JP2017022957A - 振動波モータ - Google Patents

Abstract

【課題】振動波モータに衝撃等が加わった際に発生した力によって、転動部材８が凹部から脱落してしまい駆動が不安定になる、摺動負荷が増える等の問題があった。【解決手段】高周波振動する突起部１ａを備えた振動子１００と、振動子１００が加圧され突起部１ａが当接する摩擦部材３と、振動子１００又は摩擦部材３のいずれかが固定された固定部材６、７と、振動子１００又は摩擦部材３のいずれかと一体的に移動する可動部材５と、固定部材６、７と可動部材５との相対移動を可能にする複数の転動部材８と、固定部材６、７又は可動部材５のいずれかに設けられた転動部材８の脱落を防止する脱落規制部５ａと、を備え、脱落規制部５ａは、脱落規制部５ａに対向する対向部６ａに当接して可動部材５の加圧方向の可動範囲を規制し、転動部材８の脱落を防止する。【選択図】図３

Description

本発明は振動波モータに係り、特に弾性体を板状としたリニア用の振動波モータに関する。

従来、小型軽量、高速駆動、かつ、静音駆動を特徴とする超音波モータは撮像装置のレンズ鏡筒等に採用されていた。これらの中でもリニア駆動用の超音波モータに関し、以下のような超音波モータが特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された超音波モータは、突起部を有し高周波振動する振動子と、突起部と接触する摩擦部材とによって構成されている。高周波振動を発生させた振動子を摩擦部材に対して加圧接触させることにより、振動子と摩擦部材とが相対移動する。振動子に与える加圧力によって生じる相対移動時の摺動負荷を軽減するため、振動子を保持する可動部材と摩擦部材を保持する固定部材が転動部材によって滑動自由に相対移動できる構成となっている。

特開２０１４−１８３７２４号公報

特許文献１に開示された超音波モータでは、固定部材と可動部材との間に転動部材を配置することによって、相対移動の際の摺動抵抗を軽減している。このとき、転動部材は固定部材に設けられた凹部と可動部材に設けられた凹部との間に配置され、加圧部材によって生じる加圧力により可動部材を介して固定部材に対して付勢されている。このような構成において、超音波モータに衝撃等が加わった際に、加えられた衝撃力が前述の付勢力を上回った場合、転動部材が凹部から脱落し駆動が不安定になったり、更に摺動負荷が増えたりする等の問題があった。

そこで、本発明の目的は、振動波モータに衝撃等の外力が加わった場合でも、転動部材が凹部から脱落せずに、振動波モータを安定して駆動させることである。

上記の課題を解決するために本発明は、高周波振動する突起部を備えた振動子と、振動子が加圧され突起部が当接する摩擦部材と、振動子又は摩擦部材のいずれかが固定された固定部材と、振動子又は摩擦部材のいずれかと一体的に移動する可動部材と、固定部材と可動部材との相対移動を可能にする複数の転動部材と、固定部材又は可動部材のいずれかに設けられた転動部材の脱落を防止する脱落規制部と、を備えた振動波モータにおいて、脱落規制部は、該脱落規制部に対向する対向部に当接して可動部材の加圧方向の可動範囲を規制し、転動部材の脱落を防止することを特徴としている。

本発明によれば、振動波モータに衝撃等の外力が加わった場合でも、転動部材を凹部から脱落させずに安定した駆動を達成することができる。

（ａ）及び（ｂ）第一の実施形態の振動波モータの分解斜視図である。 （ａ）乃至（ｄ）第一の実施形態の振動子１００を示す図である。 （ａ）乃至（ｄ）第一の実施形態の振動波モータの断面図である。 （ａ）及び（ｂ）実施形態の脱落規制部５ａと転動部材８の位置関係を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）第一の実施形態の脱落規制部５ａと転動部材８の位置関係を模式的に示す図である。（ｃ）実施形態とは異なる形態の脱落規制部５ａと転動部材８の位置関係を模式的に示す図である。 第一の実施形態の脱落規制部５ａと転動部材８の位置関係を示す図である。 第一の実施形態の脱落規制部５ａによる摩耗粉飛散防止効果を示す図である。 第一の実施形態の変形例を示す図である。 （ａ）第二の実施形態の振動波モータの分解斜視図である。（ｂ）第二の実施形態の脱落規制部５ａ２と転動部材８の位置関係を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための実施形態について説明する。図面において、同一符号は同一部材を示している。

（第一の実施形態）
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。本明細書中において、後述する振動子１００と後述する摩擦部材３とが相対移動する方向をＸ方向、振動子１００を摩擦部材３に対して加圧する加圧方向をＺ方向とする。Ｚ方向において、振動子１００から摩擦部材３への向きを＋Ｚ方向、摩擦部材３から振動子１００への向きを−Ｚ方向と定義する。また、Ｘ方向及びＺ方向に直交する直交方向をＹ方向とする。

以下、第一の実施形態の構成について説明する。図１（ａ）は、第一の実施形態の振動波モータを斜め上方から見た分解斜視図であり、図１（ｂ）は斜め下方から見た分解斜視図である。振動子１００は、振動板１及び圧電素子２によって構成される。以下、振動子１００の構成について説明する。

図２（ａ）乃至（ｄ）を参照して、第一の実施形態の振動子１００を説明する。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は底面図、図２（ｃ）は側面図、図２（ｄ）は−Ｚ方向から見た斜視図である。振動板１は、略矩形状の平板部と、該平板部上に設けられた突起部１ａとを有する。振動子１００には、振動板１に対して高周波振動（超音波領域の振動、超音波振動）する圧電素子２が固定されている。圧電素子２に高周波電圧を印加することによって、振動子１００がその長辺方向であるＸ方向と短辺方向であるＹ方向に、それぞれの固有振動モードで共振するように設定されている。この共振によって突起部１ａの先端に図２（ａ）に示されるような楕円運動が生じる。振動子１００は、後述の加圧ばね１２により加圧され、突起部１ａが摩擦部材３（図１参照）に当接する。振動子１００が摩擦部材３に対して加圧された状態で前述の楕円運動を生じさせると、摩擦力を介して駆動力を得ることができる。これにより、振動子１００は、前述の高周波振動により摩擦部材３に対して相対移動することができる。即ち、振動子１００は、高周波振動する突起部１ａを備えており、突起部１ａが摩擦部材３に対して加圧されて当接しており、振動子１００の高周波振動によって振動子１００が摩擦部材３に対して相対移動する。

振動板１の矩形状の平板部の短辺部分には、振動子保持部材４（図１参照）に連結するための連結部１ｂが設けられている。連結部１ｂ上に設けられた連結穴１ｃに、振動子保持部材４に設けられた突起４ａが係合することにより振動板１が位置決めされる。そして、振動板１が振動子保持部材４に接着等の手段によって固定される。この固定により、振動子１００と振動子保持部材４とは一体となり、前述の高周波振動によって摩擦部材３に対して相対移動する。

図３（ａ）乃至（ｄ）は、いずれも第一の実施形態の振動波モータの断面図である。図３（ａ）は、後述の加圧ばね１２の中心を通り、かつ相対移動方向の（Ｘ方向）と加圧方向（Ｚ方向）を含む平面（ＸＺ平面）における断面図である。図３（ｂ）乃至（ｄ）は、後述の加圧ばね１２及び転動部材８の中心を通り、かつ相対移動方向の直交方向（Ｙ方向）と加圧方向（Ｚ方向）を含む平面（ＹＺ平面）における断面図である。図３（ｄ）は、図３（ｂ）の断面図において、転動部材８の記載を省略した図である。

図１と図３（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）を参照して、第一の実施形態の振動波モータの構造を説明する。摩擦部材３は、複数のねじ１３によって第一の固定部材６の一方の側に固定されている。そして、第一の固定部材６の他方の側に、第二の固定部材７が複数のねじ１４によって固定されている。可動部材５の長辺方向の内壁５ｃと、振動子保持部材４の長辺方向の側壁４ｂとの間には、コロ１０が対に設けられている。コロ１０が転動することで、可動部材５と振動子保持部材４とは、加圧方向（Ｚ方向）の相対移動が許容され、相対移動方向（Ｘ方向）の相対移動が規制される。可動部材５と振動子保持部材４のＺ方向の相対移動を許容することで、部品公差や組立公差等によって生じる誤差が吸収され、振動子１００の突起部１ａを安定して摩擦部材３に当接させることができる。また、可動部材５と振動子保持部材４のＸ方向の相対移動を規制することで、振動子１００が摩擦部材３に対して相対移動する際に、可動部材５は振動子１００及び振動子保持部材４とガタなく一体となって摩擦部材３に対して相対移動することができる。即ち、可動部材５は、摩擦部材３が固定された第一の固定部材６、第二の固定部材７に対して相対移動することができる。

次に、振動子１００を摩擦部材３に対して加圧するための加圧機構について説明する。加圧ばね１２は、可動部材５の加圧面５ｄと加圧板１１の加圧面１１ａに加圧力を作用させる。これにより、加圧板１１は、弾性部材９を介して振動子１００を摩擦部材３に対して加圧する。弾性部材９を介して振動子１００が加圧されることで、加圧板１１によって加えられる加圧力の分散化及び適正化、振動子１００に生じる高周波振動の減衰の抑制といった効果が得られる。

次に、相対移動の際の可動部材５と第二の固定部材７との摺動負荷を低減するための転動機構について説明する。可動部材５の第二の固定部材７側の面５ｅ上には、複数の第一の凹部５ｂが設けられている。第二の固定部材７の可動部材５側の面７ｃ上には、複数の第二の凹部７ａ及び７ｂが設けられている。そして、第一の凹部５ｂと第二の凹部７ａ及び７ｂとは、それぞれが対応した位置に設けられている。例えば、図３（ｂ）のＹＺ平面で示されているように、第一の凹部５ｂと第二の凹部７ａ及び７ｂとは、それぞれ対向した位置となり、両者の間には転動部材８がそれぞれ（３つ）挟持されている。可動部材５は、加圧ばね１２によって転動部材８を介して第二の固定部材７に押圧されている。即ち、３つの転動部材８が第二の固定部材７の可動部材５側の面７ｃに設けられた第二の凹部７ａ及び７ｂと、可動部材５の第二の固定部材７側の面５ｅに設けられた第一の凹部５ｂとの間に備えられている。そして、第二の固定部材７によって可動部材５が相対移動方向に相対移動可能に滑動自由に保持されている。

振動子１００が可動部材５と一体となって摩擦部材３に対して、高周波振動によって相対移動する際、転動部材８が第一の凹部５ｂと第二の凹部７ａ及び７ｂとの間で転動することにより、可動部材５と第二の固定部材７との間に生じる摺動負荷が低減される。また、対向する第二の凹部７ａ及び７ｂと第一の凹部５ｂの組のうち、第一の凹部５ｂと第二の凹部７ａとによる二つの組は、Ｖ字状の斜面を有する凹部である（図３（ｄ）参照）。転動部材８がこの二つの組のＶ字状の凹部の間に挟持される構成とすることで、相対移動方向と直交する方向にガタをなくして相対移動させることができる。

ここまで、第一の実施形態の振動波モータについて説明した。この第一の実施形態の振動波モータをレンズ駆動装置に用いることで、レンズ等の光学素子を光軸方向に駆動させることができる。例えば、可動部材５を図示しない連結手段によってレンズ等の光学素子に連結し、第一の固定部材６及び第二の固定部材７のいずれか又は両方を図示しないレンズ鏡筒等の筐体に固定する。そして、高周波振動による振動子１００の駆動力によってレンズ等の光学素子をレンズ鏡筒等の筐体に対して光軸方向に移動させることができる。

以下に、本発明の特徴である脱落規制部５ａについて説明する。図３（ｂ）を参照すると、可動部材５には、第一の固定部材６に対向する部分に脱落規制部５ａが設けられている。前述のとおり、可動部材５は加圧ばね１２によって転動部材８と共に第二の固定部材７に対して押圧されている。このため、第一の凹部５ｂが設けられた面５ｅと第二の凹部７ａ及び７ｂが設けられた面７ｃとの間の距離は間隙ｄ２となる。また、第二の固定部材７は、第一の固定部材６に固定されているため、第二の固定部材７の面７ｃと第一の固定部材６の対向部６ａとの間の長さは、空間長さＤとなる。脱落規制部５ａと第一の固定部材６の対向部６ａとの間隙ｄ１は、可動部材５の面５ｅから脱落規制部５ａまでの高さｄ３、空間長さＤ及び間隙ｄ２から下記の式で定まる。
ｄ１＝Ｄ−（ｄ２＋ｄ３） （１）

即ち、可動部材５の高さｄ３を決定することで脱落規制部５ａと対向部６ａの間隙ｄ１が定まる。ただし、振動波モータに衝撃等が加わった際に可動部材５に生じる＋Ｚ方向の外力が前述の加圧力を上回った場合、可動部材５が＋Ｚ方向に移動されるためこの限りではない。なお、可動部材５の高さｄ３は可動部材５の外形寸法であり、空間長さＤは固定された第一の固定部材６と第二の固定部材７との寸法から決定される長さであるため、可動部材５が＋Ｚ方向に移動した際でも高さｄ３及び空間長さＤは変化しない。そして、図３（ｃ）に示されるように、可動部材５の移動に伴い間隙ｄ１と間隙ｄ２は、それぞれ間隙ｄ１’と間隙ｄ２’に変化する。

高さｄ３と空間長さＤとが一定であるため、式（１）を変形すると、
ｄ１’＋ｄ２’＝Ｄ−ｄ３＝一定 （２）
となる。即ち、間隙ｄ２’の値が大きくなるに従い間隙ｄ１’の値が小さくなる。

更に、衝撃等の外力によって可動部材５が＋Ｚ方向に移動されると、脱落規制部５ａと第一の固定部材６の対向部６ａとが当接するようになる。図３（ｃ）において、転動部材８が第二の凹部７ｂに当接している状態は実線で示され、転動部材８が第一の凹部５ｂに当接している状態は点線で示されている。脱落規制部５ａと対向部６ａとが当接した際、ｄ１’＝０となるため、当接した際の最大の間隙ｄ２ｍａｘは、
ｄ２ｍａｘ＝ｄ１＋ｄ２＝Ｄ−ｄ３ （３）
となる。

このため、振動波モータに衝撃等の外力が加わった際に可動部材５が＋Ｚ方向に移動される場合の間隙ｄ２’の範囲は、
ｄ２＜ｄ２’＜ｄ２ｍａｘ＝ｄ１＋ｄ２ （４）
となり、式（４）から可動部材５の加圧方向の可動範囲は間隙ｄ１である。このように、脱落規制部５ａが脱落規制部５ａに対向した対向部６ａに当接することで、可動部材５の加圧方向の可動範囲（ｄ１）が規制される。

この規制された状態において、第一の凹部５ｂが設けられた面５ｅと第二の凹部７ａ及び７ｂが設けられた面７ｃの最大の間隙ｄ２ｍａｘと、転動部材８の直径ｄ４とが以下の関係になるように可動部材５の高さｄ３が設定されている。
ｄ２ｍａｘ＜ｄ４ （５）
即ち、脱落規制部５ａにより可動部材５の可動範囲（ｄ１）が規制されたときの第一の凹部５ｂが設けられた面５ｅと第二の凹部７ａ及び７ｂが設けられた面７ｃの最大の間隙ｄ２ｍａｘが転動部材８の直径ｄ４よりも小さい。

可動部材５の可動範囲（ｄ１）が規制された状態では、転動部材８は第一の凹部５ｂと第二の凹部７ｂとの間で自由に移動可能な状態となっている。そして、転動部材８のＺ方向の可動範囲ｄ５は、実質的に可動部材５の可動範囲（ｄ１）に等しい。しかしながら、第一の凹部５ｂが設けられた面５ｅと第二の凹部７ａ及び７ｂが設けられた面７ｃの最大の間隙ｄ２ｍａｘが転動部材８の直径ｄ４よりも大きい場合には、転動部材８が第二の凹部７ｂと第一の凹部５ｂの間から脱落してしまう。

第一の実施形態において、第一の凹部５ｂが設けられた面５ｅと第二の凹部７ａ及び７ｂが設けられた面７ｃの間隙ｄ２が転動部材８の直径ｄ４よりも大きくならないように、脱落規制部５ａによって可動部材５の可動範囲（ｄ１）が規制されている。このため、振動波モータに衝撃等の外力が加わり、可動部材５が＋Ｚ方向に移動された場合でも、第一の凹部５ｂが設けられた面５ｅと第二の凹部７ａ及び７ｂが設けられた面７ｃの間隙ｄ２から転動部材８が脱落することを防止できる。

ここまで説明したとおり、第一の凹部５ｂが設けられた面５ｅと第二の凹部７ａ及び７ｂが設けられた面７ｃの間隙ｄ２を転動部材８の直径ｄ４より小さくするには、転動部材８の可動範囲ｄ５を小さい構成とすることが好ましい。以下に、転動部材８の可動範囲ｄ５を小さい構成とするための脱落規制部５ａと転動部材８の位置関係について説明する。

図４（ａ）、（ｂ）を参照して、第一の実施形態の脱落規制部５ａと転動部材８の位置関係を説明する。振動子１００の突起部１ａと摩擦部材３とが当接する当接面１ｄの中心線Ｌから脱落規制部５ａの端部５ｆまでの距離をｂ１、当接面１ｄの中心線Ｌから転動部材８の中心までの距離をｂ２とする。このとき、
ｂ１＞ｂ２ （６）
となるように脱落規制部５ａが設けられている。即ち、相対移動方向（Ｘ方向）と加圧方向（Ｚ方向）のそれぞれに直交する方向（Ｙ方向）において、振動子１００の突起部１ａと摩擦部材３との当接面１ｄを中心として脱落規制部５ａが、転動部材８よりも外側に設けられている。

図４（ｂ）は、転動部材８を中心として進行方向の軸周り（Ｘ軸周り）に可動部材５が回動し、脱落規制部５ａが対向部６ａに当接した状態を示す。この状態における可動部材５の回転角度θとすると、転動部材８の可動範囲ｄ５は回転角度θによって決められる。即ち、回転角度θが大きいほど転動部材８の可動範囲ｄ５は大きくなる。

以下、第一の実施形態における転動部材８の可動範囲ｄ５と他の形態における転動部材８の可動範囲ｄ５について説明する。図５（ａ）、（ｂ）には、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向における、第一の実施形態の脱落規制部５ａと転動部材８の位置関係が示されている。図５（ａ）に示された二つの転動部材８の中心位置をそれぞれ点Ｐ１、点Ｐ２とし、二つの脱落規制部５ａの対向部６ａ側の端部５ｆをそれぞれ点Ｐ３、点Ｐ４とする。図５（ｂ）には、脱落規制部５ａが転動部材８よりも外側に設けられた構成における点Ｐ１〜Ｐ４の位置関係が示されている。図５（ｃ）には、第一の実施形態とは異なる他の形態として、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向における、脱落規制部５ａが転動部材８よりも内側に設けられた構成における点Ｐ１〜Ｐ４の位置関係が示されている。

図５（ｂ）に示された構成を構成Ａ、図５（ｃ）に示された構成を構成Ｂとして、各構成における転動部材８の可動範囲ｄ５について説明する。可動部材５が回動する前の位置は、点Ｐ１〜Ｐ４を頂点とし各頂点を結ぶ点線により形成される矩形によって示されている。また、点Ｐ２を中心として可動部材５が回動した後の位置は、点Ｐ１’〜Ｐ４’を頂点とし各頂点を結ぶ実線により形成される矩形によって示されている。なお、可動部材５は、脱落規制部５ａが対向部６ａに当接するまで回動するものとしている。図４（ａ）において、振動子１００と摩擦部材３が当接する当接面１ｄから脱落規制部５ａまでの距離はｂ１、転動部材８までの距離はｂ２であるため、線分Ｐ１−Ｐ２の長さは２×ｂ２、線分Ｐ３−Ｐ４の長さは２×ｂ１となる。

構成Ａにおいて、脱落規制部５ａは転動部材８よりも外側に設けられているため線分Ｐ１−Ｐ２＜Ｐ３−Ｐ４となる。構成Ｂにおいて、脱落規制部５ａは転動部材８よりも内側に設けられているため線分Ｐ１−Ｐ２＞Ｐ３−Ｐ４となる。可動部材５の回動により、点Ｐ４が点Ｐ４’へ変位した場合の変位量ｄ１_Ａ、変位量ｄ１_Ｂは、図３（ｂ）における脱落規制部５ａと対向部６ａとの加圧方向（Ｚ方向）の間隙ｄ１を意味する。また、可動部材５の回動により、点Ｐ１が点Ｐ１’へ変位した場合の変位量ｄ５_Ａ、変位量ｄ５_Ｂは、図３（ｃ）における転動部材８の可動範囲ｄ５を意味する。角度∠Ｐ１Ｐ２Ｐ１’の回転角度θ_Ａ及び回転角度θ_Ｂは、いずれも図４（ｂ）における可動部材５の回転角度θを示している。この回転角度θ_Ａ及び回転角度θ_Ｂは、点Ｐ４が点Ｐ２を中心に回転した角度、即ち、脱落規制部５ａが対向部６ａに当接するまで可動部材５が回動した角度でもある。線分Ｐ２−Ｐ４の長さＲ_Ａ及び長さＲ_Ｂを回転半径とすると、回転角度θ_Ａ及び回転角度θ_Ｂと長さＲ_Ａ及び長さＲ_Ｂとによって変位量ｄ１_Ａ、変位量ｄ１_Ｂが決定される。即ち、回転半径が大きいほど小さい回転角度θで脱落規制部５ａが対向部６ａに当接する。

構成Ｂでは脱落規制部５ａが転動部材８よりも内側に設けられているのに対して、構成Ａでは脱落規制部５ａが転動部材８よりも外側に設けられているため、構成Ａの回転半径Ｒ_Ａは大きくなる（Ｒ_Ａ＞Ｒ_Ｂ）。このため、変位量ｄ１_Ａ及び変位量ｄ１_Ｂが同程度となるには、回転半径Ｒ_Ａが大きい構成Ａの方が必然的に回転角度θ_Ａは小さくなる（θ_Ａ＜θ_Ｂ）。前述のとおり、回転角度θが大きいほど転動部材８の可動範囲ｄ５は大きくなるため、構成Ａの変位量ｄ５_Ａが構成Ｂの変位量ｄ５_Ｂより小さくなる（ｄ５_Ａ＜ｄ５_Ｂ）。このように、脱落規制部５ａと対向部６ａとの加圧方向（Ｚ方向）の間隙ｄ１を所定の値に設定した場合にも、脱落規制部５ａを転動部材８より外側まで設ける構成とすることによって転動部材８の可動範囲ｄ５をより小さくすることができる。

図６（ａ）、（ｂ）を参照して、相対移動方向（Ｘ方向）における第一の実施形態の脱落規制部５ａについて説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、２つの転動部材８の中心を通り、かつ相対移動方向の（Ｘ方向）と加圧方向（Ｚ方向）を含む平面（ＸＺ平面）における断面図である。また、図６（ａ）は、相対移動方向において、可動部材５が可動部材５の移動範囲の中心に位置し、図６（ｂ）は、相対移動方向において、可動部材５が移動範囲の端部に位置する状態を示す。振動子１００の突起部１ａが摩擦部材３に当接する当接面１ｄの中心と相対移動方向における脱落規制部５ａの端部５ｇとの距離をＷ１_Ｌ及びＷ１_Ｒ、当接面１ｄの中心と転動部材８の中心との距離をＷ_Ｌ及びＷ_Ｒとする。このとき、
Ｗ１_Ｌ＞Ｗ_Ｌ、Ｗ１_Ｒ＞Ｗ_Ｒ （７）
となるように脱落規制部５ａが設けられている。

即ち、相対移動方向において、脱落規制部５ａは、当接面１ｄに対して転動部材８よりも外側に設けられている。前述のＸ方向及びＺ方向に直交するＹ方向における脱落規制部５ａと転動部材８の位置関係の場合と同様に、相対移動方向においても脱落規制部５ａを転動部材８より外側まで設ける構成とすることで転動部材８の可動範囲ｄ５をより小さくすることができる。

次に、可動部材５が振動子１００の高周波振動によって相対移動する際には、転動部材８が第一の凹部５ｂ上を転動するため転動部材８と脱落規制部５ａとの相対的な位置関係が変化する。可動部材５が相対移動した際の当接面１ｄの中心と転動部材８の中心との距離をＷ_Ｌ’及びＷ_Ｒ’とする。なお、当接面１ｄの中心と相対移動方向における脱落規制部５ａの端部５ｇとの距離Ｗ１_Ｌ、Ｗ１_Ｒは、ともに変化しない。図６（ｂ）に示すとおり、可動部材５が相対移動できる範囲の端部に位置する際にも当接面１ｄに対して脱落規制部５ａが転動部材８よりも外側まで設けられているので、
Ｗ１_Ｌ＞Ｗ_Ｌ’、Ｗ１_Ｒ＞Ｗ_Ｒ’ （８）
となっている。このため、可動部材５の移動範囲全域に渡って、脱落規制部５ａが転動部材８より外側まで設けられるため、転動部材８の可動範囲ｄ５をより小さくする効果が得られる。

図７（ａ）、（ｂ）を参照して、脱落規制部５ａによる摩耗粉の飛散防止効果を説明する。本発明の振動波モータでは、振動子１００の突起部１ａと摩擦部材３との摩擦によって駆動力が得られる。突起部１ａと摩擦部材３との摩擦に伴い、突起部１ａと摩擦部材３のいずれかもしくは両者が摩耗して摩耗粉が生じる。発生した摩耗粉が飛散して図示されていないレンズ等の光学素子に付着すると撮像光学系に悪影響を及ぼす。第一の実施形態においては、図７に示す領域Ｅにおいて、突起部１ａと摩擦部材３との摩擦により摩耗粉が発生する。しかしながら、第一の実施形態では、相対移動方向において脱落規制部５ａが突起部１ａよりも外側まで設けられている。より具体的には、脱落規制部５ａは、相対移動方向において長さＷ４で延在しており、この長さＷ４は、振動子１００の突起部１ａと摩擦部材３とが当接する二つの当接面１ｄの間隔Ｗ３より長くなっている。このような脱落規制部５ａの構成により、領域Ｅにおいて発生した摩耗粉の外部への飛散が防止される。即ち、磨耗粉が発生した際でも、相対移動方向に延在している脱落規制部５ａを構成する内壁５ｈによって、可動部材５よりも外側に摩耗粉が飛散することを防止できる。

図８は、第一の実施形態の変形例を示している。この構成では、図８中の矢印Ｇで示す重力方向において、脱落規制部５ａ及び対向部６ａは、突起部１ａと摩擦部材３とが当接する当接面１ｄよりも高い位置に設けられている。前述のとおり、突起部１ａと摩擦部材３との摩擦による摩耗粉の発生に対して、可動部材５の内壁５ｈによって摩耗粉が可動部材５よりも外側に飛散することを防止している。しかしながら、図３（ｂ）に示すような場合、脱落規制部５ａと対向部６ａとの間隙ｄ１から摩耗粉が飛散してしまう可能性がある。飛散した摩耗粉は、重力によって矢印Ｇに示す重力方向に落下するが、図８に示されるように、脱落規制部５ａ及び対向部６ａを当接面１ｄよりも重力方向で高い位置に設けることで、摩耗粉の飛散を防止する効果をより高めることができる。

以上、第一の実施形態の振動波モータにおいて、可動部材５に脱落規制部５ａを設けることで第一の固定部材６に対する可動部材５の可動範囲（ｄ１）が規制される。そのため、転動部材８を挟持する凹部が設けられた面５ｅと面７ｃの間隙ｄ２は、転動部材８の直径ｄ４よりも大きくならない。この結果、振動波モータに衝撃等の外力が加わった場合でも、転動部材８を凹部から脱落させずに安定した駆動を達成することができる。

なお、第一の実施形態において、一つの可動部材５に脱落規制部５ａと第一の凹部５ｂが設けられている構成について説明したが、第一の凹部５ｂの設けられた第一可動部材と可動部材５が脱落規制部５ａの設けられた第二可動部材として構成してもよい。このように別部材とすることで、例えば第一可動部材は、金属等の剛性の強い材料で構成し、第二可動部材は樹脂等の比重の軽い材料で構成することができる。このような構成とすることで、加圧力を受けながら転動部材８が転動する第一の凹部５ｂの剛性を損なわずに、可動部材５の全体の重量を軽減することができる。

また、第一の実施形態は、摩擦部材３が固定された第一の固定部材６に対して、可動部材５が振動子１００と一体的に移動する構成であるが、振動子１００が固定された固定部材に対して、可動部材５が摩擦部材３と一体的に移動する構成であってもよい。また、第一の実施形態において脱落規制部５ａが可動部材５に設けられ、第一の固定部材６の対向部６ａに当接する構成について説明したが、固定部材に脱落規制部５ａが設けられ、可動部材５の対向する部分に当接する構成であってもよい。

（第二の実施形態）
以下、本発明の第二の実施形態について説明する。第一の実施形態は、脱落規制部５ａが相対移動方向（Ｘ方向）に延在し、脱落規制部５ａによって転動部材８の脱落を規制する形態である。これに対して、第二の実施形態は、脱落規制部５ａ２がＸ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に延在する形態である。なお、第一の実施形態と同一部材のものは同一記号で図示される。また、第一の実施形態と同じところは説明を省略し、第一の実施形態と異なるところだけを説明する。

図９（ａ）、（ｂ）を参照して、第二の実施形態の脱落規制部５ａ２を説明する。図９（ａ）は第二の実施形態の振動波モータの分解斜視図、図９（ｂ）は２つの転動部材８の中心を通りかつ相対移動方向の（Ｘ方向）と加圧方向（Ｚ方向）を含む平面（ＸＺ平面）における断面図である。

第二の実施形態においても、相対移動方向（Ｘ方向）における振動子１００と摩擦部材３が当接する当接面１ｄと脱落規制部５ａ２の端部５ｆ２との距離Ｗ２_Ｌ、Ｗ２_Ｒ、当接面１ｄと転動部材８との距離Ｗ_Ｌ、Ｗ_Ｒの関係として式（７）が成り立つ。即ち、第一の実施形態の際と同様に第二の実施形態においても可動部材５の移動範囲全域に渡って、脱落規制部５ａ２が転動部材８より外側まで設けられている。これにより、転動部材８の可動範囲ｄ５をより小さくすることができる。

また、相対移動方向（Ｘ方向）において、脱落規制部５ａ２が突起部１ａよりも外側まで設けられている。このような構成にすることで、領域Ｅにおいて発生した磨耗粉が飛散した際にも可動部材５の内壁５ｃによって、可動部材５よりも外側に摩耗粉が飛散することを防止できる。

以上、説明したとおり、第一の実施形態と同様に第二の実施形態においても可動部材５に脱落規制部５ａ２を設けることで可動部材５の可動範囲（ｄ１）が規制される。それによって、振動波モータに衝撃等の外力が加わった場合にも、転動部材８を凹部から脱落させずに安定した駆動を達成することができる。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明は、小型軽量かつ広い駆動速度レンジが要求される電子機器、特にレンズ駆動装置等に利用可能である。

１ａ 突起部
１ｄ 当接面
３ 摩擦部材
５ 可動部材
５ａ 脱落規制部
５ｂ 第一の凹部
６ 第一の固定部材
６ａ 対向部
７ 第二の固定部材
７ａ、７ｂ 第二の凹部
８ 転動部材
１００ 振動子
ｄ１、ｄ５ 可動範囲
ｄ２ 間隙
ｄ４ 直径

Claims (10)

1. 高周波振動する突起部を備えた振動子と、
   前記振動子が加圧され前記突起部が当接する摩擦部材と、
   前記振動子又は前記摩擦部材のいずれかが固定された固定部材と、
   前記振動子又は前記摩擦部材のいずれかと一体的に移動する可動部材と、
   前記固定部材と前記可動部材との相対移動を可能にする複数の転動部材と、
   前記固定部材又は前記可動部材のいずれかに設けられた前記転動部材の脱落を防止する脱落規制部と、を備え、
   前記脱落規制部は、前記脱落規制部に対向する対向部に当接して前記可動部材の加圧方向の可動範囲を規制し、前記転動部材の脱落を防止することを特徴とする振動波モータ。
2. 前記転動部材は、前記可動部材の面に設けられた第一の凹部と、前記可動部材に対向する前記固定部材の面に設けられた第二の凹部との間に設けられ、
   前記脱落規制部の前記可動範囲が規制された際、前記第一の凹部が設けられた面と前記第二の凹部が設けられた面との加圧方向の間隙が前記転動部材の直径よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の振動波モータ。
3. 対向する前記第一の凹部と前記第二の凹部の組のうち、少なくとも二つの組の前記第一の凹部と前記第二の凹部の組がＶ字状の斜面を有する凹部であることを特徴とする、請求項２に記載の振動波モータ。
4. 前記固定部材は、前記振動子又は前記摩擦部材のいずれかを固定する第一の固定部材と、前記可動部材を相対移動可能に保持する、前記第一の固定部材に固定される第二の固定部材とから構成され、
   前記転動部材は、前記可動部材と前記第二の固定部材との間に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動波モータ。
5. 前記振動子又は前記摩擦部材は、前記可動部材と一体的に前記第二の固定部材に対し相対移動することを特徴とする、請求項４に記載の振動波モータ。
6. 前記相対移動の方向と前記加圧方向のそれぞれに直交する方向において、前記振動子と前記摩擦部材との当接面を中心として前記脱落規制部が前記転動部材よりも外側に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動波モータ。
7. 前記相対移動の方向において、前記振動子と前記摩擦部材との当接面に対して、前記脱落規制部が前記転動部材よりも外側に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動波モータ。
8. 前記相対移動の方向において、前記脱落規制部が前記突起部よりも外側まで設けられていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動波モータ。
9. 前記脱落規制部及び前記対向部が前記振動子と前記摩擦部材との当接面よりも重力方向において高い位置に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動波モータ。
10. 前記振動波モータは、前記高周波振動が超音波領域の振動をする超音波モータであることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動波モータ。

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