JP2019170079A - 振動型アクチュエータ及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒンジ構造の振動型アクチュエータにおいて振動体を支持する支持部材間のガタつきを抑制する。【解決手段】被駆動体１０を挟む複数の振動体２を有する駆動ユニット６を有する振動型アクチュエータ１００において、駆動ユニット６は、軸嵌合部を有し、軸嵌合部の軸まわりに回転可能で、それぞれが複数の振動体２のうち少なくとも１つの振動体を支持する上基台７と下基台８と、上基台７と下基台８を連結して、上基台７に支持された振動体２と下基台８に支持された振動体２とを被駆動体１０に対して加圧する加圧バネ２５と、上基台７と下基台とを被駆動体１０と駆動ユニット６とが相対移動する方向に片寄せする圧縮コイルバネ１４を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、振動型アクチュエータと、振動型アクチュエータを備える装置に関する。

無音動作、低速から高速までの駆動の可能性、高トルク等の特徴を有する振動型アクチュエータは、例えば、カメラのレンズ駆動源として用いられている。圧電素子に励起した振動を利用する振動型アクチュエータは、圧電素子を備える振動体と被駆動体との間に摩擦力が生じるため、圧電素子へ無通電の状態であっても被駆動体を停止させた位置で保持する力（保持力）が大きいという特徴を有している。よって、複数の振動型アクチュエータを用いることで大きな駆動力と保持力を得ることができる。

このような振動型アクチュエータの特徴を活かした駆動装置が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された駆動装置は、棒状の被駆動体と、被駆動体を上下方向で挟むように配置された２個の振動体と、振動体と共に移動する２個の振動体ユニットと、振動体を被駆動体に加圧する弾性部材を備える。２個の振動体ユニットにはそれぞれ２個ずつのガイド穴が形成され、振動体ユニットの間に位置する伝達部材の伝達ピンと嵌合されてガイド機構を形成している。このガイド機構により、２個の振動体ユニットは上下方向にのみ移動可能になり、弾性部材の付勢力により振動体は被駆動体に対して加圧接触する。この状態で振動体に振動が励起されると、被駆動体に対して振動体ユニットが直進移動を行う。このとき、弾性部材を、加圧方向だけでなく振動体ユニットの移動方向においても振動体ユニットを被駆動体に押圧させる姿勢（以下「傾斜姿勢」という）で配置することにより、ガイド機構に内在する隙間に起因するガタつきを抑制している。

特開２０１３-１９８２６４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された駆動装置では、２箇所のガイド機構を通る直線の延長線上近傍に弾性部材を配置しなければ、ガイド機構のスムーズな動きを保障することができない。しかし、このような位置に弾性部材を配置した場合、振動体の位置から離れた位置で付勢力を働かせることになり、被駆動体に対する振動体の加圧状態が安定せず、よって、駆動特性が安定しないという問題が生じる。また、弾性部材を傾斜姿勢で配置すると、２個の振動体ユニットの移動方向でのサイズが大きくなるため、ガイド機構に内在する隙間をなくす効果に限界がある。これらの問題を解決する手段として、２個の振動体ユニットをヒンジ構造によって連結し、ヒンジ部の反対側に弾性部材を張架するユニット構造を採用することが考えられる。

図１１は、ヒンジ構造を有する振動型アクチュエータの断面図である。なお、図１１に示す振動型アクチュエータは、後述する本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータに対する比較例となる。振動型アクチュエータは、振動体が搭載された駆動ユニット２０１とガイド軸２０６を有し、駆動ユニット２０１は筐体（不図示）に両端を固定されたガイド軸２０６によって移動可能に案内されている。図１１には、駆動ユニット２０１を駆動ユニット２０１の移動方向（Ｘ方向）と直交する平面（ＹＺ面）で切った断面が表されている。

駆動ユニット２０１は、上基台２０２、下基台２０３、２個の振動体ユニット２０５ａ，２０５ｂ、引っ張りバネ２０７を有する。下基台２０３には、ガイド軸２０６が嵌挿される丸穴が形成されている。上基台２０２には、上基台２０２を回転可能に支持するための回転軸２０２ａが設けられ、下基台２０３には回転軸２０２ａが嵌挿される丸穴（不図示）が形成されており、上基台２０２は下基台２０３に対して回転軸２０２ａを中心に回転可能に支持されている。上基台２０２には振動体ユニット２０５ａが上下方向（ｚ方向）にのみ移動可能に支持され、下基台２０３には振動体ユニット２０５ｂが上下方向にのみ移動可能に支持されている。上基台２０２と下基台２０３の先端のフック形状に引っ張りバネ２０７を架けることにより、所定の押圧力で振動体ユニット２０５ａ，２０５ｂを被駆動体２０４に付勢することができる。制御手段（不図示）の移動命令（駆動信号）に従って、駆動ユニット２０１はｘ方向に所定距離を移動する。このような構成によれば、摺動抵抗の小さいヒンジ構造を用いるため、被駆動体２０４に対して振動体を一定の加圧力で接触させて、安定した接触状態を維持することができる。

ここで、振動体ユニット２０５ａ，２０５ｂが被駆動体２０４と接触する点と回転軸２０２ａのＹ方向距離を“ａ”とする。また、引っ張りバネ２０７の張架位置と回転軸２０２ａのＹ方向距離を“ｂ”とする。振動体ユニット２０５ａ，２０５ｂの加圧力を“Ｆｐ”とし、引っ張りバネ２０７の張力を“Ｔ”とすると、Ｆｐ＝Ｔ×ｂ／ａ、の関係が成り立ち、ｂ＞ａであるから張力Ｔは加圧力Ｆｐよりも小さな力で済む。つまり、ヒンジ構造を採用することで、加圧力よりも小さな張力の引っ張りバネを使用することができる。

しかしながら、回転軸２０２ａを中心にしてスムーズに回転させるためには、上基台２０２と下基台２０３の間に移動方向（ｘ方向）で隙間が必要になるため、この隙間によるガタつきを抑制する手段が必要になる。例えば、上記特許文献１に開示されている技術に倣って引っ張りバネ２０７を移動方向に傾けて張架しても、このガタつきを抑制することはできない。これは、引っ張りバネ２０７が回転軸２０２ａから離れた位置にあるため、移動方向の付勢力が加えられても、回転軸２０２ａの中央付近を中心としたＺ軸まわりのモーメントが大きく働くために、この隙間を詰める効果は期待できないからである。

本発明は、複数の振動体を用いたヒンジ構造の振動型アクチュエータにおいて、振動体を支持する支持部材間のガタつき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、被駆動体と、前記被駆動体を挟む複数の振動体を有する駆動ユニットと、を有する振動型アクチュエータであって、前記駆動ユニットは、軸嵌合部を有し、前記軸嵌合部の軸まわりに回転可能で、それぞれが前記複数の振動体のうち少なくとも１つの振動体を支持する第１の支持部材および第２の支持部材と、前記軸嵌合部から離れた位置で前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とを連結して、前記第１の支持部材に支持された振動体と前記第２の支持部材に支持された振動体とを前記被駆動体に対して加圧する第１の付勢手段と、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とを前記軸嵌合部において前記相対移動の方向に片寄せする第２の付勢手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、振動体を支持した基台間のガタつきを抑制することができ、これにより、高精度の位置決めが可能となり、また、応答性能を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータの外観斜視図である。 振動型アクチュエータの分解斜視図である。 第１実施形態に係る駆動ユニットの外観斜視図である。 駆動ユニットの部分的な分解斜視図である。 振動体に励起される振動を説明する模式図である。 駆動ユニットの分解斜視図及び上面図である。 第２実施形態に係る駆動ユニットの外観斜視図である。 第３実施形態に係る駆動ユニットの外観斜視図である。 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。 比較例に係る振動型アクチュエータの構造を示す断面図である。

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、本発明の実施形態に係るリニア駆動型の振動型アクチュエータ１００の外観斜視図である。図２は、振動型アクチュエータ１００の分解斜視図である。振動型アクチュエータ１００は、第１実施形態に係る駆動ユニット６、被駆動体１０、上プレート２０、下プレート２１、ガイド軸２２及び固定部材２３，２４を有する。駆動ユニット６は、２つの振動体ユニット１、上基台７、下基台８、２本の加圧バネ２５を有する。

被駆動体１０の両端とガイド軸２２の両端は、固定部材２３，２４に固定されている。固定部材２３，２４は上プレート２０と下プレート２１に挟まれてこれらと連結されており、これらの部材によって振動型アクチュエータ１００の筐体部が構成されている。駆動ユニット６は、ガイド軸２２に沿って移動可能に支持されており、被駆動体１０は、上基台７と下基台８に支持された２つの振動体ユニット１に挟まれている。

説明の便宜上、図１に示すようにＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を規定する。Ｘ方向は、振動型アクチュエータ１００の長さ方向であり、また、駆動ユニット６の移動方向である。Ｚ方向は、振動型アクチュエータ１００の厚み方向であり、２つの振動体ユニット１で被駆動体１０を挟み込む方向である。Ｙ方向は、Ｚ方向は振動型アクチュエータ１００の幅方向である。

図３は、駆動ユニット６の外観斜視図である。下基台８にはガイド軸２２が摺動自在に挿入される嵌合穴８ｃが２か所（１箇所は振動体ユニット１に隠れて不図示）に設けられている。これにより、下基台８はガイド軸２２に案内されてガイド軸２２の軸方向（長さ方向）に移動可能であり、また、ガイド軸２２を中心として回転可能である。

上基台７のＹ方向の一方の端部側には軸部７ａ，７ｂが形成され、下基台８のＹ方向の一方の端部側には軸受け部８ａ，８ｂが形成されている。上基台７に設けられた軸部７ａ，７ｂは下基台８に設けられた軸受け部８ａ，８ｂに嵌合しており、これにより軸嵌合部が形成されて、上基台７が下基台８に対して軸部７ａ，７ｂを中心として回動可能な位置関係が保たれたヒンジ構造が構成されている。軸部７ａ，７ｂは、円柱の側面の２箇所を互いに平行になるようにカットされた形状を有している。軸部７ａ，７ｂのカット面をＸＹ平面と平行になるようにしてＹ方向から軸受け部８ａ，８ｂへ挿入した後、カット面がＺ方向と平行になるように上基台７を９０°回転させて加圧バネ２５を張架する。こうして、簡単に軸部７ａ，７ｂを軸受け部８ａ，８ｂに嵌合させることができ、また、軸受け部８ａ，８ｂから軸部７ａ，７ｂが抜けるのを防止することができる。なお、ここでは上基台７に軸部７ａ，７ｂを設け、下基台８に軸受け部８ａ，８ｂを設けて軸嵌合部を形成したが、上基台７と下基台８とで軸部と軸受け部を逆に形成してもよい。なお、軸部７ｂと軸受け部８ｂは、上基台７に隠れて不図示となっている。

上基台７のＹ方向の他方の端部側にはバネフック７ｄ，７ｅが形成されており、下基台８のＹ方向の他方の端部側にはバネフック８ｄ，８ｅが形成されている。加圧バネ２５は、上基台７に設けられたバネフック７ｄ，７ｅと下基台８に設けられたバネフック８ｄ，８ｅに張架されて、上基台７と下基台８に引っ張り力を与えている。これにより、上基台７と下基台８を介して２つの振動体ユニット１が被駆動体１０へ加圧される。なお、ここでは、加圧バネ２５として、引っ張りコイルばねを用いているが、これに限られず、ゴム製部材等の弾性体を用いて上基台７と下基台８に引っ張り力を与えてもよい。振動型アクチュエータ１００では、２つの振動体ユニット１を駆動することにより、駆動ユニット６がガイド軸２２に案内されながら、被駆動体１０に対してＸ方向に相対移動する構造となっている。なお、振動体ユニット１の駆動方法については、図５を参照して後述する。

図４は、駆動ユニット６を構成する下基台８と振動体ユニット１の構造を説明する分解斜視図である。下基台８は、振動体ユニット１を支持する支持部材である。振動体ユニット１は、振動体２、緩衝部材１１、加圧ブロック１３及び振動体保持部９を有する。振動体２は、２つの突起部５が形成された振動板３と、振動板３に接着された電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子４とを有する。振動板３は鉄系の金属（例えば、ＳＵＳ４２０Ｊ２）からなり、突起部５はプレス加工等により振動板３に一体的に成形されている。なお、別部材として準備された突起部材を溶接、接着等の手段を用いて振動板３に取り付けることで、振動板３に突起部５を設けてもよい。

ここで、振動体２の駆動原理について説明する。図５（ａ）は、振動体２を簡略化して示す斜視図である。図５（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振動であり、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５（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５に不図示、図１及び図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。振動体ユニット１は、振動体２のＸ方向が振動型アクチュエータ１００のＸ方向と一致するように、振動型アクチュエータ１００に組み込まれている。

図３及び図４を参照した説明に戻る。振動体２は、振動体保持部９に接着、溶接等の手段により固定されている。振動体保持部９には２カ所に穴部９ａが設けられ、下基台８には２カ所に円柱状の凸部８ｆが設けられており、穴部９ａと凸部８ｆは摺動自在に嵌合している。なお、凸部８ｆは、下基台８と一体的に形成されていてもよいし、別部材として準備されたピンを圧入等により下基台８に固定することにより形成されていてもよい。

圧電素子４において振動板３と接着される面の反対側の面は、加圧力を分散させるための緩衝部材１１と接触している。緩衝部材１１が取り付けられた加圧ブロック１３は、下基台８に対してＺ方向にのみ移動可能に支持されている。緩衝部材１１としては、例えば、フェルトを用いることができる。緩衝部材１１は、接着等の手段により加圧ブロック１３に取り付けられている。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の面には２カ所に突起１３ａが設けられ、下基台８には２カ所に穴部８ｇが設けられている。突起１３ａが穴部８ｇに嵌合することにより、加圧ブロック１３は下基台８に対して位置決めされている。

振動体２の突起部５を被駆動体１０に対して加圧接触させる加圧力は、加圧バネ２５によって与えられる。つまり、加圧ブロック１３において緩衝部材１１が取り付けられた面の反対側の面は、下基台８に設けられた凸部８ｈと接触する。これにより、振動体保持部９と下基台８との間に隙間が形成された状態となることで、振動体２のみに加圧力を与えることができるようになっている。

なお、上基台７は、下基台８と同様に振動体ユニット１を支持する支持部材であり、上基台７に対する振動体２、振動体保持部９、緩衝部材１１及び加圧ブロック１３の設置の形態は上述した下基台８での各部材の設置の形態と同様であるため、説明を省略する。上記構成により、上基台７と下基台８に加圧バネ２５によって与えられた加圧力が、直接、振動体２に伝わる。すなわち、Ｚ方向において２つの振動体２のそれぞれと被駆動体１０との間に加圧力が作用する。

次に、駆動ユニット６の構成について、より詳細に説明する。図６（ａ）は、駆動ユニット６の分解斜視図である。図６（ｂ）は、駆動ユニット６の上面図（平面図）である。下基台８の下部には、駆動ユニット６を不図示の駆動部品（移動させたい物体、例えば、撮像装置におけるレンズ等）と連結するための連結部８ｉが設けられている。

上基台７の軸部７ａの内側（根元側）には、軸部７ａより若干太い円柱状のバネガイド部７ｃが形成されている。振動体２の被駆動体１０への加圧力を安定させるためには、上基台７と下基台８が軸部７ａ，７ｂを中心としてスムーズに回転する必要がある。そのためには、上基台７の軸部７ａの内側の端面７ｆ（バネガイド部７ｃの軸部７ａ側の端面）と下基台８の軸受け部８ａの内側の端面８ｊとの間に適当な隙間が必要となる。上基台７と下基台８の加工誤差を考慮すると、この隙間は少なくとも数十ミクロン以上は必要である。

しかし、このような隙間が存在すると、従来技術に関して前述した通り、位置決め精度や応答性能が低下してしまい、所望の性能が得られない。そこで、バネガイド部７ｃに圧縮コイルバネ１４を予め圧縮した状態で挿入している。これにより、圧縮コイルバネ１４の付勢力により、図６（ｂ）に示すように、上基台７と下基台８の間には常にバネガイド部７ｃの中心軸方向である矢印ｋ方向に力が働く。この矢印ｋ方向の力により、上基台７は下基台８に対して片寄せされ、上基台７と下基台８の間のＸ方向の隙間は、常に圧縮コイルバネ１４が配置された軸部７ａ側にのみ生じる。

この場合、圧縮コイルバネ１４の付勢力によって上基台７と下基台８の軸部７ｂの周囲に摩擦力（以下「基台間摩擦力」という）が発生する。しかし、軸部７ａ，７ｂ中心軸まわりのモーメントを考えると、基台間摩擦力によるモーメントよりも加圧バネ２５の付勢力によるモーメントの方が遙かに大きいため、基台間摩擦力は問題とならない。なお、圧縮コイルバネ１４を軸部７ａ，７ｂと同軸に配置することで、基台間摩擦力によるモーメントを最小限に抑えることができる。なお、圧縮コイルバネ１４は、上基台７を下基台８に片寄せする付勢部材の一例である。圧縮コイルバネ１４に代えて、軸方向に圧縮された円筒形状のゴム製部材をバネガイド部７ｃに挿入し、ゴム製部材の付勢力により上基台７を下基台８に片寄せする構成としてもよい。

次に、振動型アクチュエータ１００の応答性について説明する。仮に、圧縮コイルバネ１４を配置せずに駆動ユニット６が矢印ｋの反対方向へ移動させる場合、連結部８ｉが下基台８と一体に形成されているため、下基台８が保持する振動体２の推力Ｆは直ぐに駆動部品（不図示）を移動させるための駆動力として働く。一方、上基台７が保持する振動体２の推力Ｆは、先ず、下基台８に対するＸ方向の隙間分を移動するために用いられ、よって、駆動部品に連結された下基台８に直ぐには伝わらない。つまり、上基台７が下基台８に当接するまでの間は、駆動部品を移動させるための駆動力が実質的に１つの振動体２による推力Ｆだけになるので、駆動部品を必要な加速度で移動させることができないおそれがある。つまり、必要な応答性が得られず、場合によっては上基台７に保持されている振動体２の推力Ｆが下基台８に伝わるまでの間は、駆動部品が停止したままとなって、起動が遅れるおそれもある。

これに対して、圧縮コイルバネ１４が配置されることで、上基台７の振動体２の推力が圧縮コイルバネ１４を介して即座に下基台８に伝達されるため、応答性を改善することができる。圧縮コイルバネ１４の付勢力は、１個の振動体２の推力Ｆ以上とすることが望ましい。これは、推力Ｆ以上の付勢力があれば、振動体２の起動時に発生する圧縮コイルバネ１４の変形量は小さく、よって、応答性改善の効果が顕著になるからである。

＜第２実施形態＞
第１実施形態に係る駆動ユニット６では、圧縮コイルバネ１４により上基台７と下基台８の間に常に付勢力が働いている構成とした。これに対して、第２実施形態に係る駆動ユニットでは、以下に詳細に説明するように、板状のバネを用いて上基台を下基台に対して片寄せする付勢力が常に働いている構成としている。

図７は、第２実施形態に係る駆動ユニット３０の外観斜視図である。駆動ユニット３０では、上基台３７に軸部３７ａ，３７ｂが設けられ、下基台３８に軸受け部３８ａ，３８ｂが設けられて軸嵌合部が形成されており、上基台３７と下基台３８がヒンジ構造を形成している。加圧バネ２５の配設形態や振動体２の支持構造は、駆動ユニット３０と第１実施形態に係る駆動ユニット６とで共通するため、説明を省略する。

上基台３７の軸部３７ａの先端には、半球上の凸部３７ｃが形成されている。下基台３８には、付勢板バネ３１がねじ止めされている。付勢板バネ３１は、ねじ止めされた固定部からＬ字状の変形部３１ａが延在しており、変形部３１ａの端部が凸部３７ｃに接している。凸部３７ｃが−Ｘ方向に突出していることにより変形部３１ａの端部が外向き（−Ｘ向き）に変形する。これにより、付勢板バネ３１からのＸ方向の付勢力が常に上基台３７に働き、軸部３７ｂ側の上基台３７と下基台３８との間のＸ方向でのガタつきをなくすことができる。駆動ユニット３０では、組立工程の最後に付勢板バネ３１をねじ止めすればよいため、第１実施形態に係る駆動ユニット６よりも、組立が容易であり、生産性を高めることができる。なお、上基台３７と下基台３８とで軸部と軸受け部を逆に形成してもよい。その場合、付勢板バネ３１は上基台３７に固定する必要がある。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、引っ張りコイルバネを用いて上基台を下基台に対して片寄せする付勢力が常に働いている構成としている。図８は、第３実施形態に係る駆動ユニット４０の外観斜視図である。駆動ユニット４０では、上基台４７に軸部４７ａ，４７ｂが設けられ、下基台４８に軸受け部４８ａ，４８ｂが設けられて軸嵌合部が形成されており、上基台４７と下基台４８がヒンジ構造を形成している。加圧バネ２５の配設形態や振動体２の支持構造は、駆動ユニット４０と第１実施形態に係る駆動ユニット６とで共通するため、説明を省略する。

上基台４７にはバネフック４７ｃが形成されており、下基台４８にはバネフック４８ｃが形成されている。バネフック４７ｃ，４８ｃ間に引っ張りコイルバネ４１を張架することにより、上基台４７と下基台４８の間に常にＸ方向の付勢力が働き、軸部４７ａ側での上基台４７と下基台４８のＸ方向でのガタつきをなくすことができる。引っ張りコイルバネ４１の付勢力は、第１及び第２実施形態とは異なり、軸部４７ａ，４７ｂから離れた位置で働くが、軸部４７ａ，４７ｂからの距離が短ければ、第１及び第２実施形態と同様の効果が得られる。また、引っ張りコイルバネ４１の付勢力の方向が軸部４７ａ，４７ｂの中心軸と平行でなくても、付勢力の成分を駆動ユニット４０の移動方向成分と、移動方向と直交する方向の成分とに分解したときに、移動方向成分の方が大きければ（支配的であれば）よい。これにより、第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果が得られる。駆動ユニット４０では、組立工程の最後に引っ張りコイルバネ４１を張架すればよいので、第１実施形態に係る駆動ユニット６よりも、組立が容易であり、生産性を高めることができる。

＜第４実施形態＞
次に、振動型アクチュエータ１００を適用した各種の装置について説明する。図９は、振動型アクチュエータ１００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１００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１００における駆動ユニット６の下基台８の連結部８ｉに連結されている。振動型アクチュエータ１００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１００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１００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。

図１０は、振動型アクチュエータ１００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１００、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１００における駆動ユニット６の下基台８の連結部８ｉに連結されている。振動型アクチュエータ１００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、上記実施形態では、２個の振動体２を用いた振動型アクチュエータ１００について説明したが、振動体２の数は２個に限られるものではなく、３個以上であってもよい。例えば、上基台７が１個の振動体２を保持し、下基台８が２個の振動体２を保持した構造や、上基台７と下基台８のそれぞれが２個ずつの振動体２を保持した構造としてもよい。１の基台に複数の振動体２を配置する場合には、それらを駆動ユニットの移動方向に沿って並べてもよいし、移動方向と直交する方向に沿って並べてもよい。また、上記実施形態では、固定された被駆動体１０に駆動ユニット６が移動する構成について説明したが、逆に、駆動ユニット６が固定されて被駆動体１０をガイド部材に沿って移動させる構成とすることも可能である。更に、上記実施形態では、振動型アクチュエータ１００を撮像装置及びマニピュレータに適用した例について説明したが、振動型アクチュエータ１００の適用例はこれらに限られるものでない。振動型アクチュエータ１００は、自動ステージにおけるステージ移動機構の他、所定の駆動部品の移動と位置決めを高精度に行う必要のある各種の装置（電子機器、精密機器、工作機械等）に適用することができる。

１ 振動体ユニット
２ 振動体
６，３０，４０ 駆動ユニット
７ 上基台
７ａ，７ｂ 軸部
８ 下基台
８ａ，８ｂ 軸受け部
１０ 被駆動体
１４ 圧縮コイルバネ
２３，２４ 固定部材
５０ 撮像装置
７０ マニピュレータ
１００ 振動型アクチュエータ

Claims (10)

1. 被駆動体と、
   前記被駆動体を挟む複数の振動体を有する駆動ユニットと、を有する振動型アクチュエータであって、
   前記駆動ユニットは、
   軸嵌合部を有し、前記軸嵌合部の軸まわりに回転可能で、それぞれが前記複数の振動体のうち少なくとも１つの振動体を支持する第１の支持部材および第２の支持部材と、
   前記軸嵌合部から離れた位置で前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とを連結して、前記第１の支持部材に支持された振動体と前記第２の支持部材に支持された振動体とを前記被駆動体に対して加圧する第１の付勢手段と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とを前記軸嵌合部において前記相対移動の方向に片寄せする第２の付勢手段と、を備えることを特徴とする振動型アクチュエータ。
2. 前記第２の付勢手段の付勢力を、前記相対移動の方向の成分と前記相対移動の方向と直交する方向の成分とに分けたときに、前記相対移動の方向の成分が前記直交する方向の成分よりも大きい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. 前記第２の付勢手段の付勢力における前記相対移動の方向の成分の大きさが、前記第２の支持部材に支持された振動体の推力よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の振動型アクチュエータ。
4. 前記第２の付勢手段は、圧縮コイルバネまたはゴム製部材であ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. 前記圧縮コイルバネまたは前記ゴム製部材は、前記軸嵌合部と同軸に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記第２の付勢手段は板バネであり、
   前記軸嵌合部は、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材の一方に設けられた軸部と他方に設けられた軸受け部とによって形成され、
   前記板バネは、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材のうち前記軸受け部が設けられた支持部材に取り付けられると共に前記軸部の端部に当接して前記相対移動の方向に前記軸部を付勢す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。
7. 前記第２の付勢手段は引っ張りコイルバネであり、
   前記引っ張りコイルバネは、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材のそれぞれに設けられたバネフックに張架さ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項に記載の振動型アクチュエータ。
8. 前記被駆動体を固定する固定部材と、
   前記相対移動の方向と平行に配置されるガイド軸と、を備え、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材のいずれか一方が前記ガイド軸に摺動自在に嵌合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項に記載の振動型アクチュエータ。
9. 前記第１の支持部材と前記第２の支持部材のいずれか一方を固定する固定部材と、
   前記被駆動体を前記相対移動の方向に移動可能にガイドするガイド部材と、を備え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。
10. 請求項１乃至８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により駆動される駆動部品と、を備えることを特徴とする装置。
    

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