JP2013162675A - 振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動性能が向上された振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラを提供する。
【解決手段】本発明の振動波モータ10は、軸方向に延び、一端が固定部12に固定され、他端には径方向に延びる突出部30が形成された支持部材25を備え、固定部12と突出部30との間に、電気機械変換素子22と、電気機械変換素子22により振動する弾性体23と、を有し支持部材25に固定された振動部材20と、弾性体23に加圧接触され、振動波によって駆動される相対運動部材60と、相対運動部材60を支持部材25に対して軸方向に移動可能、径方向には移動不能、且つ周方向に移動可能に保持する保持部材28と、突出部30によって軸方向の突出部30側の位置が規定され、突出部30側と反対側の端部によって相対運動部材60を直接又は間接的に振動部材20側に押圧する加圧部材29と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の振動波モータ10は、軸方向に延び、一端が固定部12に固定され、他端には径方向に延びる突出部30が形成された支持部材25を備え、固定部12と突出部30との間に、電気機械変換素子22と、電気機械変換素子22により振動する弾性体23と、を有し支持部材25に固定された振動部材20と、弾性体23に加圧接触され、振動波によって駆動される相対運動部材60と、相対運動部材60を支持部材25に対して軸方向に移動可能、径方向には移動不能、且つ周方向に移動可能に保持する保持部材28と、突出部30によって軸方向の突出部30側の位置が規定され、突出部30側と反対側の端部によって相対運動部材60を直接又は間接的に振動部材20側に押圧する加圧部材29と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラに関するものである。
振動波モータとして、固定子、移動子、加圧部材が順に配置され、それぞれの中心を通るようにして軸が挿通され、固定子と軸とが固定されているものが特許文献1に記載されている。この従来技術においては、軸と移動子との間にベアリングが配置され、移動子は軸に対して回転可能となっている。そして、移動子は、固定子に対して軸を中心として回転する。
ここで、移動子は固定子側に加圧部材によって押圧されているが、その押圧力の調整は、加圧部材の端部を、軸に螺合されたナットで押さえることによって行われている。
また、特許文献2には、振動体を支持する部材、回転体を支持する部材、加圧部材を保持する部材等様々な部品から構成された振動波モータが記載されている。
ここで、移動子は固定子側に加圧部材によって押圧されているが、その押圧力の調整は、加圧部材の端部を、軸に螺合されたナットで押さえることによって行われている。
また、特許文献2には、振動体を支持する部材、回転体を支持する部材、加圧部材を保持する部材等様々な部品から構成された振動波モータが記載されている。
特許文献1に記載の技術によると、移動子の回転中にバネが振動し、ナットが緩み、加圧力が変動し、駆動性能が低下する可能性がある。また、加圧部材の軸方向の位置決めがナットの位置によるため、軸方向の位置精度を確保することが容易ではない。
特許文献2に記載の技術によると、部品点数が非常に多く、また、組立工数が多く、これらを総合してコストが大きいといった課題点がある。
また、振動波モータの場合、振動体中心軸と回転体中心軸とを同軸にすることが理想的で、かつ、振動体と移動子との加圧力量を精度良くすることが理想的である。特許文献1の様に振動体の支持、回転体の支持に様々な部品を組み合わせた場合、それぞれの部品の寸法公差や幾何公差、組立精度が重なり合ってしまい、振動体の中心軸と回転体の中心軸とが同軸でなくなってしまうことがある。
振動体の支持、回転体の支持、加圧部材の保持等に様々な部品を構成させた場合、それぞれの寸法公差や幾何公差、組立精度が重なり合ってしまい、加圧部材の加圧力量にばらつきが生じてしまい、最大トルク低下や駆動効率の低下、異音の発生等、振動波モータの性能が十分に発揮できないことがある。
また、振動波モータの場合、振動体中心軸と回転体中心軸とを同軸にすることが理想的で、かつ、振動体と移動子との加圧力量を精度良くすることが理想的である。特許文献1の様に振動体の支持、回転体の支持に様々な部品を組み合わせた場合、それぞれの部品の寸法公差や幾何公差、組立精度が重なり合ってしまい、振動体の中心軸と回転体の中心軸とが同軸でなくなってしまうことがある。
振動体の支持、回転体の支持、加圧部材の保持等に様々な部品を構成させた場合、それぞれの寸法公差や幾何公差、組立精度が重なり合ってしまい、加圧部材の加圧力量にばらつきが生じてしまい、最大トルク低下や駆動効率の低下、異音の発生等、振動波モータの性能が十分に発揮できないことがある。
本発明の課題は、部品点数が削減され、コストダウンが図られ、かつ駆動性能が向上された振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラを提供することを目的とする。
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1に記載の発明は、第一方向(A)に延び、該第一方向(A)の一端が固定部(12,212,312)に固定され、他端には前記第一方向(A)と交差する第二方向(r)に延びる突出部(30,230,330)が形成されている支持部材(25,225,325)を備え、前記固定部(12,212,312)と前記突出部(30,230,330)との間に、駆動信号により振動が発生される電気機械変換素子(22,222,322)と、前記電気機械変換素子(22,222,322)に接合され、前記振動より振動波を生じる弾性体23,223,323)と、を有するとともに前記支持部材(25,225,325)に対して相対移動しないように保持された振動部材(20,220,320)と、前記弾性体23,223,323)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(60,260,360)と、前記相対運動部材(60,260,360)を、前記支持部材(25,225,325)に対して前記第一方向(A)に移動可能、前記支持部材(25,225,325)との間の間隔が変化する前記第二方向(r)には移動不能、且つ前記第一方向(A)及び前記第二方向(r)と異なる第三の相対移動方向(c)に移動可能に保持する保持部材(28,228,328)と、前記突出部(30,230,330)によって前記第一方向(A)の突出部(30,230,330)側の位置が規定され、前記突出部(30,230,330)側と反対側の端部によって前記相対運動部材(60,260,360)を直接又は間接的に前記第一方向(A)に押圧することにより、前記相対運動部材(60,260,360)と前記振動部材(20,220,320)との間に加圧力を与える加圧部材(29,229,329)と、を備えることを特徴とする振動波モータ(10,210,310)である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の振動波モータ(10,210,310)において、前記振動部材(20,220,320)は前記第二方向(r)の前記支持部材(25,225,325)側に延伸した延伸部(24,224,324)を有し、前記支持部材(25,225,325)と前記固定部(12,212,312)との間に前記延伸部(24,224,324)が挟持されることにより、前記振動部材(20,220,320)の前記第一方向(A)及び前記第二方向(r)の位置決めがなされること、を特徴とする振動波モータ(10,210,310)である。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の振動波モータ(10,210,310)において、前記支持部材(25,225,325)は軸線方向(A)に延びる外周が円形の軸部材であって、前記第一方向は前記軸線方向(A)、前記第二方向は径方向(r)、前記第三の相対移動方向は前記軸線を中心とした周方向(c)であり、前記固定部(12,212,312)と前記突出部(30,230,330)との間に配置されている前記振動部材(20,220,320)、前記相対運動部材(60,260,360)、前記保持部材(28,228,328)及び前記加圧部材(29,229,329)は、前記支持部材(25,225,325)が貫通可能な円環状であり、前記支持部材(25,225,325)の外周面によって、前記保持部材(28,228,328)と前記延伸部(24,224,324)の内周面の位置が規定され、前記保持部材(28,228,328)、前記相対運動部材(60,260,360)、前記振動部材(20,220,320)の径方向(r)の位置決めが行われること、を特徴とする振動波モータ(10,210,310)である。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の振動波モータ(10,210,310)において、前記突出部(30,230,330)は、前記支持部材(25,225,325)から径方向(r)に延びるつば状に形成されていること、を特徴とする振動波モータ(10,210,310)である。
請求項5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(10,310)において、前記突出部(30,330)から前記固定部(12,312)側に向かって、前記加圧部材(29,329)、前記保持部材(28,328)の順に配置されていること、を特徴とする振動波モータ(10,310)である。
請求項6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(210)において、前記突出部(230)から前記固定部(212)側に向かって、前記保持部材(228)、前記加圧部材(229)の順に配置されていること、を特徴とする振動波モータ(210)である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の振動波モータ(10,210,310)を備えるレンズ鏡筒(1,300)である。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のレンズ鏡筒(1,300)を備えるカメラ(2)である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の振動波モータ(10,210,310)において、前記振動部材(20,220,320)は前記第二方向(r)の前記支持部材(25,225,325)側に延伸した延伸部(24,224,324)を有し、前記支持部材(25,225,325)と前記固定部(12,212,312)との間に前記延伸部(24,224,324)が挟持されることにより、前記振動部材(20,220,320)の前記第一方向(A)及び前記第二方向(r)の位置決めがなされること、を特徴とする振動波モータ(10,210,310)である。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の振動波モータ(10,210,310)において、前記支持部材(25,225,325)は軸線方向(A)に延びる外周が円形の軸部材であって、前記第一方向は前記軸線方向(A)、前記第二方向は径方向(r)、前記第三の相対移動方向は前記軸線を中心とした周方向(c)であり、前記固定部(12,212,312)と前記突出部(30,230,330)との間に配置されている前記振動部材(20,220,320)、前記相対運動部材(60,260,360)、前記保持部材(28,228,328)及び前記加圧部材(29,229,329)は、前記支持部材(25,225,325)が貫通可能な円環状であり、前記支持部材(25,225,325)の外周面によって、前記保持部材(28,228,328)と前記延伸部(24,224,324)の内周面の位置が規定され、前記保持部材(28,228,328)、前記相対運動部材(60,260,360)、前記振動部材(20,220,320)の径方向(r)の位置決めが行われること、を特徴とする振動波モータ(10,210,310)である。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の振動波モータ(10,210,310)において、前記突出部(30,230,330)は、前記支持部材(25,225,325)から径方向(r)に延びるつば状に形成されていること、を特徴とする振動波モータ(10,210,310)である。
請求項5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(10,310)において、前記突出部(30,330)から前記固定部(12,312)側に向かって、前記加圧部材(29,329)、前記保持部材(28,328)の順に配置されていること、を特徴とする振動波モータ(10,310)である。
請求項6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(210)において、前記突出部(230)から前記固定部(212)側に向かって、前記保持部材(228)、前記加圧部材(229)の順に配置されていること、を特徴とする振動波モータ(210)である。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の振動波モータ(10,210,310)を備えるレンズ鏡筒(1,300)である。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のレンズ鏡筒(1,300)を備えるカメラ(2)である。
本発明によれば、部品点数が削減され、コストダウンが図られ、かつ駆動性能が向上された振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。
(第一実施形態)
以下、本発明にかかる振動波モータ10の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第一実施形態の振動波モータ10、それを備えたレンズ鏡筒1、及びそのレンズ鏡筒1が装着されるカメラ2を説明する図である。
以下、本発明にかかる振動波モータ10の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第一実施形態の振動波モータ10、それを備えたレンズ鏡筒1、及びそのレンズ鏡筒1が装着されるカメラ2を説明する図である。
レンズ鏡筒1は固定筒11を備え、その固定筒11には振動波モータ10を固定するための突起状部12が設けられている。
また、固定筒11には、振動波モータ10の出力ギア35を減速する減速ギア13が設けられており、振動波モータ10の出力ギア35は、ギアユニットモジュールの減速ギア13を介して、カム環14に回転運動が伝達され、カム環14は回転駆動する。カム環14には、周方向に対して斜めにキー溝14aが切られており、該キー溝14aに固定ピン15aが挿入されたAF環15は、カム環14が回転駆動することにより、光軸方向OAに直進方向に駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
駆動回路16は、レンズ鏡筒1の外側固定筒11aと内側固定筒11bの間に設けられ、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2は、第一実施形態の振動波モータ10の詳細を説明する図である。
本実施形態では振動子20側を固定とし、移動子21を駆動する様になっている。
本実施形態では振動子20側を固定とし、移動子21を駆動する様になっている。
振動子20は、後で説明する様に電気エネルギ−を機械エネルギ−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22と称する)と、圧電体22を接合した弾性体23とから構成されていて、振動子20には進行性振動波が発生するようにされている。本実施形態では一例として4波の進行波として説明する。
弾性体23は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、形状は、円環形状である。圧電体22が接合される反対面には溝が切ってあり、突起部分(溝がない箇所)の先端面が駆動面23aとなり移動子21に加圧接触される。溝の切っていない部分側に圧電体22を接合する。
弾性体23の内周側には、径方向に延伸したフランジ部24が設けられており、支持固定軸25およびレンズ鏡筒1の固定筒11の突起状部12により固定されている。
圧電体22は、一般的には通称PZTと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛といった材料から構成されているが、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、カリウムチタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されることもある。圧電体22表面には電極が配置され、それは円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に交互に分極されていて、A相とB相との間には1/4波長分間隔分空く様に電極が配置されている。
移動子21は、アルミニウムといった軽金属からなり、摺動面の表面には耐摩耗性向上のための表面処理が成されている。移動子21は、ゴム部材26によりギア部材27と結合されている。ゴム部材26は、ゴムによる粘着性で移動子21とギア部材27と結合する機能があり、かつ移動子21からの振動をギア部材27へ伝えないための振動吸収との機能があるブチルゴム等が好適である。
ギア部材27の内径側にはベアリング28が配置され、そのベアリング28の内径側には支持固定軸25が嵌合し、移動子21は支持固定軸25の軸線Aを中心とした方向cに回転駆動する。
移動子21、ゴム部材26、ギア部材27(出力ギア35)は、一体となって、移動子20に対して相対運動する相対運動部材60である。
移動子21、ゴム部材26、ギア部材27(出力ギア35)は、一体となって、移動子20に対して相対運動する相対運動部材60である。
ベアリング28は、外輪側がギア部材27に嵌り、内輪側が支持固定軸25に軸方向に移動可能で、径方向に位置決めされる様に接触している。また、内輪側は加圧バネ29による加圧力がかけられている。
支持固定軸25は、上端部に一体型のつば部30を有し、加圧バネ29を軸方向に押す様にされている。さらに、上記した様に、ベアリング28の内輪側に接触している。支持固定軸25の中間部には径段差32があり、段面が弾性体23のフランジ部24に固定接触している。
支持固定軸25の下端にはネジ部33が設けられており、固定ナット34を締め付けることで、固定筒11の突起状部12に固定される。この固定により、1)弾性体23の軸方向、2)ベアリング28を介して出力ギア35の軸方向および移動子21の軸方向、3)加圧バネ29の軸方向、について、同時に位置決めされる。さらに、4)弾性体23の径方向、5)ベアリング28を介して出力ギア35の径方向および移動子21の径方向について、同時に位置決めされる。
図3は、第一実施形態の振動波モータ10の駆動装置40を説明するブロック図である。
まず、振動波モータ10の駆動/制御部41について説明する。
まず、振動波モータ10の駆動/制御部41について説明する。
発振部42は、制御部41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43は、該発振部42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44は、移相部43によって分けられた2つの駆動信号をそれぞれ所望の電圧に昇圧する。
増幅部44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20に進行波が発生し、移動子21が駆動される。
移相部43は、該発振部42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44は、移相部43によって分けられた2つの駆動信号をそれぞれ所望の電圧に昇圧する。
増幅部44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20に進行波が発生し、移動子21が駆動される。
回転検出部45は、光学式エンコーダや磁気エンコ−ダ等により構成され、移動子21の駆動によって駆動された駆動物の位置や速度を検出し、検出値を電気信号として制御部41に伝達する。
制御部41は、レンズ鏡筒1内またはカメラ本体のCPUからの駆動指令を基に振動波モータ10の駆動を制御する。制御部41は、回転検出部45からの検出信号を受け、その値を基に、位置情報と速度情報を得て、目標位置に位置決めされるように発振部42の周波数を制御する。制御部41は、回転方向の切換時に、移相部43の位相差を変更する。
制御部41は、レンズ鏡筒1内またはカメラ本体のCPUからの駆動指令を基に振動波モータ10の駆動を制御する。制御部41は、回転検出部45からの検出信号を受け、その値を基に、位置情報と速度情報を得て、目標位置に位置決めされるように発振部42の周波数を制御する。制御部41は、回転方向の切換時に、移相部43の位相差を変更する。
第一実施形態の振動波モータ10の動作を説明する。カメラ・レンズのCPU46からの指令により、制御部41から、駆動指令が発令されると、発振部42からは駆動信号が発生される。その信号は移相部43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44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22に印加され、圧電体22は励振され、その励振によって弾性体23には4次の曲げ振動が発生する。圧電体22はA相とB相とに分けられており、駆動信号はそれぞれA相とB相に印加される。A相から発生する4次曲げ振動とB相から発生する4次曲げ振動とは位置的な位相が1/4波長ずれるようになっており、また、A相駆動信号とB相駆動信号とは90度位相がずれているため、2つの曲げ振動は合成され、4波の進行波となる。
進行波の波頭には楕円運動が生じている。従って、駆動面23aに加圧接触された移動子21は、この楕円運動によって摩擦的に駆動される。移動子21の駆動により駆動された駆動体には、光学式エンコ−ダが配置されていて、そこから、電気パルスが発生し、制御部41に伝達される。制御部41は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度を得ることが可能となる。
本実施形態では、支持固定軸25をレンズ鏡筒1の固定筒11(突起状部12)に直接固定し、その固定時に、1)弾性体23の軸方向、2)ベアリング28を介して出力ギア35の軸方向および移動子21の軸方向、3)加圧バネ29の軸方向、について、同時に位置決めさせる様にした。
また、支持固定軸25の一端にはつば部30、他端にはネジ部33が設けられている。
ネジ部33は固定筒11の突起状部12を貫通し、貫通したネジ部33に固定ナット34が螺合されている。この螺合部分は振動子20や相対運動部分60から離れているので、振動が伝わりにくく、螺合部分が振動により緩む可能性は低い。ゆえに、支持固定軸25の固定筒11(突起状部12)に対する位置は変動しない。
また、つば部30は支持固定軸25と一体なので、つば部30の位置も固定筒11(突起状部12)に対して一定である。
ネジ部33は固定筒11の突起状部12を貫通し、貫通したネジ部33に固定ナット34が螺合されている。この螺合部分は振動子20や相対運動部分60から離れているので、振動が伝わりにくく、螺合部分が振動により緩む可能性は低い。ゆえに、支持固定軸25の固定筒11(突起状部12)に対する位置は変動しない。
また、つば部30は支持固定軸25と一体なので、つば部30の位置も固定筒11(突起状部12)に対して一定である。
また、弾性体23(振動子20)のフランジ部24は、支持固定軸25と固定筒11(突起状部12)との間に挟持されている。ゆえに、弾性体23(振動子20)の固定筒11(突起状部12)に対する位置変動しない。
すなわち、弾性体23とつば部30との間隔は一定となる。この一定の間隔の間に、移動子21、ゴム部材26及びギア部材27を含む相対移動部材60と、ベアリング28と、加圧バネ29が配置されている。
したがって、加圧バネ29の長さも一定に保たれ、加圧力も一定となる。この加圧力量は振動子21が振動している最中に変化することがなく、加圧バネ29の加圧力量にばらつきが抑えられ、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ10の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
すなわち、弾性体23とつば部30との間隔は一定となる。この一定の間隔の間に、移動子21、ゴム部材26及びギア部材27を含む相対移動部材60と、ベアリング28と、加圧バネ29が配置されている。
したがって、加圧バネ29の長さも一定に保たれ、加圧力も一定となる。この加圧力量は振動子21が振動している最中に変化することがなく、加圧バネ29の加圧力量にばらつきが抑えられ、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ10の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
さらに、4)弾性体23の径方向、5)ベアリング28を介して出力ギア35の径方向および移動子21の径方向について、支持固定軸25の外面を用いて同時に位置決めせる様にした。このため、振動子20の中心軸と回転体の中心軸とをほぼ同軸にすることができる。これによっても、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ10の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
また、本実施形態は、この様な単純な構成にして、支持固定軸25をレンズ鏡筒1の固定部材(固定筒11の突起状部12)に固定させてモータユニットを成す様にした。これにより、部品点数が大幅に削減され、さらに組立工数も減り、振動波モータ10の性能を向上させた上に大幅なコストダウンも可能となる。
(第二実施形態)
次に図4を用いて第二実施形態を説明する。図4は第二実施形態の振動波モータ210の詳細を説明する図である。第二実施形態においては、第一実施形態と同様の部材には第一実施形態に用いた符号に200を足した番号を付して説明する。
第二実施形態は、支持固定軸225のつば部230のすぐ下にベアリング228内輪が嵌り、ベアリング228の外輪の外周面にギア部材227が軸方向に移動可能でかつ径方向に位置決めされる様な構成である。
次に図4を用いて第二実施形態を説明する。図4は第二実施形態の振動波モータ210の詳細を説明する図である。第二実施形態においては、第一実施形態と同様の部材には第一実施形態に用いた符号に200を足した番号を付して説明する。
第二実施形態は、支持固定軸225のつば部230のすぐ下にベアリング228内輪が嵌り、ベアリング228の外輪の外周面にギア部材227が軸方向に移動可能でかつ径方向に位置決めされる様な構成である。
第二実施形態の構成においても、第一実施形態と同様で、支持固定軸225をレンズ鏡筒の固定筒(突起状部212)に直接固定し、その固定時に、1)弾性体223の軸方向、2)出力ギア35の軸方向および移動子221の軸方向、3)ベアリング228を介して加圧バネ229の軸方向、について、同時に位置決めさせる様にした。
本実施形態においても第一実施形態と同様に、支持固定軸225により弾性体223軸方向の位置と加圧バネ229の軸方向の位置決めが可能となるため、加圧バネ229の加圧力量にばらつきが抑えられ、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ210の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
本実施形態においても第一実施形態と同様に、支持固定軸225により弾性体223軸方向の位置と加圧バネ229の軸方向の位置決めが可能となるため、加圧バネ229の加圧力量にばらつきが抑えられ、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ210の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
さらに、4)弾性体223の径方向、5)ベアリング228を介して出力ギア35の径方向および移動子221の径方向について、支持固定軸225の外面を用いて同時に位置決めせる様にした。この、振動子220の中心軸と回転体の中心軸とをほぼ同軸にすることができる。これによっても、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ210の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
また、この様な単純な構成にして、支持固定軸225をレンズ鏡筒1の固定部材(固定筒11の突起状部12)に固定させてモータユニットを成す様にしたことで、部品点数が大幅に削減され、さらに組立工数も減り、振動波モータ210の性能を向上させた上に大幅なコストダウンも可能となる。
さらに、第二実施形態によると、ベアリング228と駆動面223aとの間の間隔が第一実施形態よりも離れているため、ベアリング228のグリース等が接触面に飛散しにくい。
さらに、第二実施形態によると、ベアリング228と駆動面223aとの間の間隔が第一実施形態よりも離れているため、ベアリング228のグリース等が接触面に飛散しにくい。
(第三実施形態)
次に図5を用いて第三実施形態を説明する。図5は、大径の円環型振動波モータ310をレンズ鏡筒300に組み込んだ状態の図である。第三実施形態においては、第一実施形態と同様の部材には第一実施形態に用いた符号に300を足した番号を付して説明する。
次に図5を用いて第三実施形態を説明する。図5は、大径の円環型振動波モータ310をレンズ鏡筒300に組み込んだ状態の図である。第三実施形態においては、第一実施形態と同様の部材には第一実施形態に用いた符号に300を足した番号を付して説明する。
レンズ鏡筒300には内側固定筒311bが設けられ、その内側固定筒311bには振動波モータ310の部品を支持固定筒325と共に固定するため、円周に沿って内側固定筒311bの外周方向に突き出した突起状部312が設けられている。内側固定筒311bの突起状部312には、光軸OAと垂直な断面で見たときに、円周に沿った形状であるが断続的なスリット穴311dが設けられている。また、支持固定筒325のネジ部333側も、光軸OAと垂直な断面で見たときに、円周に沿った形状であるが連続していないスリット形状となっている。
そして、内側固定筒311bの突起状部312のスリット穴311dのそれぞれに対し、図の左方向から固定筒315のスリット状の端部がそれぞれ挿入され、スリット穴311dを通り抜けて突起状部312の端部から延びたネジ部33に固定ナット環334が螺合され、支持固定筒325が内側固定筒311bに固定されるようになっている。
振動波モータ310の出力伝達部335の突起部335aには、カム環314に接続されたフォーク350がかん合しており、出力伝達部335の回転とともに、カム環314が回転される。
カム環314には、周方向に対して斜めにキー溝314aが切られたおり、該キー溝314aに固定ピン315aが挿入されたAF環315は、カム環314が回転駆動することにより、光軸OA方向に直進方向に駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
駆動回路316は、レンズ鏡筒300の外側固定筒311aと内側固定筒311bの間に設けられ、振動波モータ310の駆動、制御、回転数の検出、振動センサーの検出等を行う。
駆動回路316は、レンズ鏡筒300の外側固定筒311aと内側固定筒311bの間に設けられ、振動波モータ310の駆動、制御、回転数の検出、振動センサーの検出等を行う。
次に振動波モータ310を説明する。
振動子320は、電気エネルギ−を機械エネルギ−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322と称する)と、圧電体322を接合した弾性体323とから構成されている。振動子320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。また、図6は、振動子320および移動子321を説明する別図である。
振動子320は、電気エネルギ−を機械エネルギ−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322と称する)と、圧電体322を接合した弾性体323とから構成されている。振動子320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。また、図6は、振動子320および移動子321を説明する別図である。
弾性体323は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、形状は、円環形状となっており、圧電体322が接合される反対面には溝323bが切ってあり、突起部333c(溝323bがない箇所)の先端面が駆動面323aとなり移動子321に加圧接触される。溝323bを切る理由は、進行波の中立面にできる限り圧電体322側に近づけ、これにより駆動面323aの進行波の振幅を増幅させるためである。
弾性体323の内周側には、径方向に延伸したフランジ部324が設けられており、支持固定筒325および鏡筒固定筒の突起状部312により固定されている。
圧電体322は、円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれており、各相においては、1/2波長毎に分極が交互となった要素が並べられていて、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空くようにしてある。
移動子321は、アルミニウムといった軽金属からなり、摺動面の表面には耐摩耗性向上のための摺動材料が設けられている。
移動子321の振動子320と反対面には、移動子321の縦方向の振動を吸収するために、ゴムの様な振動吸収部材326が配置され、その振動吸収部材326における移動子321と反対面には、出力伝達部335が設けられている。
移動子321の振動子320と反対面には、移動子321の縦方向の振動を吸収するために、ゴムの様な振動吸収部材326が配置され、その振動吸収部材326における移動子321と反対面には、出力伝達部335が設けられている。
出力伝達部335には、突起部335aがあり、そこからカム環314に接続されたフォーク350がかん合しており、出力伝達部335の回転とともに、カム環314が回転される。
出力伝達部335の移動子321との反対面には、曲溝335bが円周方向に設けられており、一方、加圧受部材351にも曲溝351bが円周方向に設けられており、その2つの部材の間に複数個の球352が不図示のリテーナと共に配置され、ベアリング役割を兼ねている。
加圧受部材351は、加圧バネ329の加圧力を受けると共に、内周側は支持固定筒325に光軸OA方向に移動可能でかつ径方向に位置決めされるように接触している。
加圧受部材351は、加圧バネ329の加圧力を受けると共に、内周側は支持固定筒325に光軸OA方向に移動可能でかつ径方向に位置決めされるように接触している。
加圧バネ329は、皿バネまたはウエーブワッシャーにより構成されている。
支持固定筒325は、上端部に一体型のつば部330を有し、加圧バネ329を軸方向に押す様にされている。さらに、上記した様に、ベアリングの役割を兼ねる加圧受部材351の内周側に接触している。支持固定筒325の中間部には径段差332があり、段面が弾性体323のフランジ部324に固定接触している。
支持固定筒325の下端にはネジ部333が設けられており、固定ナット環334を締め付けることで、レンズ鏡筒300の固定筒311の突起状部312に固定される。この固定により、1)弾性体323の光軸OA方向、2)出力伝達部335の光軸OA方向および移動子321の光軸OA方向、3)加圧部材の光軸OA方向、について、同時に位置決めされる。
さらに、4)弾性体323の径方向、5)出力伝達部335の径方向および移動子321の径方向について、同時に位置決めされる。
支持固定筒325は、上端部に一体型のつば部330を有し、加圧バネ329を軸方向に押す様にされている。さらに、上記した様に、ベアリングの役割を兼ねる加圧受部材351の内周側に接触している。支持固定筒325の中間部には径段差332があり、段面が弾性体323のフランジ部324に固定接触している。
支持固定筒325の下端にはネジ部333が設けられており、固定ナット環334を締め付けることで、レンズ鏡筒300の固定筒311の突起状部312に固定される。この固定により、1)弾性体323の光軸OA方向、2)出力伝達部335の光軸OA方向および移動子321の光軸OA方向、3)加圧部材の光軸OA方向、について、同時に位置決めされる。
さらに、4)弾性体323の径方向、5)出力伝達部335の径方向および移動子321の径方向について、同時に位置決めされる。
本実施形態では、支持固定筒325をレンズ鏡筒300の固定筒311に直接固定し、その固定時に、1)弾性体323の光軸OA方向、2)加圧受部材351を介して出力伝達部335の光軸OA方向および移動子321の光軸OA方向、3)加圧バネ329の光軸OA方向、について、同時に位置決めさせる様にする。
振動波モータ310の場合、弾性体323、移動子321、およびベアリングの役割を兼用する出力伝達手段や加圧受部材351の寸法公差は精度良くする必要がある。また、支持固定筒325により弾性体323光軸OA方向の位置と加圧バネ329の光軸OA方向の位置決めが可能となる。
このため、加圧バネ329の加圧力量にばらつきが抑えられ、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ310の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
このため、加圧バネ329の加圧力量にばらつきが抑えられ、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ310の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
さらに、4)弾性体323の径方向、5)加圧受部材351介して出力部の径方向および移動子321の径方向について、支持固定筒325の外面を用いて同時に位置決めせる様にしたため、振動子320の中心軸と回転部の中心軸とをほぼ同軸にすることができた。これによっても、発生トルク確保や駆動効率の確保、異音の発生の防止等が得られ、振動波モータ310の全体的な駆動性能を向上することが可能となる。
また、この様な単純な構成にして、支持固定筒325を鏡筒部材に固定させてモータユニットを成す様にしたことで、部品点数が大幅に削減した上に、さらに組立工数も減り、振動波モータ310の性能を向上させた上に大幅なコストダウンも可能となった。
本実施形態では、進行性振動波を用いた振動波モータ310で、波数4、9の場合を開示したが、他の波数、5、6、7、8、10以上でも、同様な構成で、同様な方法で制御すれば、同様な効果が得られる。
1:レンズ鏡筒、2:カメラ、10,21,310:振動波モータ、12:固定部、20,220,320:振動子、22,222,322:圧電体、23,223,323:弾性体、25,225:支持固定軸、29,229,329:加圧バネ、325:支持固定筒、A:軸線、r:径方向、c:周方向、OA:光軸
Claims (8)
- 第一方向に延び、該第一方向の一端が固定部に固定され、他端には前記第一方向と交差する第二方向に延びる突出部が形成されている支持部材を備え、
前記固定部と前記突出部との間に、
駆動信号により振動が発生される電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に接合され、前記振動より振動波を生じる弾性体と、を有するとともに前記支持部材に対して相対移動しないように保持された振動部材と、
前記弾性体に加圧接触され、前記振動波によって駆動される相対運動部材と、
前記相対運動部材を、前記支持部材に対して前記第一方向に移動可能、前記支持部材との間の間隔が変化する前記第二方向には移動不能、且つ前記第一方向及び前記第二方向と異なる第三の相対移動方向に移動可能に保持する保持部材と、
前記突出部によって前記第一方向の突出部側の位置が規定され、前記突出部側と反対側の端部によって前記相対運動部材を直接又は間接的に前記第一方向に押圧することにより、前記相対運動部材と前記振動部材との間に加圧力を与える加圧部材と、
を備えることを特徴とする振動波モータ。 - 請求項1に記載の振動波モータにおいて、
前記振動部材は前記第二方向の前記支持部材側に延伸した延伸部を有し、
前記支持部材と前記固定部との間に前記延伸部が挟持されることにより、前記振動部材の前記第一方向及び前記第二方向の位置決めがなされること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項2に記載の振動波モータにおいて、
前記支持部材は軸線方向に延びる外周が円形の軸部材であって、前記第一方向は軸方向、前記第二方向は径方向、前記第三の相対移動方向は前記軸線を中心とした周方向であり、
前記固定部と前記突出部との間に配置されている前記振動部材、前記相対運動部材、前記保持部材及び前記加圧部材は、前記支持部材が貫通可能な円環状であり、
前記支持部材の外周面によって、前記保持部材と前記延伸部の内周面の位置が規定され、前記保持部材、前記相対運動部材、前記振動部材の径方向の位置決めが行われること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項3に記載の振動波モータにおいて、
前記突出部は、前記支持部材から径方向に延びるつば状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、
前記突出部から前記固定部側に向かって、前記加圧部材、前記保持部材の順に配置されていること、
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、
前記突出部から前記固定部側に向かって、前記保持部材、前記加圧部材の順に配置されていること、
を特徴とする振動波モータ。 - 請求項1から6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7に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012024052A JP2013162675A (ja) | 2012-02-07 | 2012-02-07 | 振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラ |
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Publications (1)
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JP2013162675A true JP2013162675A (ja) | 2013-08-19 |
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ID=49174508
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JP2012024052A Pending JP2013162675A (ja) | 2012-02-07 | 2012-02-07 | 振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015050810A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社ニコン | 振動波モータ及び光学機器 |
-
2012
- 2012-02-07 JP JP2012024052A patent/JP2013162675A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015050810A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社ニコン | 振動波モータ及び光学機器 |
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