JP2017011797A - 振動型アクチュエータ、レンズ駆動装置および超音波モータ - Google Patents

Abstract

【課題】振動子が大きなストローク量移動した場合でも駆動特性が安定した振動型アクチュエータを提供する。【解決手段】振動子を有する第一の部材１１と、所定の方向に延在し、振動子１１１に圧接される摩擦摺動面を有する第二の部材１２と、第二の部材１２を上記所定の方向と平行な軸周りに相対的に回転可能に保持する第三の部材１３と、第三の部材１３に対して第二の部材１２を上記軸周りに回転させる第一の力を発生する加圧手段１４を備える振動型モータ１を設ける。第一の部材１１は、第一の力によって、第二の部材１２と第三の部材１３とに狭まれる。そして、振動子１１１が振動することで、第一の部材１１が、第二の部材１２に対して上記所定の方向と平行な駆動方向に駆動する。【選択図】図１

Description

本発明は、振動型アクチュエータ、レンズ駆動装置および超音波モータに関する。

圧電素子の振動を利用した振動型アクチュエータは、小型で高い駆動力が得られ、広い速度レンジに対応でき、低振動かつ低騒音である。突起が設けられたチップ型の振動子に複数の共振モードを同時に励振する方式を採用した振動型アクチュエータが知られている。この振動型アクチュエータは、振動子の突起に楕円運動をさせ、突起に圧接された摩擦部材を摩擦力によって相対的に駆動する。この振動型アクチュエータの特徴は、振動子が比較的小型であり、駆動対象を直接的に直進駆動することが可能である点である。

特許文献１は、チップ型の振動子を用いて駆動対象の直進駆動を行う振動型モータを開示している。このようなチップ型の振動子を用いた振動型モータは、例えば小型で高い直進駆動力が求められるカメラのレンズ鏡筒内のレンズ駆動用アクチュエータとして用いられている。

特開２００５−５７８３８号公報

従来の振動型アクチュエータは、振動子が大きなストローク量移動すると、摩擦部材が傾倒し、振動子と摩擦部材の加圧力が不安定となって、駆動特性が安定しない。本発明は、振動子が大きなストローク量移動した場合でも駆動特性が安定した振動型アクチュエータの提供を目的とする。

本発明の一実施形態の振動型アクチュエータは、振動子を有する第一の部材と、所定の方向に延在し、前記振動子に圧接される摩擦摺動面を有する第二の部材と、前記第二の部材を前記所定の方向と平行な軸周りに相対的に回転可能に保持する第三の部材と、前記第三の部材に対して前記第二の部材を前記軸周りに回転させる第一の力を発生する加圧手段を備える。前記第一の部材は、前記第一の力によって、前記第二の部材と前記第三の部材とに狭まれ、前記振動子が振動することで、前記第一の部材が、第二の部材に対して前記所定の方向と平行な駆動方向に駆動する。

本発明によれば、振動子が大きなストローク量移動した場合でも駆動特性が安定した振動型アクチュエータを提供できる。

振動型アクチュエータの構成を示す図である。 振動型アクチュエータにおいて作用する力を説明する図である。 振動型アクチュエータの構成を示す図である。 振動型アクチュエータにおいて作用する力を説明する図である。 付勢力が変動した場合における、第三の部材保持部による第二の部材の凸部の保持を説明する図である。 振動子の振動による駆動力の発生原理について説明する図である。 レンズ駆動装置をレンズの光軸方向から見た図である。 摩擦部材を振動子に対して加圧する加圧構成を適用した振動型アクチュエータの例を示す図である。

図８は、摩擦部材を振動子に対して加圧する加圧構成を適用した振動型アクチュエータの例を示す図である。
図８に示す状態は、振動型アクチュエータをモータの駆動方向側面から見た状態である。図８（Ａ）に示すように、２つの摩擦部材５１ａ、５１ｂが振動子５２を挟むように配置されている。一方の摩擦部材５１ａを固定し、他方の摩擦部材５１ｂを加圧方向に平行移動可能に保持している。平行移動可能な摩擦部材５１ｂを圧縮バネ５３で加圧することで、摩擦部材５１ａ、５１ｂが振動子５２に加圧される。

平行移動可能に保持された摩擦部材５１ｂは振動子５２に対して加圧され、振動子５２の複数の突起５２ａによって支持されている。上記の構成において、図８（Ｂ）に示すように、振動子５２が大きなストローク量移動すると摩擦部材５１ｂを支持する突起５２ａが移動するため、摩擦部材５１ｂが傾倒してしまう。摩擦部材５１ｂが傾倒すると、振動子５２と摩擦部材５１の加圧力は不安定となり、駆動特性が安定しないという課題がある。以下に説明する本実施形態の振動型アクチュエータによれば、上記の課題を解決することができる。

（実施例１）
図１は、本実施形態の振動型アクチュエータの構成を示す図である。
図１に示す振動型モータ１は、高周波電圧を印加することで超音波振動する振動子を有する振動型アクチュエータとして機能する超音波モータである。もちろん、本発明の適用範囲は、超音波モータに限定されない。また、本発明は、振動型モータ１を備えるレンズ駆動装置に適用可能である。

図１（Ａ）は、振動型モータ１をモータの駆動方向（図１中Ｄ１方向）から見た状態を示す。図１（Ｂ）は、振動型モータ１をモータの駆動方向側面から見た状態を示す。振動型モータ１は、第一の部材１１、第二の部材１２、第三の部材１３、加圧手段１４を備える。

第一の部材１１は、交流電圧を印加することで振動する振動子１１１と、振動子１１１を保持する振動子保持部１１２と、振動子１１１と振動子保持部１１２を連結する連結部１１３と、振動子受け部１１４とを有する。振動子１１１は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電効果を有する圧電素子１１１ａと金属板１１１ｂを貼り合わせて製作される。また、振動子１１１には、突起部１１１ｃが設けられている。振動子保持部１１２には、振動型モータ１の動力を取り出す動力取り出し部１１２ａが設けられている。

振動子１１１と振動子保持部１１２を連結する連結部１１３は、例えば薄い板金であり、板金の曲げ方向（図１中Ｄ２方向）には剛性が低く、板金の引張方向（図１中Ｄ１方向）には剛性が高い。これにより、振動子１１１は、図１中Ｄ２方向の振動を阻害されることなく、振動子保持部１１２と図１中Ｄ１方向にガタ無く連結されている。振動子受け部１１４は、振動子１１１と振動子保持部１１２の間に配置される。振動子受け部１１４には、例えばフェルトのような振動を阻害しにくい材質が用いられる。これにより、振動子の突起部１１１ｃが摩擦部材と圧接した際に、振動子１１１の振動を阻害せず振動子１１１を規定位置に保持することができる。

第二の部材１２は、金属製の摩擦部材１２１と摩擦部材１２１を保持する摩擦部材保持部材１２２を有する。摩擦部材１２１には、所定の方向（図１中Ｄ１方向）に延在し、振動子１１１の突起部１１１ｃに圧接される摩擦摺動面１２１ａが設けられている。摩擦部材保持部材１２２には、軸形状の凸部１２３ａ、１２３ｂが設けられている。

第三の部材１３には、第二の部材１２の凸部１２３ａ、１２３ｂを保持するＶ溝状の保持部１３１ａ、１３１ｂが設けられている。第二の部材１２の凸部１２３ａ、１２３ｂが、第三の部材１３の保持部１３１ａ、１３１ｂに付勢されることにより、第三の部材１３は、第二の部材１２を図１中Ｄ１方向と平行な軸周り（図１中軸Ａ１周り）に相対的に回転可能に保持する。

第三の部材１３に凸部を設け、第二の部材１２にこの凸部を保持するＶ溝状の保持部を設けるようにしてもよい。すなわち、本実施例の振動型アクチュエータでは、第二の部材１２と第三の部材１３のうちの一方には凸部が設けられ、他方には凸部を保持する保持部が設けられている。

図１（Ｃ）は、第一の部材１１と第二の部材１２と第三の部材１３とを図１（Ａ）と同様の方向から見た状態を示す。上述の保持構造により、第二の部材１２は、第三の部材１３に対して図１（Ｃ）中矢印Ｒ１で示すように図１中軸Ａ１周りに相対的に回転可能である。

第三の部材１３には、第一の部材１１を駆動方向に移動可能に保持する案内部１３ｂとして、図１中Ｄ１方向に延在する溝が設けられている。また、第一の部材１１には、第三の部材の案内部１３ｂと対向する位置に、被案内部１１２ｂとして溝が設けられている。また、案内部１３ｂの溝と被案内部１１２ｂの溝の間には、転動ボール１５が狭持されている。これにより、第三の部材１３に対し、第一の部材１１は、図１中Ｄ１方向にのみ移動可能に案内される。

振動型モータ１は、第三の部材に対して第二の部材１２を軸Ａ１周りに回転させる力（図１中Ｆ１）を生じる加圧手段１４として引張ばねを有する。以降、第三の部材に対して第二の部材１２を軸Ａ１周りに回転させる力を、第一の力と呼ぶ。加圧手段１４は、第二の部材１２を軸Ａ１周りに回転させることで、振動子１１１の突起部１１１ｃと第二の部材１２の摩擦摺動面１２１ａを圧接する。この状態で振動子１１１が振動することで、突起部１１１ｃと摩擦摺動面１２の間に駆動力が生じ、振動子１１１を有する第一の部材１１は、第二の部材１２に対して図１中Ｄ１方向に駆動する。

図６は、振動子の振動による駆動力の発生原理について説明する図である。
図６（Ａ）は、振動子１１１の斜視図である。図６（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ振動子１１１に発生させる振動モードを示す。図６（Ｂ）に示す振動モードでは、突起部１１１ｃの先端が軌跡Ｍ２で示すようにモータの図６中Ｄ１方向と平行な方向に往復運動を行う。図６（Ｃ）に示す振動モードでは、突起部１１１ｃの先端が軌跡Ｍ３で示すように図６中Ｄ２方向に往復運動を行う。図６（Ａ）、（Ｂ）に示す２つの振動モードを適切な位相差を持たせて振動子に発生させると、突起部１１１ｃの先端は、図６（Ａ）中、軌跡Ｍ１で示すような楕円運動を生じる。振動子の突起部１１１ｃと第二の部材１２の摩擦摺動面１２１ａが圧接された状態で、突起部１１１ｃの楕円運動が生じると、摩擦力が生じて摩擦駆動面１２２ａに対してＤ１方向に駆動力を発生させる。

以上が振動型モータ１の構成である。振動型モータ１では、軸Ａ１周りに回転可能に保持された第二の部材１２と第三の部材１３によって第一の部材１１が挟まれ、摩擦摺動面１２１ａが延在する方向と軸Ａ１の方向と第一の部材１１が第二の部材１２に対して駆動する方向が平行である。

図２は、実施例１の振動型アクチュエータにおいて作用する力を説明する図である。
図２（Ａ）は、第二の部材１２の斜視図を示す。第二の部材１２に作用する力は、ベクトルとして表現される。第二の部材１２には、第一の力Ｆ１と、反力Ｆ２と、力Ｆ３、Ｆ４が作用する。第一の力Ｆ１は、加圧手段１４により発生する。反力Ｆ２は、振動子１１１の突起部１１１ｃと摩擦摺動面１２１ａが当接されることで発生する。力Ｆ３、Ｆ４は、第三の部材１３の保持部１３１ａ、１３１ｂが、第二の部材１２の凸部１２３ａ、１２３ｂを支持する力である。

図２（Ｂ）は、第二の部材１２の側面図を示す。軸Ａ１から振動子１１１の突起部１１１ｃと第二の部材の摩擦摺動面１２１ａの接触点までの距離をＬ１、軸Ａ１から第一の力Ｆ１の作用点までの距離をＬ２とすると、反力Ｆ２はＦ１、Ｌ１、Ｌ２を用いて、以下の式１で表される。
Ｆ２＝Ｆ１×（Ｌ２／Ｌ１）・・・（式１）

Ｌ２とＦ１は、それぞれ、軸Ａ１と加圧手段１４である引張ばねの距離、引張ばねの引張力であるので、一定である。さらに、振動子１１１の突起部１１１ｃと第二の部材１２の摩擦摺動面１２１ａの接触点の位置は、第一の部材の移動によって変動するが、第一の部材の移動方向が軸Ａ１と平行であるので、第一の部材が移動してもＬ１は変化しない。以上により、第一の部材が移動した場合でもＦ１、Ｌ１、Ｌ２が一定であるので、反力Ｆ２は一定である。

図２（Ｃ）は、第一の部材１１が移動した場合のＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の変動を表す図である。第一の部材２１のＤ１方向の位置をＸとし、Ｆ１を実線、Ｆ２を破線、Ｆ３を一点鎖線、Ｆ４を二点鎖線で表している。第一の部材がＤ１方向に移動した時、Ｆ３、Ｆ４は変動するが、前述の通りＦ２は一定である。反力Ｆ２の大きさは、振動子１１１の突起部１１１ｃと摩擦摺動面１２１ａが圧接される加圧力と同等であるので、突起部１１１ｃと摩擦摺動面１２１ａを圧接する加圧力は、第一の部材１１が移動した場合でも、一定である。

振動型モータ１では、摩擦部材１２１を有する第二の部材１２が、第三の部材１３に保持されているので、摩擦部材１２１が傾倒することは無い。また、第一の部材が移動した時でも、その移動量に関わらず振動子の突起部１１１ｃと摩擦摺動面１２１ａを当接させる加圧力は一定である。したがって、振動型モータ１は、振動子が大きなストローク量移動した場合でも、駆動特性が安定している。

本発明の適用範囲は、振動型モータ１に限定されない。本発明は、例えば各部材の形状、材質等が振動型モータ１とは異なる振動型アクチュエータに適用可能である。また、振動子１１１に発生させる振動モードも、図６を参照して説明した振動モードである必要はない。

振動型モータ１では、第三の部材１３が第一の部材１１を駆動方向にのみ移動可能に保持する案内部１３ｂを有しているが、必ずしも案内部１３ｂを第三の部材１３に備える必要はない。例えば、振動型モータ１を固定する不図示の筐体に案内部を設けても良い。ただし、第三の部材１３以外の部材に別途案内部を設ける場合は振動型モータの大型化が生じるため、第三の部材１３が案内部を有することが好ましい。

また、振動型モータ１は、第一の部材１１が、振動型モータ１の動力を取り出す動力取り出し部１１２ａを有する。この構成においては、第一の部材１１または第二の部材１２を不図示の筐体に固定し、不図示の駆動対象に動力取り出し部１１２ａを連結し、第一の部材１１の移動により駆動対象の駆動を行う。必ずしも動力取り出し部を第一の部材１１に備える必要はないが、動力取り出し部を第二の部材１２または第三の部材１３に備えた場合は、第一の部材１１が筐体に固定され、第二の部材１２と第三の部材１３の移動により駆動対象の駆動を行う。この場合は、駆動方向に長い第二の部材１２と第三の部材１３が移動することで筐体内において大きな体積を占めることとなってしまう。以上により、第一の部材１１が、動力取り出し部１１２ａを有することが好ましい。

また、振動型モータ１では、凸部１２３ａ、１２３ｂがＶ溝状の保持部１３１ａ、１３１ｂに付勢されることで、第三の部材１３が第二の部材１２を軸Ａ１周りに相対的に回転可能に保持するが、保持部１３１ａ、１３１ｂは必ずしもＶ溝状である必要はない。例えば、保持部１３１ａ、１３１ｂが穴であり、穴に凸部１２３ａ、１２３ｂの軸を嵌合させることでも本発明の効果を得ることができる。

また、振動型モータ１では、第一の力Ｆ１により第二の部材１２と第三の部材１３が第一の部材１１を挟んだ時に、凸部１２３ａ、１２３ｂが、保持部１３１ａ、１３１ｂによりＦ３、Ｆ４の力で保持される。凸部１２３ａ、１２３ｂと保持部１３１ａ、１３１ｂは、Ｆ３、Ｆ４の力で付勢される。この時、第二の部材１２は、図２中Ｄ２方向にガタがなく、安定して振動子１１１の突起部１１１ｃと摩擦摺動面１２１ａを圧接することができる。以上により、凸部１２３ａ、１２３ｂが、保持部１３１ａ、１３１に付勢されることで、第三の部材１３が第二の部材１２を軸Ａ１周りに相対的に回転可能に保持することが好ましい。

図７は、実施例１の振動型モータを備えるレンズ駆動装置をレンズの光軸方向から見た図である。
レンズ駆動装置９は、レンズ９１、レンズホルダ９２、２つの案内部材９３、筐体９４、振動型モータ１を備える。レンズ９１は、例えばカメラのレンズ鏡筒に用いられるフォーカスレンズであり、光軸Ａ２方向に移動することで光学系の焦点位置を調整する。レンズホルダ９２は、レンズ９１を保持しており、光軸Ａ２方向に貫通した丸穴部９２ａと長穴部９２ｂを有している。２つの案内部材９３は、例えば円柱状のガイドバーであり、光軸Ａ２と平行な方向に延在し両端部が筐体９４に固定されている。案内部材９３は、それぞれ、レンズホルダ９２の丸穴部９２ａ、長穴部９２ｂと嵌合し、レンズホルダ９２とレンズ９１を光軸Ａ２方向にのみ移動可能に保持している。

振動型モータ１は、第三の部材１３が筐体９４に固定され、モータの駆動方向が光軸Ａ２と平行となるように配置される。振動型モータ１の動力取り出し部１１２ａは、レンズホルダ９２に連結されている。振動型モータ１を駆動すると、振動型モータ１の第一の部材１１が、光軸Ａ２方向に駆動し、第一の部材１１と動力取り出し部１１２ａを介して連結されたレンズ９１、レンズホルダ９２が光軸Ａ２方向に駆動される。

レンズ駆動装置９の作用および効果について述べる。レンズ駆動装置９では、レンズ９１の駆動に振動型モータ１を用いている。振動型モータ１は、大きなストローク量でも安定した駆動特性を実現しているため、レンズ９１とレンズホルダ９２を大きなストローク量でも安定して駆動することが可能になる。

（実施例２）
図３は、実施例２の振動型アクチュエータの構成を示す図である。
図１に示す振動型モータ２は、高周波電圧を印加することで超音波振動する振動子を有する振動型アクチュエータである超音波モータである。もちろん、本発明の適用範囲は、超音波モータに限定されない。また、本発明は、振動型モータ２を備えるレンズ駆動装置に適用可能である。

図３（Ａ）は、振動型モータ２をモータの駆動方向（図３中Ｄ１方向）から見た状態を示す。図３（Ｂ）は、振動型モータ２をモータの駆動方向側面から見た状態を示す。図３（Ｃ）は、振動型モータ２を図３（Ｂ）中の矢印Ｐで示す方向に見た状態を示す。振動型モータ２は、第一の部材２１、第二の部材２２、第三の部材２３と加圧手段２４とを備える。

第一の部材２１は、振動子２１１、振動子保持部２１２、連結部２１３、振動子受け部２１４を有する。振動子２１１は、圧電素子２１１ａ、金属板２１１ｂ、突起部２１１ｃを有する。振動子保持部２１２は、振動型モータ２の動力を取り出す動力取り出し部２１２ａを有する。

第二の部材２２は、摩擦部材２２１と摩擦部材保持部材２２２を有する。摩擦部材２２１は、摩擦摺動面２２１ａを備える。摩擦部材保持部材２２２には、凸部２２３ａ、２２３ｂが設けられている。第三の部材２３には、保持部２３１ａ、２３１ｂが設けられている。各部材の詳細は、実施例１と同様であるので、省略する。また、第二の部材２２の凸部２２３ａ、２２３ｂと第三の部材の保持部２３１ａ、２３１ｂが付勢されることで、第三の部材２３が第二の部材２２を軸Ａ１周りに相対的に回転可能に保持している。

第三の部材２３に設けられた案内部１３ｂと第一の部材２１に設けられた被案内部１１２ｂと転動ボール１５により、第三の部材２３に対して第一の部材２２は図３中Ｄ１方向にのみ移動可能に案内される。

振動型モータ２は、第三の部材に対して第二の部材１２を軸Ａ１周りに回転させる第一の力（図３中Ｆ１ａ）を生じる加圧手段２４として機能する引張ばねを備える。加圧手段２４である引張ばねは、図３（Ｂ）に示すように斜めに掛けられており、第一の力Ｆ１ａに加えて図３中Ｄ１方向にも力（図３中Ｆ１ｂ）を生じる。Ｄ１方向の力は、第三の部材２３に対し第二の部材２２をモータの駆動方向であるＤ１方向に付勢する。以降、この第三の部材２３に対し第二の部材２２をモータの駆動方向つまり第二の部材が延在する方向に付勢する力を、第二の力と呼ぶ。

第一の力Ｆ１は、実施例１と同様に、第二の部材２２を軸Ａ１周りに回転させることで振動子２１１の突起部２１１ｃと第二の部材２２の摩擦摺動面２２１ａを圧接する。この状態で振動子２１１が振動すると、前述の原理で駆動力が生じ、振動子２１１を有する第一の部材２１は第二の部材２２に対して図３中Ｄ１方向に駆動する。また、第二の力Ｆ１ｂは、第二の部材２２と第三の部材２３の間に図３中Ｆ５で示す偶力を生じさせる。

図５を参照して、第三の部材の保持部の形状を説明する。保持部２３１ａ、２３１ｂは、それぞれ第一の面Ｓ１、第二の面Ｓ２を有し、それぞれの面は所定の角度となるよう形成される。第一の面Ｓ１、第二の面Ｓ２の作用については後述する。第一の面Ｓ１と第二の面Ｓ２が、凸部２２３ａ、２２３ｂと接触することで凸部２２３ａ、２２３ｂと保持部２３１ａ、２３１ｂが規定の位置に配置される。

以上が振動型モータ２の構成である。振動型モータ２では、振動型モータ１と同様に、軸Ａ１周りに回転可能に保持された第二の部材２２と第三の部材２３によって第一の部材２１が挟まれる。そして、摩擦摺動面２２１ａが延在する方向と軸Ａ１の方向と第一の部材２１が第二の部材２２に対して駆動する方向が略平行である。さらに、振動型モータ２では、加圧手段２４が第一の力Ｆ１ａに加えて第二の力Ｆ１ｂを生じ、第二の力Ｆ１ｂは第二の部材２２と第三の部材２３の間に偶力Ｆ５を生じる。

図４は、実施例２の振動型アクチュエータにおいて作用する力を説明する図である。
図４（Ａ）は、第二の部材２２の斜視図を示す。第二の部材２２に作用する力は、ベクトルとして表現される。第二の部材２２には、第一の力Ｆ１ａ、第二の力Ｆ１ｂ、反力Ｆ２、力Ｆ３、Ｆ４が作用する。第一の力Ｆ１ａ、第二の力Ｆ１ｂは、加圧手段２４によって発生する。反力Ｆ２は、振動子２１１の突起部２１１ｃと摩擦摺動面２２１ａが当接されることにより発生する。力Ｆ３、Ｆ４は、第三の部材２３の保持部２３１ａ、２３１ｂが第二の部材１２の凸部２２３ａ、２２３ｂを支持する力であり、保持部２３１ａ、２３１ｂの凸部２２２ａへの付勢力でもある。

Ｆ３、Ｆ４は、それぞれＦ３ａとＦ３ｂ、Ｆ４ａとＦ４ｂに分解することができる。Ｆ３ａ、Ｆ４ａは、第一の力Ｆ１ａにより第二の部材２２と第三の部材２３が第一の部材２１を挟んだ時に生じる付勢力である。Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂは、第二の力Ｆ１ｂが生じる偶力（図４中Ｆ５）によって第二の部材２２が回転することを防ぐため、保持部２３１ａ、２３１ｂが凸部２２３ａ、２２３ｂに与える付勢力である。以降、第一の力Ｆ１ａにより第二の部材２２と第三の部材２３が第一の部材２１を挟んだ時に生じる付勢力Ｆ３ａ、Ｆ４ａを第一の付勢力と呼ぶ。また、偶力Ｆ５による付勢力Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂを、第二の付勢力と呼ぶ。

図４（Ｂ）は、第二の部材１２の側面図を示す。
実施例１と同様に、反力Ｆ２はＦ１、Ｌ１、Ｌ２を用いて、以下の式１で表される。
Ｆ２＝Ｆ１×（Ｌ２／Ｌ１）・・・（式１）

Ｌ２とＦ１は一定である。さらに、第一の部材２１の移動方向が軸Ａ１と平行であるので、第一の部材２１が移動してもＬ１は変化しない。以上により、第一の部材２１が移動した場合でもＦ１、Ｌ１、Ｌ２が一定であるので、反力Ｆ２は一定である。反力Ｆ２が、第一の部材２１が移動した場合でも一定であるので、突起部２１１ｃと摩擦摺動面２２１ａを圧接する加圧力も第一の部材２１が移動した場合も一定である。また、第二の力Ｆ１ｂは一定であるので、第二の力Ｆ１ｂが生じる偶力Ｆ５による第二の付勢力Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂは一定である。

図４（Ｃ）は、第一の部材２１が移動した場合のＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の変動を示す。第一の部材２１のＤ１方向の位置をＸとし、Ｆ１を実線、Ｆ２を破線、Ｆ３を一点鎖線、Ｆ４を二点鎖線で表している。実施例１と同様に、Ｆ１、Ｆ２は一定である。第三の部材１３の保持部２３１ａ、２３１ｂと第二の部材２２の凸部２２３ａ、２２３ｂの付勢力Ｆ３、Ｆ４は、変動するが、第二の付勢力Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂが一定であるので、必ず一定以上の付勢力となる。また、第一の部材が移動すると第一の付勢力Ｆ３ａ、Ｆ３ｂ、第二の付勢力Ｆ４ａ、Ｆ４ｂの比が変化するので、付勢力Ｆ３、Ｆ４の方向が変化する。

図５は、付勢力Ｆ３、Ｆ４が変動した場合における、第三の部材保持部による第二の部材の凸部の保持を説明する図である。
図５（Ａ），（Ｂ）は、第一の部材２１が一方の駆動端（負のＸ方向端）まで移動した時の凸部２２３ａと保持部２３１ａの拡大図である。図５（Ｃ），（Ｄ）は、第一の部材２１が他方の駆動端（正のＸ方向端）まで移動した時の凸部２２３ｂと保持部２３１ｂの拡大図である。図５（Ａ）におけるＦ３の方向を第一の方向（図５（Ａ）中Ｄ４方向）と呼ぶ。また、図５（Ｃ）におけるＦ３の方向を第二の方向（図５（Ｃ）中Ｄ５方向）と呼ぶ。また、保持部２３１ａの第一の面Ｓ１、第二の面Ｓ２の法線をＮ１、Ｎ２とする。

保持部２３１ａが凸部２２３ａに対して付勢される付勢力Ｆ３が、法線Ｎ１と法線Ｎ２の為す角度の外側を向く場合は、凸部２２３ａが第一の面Ｓ１または第二の面Ｓ２上を保持部２３１ａから外れる方向に滑り、凸部２２３ａと保持部２３１ａが外れてしまう。振動型モータ２では、法線Ｎ１に対し第一の方向が為す角（図５（Ａ），（Ｃ）中θ１）と第二の方向が為す角（図５（Ａ），（Ｃ）中θ２）は、法線Ｎ２が為す角（図５（Ａ），（Ｃ）中θ３）より小さくなっている。これにより、付勢力Ｆ３が変動しても、第一の面Ｓ１と第二の面Ｓ２によって凸部２２３ａと保持部２３１ａは外れることなく付勢される。

また、図５（Ｂ）におけるＦ４の方向を第一の方向（図５（Ｂ）中Ｄ４方向）と呼ぶ。図５（Ｄ）におけるＦ４の方向を第二の方向（図５（Ｄ）中Ｄ５方向）と呼ぶ。保持部２３１ｂの第一の面Ｓ１、第二の面Ｓ２の法線を、それぞれＮ１、Ｎ２とする。法線Ｎ１に対して第一の方向が為す角θ１と第二の方向が為す角θ２は、法線Ｎ１に対して法線Ｎ２が為す角θ３より小さい。付勢力Ｆ４が変動しても、第一の面Ｓ１と第二の面Ｓ２によって凸部２２３ｂと保持部２３１ａは外れることなく付勢される。

以上説明した振動型モータ２では、振動子が大きなストローク量移動した場合でも駆動特性が安定する。なお、振動型モータ２は、各部材の形状、材質は必ずしも振動型モータ２と同様である必要はない。振動子２１１に発生させる振動モードも、図６を参照して説明した振動モードである必要はない。

振動型モータ２が備える加圧手段２４は、第一の力Ｆ１ａに加え第三の部材２３の部材に対し第二の部材２２をモータの駆動方向に付勢する第二の力Ｆ１ｂを生じる。これにより、部品を増やすことなく第二の部材２２と第三の部材２３のモータの駆動方向（図４中Ｄ１方向）のガタをとることができる。

また、振動型モータ２では、第二の力Ｆ１ｂに加え第二の部材２２と第三の部材２３の間に偶力Ｆ５を生じる。そして、凸部２２３ａ、２２３ｂと保持部２３１ａ、２３１ｂは、第一の付勢力Ｆ３ａ、Ｆ４ａと第二の付勢力Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂの合力である付勢力Ｆ３、Ｆ４により付勢される。第二の付勢力Ｆ３ｂ、Ｆ４ｂは、一定であり、Ｆ３、Ｆ４は、第一の部材が移動した場合でも常に一定以上の付勢力を得ることができる。このため、第一の部材が大きなストローク量移動した場合であっても、図４中Ｄ２方向にガタがなく、安定して振動子２１１の突起部２１１ｃと摩擦摺動面２２１ａを圧接することができる。

また、振動型モータ２では、第一の法線Ｎ１に対し第一の方向Ｄ４、第二の方向Ｄ５が為す角度θ１、θ２は、第二の法線Ｎ２が為す角度θ３以下である。これにより、凸部２２３ａ、２２３ｂと保持部２３１ａ、２３１ｂの付勢力Ｆ３、Ｆ４が変動した場合でも凸部２２３ａ、２２３ｂと保持部２３１ａ、２３１ｂが外れない。

なお、必ずしも案内部２３ｂを第三の部材２３に備える必要はないが、第三の部材１３が案内部を有することが好ましい。また、必ずしも動力取り出し部を第一の部材に備える必要はないが、第一の部材が動力取り出し部を有することが好ましいことは第一の実施形態と同様である。また、保持部２３１ａ、２３１ｂは必ずしもＶ溝状である必要はないことは実施例１と同様である。なお、振動型モータ２を用いたレンズ駆動装置の作用および効果については、実施例１と同様である。

１ 振動型モータ
１１ 第一の部材
１２ 第二の部材
１３ 第三の部材

Claims (9)

1. 振動子を有する第一の部材と、
   所定の方向に延在し、前記振動子に圧接される摩擦摺動面を有する第二の部材と、
   前記第二の部材を前記所定の方向と平行な軸周りに相対的に回転可能に保持する第三の部材と、
   前記第三の部材に対して前記第二の部材を前記軸周りに回転させる第一の力を発生する加圧手段を備え、
   前記第一の部材は、前記第一の力によって、前記第二の部材と前記第三の部材とに狭まれ、
   前記振動子が振動することで、前記第一の部材が、第二の部材に対して前記所定の方向と平行な駆動方向に駆動する
   ことを特徴とする振動型アクチュエータ。
2. 前記第三の部材は、前記第一の部材を前記駆動方向に移動可能に保持する案内部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
3. 前記第一の部材は、前記振動型アクチュエータの動力を取り出す動力取り出し部を有する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動型アクチュエータ。
4. 前記第二の部材と前記第三の部材のうちの一方には凸部が設けられ、他方には前記凸部を保持する保持部が設けられており、
   前記凸部と前記保持部とが付勢されることで、前記第三の部材が、前記第二の部材を前記軸周りに相対的に回転可能に保持する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記加圧手段は、さらに、前記第三の部材に対し前記第二の部材を前記所定の方向へ付勢する第二の力を発生する
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記第二の力は、前記第二の部材と前記第三の部材との間に偶力を生じさせ、
   前記凸部と前記保持部とは、前記第一の力により前記第二の部材と前記第三の部材が前記第一の部材を挟んだ時に生じる第一の付勢力と、前記偶力による第二の付勢力との合力により付勢される
   ことを特徴とする請求項５に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記保持部は、前記凸部と接触する第一の面と第二の面とを有し、
   前記第一の面の法線を第一の法線、前記第二の面の法線を第二の法線とし、前記第一の部材が一方の駆動端に移動した時の前記合力の方向を第一の方向、他方の駆動端に移動した時の前記合力の方向を第二の方向としたとき、第一の法線に対して第一の方向、第二の方向がなす角度は、第一の法線に対して第二の法線がなす角度より小さい
   ことを特徴とする請求項６に記載の振動型アクチュエータ。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを有するレンズ駆動装置。
9. 前記振動子は、印加される電圧により超音波振動する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータとして機能する超音波モータ。

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