子１００に生成される直交方向の曲げ振動１次モードの節を示している。また、点線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は圧電素子２の高周波電圧によって振動子１００に生成される相対移動方向の曲げ振動２次モードの節をそれぞれ示している。保持突起１ｃは２つの固有振動モードの節であるＸ１、Ｘ２とＹ２の交点上の位置に設けられている。このようにすることで、保持突起１ｃが振動子１００の振動を阻害することを防止できる。

図３は、第１の実施形態に係る振動子１００の保持方法を説明するための図である。図３（ａ）は振動子１００の底面図であり、図２（ｂ）に対応する。図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図３（ｄ）は振動子１００の斜視図である。

保持部材３は、振動子１００を保持し、２つのＬ字形状の保持腕部３ａを有する。保持部材３の保持腕部３ａの先端には凹形状の保持凹部３ｂが設けられている。保持凹部３ｂは振動子１００の保持突起１ｃと係合する。

振動子１００の保持突起１ｃが設けられた面と反対側の面であって、圧電素子２の側には、一例としてフェルトの緩衝部材６が固定されている。緩衝部材６は、振動子１００と保持部材３との間に設けられている。保持部材３は、保持面３ｃと保持凹部３ｂとで振動子１００と緩衝部材６とを挟持することによって振動子１００を保持している。緩衝部材６は、フェルト以外の材料、例えば多孔質材料でもよい。

保持腕部３ａは幅方向（Ｘ方向）の寸法が長さ方向（Ｙ方向）の寸法に対して小さいため弾性変形できる。保持腕部３ａの弾性変形により生じる付勢力で保持突起１ｃが付勢されている。保持部材３は保持腕部３ａの弾性変形量と剛性で決まる保持力で振動子１００を保持している。振動子１００の平板部１ｂの外形を、圧電素子２の外形と同じ大きさか、それ以下にすることができる。図３に示すように、振動子１００の平板部１ｂを圧電素子２の投影面内で保持することができるため、振動子１００と振動波モータ１５０の小型化に有利である。

保持面３ｃと圧電素子２との間には緩衝部材６が設けられているため、保持部材３は振動子１００に生成される高周波振動を減衰することなく振動子１００を保持することができる。保持突起１ｃは球面形状であり、保持凹部３ｂは相対移動方向に直交する方向に延びるＶ字形の溝である。従って、保持突起１ｃと保持凹部３ｂとが係合することによって、保持部材３に対して相対移動方向に移動することを規制されるため、保持部材３が振動子１００をガタなく保持することができる。これによって、振動子１００の高周波振動によって振動子１００と保持部材３が一体的に相対移動することができる。なお、振動子１００、保持突起１ｃ、保持部材３、保持凹部３ｂ、緩衝部材６はそれぞれ本発明の振動子、保持突起、保持部材、保持凹部、緩衝部材に相当する。

図４は、第１の実施形態に係る振動波モータ１５０の構成を説明するための断面図である。図４（ａ）は後述の加圧部材７の中心を通りかつ相対移動方向（Ｘ方向）と加圧方向（Ｚ方向）を含む平面（ＸＺ平面）での断面図である。また、図４（ｂ）は後述の加圧部材７及び保持突起１ｃの中心を通りかつ相対移動方向（Ｘ方向）と加圧方向（Ｚ方向）に直交する方向（Ｙ方向）と加圧方向（Ｚ方向）を含む平面（ＹＺ平面）での断面図である。図１と図４を用いて、第１の実施形態の振動波モータ１５０の構成を説明する。

摩擦部材４とカバー部材１１は、それぞれ複数のねじ１５によってベース部材１０に対して固定されている。加圧部材７は、圧縮ばねであって保持部材３の作用面３ｄと可動部材５の作用面５ｂに作用することで保持部材３と緩衝部材６を介して振動子１００を摩擦部材４に対して加圧している。加圧部材７が振動子１００を加圧する際に緩衝部材６を介して加圧することで、加圧板（不図示）から加えられる加圧力の分散及び適正化、振動子１００に生じる高周波振動の減衰の抑制といった効果が得られる。

可動部材５の側壁と、保持部材３の内壁との間にはローラ９が設けられており、ローラ９は可動部材５の側壁と保持部材３４の内壁との間で転動可能な構成となっている。このため、可動部材５と保持部材３は加圧方向（Ｚ方向）の相対移動は規制されず、振動子１００の相対移動方向（Ｘ方向）の相対移動が規制されるように構成されている。

可動部材５と保持部材３のＺ方向の相対移動が規制されないように構成することで部品公差や組立公差等によって生じる加圧方向の高さ誤差を吸収し、振動子１００の突起部１ａを安定して摩擦部材４に当接させることができる。また、可動部材５と保持部材３のＸ方向の相対移動を規制することで、振動子１００が摩擦部材４に対して相対移動する際に、可動部材５は振動子１００及び保持部材３とガタがない状態で一体となって摩擦部材４に対して相対移動することができる。突起部１ａは、図３（ａ）に示すように、中空の形状であるが、中実の形状とすることも可能である。その他の実施形態についても同様である。

ここで、相対移動時の可動部材５とカバー部材１１との摺動負荷を低減するための転動機構について説明する。カバー部材１１の可動部材５側の面上と可動部材５のカバー部材１１側の面上にはそれぞれ転動溝部１１ａと転動溝部５ａが設けられている。転動溝部１１ａと転動溝部５ａは対向した位置に設けられており、図１に示すように、両者の間には３つの球状の転動部材８が挟持されている。

加圧部材７が可動部材５の作用面５ｂに作用することで可動部材５は転動部材８を介してカバー部材１１に向かって加圧される。３つの転動部材８がカバー部材１１の転動溝部１１ａと、可動部材５の転動溝部５ａとの間にあって、カバー部材１１と可動部材５とが相対移動方向に滑らかに動けるように保持している。前述の高周波振動によって可動部材５が振動子１００と一体となって摩擦部材４に対して相対移動する。この際、転動部材８が転動溝部１１ａと転動溝部５ａとの間で転動することにより、相対移動する際に可動部材５とカバー部材１１との間に生じる摺動負荷を低減することができる。

また、互いに対向する三組の転動溝部１１ａと転動溝部５ａの組のうち、二組の転動溝部５ａと転動溝部１１ａの組はＶ字状の斜面を有し、Ｘ方向に延びる凹部として形成されている。転動部材８が二組のＶ字状の凹部の間に挟持される構成とすることで、直交方向（Ｙ方向）にはガタがない状態で可動部材５が相対移動方向に直進案内される。なお、摩擦部材４、加圧部材７はそれぞれ本発明の摩擦部材、加圧部材に相当する。

図５は、第１の実施形態の振動波モータ１５０の保持力と加圧力を説明する図である。図５中の矢印は振動子１００を保持する保持力と、振動子１００を摩擦部材４に対して加圧する加圧力と、両者の反力とを示す矢印である。図５（ａ）は加圧部材７の中心を通りかつ相対移動方向（Ｘ方向）と加圧方向（Ｚ方向）を含む平面（ＸＺ平面）での断面図である。また、図５（ｂ）は加圧部材７及び保持突起１ｃの中心を通りかつ直交方向（Ｙ方向）と加圧方向（Ｚ方向）を含む平面（ＹＺ平面）での断面図である。

図５において、加圧力Ｆ_１ａは振動子１００を摩擦部材４に対して加圧するための加圧力、加圧力Ｆ_１ｂは保持部材３を緩衝部材６に対して加圧するための加圧力である。加圧反力Ｆ_１ａ’は加圧力Ｆ_１ａの反力であり可動部材５をカバー部材１１に対して加圧する加圧反力である。保持力Ｆ_２は保持部材３が振動子１００を保持する保持力であり、保持反力Ｆ_２’は保持力Ｆ_２に伴い生じる反力であり保持部材３から緩衝部材６に対して与えられる保持反力である。

なお、加圧力Ｆ_１ｂ及び保持反力Ｆ_２’は図５においてＸ方向及びＹ方向ともに振動子１００の中心からずれた位置に示されているが、実際の構成では振動子１００の中心に与えられている。加圧力Ｆ_１ａ及び加圧反力Ｆ_１ａ’の大きさは、加圧部材７のばね定数と自由長からの圧縮量によって決まる。保持力Ｆ_２及び保持反力Ｆ_２’の大きさは、保持部材３の保持腕部３ａの弾性変形量と剛性によって決まる。

第１の実施形態の構成では、保持部材３は、保持面３ｃと保持凹部３ｂとで振動子１００と緩衝部材６を挟持しており、保持腕部３ａの弾性変形量と剛性で決まる保持力Ｆ_２により振動子１００を保持している。保持力Ｆ_２及び保持反力Ｆ_２’は振動子１００と緩衝部材６の中で閉じた構成となっているため、保持力Ｆ_２が加圧力Ｆ_１ｂを打ち消して加圧力Ｆ_１ａが小さくなることがない。第１の実施形態の構成では、加圧力Ｆ_１ａが保持力Ｆ_２によって小さくなることはないため、加圧部材７を必要以上に大きくする必要がない。なお、加圧力Ｆ_１ｂと保持反力Ｆ_２’はそれぞれ本発明の加圧力と保持反力に相当する。

図６は、第１の実施形態に係る振動波モータ１５０を備えたレンズ駆動装置１６０を説明するための図である。レンズ２１はレンズ保持部材２２によって保持されている。レンズ保持部材２２の外周の２箇所には、後述の案内部材が挿着される連接部材２７及びクリップ部材２８が固定されている。連接部材２７は、Ｘ方向に貫通する円形の貫通孔２７ａを、またクリップ部材２８は、Ｘ方向に貫通する貫通孔２８ａをそれぞれ備えている。貫通孔２８ａは、径方向に所定の長さを有する長穴として形成されている。連接部材２７及びクリップ部材２８は、レンズ保持部材２２と一体に形成することもできる。

レンズ駆動装置１６０は、図示されていない固定部材に固定された案内部材２３ａ及び２３ｂを備えている。案内部材２３ａは貫通孔２８ａに係合し、案内部材２３ｂは貫通孔２７ａに係合している。この構成により、レンズ２１及びレンズ保持部材２２は光軸方向（図６においてＸ方向）に直進案内されている。

連接部材２７に設けられた固定軸２６には、連結部材２４が固定軸２６によりＸ軸回りに回動可能なように取り付けられている。固定軸２６に取り付けられた付勢部材２５は連結部材２４にＸ軸回りの付勢力を発生する。この付勢力によって連結部材２４に形成された凹部２４ａは可動部材５の駆動力取り出し部５ｃに対して加圧方向（−Ｚ方向）に付勢される。Ｖ字状の斜面を有する凹部２４ａに球面形状の駆動力取り出し部５ｃが係合することにより、連結部材２４は可動部材５と相対移動方向にガタがない状態で一体となって移動する。

また、連結部材２４は付勢部材２５によりレンズ保持部材２２に対して相対移動方向（Ｘ方向）に付勢されている。このため、連結部材２４はレンズ保持部材２２と相対移動方向にガタがない状態で一体となって移動する。このように、レンズ保持部材２２は連結部材２４を介して可動部材５と相対移動方向にガタがない状態で一体となって移動できるように構成されている。

前述の通り、振動波モータ１５０は圧電素子２に高周波電圧を印加して振動子１００に高周波振動を発生させることにより振動子１００と摩擦部材４の相対移動によって可動部材５を相対移動方向に移動することができる。このため、レンズ駆動装置１６０は、振動子１００と摩擦部材４の相対移動によってレンズ２１を相対移動方向である光軸方向に移動することができる。なお、レンズ２１は本発明のレンズに相当する。

図６に示すレンズ駆動装置１６０は、後述の第２乃至第４実施形態に係る各振動波モータを駆動源として用いることも可能であることは言うまでもない。
振動子１００と摩擦部材４との相対移動とは、振動子１００が摩擦部材４に対して移動する場合と、振動子１００に対して摩擦部材４が移動する場合とを含み、後述の第２乃至第４実施形態に係る各振動波モータにおいても同様である。

図１４は、特開２０１５−１２６６９２号公報に示される従来例の振動子とその保持方法を説明するための図であって、図１４（ａ）乃至図１４（ｄ）はそれぞれ図２（ａ）乃至図２（ｄ）に対応する。振動子９００は、弾性体９０１と圧電素子９０２によって構成される。保持部材９０３は振動子９００を保持するための部材であって、振動子９００を保持するための保持突起９０３ｅが設けられている。

弾性体９０１の相対移動方向には振動子９００を保持するための保持部９０１ｄが設けられており、保持部９０１ｄに設けられた保持穴９０１ｅが保持部材９０３の保持突起９０３ｅに係合し接着で固定されている。このため、振動子９００と保持部材９０３は相対移動方向にガタがない状態で一体となって移動する。このとき、振動子９００の相対移動方向の長さは図１４（ｂ）に示す通りＬ_０である。

これに対して、第１の実施形態では、振動子１００の相対移動方向の長さは図３（ａ）に示す通りＬ_１である。従来例では相対移動方向に保持部９０１ｄが設けられていたのに対して、第１の実施形態では平板部１ｂ上に設けられた保持突起１ｃを保持する構成となっているため相対移動方向に保持部を設ける必要がない。このため、相対移動方向の長さの関係はＬ_１＜Ｌ_０となり、第１の実施形態では、振動子１００の相対移動方向の長さを短くすることができ、小型化が可能となる構成となっている。

以上説明した通り、第１の実施形態では平板部１ｂ上に設けられた保持突起１ｃを保持部材３の保持凹部３ｂで保持する構成となっており、相対移動方向に保持部を設けることなく振動子１００を保持することができる。この結果、振動子１００上に設けられた保持突起１ｃを保持部材３で挟持して保持することで、振動子１００の相対移動方向の長さを短くすることができ、小型化を達成することができる。

なお、第１の実施形態では振動子１００に保持突起１ｃが設けられ、保持部材３に保持凹部３ｂが設けられている例について説明したが、振動子１００に保持凹部、保持部材３に保持突起が設けられた構成であってもよい。

また、第１の実施形態では保持突起１ｃが直交方向の曲げ振動１次モードの節である点線Ｘ１、点線Ｘ２と相対移動方向の曲げ振動２次モードの節である点線Ｙ２との交点上に設けられている例について説明した。しかしながら、保持突起１ｃは点線Ｘ１、点線Ｘ２と点線Ｙ１や点線Ｙ３との交点に設けられていてもよい。

また、第１の実施形態では保持突起１ｃが２つである例について説明したが、保持突起１ｃが３つ以上の構成であってもよい。

また、第１の実施形態では緩衝部材６が振動子１００に固定されている例について説明したが、緩衝部材６は保持部材３に固定されていてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る振動波モータ２５０について説明する。第１の実施形態では、加圧部材７による加圧力Ｆ_１ａと保持部材３による保持反力Ｆ_２’とが同じ箇所に与えられている例について述べた。第２の実施形態では、加圧部材２０７による加圧力Ｆ_１ａと保持部材２０３による保持反力Ｆ_２’とが異なる箇所に与えられる構成となっている点が第１の実施形態と異なる。なお、第１の実施形態と同じ部分は説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分だけを説明する。

図７は、第２の実施形態の振動子２００とその保持方法を説明するための図である。図７（ａ）乃至図７（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）乃至図３（ｄ）に対応しており、図７（ａ）は振動子２００の底面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図７（ｄ）は振動子２００の斜視図である。また、図７（ｅ）は底面から見た斜視図である。

図８は、第２の実施形態に係る振動波モータ２５０の構成を説明するための図である。図８（ａ）、図８（ｂ）は、それぞれ図４（ａ）、図４（ｂ）に対応しており、図８（ｃ）は図８（ａ）にＣで示す部分の拡大図である。図９は、第２の実施形態に係る振動波モータ２５０の保持力と加圧力を説明するための図である。図９（ａ）、図９（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）、図５（ｂ）に対応している。

図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示すように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、摩擦部材２０４とカバー部材２１１は、それぞれ複数のねじ２１５によってベース部材２１０に対して固定されている。加圧部材２０７は、圧縮ばねであって保持部材２０３と可動部材２０５に作用することで保持部材２０３と緩衝部材２０６を介して振動子２００を摩擦部材２０４に対して加圧している。加圧部材２０７が振動子２００を加圧する際に緩衝部材２０６を介して加圧することで、加圧板２１２から加えられる加圧力の分散及び適正化、振動子２００に生じる高周波振動の減衰の抑制といった効果が得られる。

可動部材２０５の側壁と、加圧板２１２の内壁との間にはローラ２０９が設けられており、ローラ２０９は可動部材２０５の側壁と、加圧板２１２の内壁との間で転動可能な構成となっている。また、可動部材２０５と保持部材２０３のＸ方向の相対移動を規制することで、振動子２００が摩擦部材２０４に対して相対移動する。この際に、可動部材２０５は振動子２００及び保持部材２０３とガタがない状態で一体となって摩擦部材２０４に対して相対移動することができる。

相対移動時の可動部材２０５とカバー部材２１１との摺動負荷を低減するための転動機構については第１の実施形態と同様である。加圧部材２０７が可動部材２０５の作用面２０５ｂに作用することで可動部材２０５は転動部材２０８を介してカバー部材２１１に加圧されることも第１の実施形態と同様である。

また、互いに対向する三組の転動溝部２１１ａと転動溝部２０５ａの組のうち、二組の転動溝部２０５ａと転動溝部２１１ａの組はＶ字状の斜面を有する凹部である。転動部材２０８が二組のＶ字状の凹部の間に挟持される構成とすることで、直交方向（Ｙ方向）にはガタがない状態で可動部材２０５が相対移動方向に直進案内される。なお、摩擦部材２０４、加圧部材２０７はそれぞれ本発明の摩擦部材、加圧部材に相当する。

図７（ａ）乃至図７（ｅ）に示すように、保持部材２０３に設けられた保持凹部２０３ｂが、振動子２００の保持突起２０１ｃに係合している。保持部材２０３が保持面２０３ｃと保持凹部２０３ｂで振動子２００と緩衝部材２０６を挟持することで振動子２００を保持している。第１の実施形態では保持部材３の保持面３ｃが緩衝部材６の全面に接触していたのに対し、第２の実施形態では保持部材２０３の保持面２０３ｃが接触しているのは緩衝部材２０６の表面の一部である。

図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示すように、加圧板２１２は、加圧部材２０７の加圧力を緩衝部材２０６及び振動子２００に伝達するための部材である。加圧部材２０７が作用面２１２ａに作用することで加圧板２１２は２箇所に設けた加圧面２１２ｂで緩衝部材２０６を介して振動子２００を摩擦部材２０４に対して加圧している。加圧板２１２に設けられた凹部２１２ｃに保持部材２０３係合しているため、加圧板２１２と保持部材２０３とは相対移動方向にガタがないように構成されている。

ローラ２０９は可動部材２０５の側壁と、加圧板２１２の内壁との間で転動可能である。このため、振動子２００は安定して摩擦部材２０４に加圧することができ、かつ振動子２００と可動部材２０５とが相対移動方向にガタがない状態で一体となって相対移動することができる。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、加圧部材２０７は作用面２１２ａに作用し、加圧面２１２ｂで緩衝部材２０６に作用して振動子２００を加圧力Ｆ_１ａで加圧している。一方、保持力Ｆ_２に伴い発生する保持反力Ｆ_２’は、保持面２０３ｃで緩衝部材２０６に作用している。緩衝部材２０６に作用する力を考えると加圧力Ｆ_１ａは加圧面２１２ｂ、保持反力は保持面２０３ｃで緩衝部材２０６に作用している。加圧部材２０７によって発生する加圧力Ｆ_１ｂと保持反力Ｆ_２’は緩衝部材２０６に与えられ、加圧力Ｆ_１ｂと保持反力Ｆ_２’が緩衝部材２０６の異なる位置に与えられている。

第２の実施形態では第１の実施形態と同様に、振動子２００に設けられた保持突起２０１ｃを保持しているため相対移動方向に保持部が必要とならない構成になっている。このため、関係式Ｌ_２＜Ｌ_０（図７及び図１４参照）が成り立ち、第２の実施形態では振動子２００の相対移動方向の長さを短くすることができ、小型化が可能となる構成となっている。このため、振動子２００上に設けられた保持突起２０１ｃを保持部材２０３で挟持して保持することで、振動子２００の相対移動方向の小型化を達成することができる。

第１の実施形態では、緩衝部材６に対して加圧力Ｆ_１ｂと保持反力Ｆ_２’とが１つの面（保持面３ｃ）で緩衝部材６に作用していた。これに対して第２の実施形態では、加圧力Ｆ_１ｂと保持反力Ｆ_２’はそれぞれ加圧面２１２ｂと保持面２０３ｃとで緩衝部材６に作用している。言い換えると、加圧力Ｆ_１ｂと保持反力Ｆ_２’が異なる位置でそれぞれ独立して緩衝部材２０６に作用している。このため、第２の実施形態では振動子２００の相対移動方向の小型化に加えて、保持部材２０３が加圧力Ｆ_１ｂの影響を受けることなく振動子２００を保持することができるという効果がある。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る振動波モータ３５０について説明する。第２の実施形態では、加圧部材２０７の加圧力Ｆ_１ｂが緩衝部材２０６に対して２箇所の加圧面２１２ｂで与えられる例について述べた。第３の実施形態では、加圧部材３０７の加圧力が緩衝部材３０６に対して１箇所の加圧面３１２ｂで与えられる点が第２の実施形態と異なる点である。なお、第２の実施形態と同じ部分は説明を省略し、第２の実施形態と異なる部分だけを説明する。

図１０は、第３の実施形態の振動子３００とその保持方法を説明するための図である。図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）乃至図３（ｄ）に対応している。図１１は、第３の実施形態に係る振動波モータ３５０の構成を説明するための図である。図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、それぞれ図４（ａ）、図４（ｂ）に対応しており、図１１（ｃ）は図１１（ａ）にＤで示す部分の拡大図である。図１２は、第３の実施形態の振動波モータ３５０の保持力と加圧力を説明するための図である。図１２（ａ）、図１２（ｂ）はそれぞれ図５（ａ）、図５（ｂ）に対応している。

図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）に示すように、保持部材３０３に設けられた保持凹部３０３ｂが、振動子３００の保持突起３０１ｃに係合している。また、保持部材３０３が保持面３０３ｃと保持凹部３０３ｂで振動子３００と緩衝部材３０６を挟持することで振動子３００を保持している。

図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）に示すように、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、摩擦部材３０４とカバー部材３１１は、それぞれ複数のねじ３１５によってベース部材３１０に対して固定されている。加圧部材３０７は、圧縮ばねであって可動部材３０５に作用することで加圧板３１２と緩衝部材３０６を介して振動子３００を摩擦部材３０４に対して加圧している。加圧部材３０７が振動子３００を加圧する際に緩衝部材３０６を介して加圧することで、加圧板３１２から加えられる加圧力の分散及び適正化、振動子３００に生じる高周波振動の減衰の抑制といった効果が得られる。

第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、可動部材３０５の側壁と、保持部材３０３の内壁との間にはローラ３０９が設けられており、ローラ３０９は可動部材３０５の側壁と、保持部材３０３の内壁との間で転動可能な構成となっている。また、可動部材３０５と保持部材３０３のＸ方向の相対移動を規制することで、振動子３００が摩擦部材３０４に対して相対移動する。この際に、可動部材３０５は振動子３００及び保持部材３０３とガタがない状態で一体となって摩擦部材３０４に対して相対移動することができる。

相対移動時の可動部材３０５とカバー部材３１１との摺動負荷を低減するための転動機構については第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である。加圧部材３０７が可動部材３０５の作用面３０５ｂに作用することで可動部材３０５は転動部材３０８を介してカバー部材３１１に加圧されることも第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である。

また、互いに対向する三組の転動溝部３１１ａと転動溝部３０５ａの組のうち、二組の転動溝部３０５ａと転動溝部３１１ａの組はＶ字状の斜面を有する凹部である。転動部材３０８が二組のＶ字状の凹部の間に挟持される構成とすることで、直交方向（Ｙ方向）にはガタがない状態で可動部材３０５が相対移動方向に直進案内される。なお、摩擦部材３０４、加圧部材３０７はそれぞれ本発明の摩擦部材、加圧部材に相当する。

保持部材３０３には保持腕部３０３ａが設けられており、保持面３０３ｃと保持腕部３０３ａとで振動子３００と緩衝部材３０６を挟持して、振動子３００を保持している。図１１に示すように、加圧板３１２は保持部材３０３に設けられた開口部３０３ｅに嵌合しており、相対移動方向のガタがないように構成されている。加圧部材３０７は、加圧板３１２の作用面３１２ａに作用し、加圧面３１２ｂで緩衝部材３０６を介して振動子３００を加圧する。

図１２（ａ）、図１２（ｂ）において、加圧力Ｆ_１ａは振動子３００を摩擦部材３０４に対して加圧する加圧力であり、加圧力Ｆ_１ｂは加圧板３１２を緩衝部材３０６に対して加圧する加圧力を示している。なお、加圧力Ｆ_１ｂはＸ方向及びＹ方向ともに振動子３００の中心からずれた位置に図示されているが、実際の構成では振動子３００の中心に与えられている。加圧力Ｆ_１ｂは保持部材３０３の中央に設けられた開口部３０３ｅに嵌合している加圧板３１２から振動子３００に与えられているため、加圧板３１２によって緩衝部材３０６に与えられる加圧力Ｆ_１ｂの位置は、振動子３００の中心である。

第３の実施形態では第１の実施形態と同様に、振動子３００に設けられた保持突起３０１ｃを保持しているため相対移動方向に保持部が必要とならない構成になっている。このため、関係式Ｌ_３＜Ｌ_０（図１０及び図１４参照）が成り立ち、第３の実施形態では相対移動方向の長さを短くすることができ、小型化が可能となる構成となっている。このため、振動子３００上に設けられた保持突起３０１ｃを保持部材３０３で挟持して保持することで、振動子３００の相対移動方向の小型化を達成することができる。

第２の実施形態では、加圧部材２０７によって生じる加圧力Ｆ_１ｂは２箇所の加圧面２１２ｂで緩衝部材２０６に作用していた。これに対して第３の実施形態では、加圧板３１２及び加圧面３１２ｂが中央に設けられているため、加圧部材３０７によって生じる加圧力は緩衝部材３０６及び振動子３００の中心に作用する構成となっている。このため、第３の実施形態では振動子３００の相対移動方向の小型化に加えて、２つの突起部３０１ａでの加圧力のばらつきを軽減し、安定して加圧することができるという効果がある。

（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。第２の実施形態では、保持部材２０３に設けられたＬ字形状の保持腕部２０３ａと保持凹部２０３ｂで振動子２００と緩衝部材２０６を挟持することで振動子２００を保持する例について述べた。第４の実施形態では、板状の保持板４１３と球形状の保持球４１４とを用いて振動子４００を保持する点が第２の実施形態と異なる点である。なお、第２の実施形態と同じ部分は説明を省略し、第２の実施形態と異なる部分だけを説明する。

図１３は、第４の実施形態に係る振動子４００とその保持方法を説明するための図である。図１３（ａ）乃至図１３（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）乃至図３（ｄ）に対応している。

弾性体４０１には２つの丸穴形状の保持凹部４０１ｄが設けられている。保持部材４０３は保持板４１３と保持球４１４、保持基台４１５で構成されている。保持板４１３上の保持凹部４０１ｄに対向する位置に２つの保持穴４１３ａ、４１３ｂが設けられている。保持穴４１３ａは丸穴形状、保持穴４１３ｂは直交方向に長い長穴形状である。

保持凹部４０１ｄと保持穴４１３ａ、４１３ｂのうち、保持穴４１３ｂは相対移動方向と直交する直交方向に長い溝形状であり、この他の保持凹部４０１ｄと保持穴４１３ａは丸穴形状である。保持穴４１３ａ、４１３ｂと保持凹部４０１ｄとの間にそれぞれに係合するように球形状の保持球４１４が設けられている。保持板４１３を接着や溶接によって保持基台４１５に固定することで、緩衝部材４０６、振動子４００、保持球４１４を挟持している。保持部材４０３が振動子４００と緩衝部材４０６を挟持している。

また、保持部材４０３は保持板４１３と保持球４１４を有している。保持球４１４が振動子４００に設けられた保持凹部４０１ｄと保持板４１３に設けられた保持穴４１３ａ、４１３ｂのそれぞれと係合することによって、振動子４００は保持部材４０３に対して相対移動方向に移動することを規制されてガタのない状態で保持されている。なお、保持板４１３、保持球４１４、保持凹部４０１ｄ、保持穴４１３ａ及び４１３ｂは、それぞれ本発明の保持板、球状部材、第１の保持凹部、第２の保持凹部に相当する。

第４の実施形態では、振動子４００及び緩衝部材２０６が保持部材４０３により挟持され保持されており、相対移動方向に保持部が必要とならない構成になっている。このため、関係式Ｌ_４＜Ｌ_０（図１４参照）が成り立ち、第４の実施形態では相対移動方向の長さを短くすることができ、小型化が可能となる構成となっている。このため、第４の実施形態では、振動子４００上に設けられた保持凹部４０１ｄと保持板４１３に設けられた保持穴４１３ａ、４１３ｂに保持球４１４を係合させて振動子４００を保持部材４０３で挟持して保持することで、振動子４００の相対移動方向の小型化を達成することができる。

第２の実施形態では、保持部材２０３に設けられたＬ字形状の保持腕部２０３ａと保持凹部２０３ｂで振動子２００と緩衝部材２０６を挟持することで振動子２００を保持する構成だった。これに対して第４の実施形態では、保持部材４０３を複数部材に分けている。例えば、保持基台４１５上に緩衝部材４０６、振動子４００、保持球４１４が置かれた状態で、最後に保持穴４１３ａ、４１３ｂが保持球４１４に係合するようにして保持板４１３を保持基台４１５に対して固定する、といった手順で組むことができる。このため、第４の実施形態では、振動子４００の相対移動方向の小型化に加えて、保持部材４０３が保持板４１３と保持基台４１５の二部品構成なので、組立性が向上するという効果がある。また、保持板４１３の剛性により安定して振動子４００を保持できる。

第４の実施形態では保持球４１４が振動子４００上の保持凹部４０１ｄと保持板４１３上の保持穴４１３ａ、４１３ｂに係合する例について説明した。しかしながら、振動子４００と保持板４１３のいずれかに突起を設け、他方に設けられた凹部に係合する構成であってもよい。このような構成にすることで、保持球４１４が不要となり、部品点数を削減することができる。

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及び変更が可能である。例えば、振動波モータは、振動子が超音波振動する超音波モータであっても良い。

本発明は、小型軽量かつ広い駆動速度レンジが要求される電子機器、特にレンズ駆動装置に利用可能である。

１、２０１、３０１、４０１、９０１ 弾性体
１ａ、２０１ａ、３０１ａ、４０１ａ、９０１ａ 突起部
１ｂ、２０１ｂ、３０１ｂ、４０１ｂ、９０１ｂ 平板部
１ｃ、２０１ｃ、３０１ｃ、９０３ｅ 保持突起
９０１ｄ 保持部
９０１ｅ 保持穴
２、２０２、３０２、４０２、９０２ 圧電素子
３、２０３、３０３、４０３、９０３ 保持部材
３ａ、２０３ａ、３０３ａ 保持腕部
３ｂ、２０３ｂ、３０３ｂ 保持凹部
３ｃ、２０３ｃ、３０３ｃ 保持面
３ｄ 作用面
４、２０４、３０４ 摩擦部材
５、２０５、３０５ 可動部材
５ａ、２０５ａ、３０５ａ 転動溝部
５ｂ、２０５ｂ、３０５ｂ 作用面
５ｃ、２０５ｃ、３０５ｃ 駆動力取り出し部
６、２０６、３０６、４０６ 緩衝部材
７、２０７、３０７ 加圧部材
８、２０８、３０８ 転動部材
９、２０９、３０９ ローラ
１０、２１０、３１０ ベース部材
１１、２１１、３１１ カバー部材
１１ａ、２１１ａ、３１１ａ 転動溝部
２１２、３１２ 加圧板
２１２ａ、３１２ａ 作用面
２１２ｂ、３１２ｂ 加圧面
４０１ｄ 保持凹部
４１３ 保持板
４１３ａ、４１３ｂ 保持穴
４１４ 保持球
１５、２１５、３１５ ねじ
２１ レンズ
２２ レンズ保持部材
２３ａ、２３ｂ 案内部材
２４ 連結部材
２５ 付勢部材
２６ 固定軸
２７ 連接部材
２７ａ 貫通孔
２８ クリップ部材
２８ａ 貫通孔
１００、２００、３００、４００、９００ 振動子
１５０、２５０、３５０ 振動波モータ
１６０ レンズ駆動装置

Claims (13)

1. 振動子と、
   前記振動子を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保持部材と、
   前記振動子と前記保持部材との間に設けられた緩衝部材と、
   を有し、
   前記振動子と前記摩擦部材は、前記振動子の振動により相対移動方向に相対移動し、
   前記保持部材は、前記加圧部材の加圧方向に延出した延出部を含んでいて、前記振動子と前記摩擦部材の間の空間に位置する前記延出部を用いて、前記振動子と前記緩衝部材とを前記加圧方向に挟持することによって前記振動子を保持することを特徴とする振動波モータ。
2. 前記緩衝部材は、前記振動子と前記保持部材のいずれかに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の振動波モータ。
3. 保持突起と凹形状の保持凹部のいずれか一方が前記振動子に設けられており、前記保持突起と前記保持凹部の他方が前記延出部に設けられており、前記保持突起と前記保持凹部とが係合することによって、前記振動子は前記保持部材に対して前記相対移動方向への移動が規制され、保持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の振動波モータ。
4. 前記振動子に設けられた前記保持突起と前記保持凹部の前記いずれか一方は、該振動子に生成される２つの固有振動モードの節の交点に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の振動波モータ。
5. 前記保持突起は球面形状を備え、前記保持凹部は前記相対移動方向と直交する方向に延びるＶ字形の溝であることを特徴とする請求項３または４に記載の振動波モータ。
6. 前記振動子は、前記摩擦部材と第１の突起部及び第２の突起部で接触しており、
   前記保持突起または前記保持凹部は、前記相対移動方向において前記第１の突起部と前記第２の突起部の間の位置に設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の振動波モータ。
7. 前記振動子は、前記摩擦部材と第１の突起部及び第２の突起部で接触しており、
   前記保持突起または前記保持凹部は、前記相対移動方向と直交する方向において前記第１の突起部と前記第２の突起部よりも外側の位置に設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の振動波モータ。
8. 前記保持部材は、保持板と球状部材を有し、前記球状部材は、前記振動子に設けられた第１の保持凹部と、前記保持板の前記第１の保持凹部と対向する位置に設けられた第２の保持凹部のそれぞれと係合することによって、前記振動子が前記保持部材に対して前記相対移動方向に移動することを規制されていることを特徴とする請求項１または２に記載の振動波モータ。
9. 前記第１の保持凹部と前記第２の保持凹部はそれぞれ少なくとも２つ設けられ、前記第１の保持凹部と前記第２の保持凹部の一方は前記相対移動方向と直交する方向に長い溝形状であり、前記第１の保持凹部及び前記第２の保持凹部の他方は丸穴形状であることを特徴とする請求項８に記載の振動波モータ。
10. 前記加圧部材によって発生する加圧力と前記保持部材が前記振動子を保持する保持力に伴い生じる保持反力が前記緩衝部材に印加され、前記加圧力と前記保持反力が前記緩衝部材の異なる位置に印加されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動波モータ。
11. 前記緩衝部材に印加される前記加圧力の位置は、前記振動子の中心であることを特徴とする請求項１０に記載の振動波モータ。
12. 前記振動波モータは、前記振動子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請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動波モータ。
13. レンズと、
    請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の振動波モータと、を備え、
    前記振動子と前記摩擦部材の相対移動によって、前記レンズを光軸方向に駆動することを特徴とするレンズ駆動装置。

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