JP2011166899A - 振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の振動波モータは、駆動信号により励振される電気機械変換素子13と、電気機械変換素子に接合される接合面15が設けられたベース部18、ベース部から電気機械変換素子側に連続するとともに径方向に延びる溝部17が周方向に一定の間隔で形成され、励振により振動波を生じる駆動面16aが設けられた櫛歯部19、を有する弾性体14を備える振動波モータ10において、弾性体14の前記駆動面16aと交差する側面16a,16b,16c,17aには、潤滑膜30が形成された第1の領域60が形成され、側面での、一組の溝部17と突起部19aとで形成される単位領域における第1の領域60の形状が、全ての単位領域において同じ形状であること、を特徴とする。
【選択図】図1
Description
しかし、回転数を従来よりも高くすると、摺動の耐久性が従来よりも厳しく要求される。その対策として、摺動材料を振動子の駆動面に配置することが、特許文献3に開示されている。
一方、特許文献4には、固定潤滑剤を摺動材料に用いた例が開示されている。
本発明では、このような問題点を解決し、小型化しても耐久性能が得られ、良好な駆動性能を得ることのできる振動波モータを提供することを目的とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の振動波モータ(10,210)において、前記弾性体(14,214)の前記側面(16b,216b)における、前記第1の領域(60)と前記潤滑膜が形成されていない第2の領域(61)との境界の、前記接合面(15,215)からの距離が一定であること、を特徴とする振動波モータ(10,210)である。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の振動波モータ(10,210)において、前記弾性体(14,214)の前記側面(16b,216b)における、前記第1の領域(60)と前記第2の領域(61)との境界の、前記駆動面(16a,216a)からの距離が一定であること、を特徴とする振動波モータ(10,210)である。
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の振動波モータ(10,210)において、前記潤滑膜(30,230)は、前記櫛歯部(19,219)の表面全体に形成されていること、を特徴とする振動波モータ(10,210)である。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載の振動波モータ(10)において、前記弾性体(14)は、前記ベース部(18)から径方向に延びる固定用フランジ部(22)を有し、該固定用フランジ部(22)は、前記第2の領域(61)であること、を特徴とする振動波モータ(10)である。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の振動波モータ(10,210)において、前記潤滑膜(30,230)は、ポリアミドイミドを主成分とし、ヤング率が4Gpa以上で、膜厚が50μm以下であること、を特徴とする振動波モータ(10,210)である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の振動波モータ(10,210)を備えるレンズ鏡筒(110,200)である。
請求項8に記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の振動波モータ(10,210)を備えるカメラ(120)である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
以下、本発明にかかる振動波モータ10の第一実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、振動波モータ10を説明する図である。
本実施形態では振動子11側を固定とし、移動子20を駆動する様になっている。
振動子11は、後で説明する様に電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子等を例とした電気−機械変換素子(以下、圧電体と称する)13と、圧電体13を接合した弾性体14とから構成され、振動子11には進行性振動波が発生される。
弾性体14は、圧電体13に接合される接合面15が設けられたベース部18、そのベース部18から移動子20側に連続するとともに径方向に延びる溝17が周方向に一定の間隔で形成された櫛歯部19、を有する。
この櫛歯部19の先端面が駆動面16aとなり移動子20に加圧接触される。ベース部18から内径側にフランジ部22が延伸され、フランジ部22の最内径部にて固定部材23により固定されている。
発振部101は、制御部102の指令により所望の周波数の駆動信号を発生する。
移相部103は、発振部101で発生した駆動信号を位相の異なる2つの駆動信号に分ける。
増幅部104からの駆動信号は、振動波モータ10に伝達され、この駆動信号の印加により振動子に進行波が発生し、移動子20が駆動される。
制御部102からの駆動指令により、発振部101から駆動信号が発生される。その駆動信号は移相部103により90度位相の異なる2つの駆動信号に分割され、増幅部104により所望の電圧に増幅される。駆動信号は、振動波モータ10の圧電体13に印加され、圧電体13は励振され、その励振によって弾性体14には4次の曲げ振動が発生する。
レンズ鏡筒110の外側固定筒114aと内側固定筒114bの間に回路121が設けられ、振動波モータ10の駆動、制御、回転数の検出、振動センサーの検出等を行う。
図6(a)で示す比較形態Aの潤滑塗装膜30’は、櫛歯部19の駆動面16aおよび外周面16b全体を覆っているが、内周面16cは、櫛歯部19の突起部19aの上面しか覆っていない。このため、外周面16bや櫛歯部19の底部は、潤滑塗装膜30’が塗布されている塗布領域60と塗布されていない非塗布領域61とが不均一に混在している可能性がある。
これに対して図7(b)で示す比較形態A及び比較形態Bの場合、共振特性曲線に乱れが生じている。この不良の共振特性曲線では、曲線のピークが複数存在して乱れており、図7(a)の場合と比べて共振抵抗値も大きめである。
しかし、本実施形態によると、図7(a)のように共振特性曲線に乱れがなく、良好な駆動性能を得ることができる。
図8は、振動子11の等価回路モデルである。ここで、Cdは圧電体13の静電容量を示し、Rは振動子11の振動エネルギーの損失を示し、Cは振動子11のスプリング要素を示し、Lは振動子11の質量要素を示していて、これらを電気的な要素として等価している。
本実施形態の振動波モータ10は、4波の曲げ振動を用いているが、各波の曲げ振動が並列に等価回路を構成しているモデルとなる。
この場合、上述の変形形態と異なり、各波の等価回路のR、C、Lの値が一定となり、図7(a)で示す共振特性曲線となる。
図12は、本発明の第二実施形態のレンズ鏡筒200を説明する図であり、リング状の振動波モータ210をレンズ鏡筒200に組み込んだ状態の図である。
振動子211は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子等を例とした圧電体213と、圧電体213を接合した弾性体214とから構成されている。振動子211には進行波が発生するようにされているが、本実施形態では一例として9波の進行波として説明する。
弾性体214は、圧電体213に接合される接合面215が設けられたベース部218、そのベース部218から移動子220側に連続するとともに径方向に延びる溝217が周方向に一定の間隔で形成された櫛歯部219、を有する。
この櫛歯部219の先端面が駆動面216aとなり移動子220に加圧接触される。
このように溝217を切る理由は、進行波の中立面をできる限り圧電体213側に近づけ、これにより駆動面216aの進行波の振幅を増幅させるためである。
不織布は、フェルトを例としたものであり、圧電体213の下側に配置されていて、振動子211の振動を加圧板252や加圧部材250に伝えないようにするものである。
加圧部材250は、加圧板252の下側に配置されていて、加圧力を発生させるものである。本実施形態では、加圧部材50を皿バネとしたが、皿バネでなくともコイルバネやウェーブバネでも良い。加圧部材250は、押さえ環251を介して固定部材223に固定されることで、保持される。
移動子220の上側には、移動子220の縦方向の振動を吸収するために、ゴム等の振動吸収部材241が配置され、その被写体側には出力伝達部242が配置されている。
出力伝達部242は、突起部243を有し、そこからカム環315に接続されたフォーク316が嵌合しており、出力伝達部242の回転とともに、カム環315が回転される。
固定部材223には、押さえ環251がネジにより取り付けられ、これを取り付けることで、出力伝達部242から移動子220、振動子211、バネ250までが一つのモータユニットとして構成される。
潤滑塗装膜230は、弾性体214の駆動面216a、外周面216bおよび内周面216c全体を覆う。また、弾性体214の櫛歯部119を周方向に切断した断面で見た場合は、第一実施形態の図5(b)と同様に、潤滑塗装膜30は櫛歯部219の全体(上面、側面、底面)を覆っている。
また、第一実施形態と同様に潤滑塗装膜30は、突起部219a全体を覆い、塗布領域と非塗布領域との境界が一様な境界であれば良く、ベース部218の全体が覆われている必要はない。
Claims (8)
- 駆動信号により励振される電気機械変換素子と、
該電気機械変換素子に接合される接合面が設けられたベース部、前記ベース部から電気機械変換素子側に連続するとともに径方向に延びる溝部が周方向に一定の間隔で形成され、前記励振により振動波を生じる駆動面が設けられた櫛歯部、を有する弾性体と、
前記弾性体の前記駆動面に加圧接触され、前記振動波によって駆動される相対運動部材と、
を備える振動波モータにおいて、
前記弾性体の前記駆動面と交差する側面には、潤滑膜が形成された第1の領域が形成され、該側面での、一組の前記溝部と突起部とで形成される単位領域における前記第1の領域の形状が、全ての単位領域において同じ形状であること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項1記載の振動波モータにおいて、
前記弾性体の前記側面における、前記第1の領域と前記潤滑膜が形成されていない第2の領域との境界の、前記接合面からの距離が一定であること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項1または2に記載の振動波モータにおいて、
前記弾性体の前記側面における、前記第1の領域と前記第2の領域との境界の、前記駆動面からの距離が一定であること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の振動波モータにおいて、
前記潤滑膜は、前記櫛歯部の表面全体に形成されていること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の振動波モータにおいて、
前記弾性体は、前記ベース部から径方向に延びる固定用フランジ部を有し、
該固定用フランジ部は、前記第2の領域であること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の振動波モータにおいて、前記潤滑膜は、ポリアミドイミドを主成分とし、ヤング率が4Gpa以上で、膜厚が50μm以下であること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の振動波モータを備えるレンズ鏡筒。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の振動波モータを備えるカメラ。
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