JP2019080393A - 振動型アクチュエータ、及びそれを備えた電子機器 - Google Patents

振動型アクチュエータ、及びそれを備えた電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 小型化が可能で、かつ、製造が容易な振動型アクチュエータを提供する。【解決手段】 振動型アクチュエータは、電気−機械エネルギー変換素子3及び電気−機械エネルギー変換素子に電圧を印加することより振動する弾性体1を備える振動子15と、振動子と接触しており、弾性体の振動により摩擦駆動する回転体16と、回転体と嵌合する出力伝達部材11と、振動子、回転体及び出力伝達部材を貫通するシャフト5と、シャフトに固定されており、出力伝達部材に対して相対移動する固定部材13と、出力伝達部材を固定部材に押圧し、回転体を振動子に押圧するように構成されている加圧部材10と、を有し、固定部材は、基底部13b、及び基底部から出力伝達部材側に突出する突起部13a、を備え、シャフトの軸方向において、基底部と出力伝達部材との間に配置される加圧受け部材12を有し、突起部の側面の少なくとも一部と出力伝達部材とが接する。【選択図】 図1

Description

本発明は、振動子と、振動子に励振される振動によって摩擦駆動される回転体とを有する振動型アクチュエータ、及びそれを備えた電子機器に関する。
一般に、振動型アクチュエータは、カメラレンズの駆動用などに製品応用がなされている。特許文献1には、棒状型の振動型アクチュエータが記載されている。
図7は、従来の棒状型の振動型アクチュエータの構成を説明する模式図である。棒状型の振動型アクチュエータは、駆動振動が励振される振動子214を有し、振動子214に励振された駆動振動により、振動子214と、振動子214と加圧接触するロータ(回転体)207と、を相対的に移動させている。
振動子214は、少なくとも2つの弾性体201、202と、弾性体201、202に挟まれる圧電素子203と、を有する。効率よく振動させるため、圧電素子203は所定の挟持力が付与されるように締め付けられている。
そして、圧電素子203に電界を印加し、直交する2つの曲げ振動を振動子214に励起させることによって弾性体201に楕円運動を発生させ、これにロータ207を圧接して摩擦力により駆動力を得るようにしている。ロータ207は、接触部207aとロータ本環207bとを有する。ロータ207を加圧バネ209で加圧させることによって、振動子214とロータ207とが加圧接触するように構成されている。
ギア210は、加圧バネ209の加圧力の反力を受ける。ギア210は、フランジ212に圧入されたフランジキャップ211との間で摺動しながら、ロータ207と同期回転する。ここで、フランジキャップ211がなく、フランジ212とギア210とが直接接触する場合、フランジ212が摩耗してしまう恐れがある。そのため、フランジキャップ211を設けることにより、フランジ212の摩耗を防止して、軸受を高寿命化している。
特開2016−13009号公報
現在、特許文献1に記載の振動型アクチュエータは、更なる小型化が求められている。振動型アクチュエータを小型化できれば、振動型アクチュエータを備える製品の小型化が可能なためである。
また、特許文献1の振動型アクチュエータは、ギア210とフランジキャップ211とが摺動するすべり軸受けの構造となっている。このような構成の場合、ギア210とフランジキャップ211との隙間及びフランジキャップ211とフランジ212との隙間の幅が、振動型アクチュエータの駆動性能に影響する。具体的には、隙間が小さ過ぎると負荷が増大し、大きすぎるとギア210とロータ207の振れ回りが大きくなり、速度むらの原因となってしまう。そのため、特許文献1のようにフランジキャップ211をフランジ212に圧入する構成の場合、ギア210、フランジキャップ211及びフランジ212の3つの嵌合部品のそれぞれを高い寸法精度で製造することが求められ、製造が容易でない。
本発明はこのような従来技術に鑑みてなされたものであり、従来よりも小型化が可能で、かつ、従来よりも製造が容易な振動型アクチュエータを提供することを目的とする。
本発明の一側面としての振動型アクチュエータは、電気−機械エネルギー変換素子、及び、前記電気−機械エネルギー変換素子に電圧を印加することより振動する弾性体、を備える振動子と、前記振動子と接触しており、前記弾性体の振動により回転する回転体と、前記回転体と係合する出力伝達部材と、前記振動子、前記回転体及び前記出力伝達部材を貫通するシャフトと、前記シャフトに固定されており、前記出力伝達部材に対して相対移動する固定部材と、前記出力伝達部材を前記固定部材に押圧し、前記回転体を前記振動子に押圧するように構成されている加圧部材と、を有し、前記固定部材は、基底部、及び前記基底部から前記出力伝達部材側に突出する突起部、を備え、前記シャフトの軸方向において、前記基底部と前記出力伝達部材との間に配置される加圧受け部材を有し、前記突起部の側面の少なくとも一部と前記出力伝達部材とが接することを特徴とする。
本発明の一側面としての振動型アクチュエータによれば、従来よりも小型化が可能で、且つ、従来よりも製造が容易な振動型アクチュエータを提供することができる。
第1の実施形態に係る振動型アクチュエータの構成を説明する断面模式図。 第1の実施形態に係るフランジの構成を説明する模式図。 第2の実施形態に係るフランジの構成を説明する模式図。 第3の実施形態に係るフランジ及びギアの構成を説明する断面模式図。 第4の実施形態に係るフランジ及びギアの構成を説明する断面模式図。 第5の実施形態に係るデジタルカメラの構成を説明する斜視模式図。 従来例における振動型アクチュエータの断面模式図。
[実施例1]
(第1の実施形態)
本実施形態の振動型アクチュエータ100について、図1を参照して説明する。図1は、振動型アクチュエータ(振動型駆動装置)100の構成を説明する断面模式図である。
振動型アクチュエータ100は、ロータ(回転体)16、ゴム9、加圧バネ(加圧部材)10、ギア(出力伝達部材)11、フランジキャップ(加圧受け部材)12、フランジ(固定部材)13、第一のナット14、及び振動子15を有する。振動型アクチュエータ100は、回転型の振動型アクチュエータである。
振動子15は、第一の弾性体1、第二の弾性体2、圧電素子(電気−機械エネルギー変換素子)3、フレキシブルプリント基板4、シャフト5、及び第二のナット6を有する。なお、以下の説明では、振動型アクチュエータ100について、第一のナット14側を上側とし、第二のナット6側を下側と呼ぶ。そのため、以降の説明では、第一のナット14を上部ナット14、第二のナット6を下部ナット6と呼ぶことがある。第一の弾性体1、第二の弾性体2、圧電素子3及びフレキシブルプリント基板4は、シャフト5及び下部ナット6によって、所定の挟持力(圧縮力)が付与されるように締め付けられ、棒状の振動子15を構成している。
圧電素子3には、それぞれが2つの電極からなる電極群(A相とB相)が設けられている。不図示の電源から、フレキシブルプリント基板4を介して、それぞれの電極群に位相の異なる交流電界が印加されると、振動子15に、直交する2つの曲げ振動が励振される。これら2つの振動モードは軸方向まわりの空間的な位相が90度ずれており、印加交流電界の位相を調整することにより、2つの曲げ振動に、90度の時間的な位相差を与えられる。その結果、振動子15の曲げ振動が軸周りに回転し、第一の弾性体1上に楕円運動が発生する。振動型アクチュエータ100の駆動の原理は従来技術と同様であり、例えば、特許文献1に説明が記載されている。
圧電素子3は、複数の圧電層と電極層を交互に積層して同時焼成して形成した積層圧電素子でもよいし、単板の圧電素子を複数積層して弾性体で挟み込む構成でもよい。また、圧電素子3のA相の一部には振動子の曲げ振動により歪みを生じ、正圧電効果により電荷を発生し、この電荷を検出することで振動子の振動状態のモニターするためのセンサ相が設けられている。この時の周波数に対するA相圧電素子の印加電圧とセンサ相の出力信号の位相差の関係は、共振周波数において90度となり、共振周波数より高い側の周波数では徐々にずれていく。よって、振動を与えている時にこの位相差の値を検出することで入力の周波数と振動体の共振周波数との関係のモニターが行え、振動体の安定した駆動が行える。
ロータ16は、接触部(摺動部材)7と、ロータ本環8と、を有する。接触部7の振動子15側(下側)の面は、第一の弾性体1の上側の面と接触している。接触部7は、接触面積が小さく、かつ適度なバネ性を有する構造となっている。ロータ本環8は、接触部7bを支持しており、ロータ本環8と接触部7とが一体となって回転する。
接触部7の材料は、耐摩耗性や強度、耐食性を兼ね備えたステンレス鋼等が好ましく、より好ましくはSUS420J2である。接触部7は、旋盤加工又は3Dプリンター等で加工してもよいし、プレス加工で行ってもよい。プレス加工が、加工精度、コストの点で好ましい。接触部7は、樹脂接着剤による接着、又は、半田などの金属ろう付け、レーザー溶接あるいは抵抗溶接等の溶接、圧入、かしめ等の機械的接合で、ロータ本環8に固定される。
ロータ本環8は、振動子15に対して、ゴム9を介して加圧部材としての加圧バネ10で加圧されている。加圧バネ10は、ギア11とロータ16との間に配置されている。このように加圧されることで、ギア11はフランジキャップ12に押圧され、スラスト方向での位置が定まると共に、ロータ16は下側へ押圧される。そのため、接触部7と第一の弾性体1との間に摩擦力が生じ、上述した第一の弾性体1に励振される楕円運動によって、接触部7をシャフト5の軸周りに回転させることができる。このように、振動子15の振動によって、ロータ16は摩擦駆動する。ゴム9は、加圧バネ10の加圧力を均一化する働きをしている。
ギア11は、ロータ本環8の上側に配置されている。ロータ本環8の上面には、内径側に凹部が形成されている。ロータ本環8の上側に設けられた凹部とギア11の下側に設けられた凸部とが係合することにより、ギア11は、ロータ本環8と一緒にシャフト5の軸周りに回転し、振動型アクチュエータ100の出力を外部に伝達する。ギア11は、基底部13bと対向する上側の面に、周方向に沿う溝部11aが設けられている。溝部11aを設けることにより、ギア11の成形の精度を向上することが可能となる。さらに、溝部11aを設けることにより、ギア11の溝部11aより内径側の面とフランジキャップ12との摺動面の摺動面積を調整することができ、摺動面積を均一化することができる。フランジキャップ12を小さくすることでも摺動面積を調整することは可能だが、溝部11aによって調整する方が、組立性が高く、好ましい。
ギア11の材料は、強度と耐摩耗性を満たす材料を用いることが好ましく、本実施形態では強化繊維入りの樹脂を使用する。また、樹脂のベース部材と、強化繊維を調整し、後述するフランジ13と線膨張係数が同等であることが好ましい。
振動子15は、シャフト5と上部ナット14によって、固定部材であるフランジ13に固定される。フランジ13は、振動型アクチュエータ100が搭載される機器のフレーム等の不図示の外部部材に振動型アクチュエータ100を取り付けるための部材であり、上部ナット14のシャフト5のスラスト方向の所定位置に固定されている。振動型アクチュエータ100を駆動すると、ロータ16及びギア11が、振動子15の振動により回転し、シャフト5、フランジ13及び振動子15に対して相対移動する。
フランジ13は、内径側において下側に突出する突起部13aと、シャフト5の軸に垂直な基底部13bと、を有する。突起部13aを設けることにより、フランジ13と、シャフト5及びギア11との嵌合長を長くすることができる。突起部13aの外周面とギア11の内周面とが摺動することにより、滑り軸受としての役目を果たしている。フランジ13は、形状が比較的複雑であるため、樹脂成型又は亜鉛ダイキャスト、アルミダイキャスト、金属焼結等の方法で製造することが好ましい。本実施形態では、フランジ13を、寸法精度、コスト及び強度のバランスから製造するものとする。
突起部13aの外周面とギア11の内周面との隙間は、小さ過ぎると摺動負荷が増大し、大きすぎるとロータ本環8の振れ回りが大きくなり、速度むらの原因となる。そのため、適切な値に管理すること好ましい。
フランジキャップ12は、フランジ13に支持されており、ギア11と基底部13bとの間に配置されている。フランジキャップ12は、基底部13bに対する加圧力を受ける加圧受け部材である。フランジキャップ12の硬度は、フランジ13の硬度より高いことが好ましい。フランジキャップ12はフランジ13に対して接着剤等で固定することが好ましい。フランジキャップ12の材料としては、耐摩耗性がある材料を用いることが好ましく、具体的には、ステンレス等が挙げられる。ステンレスを用いる場合、プレス加工でフランジキャップ12を製造する方法は、寸法精度及び生産性が高いためより好ましい。フランジキャップ12の出力伝達部材側(ギア11側、下側)の面は、ギア11の上側の面の内径側と接触する。フランジキャップ12とギア11との接触面は摺動面となるため、この摺動面の摩擦係数は小さいことが好ましい。
本実施形態において、フランジキャップ12を設けない場合、フランジ13の基底部13bの下側の面は、ギア11と直接接触することになる。フランジ13は、スラスト方向において加圧ばね10の加圧力を受けるため、ギア11が回転することによって、フランジ13の下側の面摩耗してしまう。このような摩耗を低減するために、スラスト方向において、フランジ13とギア11との間にフランジキャップ12を配置している。一方で、ラジアル方向においては、フランジ13の突起部13aの側面(シャフト5の軸と平行な面)とギア11とが接している。突起部13aは、ギア11からの側力を受けるのみである。ギア11からの側力は、摩耗が進む面圧よりも十分に小さいため、ギア11と直接摺動させることが可能である。
従来は、フランジ212の突起部の下側の面とギア210の加圧受け部210aとの間でフランジキャップ211を介して加圧力を受けていた。それに対し、本実施形態の振動型アクチュエータ100は、フランジ13の基底部13bの下側の面と、ギア11との間にフランジキャップ12を配置し、そこで加圧バネ10の加圧力を受けている。そのため、従来のような、ギア210の加圧受け部210a、及びフランジキャップ211のR部211aを設ける必要がない。その結果、本実施形態の振動型アクチュエータ100によれば、振動型アクチュエータ100を軸方向に小型化することができる。
図7に示す従来の振動型アクチュエータのように、フランジ212にフランジキャップ211を圧入した場合、フランジ212、フランジキャップ211及びギア210の3つの部品が嵌合する。そのため、フランジ212、フランジキャップ211及びギア210の3つの部品の公差が振動型アクチュエータの駆動性能に影響するため、寸法管理が煩雑となる。一方、本実施形態の振動型アクチュエータ100によれば、ラジアル方向において嵌合する嵌合部材は、ギア11とフランジ13との2つである。そのため、嵌合部材の間隔を従来よりも制御しやすく、また、各嵌合部材の寸法管理が従来よりも容易となり、従来よりも容易に製造できる。
フランジ13の構成について、図2を参照して説明する。図2(a)はフランジ13の側面模式図であり、図2(b)はフランジ13を下側からみた模式図である。ギア11との摺動面である、フランジ13の突起部13aの側面には、スラスト方向に沿う複数の溝13cが設けられている。複数の溝13cを設けることによって、ギア11と突起部13aの側面との摺動面積を小さくすることができるため、ギア11と突起部13aの側面との間の摩擦力による摺動損失を低減することが可能である。従来は、プレスによる絞り加工で製造するカップ状のフランジキャップ211を用いていたため、フランジキャップ211の側面に溝を形成するのが困難であった。本実施形態のように、フランジキャップ12を板状にして、ラジアル方向においてフランジ13の側面とギア11とが接する構成にすれば、フランジ13及びギア11の少なくとも一方の摺動面を加工によって、摺動損失を容易に低減することができる。
このように本実施形態によれば、従来よりも小型化が可能で、且つ、従来よりも製造が容易な振動型アクチュエータ100を提供することができる。また、振動型アクチュエータ100によれば、ギア11とフランジ13との摺動による摺動損失を従来よりも低減することが可能である。
(第2の実施形態)
本実施形態では、第1の実施形態のフランジ13として、図3に示したフランジ33を用いる。フランジ33の構成以外は、第1の実施形態と同様の構成のため、詳細な説明は省略する。図3は、本実施系チアのフランジ33の構成を説明する模式図である。
フランジ33は、突起部33aと、基底部33bとを有する。突起部33aには、周方向に沿う溝部33cが設けられている。溝部33cを設けることによって、ギア11と突起部33aの側面との摺動面積を小さくすることができるため、ギア11と突起部33aの側面との間の摩擦力による摺動損失を低減することが可能である。このように、フランジキャップ12を板状にして、ラジアル方向においてフランジ33の側面とギア11とが接する構成にすれば、フランジ33及びギア11の少なくとも一方の摺動面を加工することによって、摺動損失を容易に低減することができる。
このように本実施形態によれば、従来よりも小型化が可能で、且つ、従来よりも製造が容易な振動型アクチュエータを提供することができる。また、本実施形態の振動型アクチュエータによれば、ギア11とフランジ33との摺動による摺動損失を従来よりも低減することが可能である。
(第3の実施形態)
本実施形態の構成について、図4を参照して説明する。図4は、本実施形態のギア41及びフランジ43の構成を説明する断面模式図である。本実施形態では、第1の実施形態のフランジ13として、図4に示したフランジ43を用いる。また、第1の実施形態のギア11として、図4に示したギア41を用いる。なお、ギア41及びフランジ43の構成以外は、第1の実施形態と同様の構成のため、詳細な説明は省略する。
ギア41は、シャフト5が貫通している貫通孔の側面が2段になっており、スラスト方向下側が貫通孔の内径が大きく、スラスト方向上側がの内径が小さくなっている。これを換言すると、ギア41は、フランジ43の突起部43a側に突出しており、貫通孔の内径が相対的に小さい凸部41aが設けられている。凸部41aは、貫通孔の内径が相対的に大きい部分よりもスラスト方向下側(該部分よりも基底部43bから離れた位置)に配置されている。
また、フランジ43の突起部43aの側面も2段になっており、スラスト方向上側の外径が大きく、スラスト方向下側の外径が小さくなっている。これを換言すると、フランジ43の突起部43aは、スラスト方向において基底部側(基底部43b側)に、外径が相対的に大きい凸部43cが設けられている。
本実施形態では、ギア41の凸部41aと突起部43aとが摺動し、また、ギア41と突起部43aの凸部43cとが摺動する。そして、上述の2つの摺動部の間は、ギア41と突起部43aが接触しない空間となっている。その結果、摺動面積をさらに減らし、摺動損失を低減することできる。
このように本実施形態によれば、従来よりも小型化が可能で、且つ、従来よりも製造が容易な振動型アクチュエータを提供することができる。また、本実施形態の振動型アクチュエータによれば、ギア11とフランジ33との摺動による摺動損失を従来よりも低減することが可能である。
(第4の実施形態)
本実施形態の構成について、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態のフランジ53及びギア51の構成を説明する断面模式図である。本実施形態では、第1の実施形態のフランジ13として、図5に示したフランジ53を用いる。また、第1の実施形態のギア11として、図5に示したギア51を用いる。なお、ギア51及びフランジ53の構成以外は、第1の実施形態と同様の構成のため、詳細な説明は省略する。
本実施形態のフランジ53は、突起部53aと基底部53bを有する。基底部53bのスラスト方向下側の面には、スラスト方向上側にへこんでいる凹部53cが設けられている。そして、凹部53cには、フランジキャップ12がフランジ53と接して配置されている。このような構成にすることにより、振動型アクチュエータのスラスト方向における長さを小さくして、更なる小型化を行うことができる。
振動型アクチュエータの傾きを防ぐために、フランジ53の基底部53bのスラスト方向の厚みは一定にして、フランジ53の剛性を所望の範囲にすることが好ましい。本実施形態では、フランジキャップ12が接する部分の厚みを小さくするのみであり、また、その上部にはナット(不図示)が配置されているため、厚みを小さくしたことによる剛性の低下は僅かである。
軸受の長さが短すぎるとギア51が倒れ、動力の伝達が不安定となる恐れがある。逆に、軸受の長さが長すぎると摺動損失が増加してしまう。しかし、本実施形態によれば、基底部53bの厚みを調整することにより、軸受の長さを制御可能である。
このように、本実施形態によれば、従来よりも小型化が可能で、且つ、従来よりも製造が容易な振動型アクチュエータを提供することができる。また、軸受の長さを保ったまま、スラスト方向において振動型アクチュエータ全体を短くすることが可能となる。
(第5の実施形態)
本実施形態では、上述の振動型アクチュエータを有する電子機器の一例である撮像装置について、図6を参照して説明する。図6は、撮像装置の一例であるデジタルカメラ101の概略構造を示す斜視図である。
デジタルカメラ101の前面には、レンズ鏡筒102が取り付けられており、レンズ鏡筒102の内部には、光軸方向に移動可能な不図示の光学レンズ群が配置されている。第1の実施形態の振動型アクチュエータ100は、不図示のギア列を介して、レンズ鏡筒102に配置されたレンズ群と接続している駆動部である。振動型アクチュエータ100を駆動することにより、レンズ鏡筒のレンズ群が駆動される。すなわち、レンズ群は、振動型アクチュエータ100で駆動される被駆動部である。例えば、アクチュエータ100は、ズームレンズの駆動用及び/又はフォーカスレンズの駆動用等に任意に用いることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれら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および変更が可能である。また、その要旨の範囲内で、上述の各実施形態の構成を互いに組み合わせてもよい。
例えば、上述の第4の実施形態の構成に、第1〜第3の実施形態の構成を組み合わせてもよい。
また、上述の各実施形態では、フランジに振動型アクチュエータが固定されているが、さらに、ギア11と噛み合う減速ギア、又は、振動型アクチュエータの駆動速度を読み取るエンコーダ等をフランジ上に設けてもよい。
1 弾性体(第1の弾性体)
3 電気−機械エネルギー変換素子
5 シャフト
10 加圧部材(加圧バネ)
11 出力伝達部材(ギア)
12 加圧受け部材(フランジキャップ)
13 固定部材(フランジ)
13a 突起部
13b 基底部
15 振動子
16 回転体

Claims (14)

  1. 電気−機械エネルギー変換素子、及び、前記電気−機械エネルギー変換素子に電圧を印加することより振動する弾性体、を備える振動子と、
    前記振動子と接触しており、前記弾性体の振動により回転する回転体と、
    前記回転体と係合する出力伝達部材と、
    前記振動子、前記回転体及び前記出力伝達部材を貫通するシャフトと、
    前記シャフトに固定されており、前記出力伝達部材に対して相対移動する固定部材と、
    前記出力伝達部材を前記固定部材に押圧し、前記回転体を前記振動子に押圧するように構成されている加圧部材と、を有し、
    前記固定部材は、基底部、及び前記基底部から前記出力伝達部材側に突出する突起部、を備え、
    前記シャフトの軸方向において、前記基底部と前記出力伝達部材との間に配置される加圧受け部材を有し、
    前記突起部の側面の少なくとも一部と前記出力伝達部材とが接することを特徴とする振動型アクチュエータ。
  2. 前記突起部は、前記基底部の内径側に設けられており、
    前記シャフトは、前記突起部を貫通してい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. 前記突起部の側面に、前記シャフトの軸方向に沿う溝部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の振動型アクチュエータ。
  4. 前記突起部の側面には、複数の前記溝部が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の振動型アクチュエータ。
  5. 前記突起部の側面に、前記突起部の側面の周方向に沿う溝部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の振動型アクチュエータ。
  6. 前記突起部は、前記突起部の外径が相対的に大きい凸部が設けられており、
    前記突起部の前記凸部が、前記出力伝達部材と接することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
  7. 前記突起部の前記凸部は、前記シャフトの軸方向において、前記突起部の外径が相対的に小さい部分よりも前記基底部側に設けられている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. 前記出力伝達部材は、前記出力伝達部材の前記シャフトが貫通する貫通孔の内径が相対的に小さい凸部が設けられており、
    前記出力伝達部材の前記凸部が、前記突起部の側面の一部と接することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
  9. 前記出力伝達部材の前記凸部は、前記シャフトの軸方向において、前記貫通孔の内径が相対的に大きい部分よりも前記基底部から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項8に記載の振動型アクチュエータ。
  10. 前記基底部は、前記基底部の前記出力伝達部材側の面に凹部が設けられており、
    前記加圧受け部材は、前記凹部に配置されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
  11. 前記加圧受け部材の硬度は、前記固定部材の硬度よりも高いことを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
  12. 前記出力伝達部材の前記基底部と対向する面には周方向に沿う凹部が設けられていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータ。
  13. 請求項1から12のいずれか1項に記載の振動型アクチュエータと、
    前記振動型アクチュエータの駆動によって駆動される被駆動部と、
    を有することを特徴とする電子機器。
  14. 前記被駆動部には光学レンズが備えられていることを特徴とする請求項13に記載の電子機器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11862008B2 (en) * 2021-06-14 2024-01-02 Huawei Technologies Co., Ltd. Methods, devices, and computer readable media for perceptual closed-loop control and equalization of vibrotactile systems

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06274967A (ja) * 1993-03-23 1994-09-30 Sanyo Electric Co Ltd 駆動力伝達機構
JP2013137015A (ja) * 2011-11-29 2013-07-11 Mitsuba Corp スタータ
JP2013187971A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Canon Inc 振動波駆動装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5557157A (en) 1989-11-30 1996-09-17 Canon Kabushiki Kaisha Vibration driven motor
DE69231085T2 (de) 1991-11-20 2001-02-01 Canon Kk Durch Vibrationen angetriebener Motor
JP4027090B2 (ja) * 2001-12-27 2007-12-26 キヤノン株式会社 振動体および振動波駆動装置
JP4683884B2 (ja) * 2004-08-31 2011-05-18 キヤノン株式会社 振動型駆動装置および作動装置
KR20130094123A (ko) * 2012-02-15 2013-08-23 삼성전자주식회사 진동 액추에이터 조립체 및 이를 구비한 디지털 영상 처리 장치
JP6056224B2 (ja) 2012-07-06 2017-01-11 株式会社ニコン 振動波モータ
JP6025446B2 (ja) * 2012-08-10 2016-11-16 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、撮像装置および、振動型アクチュエータを備えた装置
JP6415853B2 (ja) 2014-05-23 2018-10-31 オリンパス株式会社 光調節装置
JP2016013009A (ja) 2014-06-30 2016-01-21 キヤノン株式会社 振動子の駆動方法及び電子機器
JP6442917B2 (ja) * 2014-08-21 2018-12-26 リコーイメージング株式会社 レンズ鏡筒
JP6611445B2 (ja) 2015-03-25 2019-11-27 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ及び電子機器
CN205720820U (zh) 2016-03-21 2016-11-23 长春工业大学 一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座
JP6961383B2 (ja) * 2017-04-26 2021-11-05 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06274967A (ja) * 1993-03-23 1994-09-30 Sanyo Electric Co Ltd 駆動力伝達機構
JP2013137015A (ja) * 2011-11-29 2013-07-11 Mitsuba Corp スタータ
JP2013187971A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Canon Inc 振動波駆動装置

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