JP2014138438A - 定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構、レンズ駆動装置及びレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】振動体の振動の妨げを低減し、且つ当該振動体を安定した状態で駆動体側に押圧することが可能な定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構、及びこの押圧機構を備えた定在波型ピエゾ振動モータを用いたレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ピエゾ振動モータ本体の一端側に配置し、他端側にある振動出力端子を被駆動対象物に付勢接触させる定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構であって、当該押圧機構は、ピエゾ振動モータ本体の一端側の面と接触して押すことの可能な接触面を備える付勢部材を用いるものであり、且つ、振動するピエゾ振動モータ本体と付勢部材との間に生じる摺動抵抗を軽減するため、当該付勢部材の接触面に潤滑剤を保持させる潤滑性摺動抵抗軽減手段を設けたことを特徴とする定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構を採用した。
【選択図】図１

Description

本件発明は、振動体であるピエゾ振動モータ本体の一端側に配置し、他端側に有する振動出力端子を被駆動対象物に付勢接触させる定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構、この押圧機構を備えた定在波型ピエゾ振動モータを用いたレンズ駆動装置及びレンズ鏡筒に関する。

従来より、可動機構を備える各種装置の駆動源として、逆圧電効果を利用したピエゾ振動モータが存在する。ピエゾ振動モータとは、ピエゾ素子からなるピエゾ振動モータ本体を振動させて、その振動を摩擦力を介して外部へ駆動力として取出すモータをいう。ピエゾ振動モータは、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ズーム機能、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好適に用いられている。

ちなみに、ピエゾ振動モータには、定在波型と進行波型との２種類が存在する。ここで、定在波型のピエゾ振動モータは、主に矩形状を呈し、ピエゾ素子からなるピエゾ振動モータ本体を振動させて、その一端側に有する振動出力端子に楕円等の回転運動を発生させ、当該振動出力端子を被駆動対象物に付勢接触させて、両者間の摩擦力により被駆動対象物を駆動するものである。一方、進行波型のピエゾ振動モータは、主に環形状を呈し、ピエゾ素子を貼り付けた弾性体を振動させ、この弾性体表面に楕円振動を形成する進行波を発生させ、当該弾性体表面を被駆動対象物に付勢接触させて、両者間の摩擦力により被駆動対象物を駆動するものである。従って、ピエゾ振動モータの小型化を図るにあたっては、その形状及び構造により、進行波型のピエゾ振動モータよりも定在波型のピエゾ振動モータを採用することが好ましい。

ところで、定在波型のピエゾ振動モータを用いて被駆動対象物側へ駆動力を伝達するには、ピエゾ振動モータ本体が有する振動出力端子を被駆動対象物に付勢接触させる必要があるため、当該ピエゾ振動モータ本体を被駆動対象物側に押圧するための押圧機構が備えられる。この押圧機構は、ピエゾ振動モータ本体において振動出力端子が設けられる側面とは反対の側面側から押圧することにより、当該振動出力端子を被駆動対象物に押圧接触させ、当該振動出力端子により発生された楕円等の回転運動を確実に当該被駆動対象物に伝達させるべく備えられるものである。

例えば、特許文献１には、各種電子機器に用いられる振動アクチュエータに関するものであり、さらに言えば、電気機械変換素子を用いた定在波型の超音波アクチュエータに関する発明が開示されている。ここで、特許文献１に開示の超音波アクチュエータは、ピエゾ素子の屈曲振動と伸縮振動の合成により駆動子が楕円運動を起こし、この楕円運動により当該駆動子に支持された可動体を動作させるために用いられるものである。

なお、特許文献１の図１等には、ピエゾ素子１０が被実装体１に設けられた支持体６，７，９の支持部６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ，９Ａにより支持され、当該ピエゾ素子１０を支持部９Ａを介して裏面から支持すると共に駆動子２を可動体３に押圧する構成が示されている。ここで、特許文献１に係る超音波アクチュエータにおける、ピエゾ素子１０を可動体３側に押圧するための押圧機構は、当該ピエゾ素子１０を可動体３側に押圧するための支持部９Ａを、エラストマー、シリコーンゴム、板バネ等の弾性体として当該ピエゾ素子１０に面接触させたものである。特許文献１に係る超音波アクチュエータは、ピエゾ素子１０を可動体３側に押圧するにあたって、このような押圧機構を採用することで、ピエゾ素子１０の伸び振動（伸縮振動）の阻害低減の効果を得るものである。

特許第４０３５１５６号公報

しかし、特許文献１に開示の超音波アクチュエータにおける、ピエゾ素子を可動体側に押圧するための押圧機構では、支持部のピエゾ素子に対する押圧力が大きくなるに従って当該支持部の可動体に押される方向と略平行となる方向への伸縮性が失われてしまい、当該ピエゾ素子の伸び振動（伸縮振動）の阻害低減の効果が十分に得られず、超音波アクチュエータの駆動効率を低下させてしまう。ピエゾ素子は、可動体と圧接する部位のみならず、当該可動体側に押圧される部位も振動しており、当該支持部の当該ピエゾ素子に対する押圧力が大きくなるに従って当該支持部が潰れて硬度が上昇して、ピエゾ素子の挙動が非線形となり好ましくない。

また、特許文献１に開示の超音波アクチュエータは、ピエゾ素子が振動した際に、ピエゾ素子を可動体側に押圧する支持部と当該ピエゾ素子との接触状態も振動により変動を受けやすい。従って、特許文献１に開示の超音波アクチュエータにおけるピエゾ素子を可動体に押圧する機構をレンズ駆動装置に備わるレンズ移動用の定在波型ピエゾ振動モータに用いた場合、設置場所の制約により可動体と駆動子との当接部分と略同一直線上に押圧機構を配置することが出来ず、押圧機構による押圧力が不安定になりやすい。また、超音波アクチュエータにおける、振動体として用いられるピエゾ素子は、ヒステリシスがあるため、静止状態で想定した押圧機構とピエゾ素子との位置関係が僅かにずれることがある。その結果、押圧機構からピエゾ素子に作用する押圧力が分散され、最適な状態で押圧することが出来ず駆動効率が低下するという問題が生じてしまう。

本件発明は、上述した問題点を解決するものであり、定在波型ピエゾ振動モータにおける振動体を被駆動対象物側に押圧する際に、当該振動体の振動の妨げを低減し、且つ当該振動体を安定した状態で駆動体側に押圧することが可能な押圧機構、この押圧機構を備えた定在波型ピエゾ振動モータを用いたレンズ駆動装置及びレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

そこで、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下の定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構、レンズ駆動装置及びレンズ鏡筒を採用することで上記問題を達成するに到った。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構： 本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構は、ピエゾ振動モータ本体の一端側に配置し、他端側にある振動出力端子を被駆動対象物に付勢接触させる定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構であって、当該押圧機構は、ピエゾ振動モータ本体の一端側の面と接触して押すことの可能な接触面を備える付勢部材を用いるものであり、且つ、振動するピエゾ振動モータ本体と付勢部材との間に生じる摺動抵抗を軽減するため、当該付勢部材の接触面に潤滑剤を保持させる潤滑性摺動抵抗軽減手段を設けたことを特徴とする。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構において、前記潤滑性摺動軽減手段は、前記ピエゾ振動モータ本体の一端側に配する付勢部材の接触面に溝状、開口形状、凹凸形状のいずれかの形状を設け、ここに潤滑剤を保持させるものであることが好ましい。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構において、前記潤滑剤は、油性潤滑剤であることが好ましい。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構において、前記ピエゾ振動モータ本体の一端側に配する付勢部材の接触面は、他端側にある振動出力端子が被駆動対象物に付勢接触するときの付勢軸に対し、略垂直となるように配置することが好ましい。

本件発明に係るレンズ駆動機構： 本件発明に係るレンズ駆動機構は、撮像装置のレンズ駆動装置であって、レンズを光軸方向に移動させる駆動源として上述した押圧機構を備えた定在波型ピエゾ振動モータを用いたことを特徴とする。

本件発明に係るレンズ鏡筒： 本件発明に係るレンズ鏡筒は、上述したレンズ駆動装置を用いたことを特徴とする。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構は、定在波型ピエゾ振動モータにおいて、振動体であるピエゾ振動モータ本体の一端側の面に、上述したような特徴を有する付勢部材を配置することにより、当該ピエゾ振動モータ本体の振動を阻害せずに適切な振動状態を保つことが出来る。その結果、定在波型ピエゾ振動モータの駆動ムラが低減して、駆動効率の最適化を図ることができる。また、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構によれば、これを備えたピエゾ振動モータを用いたレンズ駆動装置及びレンズ鏡筒の小型軽量化を図ることが出来る。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構を説明するためにその一実施の形態を示した斜視図である。 本件発明の付勢部材の第一の実施の形態を示した斜視図である。 図２に示す付勢部材とは異なる形態の付勢部材を示した斜視図である。 図２に示す付勢部材を含む押圧機構を備えた定在波型ピエゾ振動モータの一実施の形態を示した断面図である。 本件発明の付勢部材の第三の実施の形態を示した斜視図である。 本件発明の付勢部材の第四の実施の形態を示した斜視図である。 本件発明の付勢部材の第五の実施の形態を示した斜視図である。 本件発明の付勢部材の第六の実施の形態を示した斜視図である。 本件発明の一実施の形態に係るレンズ駆動装置を備えた撮像装置の要部模式断面図である。

以下、図面を参照して、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構、レンズ駆動装置及びレンズ鏡筒の好ましい実施の形態を説明する。

図１は、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構を説明するためにその一実施の形態を示した斜視図である。また、図２は、本件発明の付勢部材の第一の実施の形態を示した斜視図である。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構： 本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０は、ピエゾ振動モータ１本体の一端側に配置し、他端側にある振動出力端子３を被駆動対象物（図８における符号２０参考のこと。）に付勢接触させる定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０に関するものである。また、当該押圧機構１０は、ピエゾ振動モータ本体２の一端側の面と接触して押すことの可能な接触面１１ａを備える付勢部材１１を用いるものであり、且つ、振動するピエゾ振動モータ本体２と付勢部材１１との間に生じる摺動抵抗を軽減するため、当該付勢部材１１の接触面１１ａに潤滑剤を保持させる潤滑性摺動抵抗軽減手段を設けたことを特徴とする。

図１に示すように、本件発明の定在波型ピエゾ振動モータ１は、振動体としてピエゾ素子（不図示）からなる略直方体形状としたピエゾ振動モータ本体２を備える。そして、図１に示すように、ピエゾ振動モータ本体２は、その一端側に突形状の振動出力端子３を有する。ピエゾ素子を用いた定在波型ピエゾ振動モータ１においては、振動出力端子３が所定の規則的な運動を行うように、ピエゾ素子の形状、電圧を印加する場所、印加電圧の量や周期等を調節してピエゾ素子に振動を発生させる。そして、振動出力端子３は、被駆動対象物に当接配置することで、ピエゾ振動モータ本体２の振動が被駆動対象物に伝達する。

本件発明の定在波型ピエゾ振動モータ１におけるピエゾ素子は、積層された複数の圧電体（不図示）と当該圧電体間に狭持された内部電極（不図示）とからなり、圧電体と内部電極とが交互に積層して構成されたものである。そして、ピエゾ素子の各内部電極にそれぞれ位相をずらした交流電圧を印加することで、ピエゾ振動モータ本体２には伸縮振動モードと屈曲振動モードとからなる振動が同時に励起し、振動出力端子３が楕円等の回転運動を行う（図１に示す矢印参照のこと。）。本件発明の定在波型ピエゾ振動モータ１は、振動出力端子３によるこのような運動を摩擦力により、特定の一方向運動として取り出すものである。このように、本件発明の定在波型ピエゾ振動モータ１は、ピエゾ素子の振動を駆動源とし、振動出力端子３を楕円運動等させて被駆動対象物を一方向に動かし、当該被駆動対象物の動作を駆動力に変換して出力する。

また、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０は、付勢部材１１がピエゾ振動モータ本体２との接触面に潤滑剤を保持させる潤滑剤摺動抵抗軽減手段を設けることで、ピエゾ振動モータ本体２の振動を阻害せずに当該ピエゾ振動モータ本体２を被駆動対象物に対して押圧付勢させることが可能となる。よって、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０によれば、ピエゾ振動モータ本体２を被駆動対象物側に安定して圧接させることが出来、定在波型ピエゾ振動モータ１の振動出力端子３の楕円運動等を効率よく被駆動対象物へ伝達することが可能となる。なお、本件発明の付勢部材１１は、その材料の硬さを大きくすると、よりピエゾ振動モータ本体２との摩擦係数を小さくすることが出来るため好ましい。

また、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０は、付勢部材１１の押圧方向をピエゾ振動モータ本体２から被駆動対象物へ向けた方向と略平行となるように配置することが望ましい。そうすることで、ピエゾ振動モータ本体２の振動出力端子３を被駆動対象物側に更に安定して圧接させることが出来、被駆動対象物を効率良く一方向に動かすことが可能となる。

なお、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０は、上述したように、ピエゾ振動モータ本体２を被駆動対象物側へ向けて押圧し、振動出力端子３を被駆動対象物に付勢接触させる構造を採用したものである。仮に、当該振動出力端子３により発生された楕円等の回転運動を当該被駆動対象物に伝達するにあたって、当該被駆動対象物を当該振動出力端子３側に押圧する構造を採用した場合には、当該振動出力端子３の回転運動を確実に当該被駆動対象物に伝達することが困難となる。また、当該被駆動対象物を当該振動出力端子３側に押圧する構造を採用した場合には、押圧機構の大型化を招く恐れもあり好ましくない。

また、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０において、潤滑性摺動軽減手段は、ピエゾ振動モータ１本体２の一端側に配する付勢部材１１の接触面１１ａに溝状、開口形状、凹凸形状のいずれかの形状を設け、ここに潤滑剤を保持させるものであることが好ましい。

上述したように、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０を構成する付勢部材１１は、潤滑性摺動抵抗軽減手段として定在波型ピエゾ振動モータ１との接触面１１ａに潤滑剤を保持する構造を備えたものである。例えば、図２には、本件発明の付勢部材１１の接触面１１ａに溝状部分１１ｃが設けられているのが示されている。本件発明の付勢部材１１は、図２に示すように、付勢部材１１の接触面１１ａに連通して形成した溝状部分１１ｃに潤滑剤を保持させることで、付勢部材１１の接触面１１ａ上に潤滑剤が適宜供給される。なお、図２に示すように、付勢部材１１は、溝状部分１１ｃが保持した潤滑剤が容易に漏れ出さないように外周縁に溝状等の形状を形成しないようにすることも出来る。

そして、付勢部材１１は、ばね係止部１１ｂに係止されたばね１２によってピエゾ振動モータ本体２側に常時押し付けられる。本件発明の付勢部材１１は、接触面１１ａに上述したような形状を設けることで、ピエゾ振動モータ本体２と直接接触せずに連続的な油膜に遮られて分離した状態となり、潤滑剤を常に介在させた状態でピエゾ振動モータ本体２を押圧付勢することが可能となる。

また、本件発明の付勢部材１１は、その接触面１１ａに溝状、開口形状、凹凸形状のいずれかの形状を設けることで、潤滑剤の当該接触面１１ａに対する供給を適宜行うことが可能となる。例えば、図３には、図２に示す付勢部材１１とは異なる形態の付勢部材１１’を示す。図３に例示するように、本件発明の付勢部材１１’は、図２に示す付勢部材１１とばね係止部１１’ｂを備える等基本的構造が同じである限り、接触面１１’ａに設けた溝状１１’ｃの形状が図２に示す付勢部材１１と異なるものであっても潤滑剤の当該接触面１１’ａに対する供給を適宜行うことが可能となる。

本件発明の付勢部材１１は、その接触面１１ａに設ける溝状の形状部分１１ｃに潤滑剤を注入することによって、付勢部材１１がピエゾ振動モータ本体２の一端側の面上を摺動するときに潤滑剤が溝状等の形状部分１１ｃから吐き出され、当該付勢部材１１と当該ピエゾ振動モータ本体２との間に潤滑剤が適宜供給されることとなる。これにより、本件発明の付勢部材１１は、ピエゾ振動モータ本体２に対して押圧力を付与する方向を常に一定に保つことが出来、振動出力端子３を被駆動対象物に対して常に所定の押圧力で付勢接触させることが出来る。

また、本件発明の付勢部材１１は、ピエゾ振動モータ本体２との接触面に潤滑剤が適宜供給されることで、摩耗を低減することが出来、摩擦による発熱量を減少し、また、当該ピエゾ振動モータ本体２との接触部分における騒音の発生を抑制することが出来る。そして、本件発明の付勢部材１１は、その接触面１１ａに潤滑剤が供給されることで、当該接触面１１ａにかかる荷重を潤滑剤の流体圧で受け、受圧面積を広げることで応力を分散し、ピエゾ振動モータ本体２を安定して押圧付勢することが出来る。

なお、本件発明の付勢部材１１は、その接触面１１ａ上への潤滑剤の供給がスムーズに行えるような内部構造を備えることも出来る。例えば、図２には、付勢部材１１の接触面１１ａに溝状の形状部分１１ｃが設けられ、当該付勢部材１１の接触面１１ａ上に潤滑剤が適宜供給されるように、潤滑剤を配した位置から潤滑剤吐出口に至るまでの潤滑剤排出径路が階段状斜面で形成された形状が示されている。本件発明の付勢部材１１は、図２に示すような形状部分１１ｃを備えることで、潤滑剤の吐出をスムーズに行うことが出来る。

図４は、図２に示す付勢部材を含む押圧機構を備えた定在波型ピエゾ振動モータの一実施の形態を示した断面図である。定在波型ピエゾ振動モータ１のピエゾ振動モータ本体２は、図４に示すように、その一方側の側面２ａに有する出力端子３が被駆動対象物２０に当接する位置に配置され、他方の側面２ｂには押圧機構１０が当接配置される。また、被駆動対象物２０及び押圧機構１０は、それぞれベース部材３０に取り付けられ、振動体となるピエゾ振動モータ本体２が、ベース部材３０に取り付けられた振動体ホルダ３１に収容保持される。なお、図４において、当該押圧機構１０は、ばね１２の一端がばね係止部１１ｂに係止され、ばね１３の他端がベース部材３０に螺合して取り付けられたボルト２５のばね係止部２５ａに係止される。この場合に、当該押圧機構１０は、当該ボルト２５を回転させて当該ベース部材３０との螺合位置を変えることで、当該ばね係止部１１ｂと当該ばね係止部２５ａ間に挟まれたばね１２の弾性力が変化し、付勢部材１１がピエゾ振動モータ本体２を押圧する力を調整することが可能となる。

本実施の形態におけるレンズ駆動機構は、ピエゾ振動モータ本体２の振動によりピエゾ振動モータ本体２に備わる出力端子３を楕円運動等させて、被駆動対象物２０を一方向に回転させ、当該被駆動対象物２０に従動して回転する転動部材２１を介して駆動力出力軸部２２の一端側に取り付けられた出力ギヤ２３より駆動力を出力する。ここで、当該ピエゾ振動モータ本体２に備わる出力端子３は、ピエゾ振動モータ本体２に容易に分離出来ない状態で接着されている。また、当該駆動力出力軸部２２は、ベース部材３０に固定される駆動力出力軸押さえ環２４により回動可能に支持されている。また、当該転動部材２１は、アンギュラ軸受けやスラスト軸受け等、当該駆動力出力軸部２２の周りをスムーズに回転することが出来るものを適宜用いることが出来る。

ちなみに、本件発明の付勢部材１１の接触面１１ａに設ける溝状部分１１ｃの開口パターンは、図２，３に示す形状に限定されるものではなく、格子状、円状、直線状、円弧状、ジグザグ状、渦巻き状等としたものであっても良い。また、本件発明の付勢部材１１のピエゾ振動モータ本体２との接触面１１ａに設ける開口形状部分の開口形状は、円形状、楕円形状、長穴形状、多角形状等からなる穴状としたものであっても良い。また、本件発明の付勢部材１１の当該接触面１１ａに設ける凹凸形状部分は、多孔質状に凹部と凸部とが規則的又は不規則的に混在したものであっても良い。

例えば、図５に示すように、本件発明の付勢部材２１は、ばね係止部２１ｂを備え、接触面２１ａに格子状の溝２１ｃを形成したものとすることが出来る。また、図６に示すように、本件発明の付勢部材３１は、ばね係止部３１ｂを備え、ピエゾ振動モータ本体２との接触面３１ａに同心円状の溝３１ｃを形成したものとすることが出来る。また、図７に示すように、本件発明の付勢部材４１は、ばね係止部４１ｂを備え、ピエゾ振動モータ本体２との接触面４１ａに複数の開口形状４１ｃを形成したものとすることが出来る。また、図８に示すように、本件発明の付勢部材５１は、ばね係止部５１ｂを備え、ピエゾ振動モータ本体２との接触面５１ａに複数の凸形状５１ｃを形成したものとすることが出来る。

また、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０において、潤滑剤は、油性潤滑剤であることが好ましい。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０は、付勢部材１１が保持する潤滑剤として油性潤滑剤を用いることで、ピエゾ振動モータ本体２と当該付勢部材１１との接触界面に潤滑剤を適宜供給することが可能となる。ここで、本件発明の押圧機構１０で用いる油性潤滑剤としては、シリコーン系グリース、鉱油系グリース等を用いることが望ましい。ここで、グリースとは、液体潤滑剤と増ちょう剤とを混ぜて得られる半固体状の潤滑剤をいい、耐漏洩性が要求される部位に好適に用いることが出来る。また、グリースは、少量であっても長期間潤滑性能を維持することが出来るため、補給を頻繁に行う必要がない。ちなみに、液体状の潤滑剤は、その粘度が小さいため、油が接触面の圧力に耐えられず流体潤滑の状態が保てなくなるため、本件発明の押圧機構１０に用いるには適当ではない。但し、半固体状の潤滑剤は、その粘度が大きくなりすぎると摩擦抵抗が大きくなり、摺動動作中に摩擦損失を生じてしまうため、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１の使用条件に合わせて粘度の調整を行うことが好ましい。

なお、本件発明の付勢部材１１が保持する油性潤滑剤は、流動性が高く付勢部材１１から流れ出す恐れがあるものであっても、付勢部材１１の接触面に設ける溝状等の形状部分１１ｃに繊維状物質を配することで、潤滑剤保持力が高められて潤滑剤の無駄な流出を防止すると共に、毛細管現象により付勢部材１１の接触面に適宜潤滑剤を供給することが可能となる。ここで、当該繊維状物質の種類は特に限定されるものではないが、例えばフェルトやポリプロピレン繊維等を好適に用いることが出来る。ちなみに、本件発明の付勢部材１１は、接触面１１ａ以外の側面に潤滑剤補給用の開口部１１ｄを設け、この開口部１１ｄに潤滑剤を注入することで、付勢部材１１内に潤滑剤を補給することが出来る。本件発明の付勢部材１１は、その内部に潤滑剤を貯蔵しておくことで、補給を頻繁に行う必要がなくなる。

また、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１用押圧機構１０において、ピエゾ振動モータ本体２の一端側に配する付勢部材１１の接触面は、他端側にある振動出力端子３が被駆動対象物２０に付勢接触するときの付勢軸に対し、略垂直となるように配置することが好ましい。

本件発明の付勢部材１１の接触面は、他端側にある振動出力端子３が被駆動対象物２０に付勢接触するときの付勢軸に対し、略垂直となるように配置することで、ピエゾ振動モータ本体２の振動出力端子３が被駆動対象物２０を適正な力で押圧し、定在波型ピエゾ振動モータ１から出力される駆動力が効率良く伝達されることとなる。また、本件発明の定在波型ピエゾ振動モータ１は、上述したように、被駆動対象物２０に対してピエゾ振動モータ本体２の振動を駆動力に変換して伝達させるため、振動出力端子３を被駆動対象物２０に一定の力で押圧接触することが望ましい。以上のことから、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１は、被駆動対象物２０とピエゾ振動モータ本体２と押圧機構１０とが略直線上に配置されることが好ましい。

ちなみに、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ１は、ピエゾ振動モータ本体２の胴体部の外周に振動出力端子３の付勢軸の軸振れを防止する振動規制部材４を備えることで、ピエゾ振動モータ本体２において適切な振動を発生させることが出来、振動出力端子３に出力される運動にムラが生じないため、駆動効率及び駆動制御能の向上を図ることが出来る。

本件発明の定在波型ピエゾ振動モータ１は、振動体となるピエゾ振動モータ本体２に１つの固有振動又は異なる２つの固有振動を所定の周波数及びタイミングで発生させることにより、出力部となる振動出力端子３において、楕円等の回転運動や往復運動を発生させる。例えば、ピエゾ振動モータ本体２に伸縮振動（縦振動）と曲げ振動とを生じさせ、その伸縮振動及び曲げ振動の固有振動数を一致させ、且つ、それぞれ所定のタイミングで励起させることにより振動出力端子３において楕円等の回転運動が生じる。この振動出力端子３に被駆動対象物２０を接触させて、両者間の摩擦力により振動出力端子３の回転運動を被駆動対象物２０に伝達することで、当該被駆動対象物２０が回転運動する。

そのため、ピエゾ振動モータ本体２の振動の変位が最小となる位置（伸縮振動と曲げ振動とが調和的に発生した場合の共通の節に対応する位置）に当該ピエゾ振動モータ本体２の振動を妨げずにを支持する部材として振動規制部材４を当接配置することで、ピエゾ振動モータ本体２が有する振動出力端子３の付勢軸の軸振れを効果的に抑制することが可能となる。その結果、本件発明の定在波型ピエゾ振動モータ１は、ピエゾ振動モータ本体２の振動を適切な状態に保ち、押圧力の変動に伴う駆動ムラを低減して駆動効率の最適化を図ることが可能となる。ちなみに、図１には、ピエゾ振動モータ本体２に押し付ける振動規制部材４が、節に対応する位置に配置されるために、ピエゾ振動モータ本体２の長手方向に間隔をあけて片側面に２カ所（中央から素子長さの３０〜４０％程度離れた部分）設けられている。

また、本件発明のピエゾ振動モータ本体２は、振動規制部材４により支持されることで、ピエゾ振動モータ本体２の振動が周辺の部品に伝播することによって発生する共振現象が起こらず、異音の発生を防止することが出来る。定在波型ピエゾ振動モータ１は、駆動原理的に稼働時の静音性が特徴の一つとしてあるため、駆動機構には静音設計が望まれる。なお、この振動規制部材４としては、エラストラマー、シリコンゴム、板ばね、コイルスプリング等を用いることで、ピエゾ振動モータ１の振動を阻害せずにより安定して支持することが出来る。また、図１には、振動規制部材４が円柱形状により示されているが、本件発明はこれに限定されない。例えば、振動規制部材４は、外形状を球状や円錐台形状等にすることが出来る。

本件発明に係るレンズ駆動装置： 本件発明に係るレンズ駆動装置５１は、撮像装置のレンズ駆動装置であって、レンズを光軸Ｏ方向に移動させる駆動源として上述の押圧機構１０を備えた定在波型ピエゾ振動モータ１を用いたことを特徴とするものである。

図９は、本件発明の一実施の形態に係るレンズ駆動装置を備えた撮像装置の要部模式断面図である。本件発明に係るレンズ駆動装置５１は、レンズ５７を光軸Ｏ方向に移動させる手段として上述の押圧機構１０を備えた定在波型ピエゾ振動モータ１を用いたものである。例えば、本件発明のピエゾ振動モータ１は、ピエゾ振動モータ本体２の振動出力端子３が圧接される被駆動対象物２０に、図９に示すようなレンズ駆動機構を接続することにより、レンズ５７を光軸Ｏ方向に移動させる駆動源として作用させることが出来る。被駆動対象物２０は、ピエゾ振動モータ本体２の振動出力端子３から伝達された運動に基づき駆動される可動部材であり、外形状が円柱状を呈し、駆動力出力軸部２２を中心に回転可能にベース部材に取り付けられる。この被駆動対象物２０に、ピエゾ振動モータ本体２の振動出力端子３が圧接され、振動出力端子３が所定の運動をすると、振動出力端子３と被駆動対象物２０との摩擦力により、被駆動対象物２０が回転する。

本件発明に係るレンズ駆動装置５１は、上述の押圧機構１０を備えた定在波型ピエゾ振動モータ１を用いることで、レンズ駆動装置５０全体を小型化することが出来、また、駆動効率及び駆動制御能に優れた高性能なレンズ駆動装置を実現することが出来る。

ここで、図９を用いて本件発明に係るレンズ駆動装置５１のレンズ駆動機構について、簡単に説明しておく。図９における、本件発明のレンズ駆動機構は、レンズ鏡筒５０内に固定された固定筒５２と、当該固定筒５２の外周に貫挿配置されるカム筒５３と、駆動力出力軸部２２の一端側に設けられたギヤ２２と噛合して光軸Ｏを中心に回転するフォーカスギヤリング５４と、一端側を当該フォーカスギヤリング５４に結合し、他端側をカム筒５３の外周に設けられた凸部５５に結合したアーム部材５６とを備えている。そして、当該固定筒５２の撮像側よりの外周面近傍には、定在波型ピエゾ振動モータユニット５１が配置されている。

また、図９に示すように、本件発明のレンズ駆動機構は、固定筒５２内にフォーカスレンズ５７がレンズ保持枠５８に保持された状態で配置され、当該レンズ保持枠５８に凸部５９が設けられ、当該凸部５９にカムローラ６０が挿入されている。当該カムローラ６０は、固定筒５２の直進カム溝孔（不図示）とカム筒５３のカム溝孔（不図示）とを貫通し、且つ当該固定筒５２とカム筒５３との間に配置される直進筒６１に固定される。そして、当該直進筒６１は、カム筒５３がカム溝孔の範囲内で光軸Ｏ方向に対して定位置回転したときに、カムローラ６０が当該直進カム溝孔に沿って移動することで、当該カムローラ６０と共に光軸Ｏ方向にスライド移動する。

すなわち、図９に示す本件発明のレンズ駆動機構は、駆動力出力軸部２２の一端側に固定されるギヤ２２の回転によりカム筒５３を回転させたときに、カムローラ６０を介して保持される直進筒６１と共にレンズ保持枠５８が光軸Ｏ方向へスライド移動することで、フォーカスレンズ５７の焦点調節が行われる。ちなみに、図９において、符号６２，６３で示すレンズは固定レンズである。

本件発明に係るレンズ鏡筒： 本件発明に係るレンズ鏡筒５０は、上述のレンズ駆動装置５１用いたことを特徴とするものである。

本件発明に係るレンズ鏡筒５０は、上述のレンズ駆動装置５１によれば、光軸方向からみた占有面積を小さくすることが出来、レンズ鏡筒の小型軽量化を図ることが出来る。また、本件発明に係るレンズ鏡筒５０を用いることで、撮像装置を小型軽量化することが出来る。

本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構は、シンプルな構造でありながらも、ピエゾ振動モータ本体の被駆動対象物側への駆動力の伝達を常に良好な状態に維持することが出来る。よって、本件発明に係るレンズ駆動装置は、本件発明に係る定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構を用いることで、駆動効率が向上し且つレンズ移動の際の制御を高精度に行うことが出来る。また、本件発明に係るレンズ駆動装置は、このような駆動効率の高いピエゾ振動モータを備えることで、消費電力量を抑制することができる。また、本件発明に係るレンズ鏡筒は、このレンズ駆動装置を用いることで小型軽量化することが出来る。以上のことから、本件発明に係るピエゾ振動モータ用押圧機構及びレンズ駆動装置は、良好な撮像品質を備える撮像装置の提供を可能にし、工業分野において全体システムを構成する上で重要な機械要素である位置決め機構等にも好適に用いることが出来る。

１ ピエゾ振動モータ
２ ピエゾ振動モータ本体
３ 振動出力端子
４ 振動規制部材
１０ 押圧機構
１１ 付勢部材
１１ａ 接触面
１１ｂ ばね係止部
１１ｃ 溝状部分
１２ ばね

Claims (6)

1. ピエゾ振動モータ本体の一端側に配置し、他端側にある振動出力端子を被駆動対象物に付勢接触させる定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構であって、
   当該押圧機構は、ピエゾ振動モータ本体の一端側の面と接触して押すことの可能な接触面を備える付勢部材を用いるものであり、
   且つ、振動するピエゾ振動モータ本体と付勢部材との間に生じる摺動抵抗を軽減するため、当該付勢部材の接触面に潤滑剤を保持させる潤滑性摺動抵抗軽減手段を設けたことを特徴とする定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構。
2. 前記潤滑性摺動軽減手段は、前記ピエゾ振動モータ本体の一端側に配する付勢部材の接触面に溝状、開口形状、凹凸形状のいずれかの形状を設け、ここに潤滑剤を保持させるものである請求項１に記載の定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構。
3. 前記潤滑剤は、油性潤滑剤である請求項１又は請求項２に記載の定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構。
4. 前記ピエゾ振動モータ本体の一端側に配する付勢部材の接触面は、他端側にある振動出力端子が被駆動対象物に付勢接触するときの付勢軸に対し、略垂直となるように配置する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定在波型ピエゾ振動モータ用押圧機構。
5. 撮像装置のレンズ駆動装置であって、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押圧機構を備えた定在波型ピエゾ振動モータを用いたことを特徴とするレンズ駆動装置。
6. 請求項５に記載のレンズ駆動装置を用いたことを特徴とするレンズ鏡筒。

Images