JP2012005309A - 振動型駆動装置 - Google Patents

振動型駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2012005309A
JP2012005309A JP2010140251A JP2010140251A JP2012005309A JP 2012005309 A JP2012005309 A JP 2012005309A JP 2010140251 A JP2010140251 A JP 2010140251A JP 2010140251 A JP2010140251 A JP 2010140251A JP 2012005309 A JP2012005309 A JP 2012005309A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
holding member
vibration
contact
contact portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010140251A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012005309A5 (ja
JP5709413B2 (ja
Inventor
Hiroyuki Seki
裕之 関
Takayuki Tsukimoto
貴之 月本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2010140251A priority Critical patent/JP5709413B2/ja
Priority to US13/150,778 priority patent/US8816568B2/en
Priority to EP20110169256 priority patent/EP2398082B1/en
Priority to CN201410539539.4A priority patent/CN104242724B/zh
Priority to CN201110167312.8A priority patent/CN102291042B/zh
Publication of JP2012005309A publication Critical patent/JP2012005309A/ja
Publication of JP2012005309A5 publication Critical patent/JP2012005309A5/ja
Priority to US14/324,371 priority patent/US9705428B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5709413B2 publication Critical patent/JP5709413B2/ja
Priority to US15/619,994 priority patent/US20170279379A1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/12Constructional details
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/005Mechanical details, e.g. housings
    • H02N2/0055Supports for driving or driven bodies; Means for pressing driving body against driven body
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/103Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/88Mounts; Supports; Enclosures; Casings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

【課題】振動子の加圧方向の剛性は小さく維持しつつ、駆動によって振動子に作用する回転モーメントに対しては剛性の大きい振動子保持体を構成することができ、振動子と被駆動体との接触状態を安定に維持することが可能となる振動型駆動装置を提供する。
【解決手段】少なくとも電気−機械エネルギー変換素子と接触部が形成された弾性体とを有する振動子が、振動子保持部材に複数接合されて構成された振動子保持体を備え、
前記接触部に生成される楕円運動により、前記接触部と接触する被駆動体を前記振動子に対して相対移動するように構成された振動型駆動装置であって、
前記複数の振動子は、前記接触部が前記被駆動体と接触する側の前記保持部材の面に接合される一方、
前記接触部が前記被駆動体と接触する側とは反対側の前記振動子保持部材の面側に、前記接触部を前記被駆動体に加圧接触させるための加圧手段が設けられている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、振動型駆動装置に関し、特に振動子を被駆動体に加圧接触させる構造の振動型駆動装置に関するものである。
振動型駆動装置(振動波モータ)は、電気−機械エネルギー変換素子(たとえば圧電素子など)と、これを接合した弾性体(主に金属)とで構成される振動子に、複数の振動モードの振動を励振させるように構成されている。
そして、これら複数の振動モードの振動を合成することによりこの弾性体の表面に楕円運動を生ぜしめ、この弾性体に接触させた被駆動体を相対的に駆動する構造を備えている。
このような振動型駆動装置は、様々な形態のものが提案されており、特にカメラなどのレンズ鏡筒を回転駆動するアクチュエータに関して、多数のものが提案されている。
これらの中で、特に省スペース化とローコスト化を両立でき、更に鏡筒などの寸法、形状に対しても設計自由度が大きいタイプとして、振動部分が矩形形状をした板状振動子(チップ形振動子)を組み合わせた構造のアクチュエータが最近では多く提案されている。
このようなチップ形振動子を組み合わせた振動型駆動装置として、特許文献1では、つぎのような振動型駆動装置が提案されている。
この装置は、振動の節を少なくとも1つ有するチップ形状の振動子とそれを支持する支持部材と回転自在に設けられたロータ(被駆動体)とで構成され、該支持部材は該ロータと該振動子との間に加圧力を付勢する加圧バネも兼ねた構造を備えている。
この支持部材と加圧バネは、リング状のベースの一部を曲げ加工により回転軸方向(加圧方向)に折り曲げて片持ち梁状に形成し、その端部に前記振動子をそれぞれ独立して支持するように構成されている。
また、特許文献2では、振動子が加圧方向に厚みを持った形状(ブロック形状)を有し、この振動子を特許文献1と同様に、独立に支持、加圧するようにした構造の振動型駆動装置が提案されている。
特開平11−235062号公報 特開2006−158054号公報
上記した特許文献1及び特許文献2のものにおいては、振動子を支持する部材と加圧バネとを兼用させている。これにより支持剛性が小さくなるようにされているが、このような構造はつぎのような課題を有している。
すなわち、ロータが非駆動状態で振動子に駆動反力が作用していない場合は、振動子とロータとの接触状態は良好に保たれる。
しかし、振動子に駆動力が発生すると、振動子にはロータとの接触部と支持部との間で回転モーメントが発生するため、振動子の支持剛性(回転剛性)が小さいと、振動子はロータの摺動面に対し容易に傾いてしまう。
その結果、振動子の接触面圧が不均一になり、ロータとの接触状態が悪くなるため、出力の低下を招いたり、鳴きなどの異音を発生するという課題が生じる。
本発明は、上記課題に鑑み、振動子の加圧方向の剛性は小さく維持しつつ、駆動によって振動子に作用する回転モーメントに対しては剛性の大きい振動子保持体を構成することができ、
振動子と被駆動体との接触状態を安定に維持することが可能となる振動型駆動装置の提供を目的とする。
本発明の振動型駆動装置は、少なくとも電気−機械エネルギー変換素子と接触部が形成された弾性体とを有する振動子が、振動子保持部材に複数接合されて構成された振動子保持体を備え、
前記接触部に生成される楕円運動により、前記接触部と接触する被駆動体を前記振動子に対して相対移動するように構成された振動型駆動装置であって、
前記複数の振動子は、前記接触部が前記被駆動体と接触する側の前記保持部材の面に接合される一方、
前記接触部が前記被駆動体と接触する側とは反対側の前記振動子保持部材の面側に、前記接触部を前記被駆動体に加圧接触させるための加圧手段が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、振動子の加圧方向の剛性は小さく維持しつつ、駆動によって振動子に作用する回転モーメントに対しては剛性が大きくなる保持構造を構成することができ、
振動子と被駆動体との接触状態を安定に維持することが可能となる振動型駆動装置を実現することができる。
本発明の実施例1に係る振動型駆動装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施例1に係る振動型駆動装置の振動子の構成を示す図であり、(a)はその振動子の平面図、(b)は側面図である。 本発明の実施例1に係る振動型駆動装置の振動子保持体の構成を示す断面図である。 本発明の実施例1に係る鏡筒実装状態の断面図である。 本発明の実施例2に係る振動型駆動装置の振動子保持体の斜視図である。 本発明の実施例3に係る振動型駆動装置の振動子保持体の斜視図である。 本発明の実施例4に係る振動型駆動装置の振動子保持体の断面図である。 本発明の実施例5に係る振動型駆動装置の振動子保持体の斜視図である。 本発明の実施例6に係る振動型駆動装置の振動子保持体の斜視図である。 本発明の実施例7に係る振動型駆動装置の振動子保持体の斜視図である。
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
[実施例1]
実施例1として、本発明を適用できる振動型駆動装置の構成例について、図1〜図4を用いて説明する。
本実施例の振動型駆動装置は、少なくとも電気−機械エネルギー変換素子と接触部が形成された弾性体とを有する振動子と、振動子が複数接合された振動子保持部材と、を備えている。振動子と振動子保持部材とで振動子保持体を構成する。そして、上記電気−機械エネルギー変換素子に対する駆動電圧の印加によって上記弾性体の接触部に楕円運動が生成され、該弾性体の接触部と接触する被駆動体を該楕円運動により振動子に対して相対移動するように構成されている。
上記振動子として、本実施例では弾性体が矩形形状をした板体で形成された板状振動子(チップ形振動子)が用いられる。以下では、このチップ形振動子を、振動子と記す。
図1に示すように、振動子1が振動子保持部材5に接合されて振動子保持体6が構成されている。
また、図1において、7はロータ(被駆動体)、8はロータゴム、10は加圧バネ、11は加圧リングである。
振動子1は、図2に示すように、弾性体2と圧電素子(電気−機械エネルギー変換素子)3およびこの圧電素子に電源を供給するフレキシブルプリント基板(FPC)4とで構成されている。
この振動子1を構成する弾性体2は、前記圧電素子と共に振動する振動減衰が小さい部材で形成された振動部2−3を備えている。
また、この弾性体を他の部材に固定するための固定部2−5と、これらの振動部2−3と固定部2−5とを接続し、一方の端部は該振動部2−3の振動にならいつつ、他方の端部では固定部2−5に振動を伝搬しないように機能する支持部2−4を備えている。
このように構成された複数の振動子の固定部2−5は、振動子保持部材5において振動子1の接触部2−1、2−2がロータ7と接触する側の面(つまり振動子保持部材5のロータ側の面)の一部に一体的に接合される(図3)。
なお、振動子保持部材は、振動子の振動部および支持部の合計質量よりも大きい質量の部材で構成されると良い。
この振動子保持体6は、一方の面(図3における上面)側に振動子の接触部(図2における2−1、2−2の上面)が複数形成されており、これらの接触部は同一平面に配置されるよう構成されている。
図4に示すように、ロータ7は一方の面に耐摩耗処理が施された摺動部7−1を有しており、この摺動部7−1が前記振動子保持体の接触部と対向し接触するように配置されている。
このロータ7の摺動部側と反対側の面にはロータゴム(防振ゴム)8を挟んで出力伝達部材9が設置されている。
一方、振動子保持体6においてロータ7側と反対側には、図1及び図4に示すように、振動子保持体6をロータ7に対して加圧するための加圧手段として板バネ10が設けられている。
また、この板バネ10を圧縮し加圧力を生じさせるために、この板バネ10のたわみ量を規制する加圧リング11が設けられており、加圧リング11と振動子保持体6とで、板バネ10を挟持している。これらにより、振動子保持体6とロータ7の間に適切な加圧力が付与される。
つぎに、この振動型駆動装置を鏡筒の駆動ユニットとして構成したときの構造について、図4により説明する。
鏡筒ユニット本体16には、光軸Lの方向に対し垂直に張り出したフランジ16−1が形成されており、このフランジの一方の面にマニュアルリング15が設置されている。
また、コロリング12から半径方向に複数延出して形成されたコロ軸13とこれに係合しコロ軸回りに回転自在に取り付けられたコロ14とが設置されている。このコロ14を挟んで前記出力伝達部材9とマニュアルリング15が光軸L方向に積層されて構成されている。
加圧リング11は内周側が鏡筒本体16とネジまたはバイヨネット構造で係合している。
加圧リングを回転させ光軸L方向に移動することで加圧バネ10を圧縮し、振動子保持体6からマニュアルリング15を経て本体フランジ16−1までを加圧挟持する構造になっている。
振動子1に不図示の電源から周波数f0の交流電界を印加し、徐々に周波数を低い方へ掃引すると、振動子には振動が励振され、振動子の共振周波数に近づくにつれて振動振幅が徐々に大きくなる。
このとき、振動子1の接触部には楕円運動が形成され、この接触部と接触しているロータ7には摩擦駆動力が発生するため、ロータ7、ロータゴム8、出力伝達部材9とが光軸L周りに回転する。
出力伝達部材9と接触しているコロ14はマニュアルリング15の面上を転動しながらコロリング12と共に光軸L回りに回転し、コロリング12に設置された出力キー17により不図示のカム環等を回転させ、オートフォーカス動作などを行う構造とされている。
このとき、ロータには不図示の回転数検出手段が設けられているため、ロータが目標の回転数に達したところで周波数の掃引を停止し、所望の出力を得るように設定されている。
仮に、周波数を下げていっても目標回転数まで達しなかった場合には、下記fr_maxまで周波数を掃引して、ここで掃引を停止するように設定されている。つまり、駆動に使用する周波数範囲は、fr_max以上、f0以下の範囲である。
これは、fr_max以下の周波数で駆動すると、このfr_maxを共振周波数とする振動モードの振動振幅が極端に小さくなり、ロータを正常に駆動できなくなるためである。
ここで、fr_maxは、駆動に寄与する振動子の振動モードの中で最も高い共振周波数を示している。
つぎに、本発明の特徴的構成である振動子保持体の構成について説明する。
本実施例では、リング状(円環形状)に一体に形成されている振動子保持部材の円周面(ロータ側の面)上に、複数の振動子が配置され、該振動子と振動子保持部材とを直接、接着剤等で接合することによって、振動子保持体が構成されている。
このため、個々の振動子の支持剛性は非常に大きく、それぞれの振動子が独立してロータの摺動面(摺動部の面)にならうことはできない。
しかし、駆動によって発生する個々の振動子の摩擦反力によるモーメントは、振動子保持体全体として相殺されてしまう。そのため、この振動子保持体が摩擦反力によって傾いたり、片当たりしたりすることは無く、良好な接触状態を維持できるように構成することができる。
その一方で、振動子保持部材に接合されたそれぞれの振動子の接触部は同一平面上に形成されるように構成される。
また、この振動子保持体は、裏面(ロータ側とは反対側の面)からバネ定数の小さい加圧バネで全周均一に押される構造になっていることから、各振動子とロータとが加圧ムラなく加圧接触できるように構成することができる。
以上の本実施例の構成によれば、トルクが付加された状態において、振動子の加圧方向の剛性は小さく維持しつつ、駆動によって振動子に作用する回転モーメントに対しては剛性の大きい振動子保持体を構成することができる。
これにより、振動子と被駆動体との接触状態を安定に維持し、出力特性を安定させることができ、接触不安定な状態に起因する鳴きなどの異音の抑制が可能となる。
なお、本実施例では、ロータの摺動部との安定した接触を維持するために、振動子と振動子保持部材とを接着する際、複数の振動子の接触部を同一平面上に維持した状態で振動子保持部材を接着することができるように、治具等に工夫が施されている。
また、それと共に、接着後にラップ等の平滑処理を施し、各接触部(面)を含む仮想平面の平面度を10μm以下になるように仕上げられている。
また、ロータ7についても摺動部となる面はラップ等の平滑加工を施しており、表面粗さがRa0.5μm以下、平面度も10μm以下に仕上げられている。
また、リング状の振動子保持部材は、振動子と直接接合されているため、わずかに振動子から漏れる駆動振動が励振源となり、保持部材がもつ共振モードを励振する可能性がある。特に、振動子保持部材に接合される振動子の両接合部間の長さを波長とする振動モードの次数(波頭の数)の整数倍(1倍、2倍、3倍・・・)の次数の振動モードは励振されやすくなる。
また、本実施例の振動子保持体には複数の振動子の接触部からの加振力が入力されるため、これら入力点のピッチ、すなわち振動子間のピッチ(振動子同士の間隔の長さ)を波長とする振動モードの次数の整数倍の次数の振動モードも励振されやすくなる。本実施例では、振動子保持部材に振動子を等間隔に3個配置して振動子保持体を構成しているので、ロータを駆動した際には、120°間隔で振動子の接触部から加振力を受けることになる。そのため、振動子保持体は1周上に3つの波頭を持つ振動モード(3次の曲げ振動モード)が励振されやすくなり、これによる異音が発生する可能性がある。また、本実施例の場合、3の整数倍、すなわち3次、6次、9次、12次・・・の振動モードも励振される可能性がある。
そのため、本実施例では、上記振動子保持体が有する上記振動モード(振動子の両接合部間の長さを波長とする振動モードの次数の整数倍の振動モードや、振動子間の長さを波長とする振動モードの次数の整数倍の振動モード)の共振周波数が、前述した駆動に使用する周波数範囲内に存在しないように、振動子保持体の設計がなされている。
[実施例2]
実施例2として、実施例1とは振動子保持部材の構成が異なる形態の振動型駆動装置の構成例について、図5を用いて説明する。
本実施例においては、振動子保持部材がリング状に一体に形成されている実施例1のものとは相違し、振動子保持部材5が3つの円弧状部材によってリング状に形成される。これらの複数の円弧状部材の間を振動子1で連結することによって振動子保持体6が構成されている。
これは、振動子保持部材5を実施例1のように、リング状に一体に加工するよりも、円弧状に分割した方が材料の有効利用ができ、加工コストを低減できるメリットがあるためである。
また、振動子保持部材5に振動子を接合する際、これら振動子の接触部を同一平面上に配置する加工がし易いというメリットもある。
例えば、実施例1においては、振動子1と振動子保持部材5との接合後に振動子の接触部の平面度を出すために、ラップ(ポリッシュ)または研削等の工程を入れて平面仕上げを行うことが求められる場合がある。
これは、振動子接合後の接触部の面度が、接合前の振動子保持部材の平面度に依存してしまうためである。
これに対して、本実施例のように、振動子保持部材5を分割された複数の部材で構成した場合、接合時は振動子の接触部を基準平面に揃え、振動子保持部材をこれら振動子に合わせるように接合することができる。
例えば、接合治具の基準面の平面度を0.1〜0.5μm程度に仕上げ、その面を基準にして振動子の接触部を当接してその位置で振動子を保持し、分割した振動子保持部材をそれに合わせるようにして接合する、などの手法で実現できる。こうすることで、振動子接合後に平面度を出すための加工を不要にすることが可能となる。
なお、振動型駆動装置の構成としては、本実施例においても実施例1と同様に、振動子保持部材の背面から加圧手段である板バネ等で加圧する構成が採られる。振動子も実施例1と同様の構成の振動子を用いることができる。また、振動子と振動子保持部材との接合にはレーザー溶接等を用い、強固に固定している。
[実施例3]
実施例3として、上記各実施例とは異なる形態の振動型駆動装置の構成例について、図6を用いて説明する。
本実施例においては、振動子の支持部2−4(図2参照)が、振動子が接合されている振動子保持部材の面の面外方向に曲げて形成された曲げ形状部を有し、振動子保持部材5と振動子1の固定部とをビス18でビス止めすることで接合するように構成されている。
また、加圧バネ10(波バネ)と振動子保持部材5との間には、振動伝播抑制部材としてゴムシート19を挟んで振動子の下部構造が構成されている。
このような本実施例の構成によれば、振動子からの漏れ振動などにより、板バネと振動子保持部材の間でビビリ振動などを起こし、騒音の原因となることを抑制することが可能となる。
なお、本実施例では振動子保持部材と加圧バネの間にゴムシートを挟んだが、振動の伝播を抑制するものであればこれに限定するものではなく、例えばフェルトなどでも良い。
[実施例4]
実施例4として、上記各実施例とは振動子の構造が異なる形態の振動型駆動装置の構成例について、図7を用いて説明する。
本実施例においては、実施例1を一部改良し、振動子の漏れ振動低減機能を更に高めるように構成されている。
本実施例では、振動子の支持部2−4の板厚を他に比べて薄く形成する。
これにより、この支持部2−4の部分の曲げ剛性をさらに小さくすることで、支持部を大きくすることなく振動部2−3への振動追従性をさらに向上させ、支持損失の低減化を図ることが可能となる。
また、この本実施例の構成により、固定部2−5への漏れ振動伝達を低減させることができ、振動子保持体を励振する不要振動の原因を断ち切ることも同時に可能となる。
なお、本実施例では支持部の板厚を変えて剛性を下げたが、このような構成に限定されるものではない。
例えば、支持部の幅を狭くし、あるいは支持部長さを長くするなど、静的な曲げ剛性が振動部と比較して小さくなる形状であればよい。
[実施例5]
実施例5として、上記各実施例とは異なる形態の振動型駆動装置の構成例について、図8を用いて説明する。
本実施例においては、振動子保持部材が薄板で構成され、振動子が接合される該振動子保持部材の接合面は、振動子が接合されている振動子保持部材の面の面外方向に曲げ加工して形成された凸部となっている。
図8に示すように、板状の振動子保持部材20の内、円周方向に6カ所の凸部(段部)20−1が、振動子が接合されている振動子保持部材の一方の面の面外方向に曲げ加工して形成されている。そして、その凸部に振動子の固定部2−5をそれぞれ接合して振動子保持体が形成されている。
振動子1に接合している圧電素子3及びフレキシブルプリント基板4は、上記凸部間に形成された凹部20−3に配置され、振動子保持部材20とは適度な隙間を持って設置されている。
また、振動子保持部材20の内周側には、回り止め用凸部20−4が複数形成されており、本体部にこれらと対応して形成された複数の溝部(不図示)と係合してロータ駆動時に発生する回転力の反力を受け、振動子保持体の回転を防止する構造とされている。
加圧手段である加圧バネ21には、リング形状の薄板の周上3箇所に折り曲げ部を有した片持ち梁構造の板バネが用いられる。
この板バネは、振動子のそれぞれの背面側(接触部とは反対側)に配置され、該板バネにおける弾性体の接触部を被駆動体に加圧接触させるための力点は片持ち梁の略中央に形成され、その力点の両側に変形部を有する構造を備える。
具体的には、この板バネはベース板21−1の面外方向に2つの折り曲げ部21−3を有し、中央部にベース部と平行な押し圧部21−2が形成されている。
この押し圧部21−2が、振動子の裏側に配置された前記振動子保持部材の折り曲げ部20−2を加圧する構造とされている。
以上の構造により、振動子保持体全体の曲げ剛性が小さくなるため、振動子における弾性体の接触部の平面度が多少悪くても、振動子保持体が弾性変形し、摺動部の面にならって良好な接触状態が得られる。
一方で、駆動反力によるモーメントに対しては、振動子を挟む位置に設けられた回り止め用突起20−4の間の領域での変形となるため、駆動力による摩擦面の傾斜を少なくすることが可能となる。
[実施例6]
実施例6として、上記各実施例とは保持部材の構造が異なる形態の振動型駆動装置の構成例について、図9を用いて説明する。
本実施例においては、振動子保持部材の曲げ剛性、ねじれ剛性が更に小さくなるように構成されている。
そのため、本実施例では、図8と同様に、薄板をプレス加工で6カ所曲げて振動子保持部材23を形成するが、振動子1の接合部の中間部に切り欠き部を設け、その部分を幅の狭い梁23−1で連結した形状とされている。
以上の本実施例の構成によれば、振動子保持体全体がロータの摺動面のうねり(円周方向の面外うねり成分、或いは円周に沿った軸回りのねじれ成分)に対し、ならい性を良くすることができる。
[実施例7]
実施例7として、上記各実施例とは異なる形態の振動型駆動装置の構成例について、図10を用いて説明する。
これまでに説明した各実施例では、振動子の接触部への加圧力は振動子保持部材を介して付与される構造となっており、振動子1の支持部2−4がその加圧力を伝達する役割をしていた。
これに対し、本実施例では、振動子1の振動部(圧電素子の背面)に直接加圧力を付与するように構成される。
図10に示すように、振動子保持部材24は薄板状のリング部材で構成され、振動子の振動部と支持部とが緩衝する部分に穴25を明け、振動子の圧電素子やフレキシブルプリント基板などがこの振動子保持部材24と当たらないように構成される。
加圧バネは図8に示すような板バネとし、板バネの押し圧部21−2と振動子の圧電素子との間に、振動絶縁部材26(フェルトなど)を介して加圧力を振動子に付与するように構成される。
以上の本実施例の構成によれば、振動子の支持部2−4が直接加圧力を受けることが無くなることから、支持部の強度設計の自由度を大きくすることができる。
1:振動子
2:弾性体
3:圧電素子
4:フレキシブルプリント基板(給電部材)
5:振動子保持部材
6:振動子保持体
7:ロータ
8:ロータゴム
9:出力伝達部材
10:加圧バネ
11:加圧リング

Claims (12)

  1. 少なくとも電気−機械エネルギー変換素子と接触部が形成された弾性体とを有する振動子が、振動子保持部材に複数接合されて構成された振動子保持体を備え、
    前記接触部に生成される楕円運動により、前記接触部と接触する被駆動体を前記振動子に対して相対移動するように構成された振動型駆動装置であって、
    前記複数の振動子は、前記接触部が前記被駆動体と接触する側の前記保持部材の面に接合される一方、
    前記接触部が前記被駆動体と接触する側とは反対側の前記振動子保持部材の面側に、前記接触部を前記被駆動体に加圧接触させるための加圧手段が設けられていることを特徴とする振動型駆動装置。
  2. 前記振動子は、弾性体が板状であり、前記接触部が同一平面上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の振動型駆動装置。
  3. 前記振動子は、前記電気−機械エネルギー変換素子と共に振動する振動部と、前記振動子保持部材と接合される固定部と、前記振動部及び前記固定部とを接続する支持部と、を備え、
    前記支持部は、前記振動部と比較して曲げ剛性が小さくなる形状を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動型駆動装置。
  4. 前記振動子保持部材は、前記振動部および支持部の合計質量よりも大きい質量の部材で構成されていることを特徴とする請求項3に記載の振動型駆動装置。
  5. 前記振動子は、前記電気−機械エネルギー変換素子と共に振動する振動部と、前記振動子保持部材と接合される固定部と、前記振動部及び前記固定部とを接続する支持部と、を備え、
    前記支持部は、前記振動子保持部材の前記振動子が接合された面の面外方向に曲げて形成された曲げ形状部を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動型駆動装置。
  6. 前記振動子保持部材は、円環形状に構成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。
  7. 前記円環形状の振動子保持部材は複数の部材で形成され、該複数の部材の間を前記振動子で連結することによって前記振動子保持体が構成されていることを特徴とする請求項6に記載の振動型駆動装置。
  8. 前記振動子保持部材は薄板で構成され、前記振動子保持部材は、前記振動子が接合される前記振動子保持部材の面の面外方向に曲げ加工して形成された凸部を有し、該凸部に前記振動子が接合されることを特徴とする請求項6に記載の振動型駆動装置。
  9. 前記加圧手段は板バネで構成され、該板バネは片持ち梁に形成されて前記振動子のそれぞれの前記接触部とは反対側に配置されると共に、
    該板バネにおける前記弾性体の接触部を前記被駆動体に加圧接触させるための力点は前記片持ち梁の略中央に形成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。
  10. 前記板バネと振動子との間に、前記振動子の振動の伝播を抑制する振動伝播抑制部材が設けられていることを特徴とする請求項9に記載の振動型駆動装置。
  11. 前記振動子保持体が有する、前記振動子の前記振動子保持部材との接合部の間隔の長さを波長とする振動モードの次数の整数倍の次数の振動モードの共振周波数が、前記被駆動体の駆動に使用する周波数範囲内に存在しないよう、
    前記振動子保持体が構成されていることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。
  12. 前記振動子保持体が有する、前記振動子同士の間隔の長さを波長とする振動モードの次数の整数倍の次数の振動モードの共振周波数が、前記被駆動体の駆動に使用する周波数範囲内に存在しないよう、
    前記振動子保持体が構成されていることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の振動型駆動装置。
JP2010140251A 2010-06-21 2010-06-21 振動型駆動装置 Expired - Fee Related JP5709413B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010140251A JP5709413B2 (ja) 2010-06-21 2010-06-21 振動型駆動装置
US13/150,778 US8816568B2 (en) 2010-06-21 2011-06-01 Vibration-type driving apparatus
EP20110169256 EP2398082B1 (en) 2010-06-21 2011-06-09 Vibration-type driving apparatus
CN201110167312.8A CN102291042B (zh) 2010-06-21 2011-06-21 振动型驱动装置
CN201410539539.4A CN104242724B (zh) 2010-06-21 2011-06-21 振动型驱动装置
US14/324,371 US9705428B2 (en) 2010-06-21 2014-07-07 Vibration-type driving apparatus
US15/619,994 US20170279379A1 (en) 2010-06-21 2017-06-12 Vibration-type driving apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010140251A JP5709413B2 (ja) 2010-06-21 2010-06-21 振動型駆動装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015043886A Division JP5883177B2 (ja) 2015-03-05 2015-03-05 振動型駆動装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012005309A true JP2012005309A (ja) 2012-01-05
JP2012005309A5 JP2012005309A5 (ja) 2013-08-08
JP5709413B2 JP5709413B2 (ja) 2015-04-30

Family

ID=44509722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010140251A Expired - Fee Related JP5709413B2 (ja) 2010-06-21 2010-06-21 振動型駆動装置

Country Status (4)

Country Link
US (3) US8816568B2 (ja)
EP (1) EP2398082B1 (ja)
JP (1) JP5709413B2 (ja)
CN (2) CN104242724B (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013153549A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Canon Inc 超音波モータ
JP2013223406A (ja) * 2012-04-19 2013-10-28 Canon Inc 振動子、振動波駆動装置及び振動子の製造方法
JP2014018027A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Canon Inc 振動型アクチュエータ、撮像装置、及びステージ
JP2014236522A (ja) * 2013-05-30 2014-12-15 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータおよび光学機器
JP2015043670A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 キヤノン株式会社 超音波モータ
JP2016046912A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 キヤノン株式会社 振動子ユニット、振動型アクチュエータ及び撮像装置
US9800180B2 (en) 2010-11-26 2017-10-24 Canon Kabushiki Kaisha Control apparatus of vibration-type actuator
JP2017195743A (ja) * 2016-04-22 2017-10-26 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、レンズ鏡筒及び撮像装置
JP2018099002A (ja) * 2016-12-16 2018-06-21 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、これを有するレンズ鏡筒、撮像装置及びステージ装置
JP2018148788A (ja) * 2018-04-09 2018-09-20 キヤノン株式会社 モータ
US10120178B2 (en) 2014-10-29 2018-11-06 Canon Kabushiki Kaisha Vibration drive device in which separation between members by external force is suppressed, lens barrel, image pickup apparatus, and stage device
US10439518B2 (en) 2015-09-30 2019-10-08 Canon Kabushiki Kaisha Vibration-type actuator, driving method for vibration-type actuator, and electronic apparatus equipped with vibration-type actuator

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5744670B2 (ja) * 2011-08-05 2015-07-08 キヤノン株式会社 超音波モータ及びそれを有するレンズ装置
JP5913857B2 (ja) * 2011-08-05 2016-04-27 キヤノン株式会社 超音波モータ及びそれを有するレンズ装置
JP5975614B2 (ja) * 2011-09-20 2016-08-23 キヤノン株式会社 超音波モータ及びそれを有するレンズ装置
JP6268999B2 (ja) * 2013-12-06 2018-01-31 セイコーエプソン株式会社 圧電モーター、ロボットハンド、ロボット、指アシスト装置、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、送液ポンプ、印刷装置、電子時計、投影装置
CN105793753B (zh) * 2014-04-08 2018-09-14 奥林巴斯株式会社 驱动装置和图像设备
JP6579836B2 (ja) 2014-07-16 2019-09-25 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ及び光学装置
DE102015005512B4 (de) * 2015-04-24 2016-12-22 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Stellmotor
JP6765849B2 (ja) 2016-04-28 2020-10-07 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ及び電子機器
US10645265B2 (en) * 2017-08-31 2020-05-05 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus
JP7110060B2 (ja) * 2018-10-24 2022-08-01 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、接触体及びその製造方法
JP7313909B2 (ja) * 2019-05-30 2023-07-25 キヤノン株式会社 振動波モータおよび電子機器。
JP7418099B2 (ja) * 2019-06-07 2024-01-19 キヤノン株式会社 振動波モータ
JP7362366B2 (ja) * 2019-08-30 2023-10-17 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、光学機器および電子機器
CN110715018B (zh) * 2019-10-29 2020-12-15 安徽工程大学 永磁直驱式截割部冲击负载扭振主动顺应装置及工作方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61262091A (ja) * 1985-05-13 1986-11-20 Canon Inc 振動波モ−タ
JPH03270679A (ja) * 1990-03-16 1991-12-02 Olympus Optical Co Ltd 超音波振動子および超音波モータ
JPH08251953A (ja) * 1995-03-13 1996-09-27 Canon Inc 振動駆動装置
JPH09201079A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Nikon Corp 連結形振動アクチュエータ及びその駆動装置
JPH11235062A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Nikon Corp 振動アクチュエータ駆動装置及びレンズ鏡筒
JP2007097317A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Olympus Corp 超音波駆動装置
JP2009027769A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Canon Inc 位置決め装置
WO2009128385A1 (ja) * 2008-04-14 2009-10-22 コニカミノルタオプト株式会社 超音波アクチュエータ

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60170472A (ja) 1984-02-10 1985-09-03 Canon Inc 振動波モ−タ
JPS61224881A (ja) 1985-03-29 1986-10-06 Canon Inc 振動波モ−タ
JP3190613B2 (ja) 1997-03-31 2001-07-23 セイコーインスツルメンツ株式会社 圧電アクチュエータ
US6078438A (en) * 1997-04-14 2000-06-20 Nikon Corporation Vibration actuator and lens barrel
JPH11341845A (ja) 1998-05-29 1999-12-10 Star Micronics Co Ltd 超音波モータ
US7187104B2 (en) * 2003-03-28 2007-03-06 Canon Kabushiki Kaisha Vibration-type driving device, control apparatus for controlling the driving of the vibration-type driving device, and electronic equipment having the vibration-type driving device and the control apparatus
US7129618B2 (en) 2003-03-31 2006-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Control apparatus capable of low-speed driving of vibration type driving apparatus, actuating apparatus using the control apparatus, control method capable of low-speed driving of vibration type driving apparatus, and storage medium storing program including program codes capable of realizing the control method
US7242131B2 (en) * 2004-05-12 2007-07-10 Olympus Corporation Ultrasonic motor
JP4576154B2 (ja) * 2004-05-13 2010-11-04 オリンパス株式会社 超音波モータ
JP4576214B2 (ja) * 2004-11-26 2010-11-04 オリンパスイメージング株式会社 超音波モータおよびレンズ鏡筒
JP4633487B2 (ja) * 2005-01-28 2011-02-16 オリンパス株式会社 超音波駆動装置
JP4794897B2 (ja) * 2005-04-26 2011-10-19 オリンパス株式会社 超音波モータ
DE602006018393D1 (de) 2005-05-26 2011-01-05 Nippon Kogaku Kk Vibrierender Aktuator und Methode zum Betreiben eines vibrierenden Aktuators
JP2007049873A (ja) 2005-08-12 2007-02-22 Fujinon Corp アクチュエータ
JP4965973B2 (ja) * 2006-11-08 2012-07-04 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ
JP2009201322A (ja) 2008-02-25 2009-09-03 Nikon Corp 振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ、振動アクチュエータの製造方法
US7969065B2 (en) 2008-09-09 2011-06-28 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driving device
JP2010141973A (ja) 2008-12-09 2010-06-24 Olympus Corp 超音波モータ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61262091A (ja) * 1985-05-13 1986-11-20 Canon Inc 振動波モ−タ
JPH03270679A (ja) * 1990-03-16 1991-12-02 Olympus Optical Co Ltd 超音波振動子および超音波モータ
JPH08251953A (ja) * 1995-03-13 1996-09-27 Canon Inc 振動駆動装置
JPH09201079A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Nikon Corp 連結形振動アクチュエータ及びその駆動装置
JPH11235062A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Nikon Corp 振動アクチュエータ駆動装置及びレンズ鏡筒
JP2007097317A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Olympus Corp 超音波駆動装置
JP2009027769A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Canon Inc 位置決め装置
WO2009128385A1 (ja) * 2008-04-14 2009-10-22 コニカミノルタオプト株式会社 超音波アクチュエータ

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9800180B2 (en) 2010-11-26 2017-10-24 Canon Kabushiki Kaisha Control apparatus of vibration-type actuator
JP2013153549A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Canon Inc 超音波モータ
JP2013223406A (ja) * 2012-04-19 2013-10-28 Canon Inc 振動子、振動波駆動装置及び振動子の製造方法
US10541630B2 (en) 2012-04-19 2020-01-21 Canon Kabushiki Kaisha Manufacturing method of vibrator
US9530953B2 (en) 2012-07-11 2016-12-27 Canon Kabushiki Kaisha Vibration-type actuator, image pickup apparatus, and stage
JP2014018027A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Canon Inc 振動型アクチュエータ、撮像装置、及びステージ
JP2014236522A (ja) * 2013-05-30 2014-12-15 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータおよび光学機器
US10193473B2 (en) 2013-08-26 2019-01-29 Canon Kabushiki Kaisha Actuator
JP2015043670A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 キヤノン株式会社 超音波モータ
JP2016046912A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 キヤノン株式会社 振動子ユニット、振動型アクチュエータ及び撮像装置
US10120178B2 (en) 2014-10-29 2018-11-06 Canon Kabushiki Kaisha Vibration drive device in which separation between members by external force is suppressed, lens barrel, image pickup apparatus, and stage device
US10439518B2 (en) 2015-09-30 2019-10-08 Canon Kabushiki Kaisha Vibration-type actuator, driving method for vibration-type actuator, and electronic apparatus equipped with vibration-type actuator
JP2017195743A (ja) * 2016-04-22 2017-10-26 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、レンズ鏡筒及び撮像装置
JP2018099002A (ja) * 2016-12-16 2018-06-21 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、これを有するレンズ鏡筒、撮像装置及びステージ装置
JP2018148788A (ja) * 2018-04-09 2018-09-20 キヤノン株式会社 モータ

Also Published As

Publication number Publication date
US9705428B2 (en) 2017-07-11
CN102291042A (zh) 2011-12-21
US20170279379A1 (en) 2017-09-28
CN102291042B (zh) 2014-11-19
EP2398082A2 (en) 2011-12-21
US20140319966A1 (en) 2014-10-30
JP5709413B2 (ja) 2015-04-30
EP2398082B1 (en) 2015-05-20
CN104242724A (zh) 2014-12-24
US20110309722A1 (en) 2011-12-22
CN104242724B (zh) 2017-01-11
US8816568B2 (en) 2014-08-26
EP2398082A3 (en) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5709413B2 (ja) 振動型駆動装置
JP5773900B2 (ja) モータ
KR101604991B1 (ko) 초음파 모터 및 이를 갖는 렌즈 장치
JPS61224881A (ja) 振動波モ−タ
US10541630B2 (en) Manufacturing method of vibrator
JP2014018027A (ja) 振動型アクチュエータ、撮像装置、及びステージ
JP5883177B2 (ja) 振動型駆動装置
JP4026930B2 (ja) 振動波装置および振動波駆動装置
JP6184063B2 (ja) 振動波駆動装置および電子機器
JP5985013B2 (ja) モータ及びレンズ鏡筒
JP7301705B2 (ja) 回転型の振動波駆動装置、光学機器、および電子機器
JP7183225B2 (ja) 振動型駆動装置および撮像装置
JP5985012B2 (ja) モータ及びレンズ鏡筒
JP3566696B2 (ja) 振動波駆動装置
JP2004297872A (ja) 振動アクチュエータ及びその製造方法
JPH07178370A (ja) 振動子及び振動アクチュエータ
JP2000245178A (ja) 振動アクチュエータ
JPH0898565A (ja) 振動アクチュエータ
JPS63174580A (ja) 振動波駆動装置
JP2006333679A (ja) 振動波モータ
JPH0919173A (ja) 振動アクチュエータ
JP2000245174A (ja) 振動アクチュエータ
JP2016163426A (ja) 振動型アクチュエータおよび超音波モータ
JP2016048986A (ja) 振動アクチュエータ
JP2011067001A (ja) 超音波モータ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130620

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130620

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20131212

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140415

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150303

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5709413

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees