JP2019126220A - 振動型アクチュエータ及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】振動体の励振が妨げられず、故障し難く、異音の発生を抑制することが可能な振動型アクチュエータを提供する。【解決手段】弾性体３と圧電素子４とが接着されてなる振動体２と被駆動体１０とが接触し、振動体２に振動が励起されることにより振動体２と被駆動体１０とが相対移動する振動型アクチュエータは、振動体２を保持する保持部材９と、弾性体３が被駆動体１０と接触するように圧電素子４の側から振動体２を被駆動体１０に押圧する加圧ユニット１４と、保持部材９を加圧ユニット１４による加圧方向に移動可能に支持する支持部材８と、支持部材８と保持部材９との間に配置される振動減衰部材７を備える。振動減衰部材７は、複数箇所で保持部材９と接触し、各接触部で振動体加圧方向と直交する方向において保持部材９に作用する押圧力が相殺されるように配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、振動型アクチュエータ及び電子機器に関し、特にリニア駆動を行う振動型アクチュエータに関する。

振動型アクチュエータの特長の１つとして、静粛性に優れているという点が挙げられる。しかし、実際には、振動型アクチュエータを構成する振動体（駆動体）を駆動した際に、振動体を保持している保持部材に振動体が衝突し或いは振動体に生じた不要な振動が別の部品に伝達されて共振が発生する等の理由により、異音が発生することがある。このような異音が発生すると静粛性が保たれなくなるため、例えば、特許文献１には、振動体が他の部品と衝突することで発生する異音を抑制する技術が記載されている。具体的には、特許文献１に記載された振動型アクチュエータには、アクチュエータ本体とアクチュエータ支持部との間に微小の隙間がある。そのため、アクチュエータ本体が振動すると、アクチュエータ支持部の壁面にアクチュエータ本体の一部が接触して異音が発生するおそれがある。そこで、アクチュエータ本体の壁面にゴムを張り付けてアクチュエータ本体の駆動に寄与しない振動を抑制することにより、アクチュエータ本体のアクチュエータ支持部に対する衝突を避けている。

一方、振動型アクチュエータの駆動特性を安定させるためには、振動体に励起される振動が抑制されることなく、所定の振幅が生じるように振動体を安定して保持することが重要となる。そのためには、振動体と被駆動体との相対的な位置関係を高精度に決めることが必要であり、且つ、振動体と被駆動体との接触状態を安定して維持することが必要である。このような課題を解決する技術が、例えば特許文献２に記載されている。特許文献２には、振動体と、被駆動体と、加圧手段と、振動体を保持する保持部材と、保持部材を支持する支持部材を備える振動型アクチュエータが記載されている。この振動型アクチュエータでは、保持部材に設けられた嵌合穴と支持部材に設けられた凸部とが嵌合しており、加圧手段が振動体を被駆動体に対して加圧する方向に保持部材が摺動可能となっている。これにより、加圧手段が振動体に与える加圧力が振動体にダイレクトに加わる構成となっている。また、特許文献２には、保持部材の側面に対して一方向から加圧力を付与する構成が記載されており、この加圧力によって保持部材を支持部材に対して高い精度で位置決めすることができることが記載されている。

特許第５２４４７２７号公報 特開２０１７−２００２６０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された振動型アクチュエータでは、アクチュエータ本体の振動体にゴムを張り付けているため、振動体に励起される振動が抑制されてしまうおそれがある。その結果、所望の駆動性能が得られず或いは所望の振動振幅を得るために必要なエネルギ（電力）が増大してしまうおそれがある。

ここで、上記特許文献２に記載された振動型アクチュエータについて、異音を抑制する方法について検討する。図１３は、特許文献２に記載された振動型アクチュエータにおいて異音の発生を抑制する構成の一例を模式的に示す側面図である。突起部９１ａが形成された弾性体９１は、左右端において保持部材の保持部９５に取り付けられている。弾性体９１に圧電素子９２が接着されることで構成されている振動体には、付勢部材９４から加圧ブロック９３を介して加圧力Ｆ１が与えられている。ここで、異音の発生を抑制するために保持部材の保持部９５と支持部９６との間に振動抑制部材９７を配置した構成を考える。この場合、振動体に与えられる加圧力Ｆ１と振動抑制部材９７の弾性によって保持部９５に加わる反力Ｆ２とに差が生じると、振動体に反りが生じてしまう。その結果、弾性体９１が保持部９５から外れ或いは弾性体９１から圧電素子９２が剥離する等して故障が生じるおそれがある。

また、特許文献２に記載されているように保持部材の側面を一方向から加圧して保持部材を支持部材に対して位置決めする構成では、その加圧力が、振動体を被駆動体に対して加圧している方向に保持部材が移動するときの負荷となるおそれがある。振動体を被駆動体に対して加圧している方向での保持部材の移動が妨げられると、振動体での振動状態が不安定になるおそれや異音が発生するおそれがある。

本発明は、振動体の励振が妨げられず、故障し難く、異音の発生を抑制することが可能な振動型アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係る振動型アクチュエータは、弾性体と電気−機械エネルギ変換素子とが接着されてなる振動体と被駆動体とが接触し、前記振動体に振動が励起されることにより前記振動体と前記被駆動体とが相対移動する振動型アクチュエータであって、前記振動体を保持する保持部材と、前記弾性体が前記被駆動体と接触するように前記電気−機械エネルギ変換素子の側から前記振動体を前記被駆動体に対して加圧する加圧手段と、前記保持部材を前記加圧手段による加圧方向に移動可能に支持する支持部材と、複数箇所で前記保持部材と接触し、各接触部で前記加圧方向と直交する方向において前記保持部材に作用する押圧力が相殺されるように、前記支持部材と前記保持部材との間に配置された振動減衰部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、振動体の励振が妨げられず、故障し難く、異音の発生を抑制することが可能な振動型アクチュエータを実現することができる。

第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体ユニットの概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る振動型アクチュエータの分解斜視図である。 振動体に励起される振動を説明する模式図である。 振動体ユニットと振動減衰部材を説明する図である。 振動減衰部材の第１及び第２の変形例を説明する平面図である。 第２実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係る振動型アクチュエータの分解斜視図である。 上側支持部材の分解斜視図である。 上側支持部材と下側支持部材の平面図である。 振動型アクチュエータに適用可能な加圧機構の断面図である。 振動型アクチュエータを備える撮像装置の概略構成を示す上面図である。 振動型アクチュエータを備えるマニピュレータの概略構成を示す図である。 従来技術に係る振動型アクチュエータで異音の発生を抑制する構成の一例を模式的に示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体ユニット１の概略構成を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る振動型アクチュエータの分解斜視図である。振動型アクチュエータは、振動体ユニット１と被駆動体１０を有する。振動体ユニット１は、振動体２、振動減衰部材７、支持部材８、保持部材９及び加圧ユニット１４を有する。

振動体２は、薄板状の弾性体３と、板状の圧電素子４とを有する。弾性体３は、鉄系金属材料（例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２）からなる。圧電素子４は、電気−機械エネルギ変換素子の一例であり、弾性体３の厚み方向の一方の面に接着（接合）されている。弾性体３の厚み方向の他方の面には、２箇所に突起部５が設けられている。ここでは、突起部５は、弾性体３に用いられる金属薄板材をプレス加工等によって弾性体３と一体的に成形されている。但し、このような構成に限られず、突起部５は、弾性体３とは別部材であり、溶接や接着等によって弾性体３に取り付けられていてもよい。

振動体２は、長手方向（２つの突起部５を結ぶ方向）の端部近傍で、接着や溶接等の手段により保持部材９に固定されている。保持部材９には２箇所に穴部９ａが設けられており、２箇所の穴部９ａのそれぞれに、支持部材８に設けられた２箇所の凸部８ａが摺動自在に挿入されている。支持部材８に設けられた２箇所の凸部８ａは、支持部材８と一体的に形成されていてもよいし、別部材で構成されたピンが圧入等によって支持部材８に固定されることで形成されていてもよい。振動減衰部材７は、保持部材９を囲むように配置されている。振動減衰部材７の構造及び機能については後述する。

加圧ユニット１４は、振動体２を被駆動体１０に接触させるためのユニットであり、緩衝部材１１、加圧ブロック１３及び加圧部材１２を有する。緩衝部材１１は、加圧部材１２からの加圧力を分散させるための部材であり、加圧ブロック１３に接着等の手段により取り付けられている。緩衝部材１１には、例えば、フェルトを用いることができる。緩衝部材１１は、圧電素子４の厚み方向の２つの面のうち弾性体３と接着されていない面と接触している。加圧部材１２は、加圧ブロック１３及び緩衝部材１１を介して、振動体２を被駆動体１０に対して加圧しており、これにより突起部５の先端５ａが被駆動体１０と加圧接触する。以下、加圧部材１２が振動体２の突起部５の先端５ａを被駆動体１０に対して加圧する方向を「振動体加圧方向」と称呼する。振動体加圧方向は、突起部５の軸方向と平行（弾性体３の厚み方向と平行）である。加圧部材１２として、図２には円錐コイルばねを示しているが、これに限られず、円筒コイルばね、樽型コイルばね、鼓型コイルばね等の別の形状のコイルばねを用いてもよいし、コイルばねに代えて板バネを用いてもよい。

ここで、振動体２に励起される振動について説明する。図３（ａ）は、振動体２を簡略化して示す斜視図である。図３（ｂ）は、振動体２に励起される２つの屈曲振動モードのうちの第１振動モード（以下「Ａモード」という）を説明する図である。Ａモードは、振動体２の長手方向（Ｘ方向）における二次の屈曲運動であり、振動体２の短手方向（Ｙ方向（幅方向））と略平行な３本の節線を有している。突起部５は、Ａモードの振動で節となる位置の近傍に配置されており、振動体２にＡモードの振動が励起されることによりＸ方向で往復運動を行う。図３（ｃ）は、振動体２に励起される２つの屈曲振動モードのうちの第２振動モード（以下「Ｂモード」という）を説明する図である。Ｂモードは、振動体２の短手方向（Ｙ方向）における一次の屈曲振動であり、長手方向（Ｘ方向）と略平行な２本の節線を有している。突起部５は、Ｂモードの振動で腹となる位置の近傍に配置されており、振動体２にＢモードの振動が励起されることにより突起部５の軸方向（Ｚ方向）で往復運動を行う。

ここで、振動体２は、Ａモードでの節線とＢモードでの節線がＸＹ平面内において略直交するように構成されている。よって、ＡモードとＢモードの振動を所定の位相差で励起することにより、突起部５の先端にＺＸ面内で楕円運動を発生させて、被駆動体１０（図３に不図示、図２参照）にＸ方向の駆動力を与えることができる。なお、圧電素子４には不図示のフレキシブル基板が接着されており、フレキシブル基板を通じて圧電素子４に交流電流を供給することにより、振動体２にＡモードとＢモードの振動を同時に励起することができる。

次に、振動体ユニット１での異音発生を抑制する機構について説明する。保持部材９の周囲や被駆動体１０の周囲に振動減衰部材を加圧しながら接触するように配置することにより、異音の発生を効果的に抑制することができる。本実施形態では、被駆動体１０の周囲に振動減衰部材を配置することができない場面を想定する。一例として、被駆動体１０の全長が被駆動体１０と振動体ユニット１との相対移動方向において長いために、被駆動体１０において振動体２と接触する面の反対側の面に振動減衰部材を配置すると、被駆動体１０が変形してしまうおそれがある場合がある。そこで、本実施形態では、保持部材９と支持部材８との間に振動減衰部材７を配置することによって、不要振動を抑制し、異音の発生を抑制する。

振動体ユニット１では、加圧部材１２が加圧ブロック１３及び緩衝部材１１を介して振動体２を振動体加圧方向に加圧しているため、保持部材９には加圧部材１２による加圧力は作用していない。ここで仮に、振動体加圧方向において保持部材９と支持部材８の間に振動減衰部材を挟み込んだ場合には、加圧部材１２による加圧力と振動減衰部材が潰れたときに保持部材９に加わる反力との間に差が生じると、弾性体３に反りが発生するおそれがある。こうして弾性体３に反りが生じた場合、弾性体３から圧電素子４が剥離しやすくなり、また、振動体２が保持部材９から外れやすくなる。

そこで本実施形態では、振動体加圧方向と直交する平面内で保持部材９を囲むように振動減衰部材７を配置する。その結果、振動体ユニット１では、保持部材９が振動減衰部材７に与える与圧力と、この与圧力に対して保持部材９が振動減衰部材７から受ける反力（振動減衰部材７が保持部材９を押圧する押圧力）は共に振動体加圧方向と直交する方向に作用する。以下、これらの与圧力と反力（押圧力）が作用する方向を「減衰力作用方向」と称呼するものとする。

一方、加圧部材１２が振動体２を被駆動体１０に対して加圧する加圧力に起因して保持部材９に作用する力は、減衰力作用方向と直交する方向（振動体加圧方向）に作用する。こうして、保持部材９に対して加圧部材１２から作用する力の向きと振動減衰部材７から作用する力の向きとを異ならせることにより、振動体２に反りが発生することを抑制することができる。その結果、振動体２が保持部材９から外れてしまうことや圧電素子４が弾性体３から剥離してしまうことを抑制して、故障が発生し難い構成を実現することができる。なお、本実施形態では、保持部材９が振動減衰部材７から受ける力の振動体加圧方向での成分がほぼゼロとなるようにしている。これにより、振動体２に反りが生じないようにする効果を最大限に得ることができる。

振動減衰部材７としては、柔らかい樹脂材料が好適に用いられ、例えば、ブチルゴムやシリコンゴム等のゴム材料を図２に示す形状に成形したものが好適である。但し、振動減衰部材７の材質はこれらに限られず、例えば、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、紫外線硬化ゲル、高分子ゲル等を用いることもできる。

保持部材９を平面内で囲むように振動減衰部材７を配置することにより得られる効果について以下に説明する。図４（ａ）は、振動体ユニット１の平面図である。振動減衰部材７は、保持部材９の短手方向で保持部材９を挟むようにして、保持部材９と接触している。振動減衰部材７が保持部材９に与える押圧力の合力はほぼゼロとなっており、よって、保持部材９が支持部材８の凸部８ａに対して摺動する際の負荷になることはない。

図４（ｂ）は、振動体ユニット１での振動減衰部材７の概略形状を示す平面図である。振動減衰部材７には保持部材９との接触位置の近傍に、振動減衰部材７と保持部材９との接触面と直交する方向に貫通する穴部７ａが形成されており、振動減衰部材７と保持部材９とは、図４（ｂ）に示すように穴部７ａが潰れた状態で接触している。振動減衰部材７の穴部７ａが潰れた状態となることで、振動減衰部材７は保持部材９に対して減衰力作用方向の押圧力を確実に与えることができる。また、穴部７ｂを設けて変形させることにより、穴部７ａを設けずに圧縮変形させた場合よりも変形による反力を小さくすることができる。これにより、保持部材９が振動体加圧方向へ移動するときの負荷を低減させることができる。

なお、保持部材９が振動体加圧方向へ移動するときの負荷を小さくするためには、振動減衰部材７と保持部材９との接触部の摩擦係数は小さいことが望ましい。そのため、例えば、振動減衰部材７の表面に摩擦係数を下げる処理、例えば、フッ素コーティングを施す等の処理を取り入れてもよい。本実施形態では、穴部７ａが形成された振動減衰部材７を取り上げたが、保持部材９との接触部近傍の変形量が大きければ（振動減衰部材７が柔らかい材料からなる場合には）、非貫通穴が形成された構成となっていてもよい。

上記の振動体ユニット１では、振動減衰部材７と保持部材９との接触部を、保持部材９の短手方向（幅方向）の側面に２箇所ずつ、且つ、保持部材９の短手方向で対向する位置に設けた。しかし、振動減衰部材と保持部材との接触部の位置及び数は、これに限定されず、振動減衰部材は、複数箇所で保持部材に接触し、減衰作用方向において各接触部で保持部材に作用する押圧力が相殺されるように、配置されていればよい。例えば、振動減衰部材は、保持部材９の長手方向において保持部材９を挟む２箇所で保持部材９と接触していてもよい。また、振動減衰部材は、保持部材９の長手方向中央部において保持部材９の短手方向で保持部材９を挟む２箇所で保持部材９と接触していてもよい。更に、振動減衰部材は、保持部材９の短手方向の２側面のうち一方の側面では１箇所で保持部材９に接触し、他方の側面では２箇所で保持部材９に接触するようにしてもよい。

図５（ａ）は、振動減衰部材７の第１の変形例である振動減衰部材１５を説明する平面図である。振動減衰部材７は保持部材９の周囲を囲む形状となっているが、これに代えて、振動減衰部材１５はチューブ状の形状を有する。振動減衰部材１５は、図５（ａ）に示すように、配置された状態で径方向に潰れるように大きく変形することが望ましい。ここでは、振動減衰部材１５の配設位置を、振動減衰部材７において穴部７ａが形成されている部分に対応する位置としている。つまり、振動減衰部材７と振動減衰部材１５とで、保持部材９と接触する位置が同じになるようにしている。但し、振動減衰部材１５の配設位置は図５（ａ）に示した４箇所に限られず、また、保持部材９の長手方向で保持部材９を挟む位置に振動減衰部材１５を配置してもよい。振動減衰部材１５の材質は、振動減衰部材７の材質と同様とすることができる。

図５（ｂ）は、振動減衰部材７の第２の変形例である振動減衰部材１６を説明する平面図である。振動減衰部材１６は、２つの円柱部１６ａが連結部１６ｂによって連結された構造を有する。連結部１６ｂは、支持部材８と接しており、板バネとして機能することで円柱部１６ａを保持部材９に押圧している。円柱部１６ａは、振動減衰部材７において穴部７ａが形成されている部分に対応する位置に配置されており、これにより、振動減衰部材７と同等の機能を発揮する。この構造では、２つの円柱部１６ａにおいて保持部材９と接触している接触面の反対側の面は支持部材８と接触している必要はなく、減衰力作用方向において円柱部１６ａと支持部材８との間には隙間が形成されている。振動減衰部材１６の材質は、振動減衰部材７の材質と同様とすることができるが、連結部１６ｂにはバネ性が求められる一方で、円柱部１６ａは径方向に変形する必要はない。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態で説明した振動体２を２つ用いて構成された振動型アクチュエータについて説明する。ここでも、第１実施形態と同様に、被駆動体１０の周囲に振動減衰部材を配置することができない場面を想定しており、その一例として、被駆動体１０を挟むように２つの振動体ユニット１が配置された振動型アクチュエータについて説明する。

図６は、第２実施形態に係る振動型アクチュエータ１７の概略構成を示す斜視図である。図７は、振動型アクチュエータ１７の分解斜視図である。振動型アクチュエータ１７は、振動体２、保持部材９、被駆動体１０、上側支持部材１８、下側支持部材１９、ガイドバー２２、トッププレート２０、ボトムプレート２１、ガイドバー２２、被駆動体保持部２３，２４及び引っ張りコイルバネ２５を備える。振動体２、保持部材９及び被駆動体１０は、第１実施形態で説明したものと同じであるので、ここでの説明を省略する。

振動型アクチュエータ１７は、上側支持部材１８に保持された振動体２と下側支持部材１９に保持された振動体２とで被駆動体１０を挟み込んだ構成を有する。被駆動体１０の長手方向の端部はそれぞれ、被駆動体保持部２３，２４に固定されている。ガイドバー２２の軸方向の端部はそれぞれ、被駆動体保持部２３，２４に固定されている。被駆動体保持部２３，２４とトッププレート２０及びボトムプレート２１とが不図示のねじ等により連結されることで、振動型アクチュエータ１７の外装部が形成されている。

下側支持部材１９に設けられた穴部１９ｃがガイドバー２２に摺動自在に嵌合しており、これにより、下側支持部材１９はガイドバー２２の軸方向に移動可能となっている。上側支持部材１８は、上側支持部材１８に設けられた接続ピン１８ｂが下側支持部材１９に設けられた接続受け部１９ｂと係合することにより、下側支持部材１９に対して位置決めされる。よって、上側支持部材１８と下側支持部材１９とは、ガイドバー２２に沿って一体的に移動可能となっている。引っ張りコイルバネ２５は、上側支持部材１８に設けられたバネ受け部１８ａと下側支持部材１９に設けられたバネ受け部１９ａに懸架されて、上側支持部材１８と下側支持部材１９を引き寄せている。これにより、詳細は後述するが、上側支持部材１８と下側支持部材１９のそれぞれに保持されている振動体２の突起部５の先端５ａを被駆動体１０に加圧接触させた状態が保持される。なお、上側支持部材１８と下側支持部材１９を互いに引き寄せるように連結する手段は、引っ張りコイルばね２５に限られず、ゴム或いは円錐コイルバネ等であってもよい。

以上の構成により、振動型アクチュエータ１７では、振動体２を駆動すると、固定された被駆動体１０に対して振動体２、保持部材９、上側支持部材１８、下側支持部材１９及び引っ張りコイルバネ２５が一体となってガイドバー２２の軸方向に移動する。なお、振動型アクチュエータ１７は、被駆動体１０が固定された構成となっているが、上側支持部材１８と下側支持部材１９が固定され、被駆動体１０が移動する構造とすることも可能である。

続いて、上側支持部材１８の構成と、振動体２の突起部５の先端５ａを被駆動体１０に接触させる構成について、図８を参照して説明する。図８は、上側支持部材１８の分解斜視図である。振動体２は、第１実施形態と同様にして、保持部材９に固定されている。保持部材９に設けられている穴部９ａには上側支持部材１８に設けられた凸部１８ｃが挿入されており、保持部材９は凸部１８ｃの軸方向に摺動自在となっている。振動減衰部材２６は、上側支持部材１８に設けられた凸部１８ｆが振動減衰部材２６に設けられた穴部２６ａに挿入されることにより、保持部材９の短手方向から保持部材９を挟み込むようにして、上側支持部材１８に取り付けられている。振動減衰部材２６の材質には、第１実施形態で説明した振動減衰部材７の材質と同じものを用いることができる。

第１実施形態と同様に、緩衝部材１１と加圧ブロック１３が振動体２と接触するように配置されている。加圧ブロック１３において緩衝部材１１が取り付けられている面の反対側の面には突起部１３ａが設けられている。加圧ブロック１３は、突起部１３ａが上側支持部材１８に設けられた穴部１８ｅに嵌合することで、上側支持部材１８に対して位置決めされている。振動体２の突起部５の先端５ａを被駆動体１０に対して加圧する加圧力は、引っ張りコイルバネ２５によって与えられる。具体的には、加圧ブロック１３において緩衝部材１１が張り付けられている面の反対側の面が上側支持部材１８に設けられた突起部１８ｄと接触することで、保持部材９と上側支持部材１８との間に隙間が形成され、加圧ブロック１３は振動体加圧方向へ加圧される。これにより、突起部５の先端５ａを被駆動体１０に加圧するための加圧力は振動体２に対してのみ与えられる。

下側支持部材１９に対しても、上側支持部材１８と同様に、振動体２、保持部材９、緩衝部材１１、加圧ブロック１３が設置されている。よって、引っ張りコイルバネ２５が上側支持部材１８と下側支持部材１９を引き寄せる力が加圧ブロック１３を介して振動体２を被駆動体１０に対して振動体加圧方向に加圧する力に変換されて、振動体２と被駆動体１０とが所定の加圧力で接触する。

次に、振動型アクチュエータ１７における振動減衰部材２６の効果について説明する。振動型アクチュエータ１７では、被駆動体１０の厚み方向において被駆動体１０を２つの振動体２で挟み込み、被駆動体１０の長手方向に振動体２が移動する構造となっている。また、被駆動体１０の短手方向側には、上側支持部材１８と下側支持部材１９とが連結される部位があり、また、引っ張りコイルバネ２５が配置されている。そのため、被駆動体１０の厚み方向の面に振動抑制部材を押圧するように配置することは困難であり、また、被駆動体１０の短手方向の面に振動抑制部材を押圧するように配置することも困難である。つまり、異音の抑制を目的として、被駆動体１０に対して振動抑制部材を配置することができない。そこで、振動型アクチュエータ１７では、振動減衰部材２６を保持部材９の周囲に配置している。

図９（ａ）は、上側支持部材１８を振動体２の突起部５側から見た平面図である。２つの振動減衰部材２６が保持部材９の短手方向で保持部材９を挟み込むように配置されている。また、振動減衰部材２６の両端は穴部２６ｂを有する円筒状に形成されており、各円筒状部は上側支持部材１８に設けられた凸部１８ｇと保持部材９に挟まれている。図９（ａ）では、振動減衰部材２６の円柱状部が変形していない状態で示されているが、減衰力作用方向で保持部材９に対して確実に加圧力を与えるために、振動減衰部材２６は円柱状部が潰れる程度に変形させて実装されていることが望ましい。

保持部材９が振動減衰部材２６から反力による付勢力を受けて減衰力作用方向に加圧された状態となることにより、振動体２から保持部材９に伝わる振動は振動減衰部材２６によって減衰され、その結果、異音の発生を抑制することができる。また、第１実施形態と同様に、振動減衰部材２６が保持部材９に与える減衰力作用方向の与圧力の合力はほぼゼロとなっている。そのため、振動減衰部材２６の与圧力は、振動体加圧方向での保持部材９の移動に対して負荷とならない。振動減衰部材２６と保持部材９の接触部及びその近傍にフッ素コーティング等を施すことにより、振動減衰部材２６と保持部材９との接触部の摩擦係数を小さくすることも望ましい。

図９（ｂ）は、下側支持部材１９を振動体２の突起部５側から見た平面図である。下側支持部材１９の構成は、上側支持部材１８の構成に準ずる。つまり、２つの振動減衰部材２６が、保持部材９の短手方向で保持部材９を挟み込むように配置されている。また、振動減衰部材２６の両端は穴部２６ｂを有する円筒状に形成されており、各円筒状部は下側支持部材１９に設けられた凸部１９ｇと保持部材９に挟まれている。よって、下側支持部材１９でも、振動体２から保持部材９に伝わる振動が振動減衰部材２６によって減衰されることにより、異音の発生が抑制される。このように、本実施形態では、被駆動体１０の周囲に振動減衰部材を配置することができない振動型アクチュエータ１７において、異音発生の原因となる振動を保持部材９の周囲で減衰させることにより、異音の発生を抑制している。

なお、振動型アクチュエータ１７では、２つの振動減衰部材２６が保持部材９の短手方向で保持部材９を挟む構成としているが、２つの振動減衰部材２６が保持部材９の長手方向で保持部材９を挟む構成であってもよい。また、振動減衰部材２６に代えて、第１実施形態で説明した振動減衰部材のうちのいずれかを用いてもよい。

ところで、本実施形態では、被駆動体１０に振動体２を接触させるための加圧機構として引っ張りコイルバネ２５を用いた構成について説明したが、ここで、これに代わる加圧機構について説明する。図１０は、被駆動体１０に振動体２を接触させるために振動型アクチュエータ１７に適用可能な別の加圧機構を説明する断面図である。上側支持部材２７と下側支持部材２８はそれぞれ、上側支持部材１８と下側支持部材１９に代わる部材である。上側支持部材２７と下側支持部材２８にはそれぞれ、加圧部材１２である円錐コイルバネを受けるための凹部が設けられている。この点を除いて、概略、上側支持部材２７は上側支持部材１８と同等の形状を有しており、下側支持部材２８は下側支持部材１９と同等の形状を有している。上側支持部材２７と下側支持部材２８とは、不図示の接続ピンを中心として開閉可能となっており、柱状部材２９によって所定の角度で開いた状態で固定されている。被駆動体１０を２個の振動体２で挟み込んだときに、上側支持部材２７と加圧ブロック１３の間に配置された加圧部材１２と、下側支持部材２８と加圧ブロック１３の間に配置された加圧部材１２とにより、振動体２は所定の加圧力で被駆動体１０と接触する。

＜第３実施形態＞
図１１は、振動型アクチュエータ１７を備える撮像装置５０の概略構成を示す上面図である。撮像装置５０は、撮像素子（不図示）を有する撮像装置本体５１と、撮像装置本体５１に対して着脱自在なレンズ鏡筒５２を有する。レンズ鏡筒５２は、複数のレンズ群５３と、フォーカス調整用レンズ５４と、振動型アクチュエータ１７を含む。フォーカス調整用レンズ５４を保持する不図示のレンズ保持枠は、振動型アクチュエータ１７における移動体である上側支持部材１８又は下側支持部材１９に連結されている。振動型アクチュエータ１７を駆動することにより、フォーカス調整用レンズ５４を光軸方向に駆動して、被写体にピントを合わせることができる。

なお、振動型アクチュエータ１７は、レンズ鏡筒５２にズーム用レンズが配置されている場合に、ズーム用レンズを光軸方向に移動させる駆動源として用いることもできる。更に、レンズ鏡筒５２に像ブレ補正レンズが配置されている場合に、振動型アクチュエータ１７は、像ブレ補正レンズを光軸と直交する平面内で駆動する駆動源として用いることができる。

＜第４実施形態＞
図１２は、振動型アクチュエータ１７を備えるマニピュレータ７０の概略構成を示す図である。マニピュレータ７０は、支持部７１、支持部７１に配置された振動型アクチュエータ１７、支持部７１に対して矢印Ｓ方向にスライド可能に配置されたハンド部７２を備える。ハンド部７２は、振動型アクチュエータ１７における移動体である上側支持部材１８又は下側支持部材１９に連結されている。振動型アクチュエータ１７は、ハンド部７２を矢印Ｓ方向に駆動する（矢印Ｓ方向で伸縮させる）ための駆動源として用いられる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、振動型アクチュエータ１７を備える機器として撮像装置５０とマニピュレータ７０について説明したが、振動体ユニット１及び振動型アクチュエータ１７の具体的な適用例はこれらに制限されるものではない。振動体ユニット１及び振動型アクチュエータ１７は、位置決めが必要とされる部品の駆動源として、光学機器、電子機器、工作機械、医療用機器等に広く適用が可能である。

１ 振動体ユニット
２ 振動体
３ 弾性体
４ 圧電素子
７，１５，１６ 振動減衰部材
８ 支持部材
９ 保持部材
１０ 被駆動体
１２ 加圧部材
１４ 加圧ユニット
１７ 振動型アクチュエータ
５０ 撮像装置
７０ マニピュレータ

Claims (11)

1. 弾性体と電気−機械エネルギ変換素子とが接着されてなる振動体と被駆動体とが接触し、前記振動体に振動が励起されることにより前記振動体と前記被駆動体とが相対移動する振動型アクチュエータであって、
   前記振動体を保持する保持部材と、
   前記弾性体が前記被駆動体と接触するように前記電気−機械エネルギ変換素子の側から前記振動体を前記被駆動体に対して加圧する加圧手段と、
   前記保持部材を前記加圧手段による加圧方向に移動可能に支持する支持部材と、
   複数箇所で前記保持部材と接触し、各接触部で前記加圧方向と直交する方向において前記保持部材に作用する押圧力が相殺されるように、前記支持部材と前記保持部材との間に配置された振動減衰部材と、を備えることを特徴とする振動型アクチュエータ。
2. 前記振動減衰部材が前記保持部材に与える押圧力の合力がゼロとみなせ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. 前記振動減衰部材は、前記相対移動の方向と直交し、且つ、前記加圧方向と直交する方向から前記保持部材を挟むように前記保持部材と接触し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. 前記振動減衰部材は、前記相対移動の方向と平行で、且つ、前記加圧方向と直交する方向から前記保持部材を挟むように前記保持部材と接触していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記振動減衰部材における前記保持部材との接触面には、該接触面での摩擦係数を下げる処理が施さ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項に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記振動減衰部材における前記保持部材との接触部に、前記振動減衰部材と前記保持部材との接触面と直交する方向に貫通する穴部が形成さ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項に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記振動減衰部材が前記保持部材を押圧する方向において前記振動減衰部材の前記保持部材との接触部における前記保持部材との接触面の反対側の面と前記支持部材との間に隙間が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項に記載の振動型アクチュエータ。
8. 前記振動減衰部材は、ゴム、弾性を持つ樹脂、高分子ゲルのいずれかからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
9. 前記振動体を２つ備え、前記２つの振動体が前記被駆動体を挟み込むように配置さ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項に振動型アクチュエータ。
10. 前記振動体は、前記弾性体に設けられた１つ以上の突起部の先端で前記被駆動体と接触していることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に振動型アクチュエータ。
11. 請求項１乃至１０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位置決めされる部材と、を備えることを特徴とする電子機器。
    

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