JP2019126161A - 振動波モータおよび振動波モータを用いたレンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動効率を向上した振動波モータを提供する。【解決手段】振動波モータ１０は、振動子１００と、振動子１００と当接し、振動子１００に対して第１の方向に相対移動する摩擦部材１０３と、振動子１００を摩擦部材１０３に加圧する加圧部材１０６と、振動子１００を保持する第１の保持部材１０４と、第１の保持部材１０４を保持する第２の保持部材１０５と、第１の保持部材１０４に備えられた第１の転動面と第２の保持部材１０５に備えられた第２の転動面との間で転動する転動部材１０７と、転動部材１０７を付勢する付勢部１０４ｃと、を有し、第１の保持部材１０４と第２の保持部材１０５とは、転動部材１０７を介して第２の方向に相対移動が可能であり、第１の転動面と第２の転動面のうちの少なくとも一方は、第１の保持部材１０４と第２の保持部材１０５の相対移動量に応じて、付勢部１０４ｃによる付勢力Ｆが変化する面形状である。【選択図】図３

Description

本発明は、振動波モータと当該振動波モータを用いたレンズ駆動装置に関する。

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のアクチュエーターに採用されている。特許文献１には、リニア駆動式振動波アクチュエーターが開示されている。また、特許文献２には、振動子が固定された基台と振動子支持部材との間を、加圧方向には可撓性を有し且つ移動方向にはガタなく保持する連結部材を設けた超音波モータが開示されている。

特開平７−１０４１６６号公報 特開２０１５−１２６６９２号公報

特許文献２に開示された超音波モータでは、落下や衝撃などにより連結部材を構成するころ軸が傾いてしまうことによって、駆動効率が低下するという問題があった。

そこで本発明では、駆動効率を向上した振動波モータを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、振動波モータは、振動子と、該振動子と当接し、該振動子に対して第１の方向に相対移動する摩擦部材と、振動子を摩擦部材に加圧する加圧部材と、振動子を保持する第１の保持部材と、該第１の保持部材を保持する第２の保持部材と、第１の保持部材に備えられた第１の転動面と第２の保持部材に備えられた第２の転動面との間で転動する転動部材と、転動部材を付勢する付勢部と、を有し、第１の保持部材と第２の保持部材とは、転動部材を介して第２の方向に相対移動が可能であり、第１の転動面と第２の転動面のうちの少なくとも一方は、第１の保持部材と第２の保持部材の相対移動量に応じて、付勢部による付勢力が変化する面形状であることを特徴とする。

本発明によれば、駆動効率を向上した振動波モータを提供することができる。

第１の実施形態の振動波モータ１０の構成を示す分解斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）第１の実施形態の振動波モータ１０の断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）第１の実施形態の振動波モータ１０の転動部材１０７の作用、機能を示す部分断面図である。 第１の実施形態の振動波モータ１０の転動部材１０７、１０８と駆動力伝達部１０５ｃの位置関係を示す正面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）第２の実施形態の振動波モータ２０の転動部材２０７、２０８の作用、機能を示す部分断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）第３の実施形態の振動波モータ３０の転動部材３０７の作用、機能を示す部分断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）変形例を示す図である。 （Ａ）本発明を適用したレンズ駆動装置１の構成を示す斜視図である。（Ｂ）同断面図である。

（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための各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。本明細書中において、後述する振動子１００と摩擦部材１０３が相対移動する方向をＸ方向、振動子１００を摩擦部材１０３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１０３への向きを＋Ｚ方向、摩擦部材１０３から振動子１００への向きを−Ｚ方向と定義する。また、Ｘ方向およびＺ方向と直交する直交方向をＹ方向とする。

以下、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態の振動波モータ１０の構成を示す分解斜視図である。図２（Ａ）は、相対移動の方向と加圧方向に平行で、加圧部材１０６の中心を通る断面図、図２（Ｂ）は相対移動の方向に直交し、加圧部材１０６の中心を通る断面図である。

振動波モータ１０（超音波モータ）は、振動板１０１および圧電素子１０２によって構成された振動子１００を備えており、圧電素子１０２が振動板１０１に固定されている。振動板１０１は、矩形状の平板部と当該平板部に設けられた２つの突起部１０１ａを有し、相対移動の方向の両端部には振動板１０１が保持されるための保持部１０１ｂを有する。高周波電圧を圧電素子１０２に印加することによって、振動子１００が高周波振動（超音波領域の周波数の振動）し、長手方向であるＸ方向と短手方向であるＹ方向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１０１ａの先端に楕円運動を生じる。振動子１００は、後述の摩擦部材１０３に対して加圧されており、振動子１００と摩擦部材１０３が当接した状態で楕円運動を生じさせることにより、摩擦力を介して駆動力を得る。この駆動力により、振動子１００は摩擦部材１０３に対して相対移動の方向（Ｘ方向）に相対移動することができる。

振動子１００は、保持部材１０４に保持されている。保持部材１０４は、振動子１００の振動板１０１を保持するための保持突起１０４ａを備えている。また、振動板１０１の保持部１０１ｂには、保持穴１０１ｃが設けられており、保持部材１０４の保持突起１０４ａが保持穴１０１ｃに係合するとともに、接着等の手段で固定されている。このため、振動子１００と保持部材１０４は、相対移動の方向にガタなく一体となっている。なお、相対移動の方向（Ｘ方向）、保持部材１０４は、それぞれ本発明の第１の方向、第１の保持部材に相当する。

摩擦部材１０３は、振動子１００が当接する部材であり、ベース部材１１２にねじ１１４で固定されている。加圧部材１０６は、振動子１００を摩擦部材１０３に対して加圧する圧縮ばね等のばね部材であって、その一端は可動部材１０５の作用面１０５ａ、他端は加圧板１１０の作用面１１０ａに作用する。加圧部材１０６は、加圧部材１０６の加圧力を均一化するための板状の加圧板１１０と、振動子１００の振動減衰を抑制するフェルト等の緩衝部材１０９を介して振動子１００を摩擦部材１０３に対して加圧している。

保持部材１０４は、２つの転動部材１０７、１０８により可動部材１０５に連結されて保持されている。一方の転動部材１０７は、保持部材１０４と可動部材１０５との間に挟持され、保持部材１０４に備えられた転動面１０４ｂと、可動部材１０５に備えられた転動面１０５ｂとの間で転動する円柱状の部材である。他方の転動部材１０８は、保持部材１０４と可動部材１０５との間に挟持され、保持部材１０４に設けられた付勢部１０４ｃと、可動部材１０５に備えられた転動面１０５ｂとの間で転動する円柱状の部材である。付勢部１０４ｃは、ばね等の弾性部材であり、接着等の手段で保持部材１０４に固定されており、相対移動の方向（Ｘ方向）に転動部材１０８を直接付勢するとともに、転動部材１０８を介して可動部材１０５を付勢している。なお、付勢部１０４ｃが可動部材１０５に固定され、転動部材１０８を保持部材１０４に対して付勢してもよい。

転動部材１０７が転動面１０４ｂと、転動面１０５ｂとの間で転動し、転動部材１０８が付勢部１０４ｃの転動面１０４ｄと、転動面１０５ｂとの間で転動することで、可動部材１０５と保持部材１０４は、加圧方向（Ｚ方向）に相対移動することができる。すなわち、保持部材１０４と可動部材１０５が転動部材１０７、１０８を介して加圧方向（Ｚ方向）に相対移動することができる。このように、可動部材１０５と保持部材１０４はＺ方向の相対移動が規制されていないため、部品公差や組立公差等で誤差が生じた際にも振動子１００の突起部１０１ａを安定して摩擦部材１０３に当接させることができる。

また、付勢部１０４ｃは転動部材１０８を相対移動の方向に直接付勢し、転動部材１０７は可動部材１０５を介して付勢されている。このため、可動部材１０５と保持部材１０４の相対移動の方向はガタがない状態となっており、可動部材１０５は保持部材１０４と相対移動の方向に一体的に移動する。そして、第１の実施形態の振動波モータ１０では、振動子１００の高周波振動によって得られた駆動力により、振動子１００および保持部材１０４、可動部材１０５が摩擦部材１０３に対して相対移動することができる。なお、可動部材１０５、転動面１０４ｂ、転動面１０５ｂ、加圧方向は、それぞれ本発明における第２の保持部材、第１の転動面、第２の転動面、第２の方向に相当する。

次に、相対移動の際の可動部材１０５とカバー部材１１３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１０５は、加圧部材１０６によってカバー部材１１３に対して加圧されている。加圧部材１０６とカバー部材１１３との間には３つのボール部材１１１が設けられており、これらボール部材１１１が加圧部材１０６の転動溝部１０５ｄとカバー部材１１３の転動溝部１１３ａに係合している。ボール部材１１１が転動溝部１０５ｄと転動溝部１１３ａとの間で転動することにより、可動部材１０５がカバー部材１１３に対して相対移動の方向に滑らかに移動できるように保持されている。このため、高周波振動によって可動部材１０５が振動子１００と一体となって摩擦部材１０３に対して相対移動する際に、可動部材１０５とカバー部材１１３との間に生じる摺動負荷を低減することができる。

図３（Ａ）は、第１の実施形態の振動波モータ１０の一方の転動部材１０７の作用、機能を示す部分断面図であり、図２（Ａ）の破線Ａで示す範囲を拡大して示している。転動部材１０７は、中心位置Ｚ_１０に位置している。図３（Ｂ）は、転動部材１０７が中心位置Ｚ_１０からずれた位置Ｚ_１１に位置する状態を実線で示し、転動部材１０７が中心位置Ｚ_１０に位置するときの転動部材１０７と転動面１０５ｂを破線で示した部分断面図である。

まず初めに、保持部材１０４の転動面１０４ｂと可動部材１０５の転動面１０５ｂの形状について説明する。転動面１０４ｂは、加圧方向（Ｚ方向）に平行な平面形状である。一方、転動面１０５ｂは、点Ｃを中心とする半径Ｒを有する曲面形状をしており、Ｙ方向に延在する円弧状の面である。すなわち、転動面１０５ｂの曲面形状は加圧方向（Ｚ方向）と平行でない曲面である。この転動面１０４ｂおよび転動面１０５ｂの間を転動部材１０７が転動することで、可動部材１０５と保持部材１０４は加圧方向（Ｚ方向）に相対移動することができる。

図３（Ａ）では、中心位置Ｚ_１０に転動部材１０７が位置している。この中心位置Ｚ_１０は、保持部材１０４と可動部材１０５が加圧方向（Ｚ方向）に相対移動する移動範囲Ｚｒの中央であり、また転動面１０５ｂの円弧状の面の中心である点Ｃと加圧方向において同じ高さである。そして、中心位置Ｚ_１０は、転動部材１０７を介して転動面１０５ｂと転動面１０４ｂとの間の距離ｄ１が最小となる位置である。転動部材１０７が移動範囲Ｚｒの中心位置Ｚ_１０に位置するときの付勢部１０４ｃによる付勢する力は付勢力Ｆである。

図３（Ｂ）では、転動部材１０７が移動範囲Ｚｒの端部にあり、中心位置Ｚ_１０からズレ量ΔＺ変位した位置Ｚ_１１に位置している。転動部材１０７が移動範囲Ｚｒの端部に位置するときの転動部材１０７を付勢する力を付勢力Ｆ１とする。転動面１０５ｂは、加圧方向に平行でない円弧状の曲面形状となっているため、転動部材１０７が移動範囲Ｚｒの中心位置Ｚ_１０から位置Ｚ_１１に移動すると、可動部材１０５は保持部材１０４に対して＋Ｘ方向にΔＸだけ移動する。この移動により、位置Ｚ_１１での付勢部１０４ｃによる付勢力Ｆ１は、中心位置Ｚ_１０での付勢力Ｆよりも大きくなる。ここでは、転動部材１０７が中心位置Ｚ_１０に位置する場合と端部の位置Ｚ_１１に位置する場合について述べたが、上記の構成から、付勢力Ｆは中心位置Ｚ_１０から端部の位置Ｚ_１１に向かうに従って変化する。すなわち、転動面１０５ｂは保持部材１０４と可動部材１０５の相対移動量に応じて、付勢部１０４ｃによる付勢力Ｆが変化する面形状となっている。第１の実施形態において、曲面は保持部材１０４の転動面１０４ｂおよび可動部材１０５の転動面１０５ｂのうち、外側を向いている転動面１０５ｂに設けられている。このように曲面形状を部材の外側に設けているため、加工が容易である。

転動部材１０７が位置Ｚ_１１に位置しているとき、転動部材１０７が当接している転動面１０５ｂの当接面は、加圧方向（Ｚ方向）に対して角度θ１傾いている。そして、可動部材１０５は、付勢部１０４ｃによって保持部材１０４に対して−Ｘ方向に付勢されている。当接面の傾きによって、転動部材１０７には矢印で示す付勢力Ｆ１が発生し、この付勢力Ｆ１のＺ方向成分により、−Ｚ方向の矢印で示す補正力Ｆ１ｚが発生し、転動部材１０７は−Ｚ方向に移動する。

なお、図３（Ｂ）では、転動部材１０７が＋Ｚ方向にずれた場合について説明したが、転動部材１０７が−Ｚ方向にずれた場合には逆方向の＋Ｚ方向に力が発生し、転動部材１０７は＋Ｚ方向に移動する。すなわち、転動部材１０７が中心位置Ｚ_１０からずれた場合には、当接面の傾きの角度θ１によって、転動部材１０７は中心位置Ｚ_１０へ向かう方向へ移動させられる。転動部材１０７を移動させる補正力Ｆ１ｚは、転動部材１０７が当接する二つの面の角度θ１の大きさによって決まる。曲面形状は、可動部材１０５の転動面１０５ｂのみに設けられており、転動面１０４ｂは加圧方向と略平行であるため、当接面と加圧方向との角度θ１の大きさは、転動部材１０７が当接する二つの面の角度の大きさとなる。中心位置Ｚ_１０からのズレ量ΔＺが大きければ大きいほど当接面と加圧方向との角度θ１は大きくなるため、ズレ量ΔＺが大きくなるほど転動部材１０７を移動させる補正力Ｆ１ｚは大きくなる。

図３（Ａ）、（Ｂ）で図示されていない他方の転動部材１０８は、図２（Ａ）を参照すると、可動部材１０５の転動面１０５ｂと付勢部１０４ｃとの間で転動する。付勢部１０４ｃの転動面１０４ｄは、平面かつ、加圧方向（Ｚ方向）と平行な面であり、転動面１０５ｂの面形状は加圧方向（Ｚ方向）と平行でない曲面である。よって、転動面１０４ｄと転動面１０５ｂの間で転動する他方の転動部材１０８の構成は、上述の転動面１０４ｂと転動面１０５ｂの間で転動部材１０７が転動する構成と同様であるため説明は省略する。

図４は、第１の実施形態の振動波モータ１０の転動部材１０７、１０８と駆動力伝達部１０５ｃの位置関係を示す正面図であって、要部を拡大して示している。駆動力伝達部１０５ｃは、可動部材１０５に形成されており、振動波モータ１０の駆動力を被駆動部材に対して出力する。連結部材１４は被駆動部材（例えばレンズ保持部材１２）と振動波モータ１０を連結する部材である。図４では、連結部材１４の凹部１４ａと駆動力伝達部１０５ｃは、係合している状態であり、可動部材１０５の一部、転動部材１０７、１０８および付勢部１０４ｃは破線で、連結部材１４の一部は実線で示されている。前述のとおり、保持部材１０４と可動部材１０５の加圧方向（Ｚ方向）の相対移動量に応じて付勢部１０４ｃによる付勢力Ｆは変化する。そして、転動部材１０７、１０８が中心位置Ｚ_１０に位置しているときに付勢力Ｆは最小となる。また、中心位置Ｚ_１０と、連結部材１４の凹部１４ａおよび駆動力伝達部１０５ｃが係合している位置とは、略同一直線（一点鎖線Ｚ_１）となっている。すなわち、駆動力伝達部１０５ｃの位置は、付勢力Ｆが最小となる転動部材１０７、１０８の位置（中心位置Ｚ_１０）と、加圧方向（Ｚ方向）において同じ高さである。

次に、特許文献２に開示された従来例について説明する。従来例では、コロ軸が転動する二つの転動面はいずれとも平面である。このため、部品公差や組立公差等によって生じる誤差により対向する二つの転動面が傾いた場合や、落下や衝撃などによりコロ軸が二つの転動面上で滑り、位置がずれる、相対移動の方向（Ｘ方向）回りに回転するといった問題が発生していた。このようにコロ軸のずれや回転が生じると、コロ軸の転動が抑制されてしまい、駆動効率が低下するという問題がある。

しかしながら、本発明の第１の実施形態では、転動面１０５ｂが曲面となっており、転動部材１０７、１０８の位置がずれた場合でも、それらを中心位置Ｚ_１０に戻す補正力Ｆ１ｚが発生するため、転動部材１０７、１０８がずれたままになりにくい。また、転動部材１０７は転動面１０５ｂと転動面１０４ｂとの間に挟持されており、転動面１０４ｂおよび転動面１０５ｂが転動部材１０７の両端と当接しているため、相対移動の方向（Ｘ方向）を軸とする回転は抑制される。そして、円柱状の転動部材１０７、１０８は直交方向と略平行に保たれる。このように、第１の実施形態では二つの転動面同士が傾いた場合や、落下や衝撃等が生じた際の転動部材１０７、１０８のずれや傾き（回転）を抑制することで、振動子１００を摩擦部材１０３に安定して接触させることができるので駆動効率が向上する。

また、第１の実施形態では、可動部材１０５の転動面１０５ｂが曲面となっているが、可動部材１０５が平面で構成された転動面１０５ｂを備え、保持部材１０４が曲面で構成された転動面１０４ｂを備えていてもよい。また、保持部材１０４の転動面１０４ｂと可動部材１０５の転動面１０５ｂのいずれか一方のみに曲面を設けることにより、加圧方向の位置がばらついたときにも転動部材１０７、１０８が所定の位置に戻ることを可能にしている。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態は、可動部材１０５の転動面１０５ｂのみが曲面となっている。一方、第２の実施形態は、保持部材２０４の転動面２０４ｂと可動部材２０５の転動面２０５ｂの両方が曲面となっており、この構成が第１の実施形態と異なっている。なお、第１の実施形態と同じところは説明を省略し、第１の実施形態と異なるところだけを説明する。

図５（Ａ）は、第２の実施形態の振動波モータ２０の一方の転動部材２０７の作用、機能を示す部分断面図である。転動部材２０７は、中心位置Ｚ_２０に位置している。図５（Ｂ）は、転動部材２０７が中心位置Ｚ_２０からずれた位置Ｚ_２１に位置する状態における部分断面図である。図５（Ｃ）は、他方の転動部材２０８の作用、機能を示す部分断面図であり、図５（Ａ）と同様な断面が示されている。

まず初めに、保持部材２０４の転動面２０４ｂと可動部材２０５の転動面２０５ｂの形状について説明する。転動面２０４ｂおよび転動面２０５ｂは共に曲面形状であり、直交方向（Ｙ方向）に延在する円弧状の面である。このため、転動面２０４ｂおよび転動面２０５ｂは加圧方向と平行でない面を有する。この転動面２０４ｂおよび転動面２０５ｂの間を転動部材２０７が転動することで、可動部材２０５と保持部材２０４は加圧方向（Ｚ方向）に相対移動することができる。

図５（Ａ）では、中心位置Ｚ_２０に転動部材２０７が位置している。この中心位置Ｚ_２０は、保持部材２０４と可動部材２０５が加圧方向（Ｚ方向）に相対移動する移動範囲Ｚｒの中央であり、また転動面２０５ｂの円弧状の面の中心と加圧方向において同じ高さである。そして、中心位置Ｚ_２０は、転動部材２０７を介して転動面２０５ｂと転動面２０４ｂとの間の距離ｄ２が最小となる位置である。転動部材２０７が移動範囲Ｚｒの中心位置Ｚ_２０に位置するときの付勢部２０４ｃによる付勢する力は付勢力Ｆである。なお、付勢部２０４ｃが可動部材２０５に固定され、転動部材２０８を保持部材２０４に対して付勢してもよい。

図５（Ｂ）では、転動部材２０７が移動範囲Ｚｒの端部にあり、中心位置Ｚ_２０からズレ量ΔＺ変位した位置Ｚ_２１に位置している。このとき、転動面２０５ｂのうち、転動部材２０７が当接している当接面は加圧方向（Ｚ方向）に対して角度θ２傾いている。また、転動面２０４ｂのうち転動部材２０７が当接している当接面も同様に加圧方向（Ｚ方向）に対して角度θ２傾いている。可動部材２０５は付勢部２０４ｃによって保持部材２０４に対して−Ｘ方向に付勢されている。これらの当接面の傾きによって、転動部材２０７には、図５（Ｂ）における矢印で示す付勢力Ｆ２およびＦ２’が発生する。転動部材２０７が中心位置Ｚ_２０に位置している場合よりも端部の位置Ｚ_２１に位置している場合の方が付勢部２０４ｃの圧縮量が増えるため、付勢力Ｆ２およびＦ２’は大きくなる。ここでは、転動部材２０７が中心位置Ｚ_２０に位置する場合と端部の位置Ｚ_２１に位置する場合について述べたが、上記の構成から、付勢力Ｆは中心位置Ｚ_２０から端部の位置Ｚ_２１に向かうに従って変化する。すなわち、保持部材２０４と可動部材２０５のそれぞれに設けられた転動面２０４ｂおよび転動面２０５ｂの両方が、保持部材２０４と可動部材２０５の相対移動量に応じて、付勢部２０４ｃによる付勢力Ｆが変化する面形状となっている。なお、保持部材２０４、可動部材２０５、転動面２０４ｂ、転動面２０５ｂは、それぞれ本発明における第１の保持部材、第２の保持部材、第１の転動面、第２の転動面に相当する。

転動部材２０７が位置Ｚ_２１に位置しているとき、転動部材２０７が当接している転動面２０５ｂの当接面は、加圧方向（Ｚ方向）に対して角度θ２傾いている。また、転動面２０４ｂのうち転動部材２０７が当接している当接面も同様に加圧方向（Ｚ方向）に対して角度θ２傾いている。そして、可動部材２０５は、付勢部２０４ｃによって保持部材２０４に対して−Ｘ方向に付勢されている。当接面の傾きによって、転動部材２０７には矢印で示す付勢力Ｆ２、Ｆ２’が発生し、これらの付勢力Ｆ２およびＦ２’のＺ方向成分を足し合わせた、−Ｚ方向の矢印で示す補正力Ｆ２ｚが発生し、転動部材２０７は−Ｚ方向に移動する。

なお、図５（Ｂ）では、転動部材２０７が＋Ｚ方向にずれた場合について説明したが、転動部材２０７が−Ｚ方向にずれた場合には逆方向の＋Ｚ方向に力が発生し、転動部材２０７は＋Ｚ方向に移動する。すなわち、転動部材２０７が中心位置Ｚ_２０からずれた場合には、当接面の傾きの角度θ２によって、転動部材２０７は中心位置Ｚ_２０へ向かう方向へ移動させられる。転動部材２０７を移動させる補正力Ｆ２ｚは、転動部材２０７が当接する二つの面の角度θ２の大きさによって決まる。曲面形状は可動部材２０５および保持部材２０４に設けられているため、転動面２０５ｂ、２０４ｂと転動部材２０７との当接面は、それぞれ加圧方向に対して角度θ２傾いている。このため、転動面２０４ｂおよび転動面２０５ｂと転動部材２０７との当接面同士の角度はθ２の２倍となる。中心位置Ｚ_２０からのズレ量ΔＺが大きければ大きいほど当接面と加圧方向との角度θ２は大きくなるため、ズレ量ΔＺが大きくなるほど転動部材２０７を移動させる補正力Ｆ２ｚは大きくなる。

他方の転動部材２０８が転動する可動部材２０５の転動面２０５ｂと付勢部２０４ｃの転動面２０４ｄは、図５（Ｃ）に示すようにいずれも曲面であり、Ｙ方向に長い円弧状の面である。このため、図５（Ａ）、（Ｂ）で説明した場合と同様に転動部材２０８が中心位置Ｚ_２０からずれた場合には、転動部材２０８を中心位置Ｚ_２０に戻す方向に補正力Ｆ２ｚを生じる。

以上説明したとおり、第２の実施形態の振動波モータ２０では、曲面の転動面２０４ｂおよび転動面２０５ｂの間で転動部材２０７、２０８が転動するように構成されている。
このように、第２の実施形態では二つの転動面同士が傾いた場合や、落下や衝撃等が生じた際の転動部材２０７、２０８のずれや傾き（回転）を抑制することで、振動子２００を摩擦部材２０３に安定して接触させることができるので駆動効率が向上する。

第２の実施形態では、転動部材２０７、２０８が転動する転動面２０４ｂおよび転動面２０５ｂのいずれともが曲面となっており、当接面同士の角度が大きいため転動部材２０７、２０８を中心位置Ｚ_２０に戻す補正力Ｆ２ｚが大きくなる。このため、転動部材２０７、２０８がずれた場合でも中心位置Ｚ_２０に戻りやすいというメリットがある。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態は、可動部材１０５の転動面１０５ｂが曲面となっている構成である。一方、第３の実施形態では、可動部材３０５の転動面３０５ｂが傾きを持った平面、すなわち斜面である構成が第１の実施形態と異なっている。なお、第１の実施形態と同じところは説明を省略し、第１の実施形態と異なるところだけを説明する。

図６（Ａ）は、第３の実施形態の振動波モータ３０の一方の転動部材３０７の作用、機能を示す部分断面図である。転動部材３０７は、中心位置Ｚ_３０に位置している。図６（Ｂ）は、転動部材３０７が中心位置Ｚ_３０からずれた位置Ｚ_３１に位置する状態における部分断面図である。

まず初めに、保持部材３０４の転動面３０４ｂと可動部材３０５の転動面３０５ｂの形状について説明する。転動面３０４ｂは加圧方向（Ｚ方向）に平行な平面形状である。一方、転動面３０５ｂは、平面であるが、加圧方向（Ｚ方向）に対して角度θ３の傾きを持った斜面形状である。すなわち、転動面３０５ｂの斜面形状は加圧方向（Ｚ方向）と平行でない面である。この転動面３０４ｂおよび転動面３０５ｂの間を転動部材３０７が転動することで、可動部材３０５と保持部材３０４は加圧方向（Ｚ方向）に相対移動することができる。

図６（Ａ）では、中心位置Ｚ_３０に転動部材３０７が位置している。この中心位置Ｚ_３０は、保持部材３０４と可動部材３０５が加圧方向（Ｚ方向）に相対移動する移動範囲Ｚｒの中央であり、また転動面３０５ｂの斜面の中心と加圧方向において同じ高さである。そして、中心位置Ｚ_３０は、転動部材３０７を介して転動面３０５ｂと転動面３０４ｂとの間の距離ｄ３が最小となる位置である。転動部材３０７が移動範囲Ｚｒの中心位置Ｚ_３０に位置するときの不図示の付勢部３０４ｃによる付勢する力は付勢力Ｆである。なお、付勢部３０４ｃが可動部材３０５に固定され、転動部材３０８を保持部材３０４に対して付勢してもよい。

図６（Ｂ）では、転動部材３０７が移動範囲Ｚｒの端部にあり、中心位置Ｚ_３０からズレ量ΔＺ変位した位置Ｚ_３１に位置している。このとき、転動面３０５ｂのうち、転動部材３０７が当接している当接面は加圧方向（Ｚ方向）に対して角度θ３傾いている。可動部材３０５は付勢部３０４ｃによって保持部材３０４に対して−Ｘ方向に付勢されている。転動面３０５ｂの傾きによって、転動部材３０７には、図６（Ｂ）における矢印で示す付勢力Ｆ３が発生する。転動部材３０７が中心位置Ｚ_３０に位置している場合よりも端部の位置Ｚ_３１に位置している場合の方が付勢部３０４ｃの圧縮量が増えるため、付勢力Ｆ３は大きくなる。ここでは、転動部材３０７が中心位置Ｚ_３０に位置する場合と端部の位置Ｚ_３１に位置する場合について述べたが、上記の構成から、付勢力Ｆは中心位置Ｚ_３０と端部の位置Ｚ_３１では異なっている。すなわち、保持部材３０４と可動部材３０５のそれぞれに設けられた転動面３０４ｂおよび転動面３０５ｂの両方が、保持部材３０４と可動部材３０５の相対移動量に応じて、付勢部３０４ｃによる付勢力Ｆが変化する面形状となっている。なお、保持部材３０４、可動部材３０５、転動面３０４ｂ、転動面３０５ｂは、それぞれ本発明における第１の保持部材、第２の保持部材、第１の転動面、第２の転動面に相当する。

転動部材３０７が位置Ｚ_３１に位置しているとき、転動部材３０７が当接している転動面３０５ｂの当接面は、加圧方向（Ｚ方向）に対して角度θ３傾いている。そして、可動部材３０５は、付勢部３０４ｃによって保持部材３０４に対して−Ｘ方向に付勢されている。当接面の傾きによって、転動部材３０７には矢印で示す付勢力Ｆ３が発生し、この付勢力Ｆ３のＺ方向成分により、−Ｚ方向の矢印で示す補正力Ｆ３ｚが発生し、転動部材３０７は−Ｚ方向に移動する。

なお、図６（Ｂ）では、転動部材３０７が＋Ｚ方向にずれた場合について説明したが、転動部材３０７が−Ｚ方向にずれた場合には逆方向の＋Ｚ方向に力が発生し、転動部材３０７は＋Ｚ方向に移動する。すなわち、転動部材３０７が中心位置Ｚ_３０からずれた場合には、当接面の傾きの角度θ３によって、転動部材３０７は中心位置Ｚ_３０へ向かう方向へ移動させられる。転動部材３０７を移動させる補正力Ｆ３ｚは、転動部材３０７が当接する二つの面の角度θ３の大きさによって決まる。斜面形状は、可動部材３０５の転動面３０５ｂのみに設けられており、転動面３０４ｂは加圧方向と略平行であるため、当接面と加圧方向との角度θ３の大きさは、転動部材３０７が当接する二つの面の角度の大きさとなる。転動面３０５ｂの角度θ３は常に一定のため、ズレ量ΔＺによらず転動部材３０７を移動させる補正力Ｆ３ｚは一定である。

以上説明したとおり、第３の実施形態の振動波モータ３０では、平面の転動面３０４ｂおよび斜面の転動面３０５ｂの間で転動部材３０７、３０８（不図示）が転動するように構成されている。このように、第３の実施形態では二つの転動面同士が傾いた場合や、落下や衝撃等が生じた際の転動部材３０７、３０８のずれや傾き（回転）を抑制することで、振動子３００を摩擦部材３０３に安定して接触させることができるので駆動効率が向上する。

第３の実施形態では、転動面３０５ｂの角度θ３が常に一定のため、ズレ量ΔＺによらず転動部材３０７を移動させる補正力Ｆ３ｚは一定である。このため、ズレ量ΔＺが小さい領域において転動部材３０７を移動させる補正力Ｆ３ｚが第１の実施形態よりも大きくなるというメリットがある。なお、第３の実施形態では、可動部材３０５の転動面３０５ｂのみが斜面となっている形態について説明したが、保持部材３０４の転動面３０４ｂや付勢部３０４ｃの転動面３０４ｄ（不図示）が斜面となっていてもよい。また、保持部材３０４の転動面３０４ｂと可動部材３０５の転動面３０５ｂのいずれか一方のみに平面を設けることにより、加圧方向の位置がばらついたときにも転動部材３０７、３０８が所定の位置に戻ることを可能にしている。

また、第３の実施形態では、可動部材３０５の転動面３０５ｂが斜面となっているが、可動部材３０５が平面で構成された転動面３０５ｂを備え、保持部材３０４が曲面で構成された転動面３０４ｂを備えていてもよい。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。

（変形例）
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、上記の各実施形態１〜３と異なる構成の振動波モータ４０の可動部材４０５の転動面４０５ｂの構成の変形例を示す。図７（Ａ）は、転動部材４０８と転動面４０５ｂを拡大した斜視図であり、保持部材４０４と付勢部４０４ｃは不図示である。図７（Ｂ）は図７（Ｃ）の断面線ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢにおける断面図である。図７（Ｃ）は、側面図であって、可動部材４０５の一部と転動部材４０８を破線で示している。図７（Ａ）は、転動部材４０８がＹ方向と略平行な状態、すなわち転動部材４０８が傾いていない状態、図７（Ｂ）および（Ｃ）は転動部材４０８がＹ方向に対して傾いている状態を示している。

第１の実施形態では、転動部材１０７、１０８が転動面１０５ｂに対して全面で当接するが、変形例では、転動部材４０７、４０８の中央部分が転動面５０５ｂに当接しておらず、転動部材４０７、４０８の両端のみが転動面４０５ｂに当接する。すなわち、変形例では、保持部材４０４の転動面４０４ｂおよび可動部材４０５の転動面４０５ｂは、範囲Ｄから外側に設けられているため、転動面４０４ｂおよび転動面４０５ｂが円柱状の転動部材４０８の両端側の一部と当接するようになっている。

転動部材４０８は、付勢部４０４ｃにより−Ｘ方向に付勢力Ｆで付勢されている。転動部材４０８が当接する転動面４０５ｂは曲面になっており、転動部材４０８の両端には加圧方向（Ｚ方向）の補正力Ｆ４ｚが生じる。図７（Ｃ）に示すように、補正力Ｆ４ｚは転動部材４０８がＹ方向と略平行になるように転動部材４０８の傾きを戻す力である。すなわち、転動部材４０８は転動面４０５ｂの曲面と転動面４０４ｂの平面との間に挟持されており、転動面４０４ｂおよび転動面４０５ｂが転動部材４０８の両端側の一部と当接しており、相対移動の方向（Ｘ方向）回りの回転が抑制される。これにより、円柱状の転動部材４０８は、Ｙ方向と略平行に保たれ、転動部材４０８の傾きが生じにくい構成となっており、保持部材４０４と可動部材４０５が加圧方向（Ｚ方向）に滑らかに相対移動できる構成となっている。

（適用例）
図８（Ａ）は、例えば第１の実施形態の振動波モータ１０を用いたレンズ駆動装置１を示す斜視図である。図８（Ｂ）は、レンズ駆動装置１の断面図である。レンズ駆動装置１は、レンズ１１とレンズ保持部材１２、振動波モータ１０を有し、レンズ１１はレンズ保持部材１２によって保持されている。図示されていない固定部材に固定されたガイドバー１３に、レンズ保持部材１２は丸穴部１２ａとＵ溝部１２ｂで係合している。この構成により、レンズ１１およびレンズ保持部材１２は、光軸方向（Ｘ方向）に直進に案内されている。連結部材１４は、固定軸１６によりＸ方向の軸回りに回動可能な様にレンズ保持部材１２に固定されている。ラックばね１５は、連結部材１４のばね受け部１４ｂとレンズ保持部材１２のばね受け部１２ｃに作用して、連結部材１４にＸ方向の軸回りの付勢する力を発生する。この付勢する力によって連結部材１４に形成された凹部１４ａは、可動部材１０５に設けられた可動部材１０５の駆動力を伝達するための駆動力伝達部１０５ｃに対して加圧方向（−Ｚ方向）に付勢される。このように、連結部材１４を介してレンズ保持部材１２を可動部材１０５に設けられた駆動力伝達部１０５ｃに連結することで部品公差、組立公差等による位置ずれを吸収するとともに、レンズ保持部材１２と可動部材１０５を連結することができる。Ｖ字状の斜面を有する凹部１４ａに球面形状の駆動力伝達部１０５ｃが係合しているため、連結部材１４は可動部材１０５と相対移動の方向にはガタなく一体となって移動する。また、連結部材１４はラックばね１５によりレンズ保持部材１２に対して相対移動の方向（Ｘ方向）に付勢されている。このため、連結部材１４はレンズ保持部材１２と相対移動の方向にガタなく一体となって移動する。

このように、レンズ保持部材１２は連結部材１４を介して可動部材１０５と相対移動の方向にガタなく一体となって移動できるように構成されている。前述のとおり、振動波モータ１０は圧電素子１０２に高周波電圧を印加して振動子１００に高周波振動を発生させることにより振動子１００と摩擦部材１０３の相対移動によって可動部材１０５を相対移動の方向に移動することができる。このため、振動子１００と摩擦部材１０３の相対移動によりレンズ保持部材１２を相対移動の方向（Ｘ方向）に移動させることで、レンズ１１を光軸方向に移動することができる。

レンズ１１を光軸方向に移動させる際に、レンズ１１の慣性による負荷がレンズ保持部材１２および連結部材１４を介して駆動力伝達部１０５ｃに伝達される。可動部材１０５の駆動力伝達部１０５ｃに与えられた負荷は、転動部材１０７、１０８を介して保持部材１０４や振動子１００に伝達される。転動部材１０７、１０８は中心位置Ｚ_１０に位置しており、駆動力伝達部１０５ｃと加圧方向において同じ高さに設けられているため、レンズ１１の重量に応じた負荷によってＹ方向の軸回りの不要なモーメント力が発生しない。適用例では、駆動力伝達部１０５ｃが設けられた可動部材１０５に曲面形状の転動面１０５ｂが設けられている。このため、可動部材１０５と保持部材１０４との加圧方向の相対的な位置がずれた場合にも、中心位置Ｚ_１０とレンズ保持部材１２と駆動力伝達部１０５ｃが連結されている位置との加圧方向のズレが発生しない。これによりＹ方向の軸回りの不要なモーメント力も発生しない。このように、保持部材１０４や可動部材１０５に対してＹ方向の軸回りの不要なモーメント力が発生しない構成となっているため、振動子１００は安定して摩擦部材１０３に当接することができる。

また、第１の実施形態は、固定された摩擦部材１０３に対して振動子１００が相対移動することによってレンズ１１を駆動する構成であるが、固定された振動子１００に対して摩擦部材１０３が相対移動することによってレンズ１１を駆動する構成であってもよい。さらに、第２の実施形態の振動波モータ２０や第３の実施形態の振動波モータ３０を用いてレンズ駆動装置１を構成してもよい。

１ レンズ駆動装置
１１ レンズ
１００、２００、３００ 振動子
１０３、２０３、３０３ 摩擦部材
１０４、２０４、４０４ 保持部材（第１の保持部材）
１０４ｂ、２０４ｂ、２０４ｂ 転動面（第１の転動面）
１０４ｃ 付勢部
１０５、２０５、３０５ 可動部材（第２の保持部材）
１０５ｂ、２０５ｂ、２０５ｂ 転動面（第２の転動面）
１０５ｃ 駆動力伝達部
１０６ 加圧部材
１０７、２０７、３０７、４０７ 転動部材
１０８、２０８、３０８ 転動部材
１５０、２５０、３５０ 振動波モータ
Ｆ 付勢力

Claims (12)

1. 振動子と、
   該振動子と当接し、該振動子に対して第１の方向に相対移動する摩擦部材と、
   前記振動子を前記摩擦部材に加圧する加圧部材と、
   前記振動子を保持する第１の保持部材と、
   該第１の保持部材を保持する第２の保持部材と、
   前記第１の保持部材に備えられた第１の転動面と前記第２の保持部材に備えられた第２の転動面との間で転動する転動部材と、
   前記転動部材を付勢する付勢部と、
   を有し、
   前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とは、前記転動部材を介して第２の方向に相対移動が可能であり、
   前記第１の転動面と前記第２の転動面のうちの少なくとも一方は、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材の相対移動量に応じて、前記付勢部による付勢力が変化する面形状であることを特徴とする、振動波モータ。
2. 前記面形状は、前記第２の方向と平行でない曲面もしくは斜面であることを特徴とする、請求項１に記載の振動波モータ。
3. 前記面形状は、前記第１の転動面と前記第２の転動面のいずれか一方のみに設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の振動波モータ。
4. 前記面形状は、前記第１の方向において、外側を向いた前記第２の転動面に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の振動波モータ。
5. 前記面形状は、前記第２の保持部材に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動波モータ。
6. 前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とが前記第２の方向に相対移動する移動範囲の中で、前記移動範囲の中心に位置した際の前記付勢力は、前記移動範囲の端部に位置した際よりも小さいことを特徴とする、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. 前記第２の保持部材に該第２の保持部材の駆動力を伝達する駆動力伝達部が設けられ、該駆動力伝達部の位置は、前記付勢力が最小となる前記転動部材の位置と、前記第２の方向において同じ高さであ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. 前記転動部材は、円柱状であり、前記第１の転動面および前記第２の転動面は前記転動部材の両端のみに当接し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. 前記転動部材は、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とにより挟持されており、前記付勢部は、前記転動部材を介して前記第１の保持部材を付勢す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. 前記付勢部は、前記第１の保持部材に備えられてい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。
11. 前記振動子は、超音波領域の周波数の高周波振動を発生し、前記振動波モータは超音波モータであることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の振動波モータ。
12. レンズを有し、前記振動子と前記摩擦部材の相対移動によって前記レンズが光軸方向に移動することを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動波モータを有したレンズ駆動装置。

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