JP2024011699A - 振動型アクチュエータおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定した速度で駆動する振動型アクチュエータを提供する。【解決手段】 課題を解決する振動型アクチュエータは、電気－機械エネルギー変換素子と弾性体を有する振動子と、前記弾性体と接する接触体、を備え、前記振動子の振動により前記接触体と前記振動子とが第一の方向に相対的に移動する振動型アクチュエータである。弾性体は、第一の方向に沿った矩形状の板部と、第一の方向と交差する第二の方向に突出する突起部と、第一の方向に沿った方向に板部から延出する延出部を有している。また延出部と前記板部の少なくとも一方に当接して、第二の方向に沿って振動子を移動可能に支持する支持部材をさらに備えている。さらには弾性体の一部には、第二の方向に沿った支持部材との当接面と、当接面と隣合い、当接面に対して、支持部材から離れる方向に傾斜する傾斜部が設けられていることを特徴とする。【選択図】 図７

Description

本発明は、振動型アクチュエータおよび電子機器に関する。

電気－機械エネルギー変換素子を用いた振動型アクチュエータには種々の構成のものが知られている。例えば、２つの突起が設けられた弾性体（以下、振動板）に電気－機械エネルギー変換素子を接合させた振動子を被駆動体へ加圧接触させることで駆動させる振動型アクチュエータが知られている。

こ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に所定の交流電圧を印加することによって、２つの突起を結ぶ方向と突起の突出方向とを含む面内で２つの突起先端に楕円運動もしくは円運動を生じさせる。これにより、被駆動体が２つの突起から摩擦駆動力を受けることで、２つの突起を結ぶ方向に振動子と被駆動体とを相対的に移動させることができる。

特許文献１に記載の振動型アクチュエータは、支持部材に設けられた複数の突起部に振動板の矩形部および延出部の端面を接触・遊嵌させて振動子を保持する構成を有しており、モータ駆動方向に対する小型化と異音発生リスクの軽減を実現させている。

また、特許文献２記載の振動型アクチュエータは、振動板と電気－機械エネルギー変換素子の接合方法に着目して、プレス成型で発生するバリの方向を規定することで研磨工程の加工時間短縮および振動板の研磨後の形状精度の向上に関して工夫がなされている。

一方で、近年ではさまざまな用途へ振動型アクチュエータの適用が求められており、振動型アクチュエータ自身のさらなる駆動速度の安定性の向上が課題となっている。

特開２０２０－１９８６５８ 特開２０１５－４３６７０

本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、安定した速度で駆動する振動型アクチュエータを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明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と弾性体を有する振動子と、前記弾性体と接する接触体、を備え、前記振動子の振動により前記接触体と前記振動子とが第一の方向に相対的に移動する振動型アクチュエータであって、
前記弾性体は、前記第一の方向に沿った矩形状の板部と、前記第一の方向と交差する第二の方向に突出する突起部と、前記第一の方向に沿った方向に前記板部から延出する延出部を有しており、
前記延出部と前記板部の少なくとも一方に当接して、前記第二の方向に沿って前記振動子を移動可能に支持する支持部材をさらに備え、
前記弾性体の一部には、前記第二の方向に沿った前記支持部材との当接面と、前記当接面と隣合い、前記当接面に対して、前記支持部材から離れる方向に傾斜する傾斜部が設けられている。

本発明によれば、安定した速度で駆動する小型振動型アクチュエータが提供できる。

本発明の実施例１における振動型アクチュエータの組立斜視図 本発明の実施例１における振動型アクチュエータの分解斜視図 本発明の実施例１における振動モードを説明する図 本発明の実施例１における振動子及び支持部材の組立斜視図 本発明の実施例１における振動子及び支持部材の組立平面図 本発明の実施例１における振動子及び圧電素子接着位置決め部品の組立平面図 本発明の実施例１における弾性体の支持部材と接触する側面を表す断面図 本発明の実施例２における弾性体の支持部材と接触する側面を表す断面図 本発明の実施例３における振動型アクチュエータの分解斜視図 本発明の実施例３における振動型アクチュエータの断面図 本発明の実施形態に係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（ａ）、ブロック図（ｂ） 本発明の実施例５におけるプレス成型での剪断加工を示す上死点図（ａ）、下死点図（ｂ）、剪断部拡大図（ｃ） 本発明の実施例５における弾性体のトリミング過程を示す上面図（ａ）、延出部上面拡大図（ｂ） 本発明の実施例５における弾性体の端面形状を示す側面図 本発明の実施例５における弾性体と支持部材の当接部におけるバリの様子を示す拡大図（ａ）、潰れたバリの様子を示す拡大図（ｂ） 本発明の実施例５におけるプレス成型での面打ち加工を示す上死点図（ａ）、加工途中図（ｂ）、下死点図（ｃ） 本発明の実施例５における弾性体の傾斜面を示す拡大図 本発明の実施例５における弾性体と支持部材の当接面で２次剪断を示す拡大図（ａ）、傾斜面を示す拡大図（ｂ）

上記課題を解決するための本発明にかかる振動型アクチュエータは、電気－機械エネルギー変換素子と弾性体を有する振動子と、弾性体と接する接触体、を備え、振動子の振動により接触体と振動子とが第一の方向に相対的に移動する振動型アクチュエータである。

その弾性体は、第一の方向に沿った矩形状の板部と、第一の方向と交差する第二の方向に突出する突起部と、第一の方向に沿った方向に前記板部から延出する延出部を有している。

さらには延出部と板部の少なくとも一方に当接して、第二の方向に沿って振動子を移動可能に支持する支持部材をさらに備えている。そして、弾性体の一部には、第二の方向に沿った支持部材との当接面と、当接面と隣合い、当接面に対して、支持部材から離れる方向に傾斜する傾斜部が設けられている。

弾性体の端面には垂直面と、傾斜面と、が設けられていて、弾性体のバリがプレスの工程でつぶれたり、アクチュエータの駆動により弾性体のバリが突出したりして、支持部材に干渉する可能性およびその度合いを小さくすることができる。

また、電気－機械エネルギー変換素子を前記弾性体に接着する際の位置決めに使用する前記延出部の先端も、弾性体のバリがプレスの工程でつぶれても弾性体位置決め治具に干渉しないようにもすることも期待できる。

振動型アクチュエータとしては、複数の振動子により共通の接触体をリニア駆動するものや、複数の振動子を円周上に配置して共通の接触体を回転駆動するものでもよい。

駆動速度については、振動子の支持構成において、振動板の端部の形状を適正化し、支持部材と振動板の接触条件を変更することで、両者の干渉による摩擦抵抗を軽減させ、さらなる駆動速度の安定性も期待できる。以下、図面を用いて本発明にかかる実施形態を例示し、具体的に説明する。

本実施例は、リニア駆動するリニア型振動型アクチュエータに本発明を適用した例であり、その詳細を図１～図７を用いて説明する。まず図１は本発明の実施例１における振動型アクチュエータ１の組立斜視図であり、図２は分解斜視図である。ここで接触体であるスライダ９の移動方向をＸ、加圧方向をＺ、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向をＹと定義する。

この「接触体」とは、振動体と接触し、振動体に発生した振動によって、振動体に対して相対移動する部材のことをいう。接触体と振動体の接触は、接触体と振動体の間に他の部材が介在しない直接接触に限られない。接触体と振動体の接触は、振動体に発生した振動によって、接触体が振動体に対して相対移動するならば、接触体と振動体の間に他の部材が介在する間接接触であってもよい。「他の部材」は、接触体及び振動体とは独立した部材（例えば焼結体よりなる高摩擦材）に限られない。「他の部材」は、接触体又は振動体に、メッキや窒化処理などによって形成された表面処理部分であってもよい。

弾性体３と電気－機械エネルギー変換素子である圧電素子４が接着剤等で固定され、さらに弾性体３との反対面の圧電素子４にフレキシブルプリント基板５が固定されており、これらで振動子２を構成している。フレキシブルプリント基板５の固定方法はＺ方向のみへの通電を可能にする異方性導電ペーストや異方性導電フィルムで行われる。

弾性体は、実質的に矩形状の板部と、板部を構成する平面の面外に、すなわち移動方向と交差する方向に板部から突出する１つ以上の突起部と、板部から平面に沿った方向に、すなわち移動方向に沿って延出する１つ以上の延出部と、から構成されている。

移動方向が第一の方向であり、交差する方向が第二の方向である。

弾性体３は金属やセラミックスなど振動の減衰が小さい材料が好ましい。弾性体３の製造に関しては、プレス成型や切削などで突起部３ａを一体で設けてもよいし、突起部３ａを別に製造して、後から溶接や接着などで固定することも可能である。また突起部３ａは本実施例のように複数設けてもよいし、１つでもよい。

圧電素子４は例えばチタン酸ジルコン酸鉛を用いる。またチタン酸バリウムや、チタン酸ビスマスナトリウムなどの鉛を含有しない圧電材料を主成分としたものでもよい。鉛を含有しないとは、鉛の含有量が１０００ｐｐｍ以下であることを指す。圧電素子４の両面には不図示の電極パターンが形成されており、フレキシブルプリント基板５からの給電が行われる。振動子２を支持する支持部材として支持部材６、加圧バネ７、加圧バネ７の加圧力をうける基台８が設けられている。

具体的な構成として、図１中の振動子２の下方には振動子２を加圧及び支持する支持部材６が設けられている。支持部材は加圧バネ７によってＺ方向に加圧力が付与され、その反力を加圧受け部材である基台８で受けている。加圧バネ７は振動型アクチュエータ１をＺ方向に小型化するために円錐コイルばねを採用している。なお、コイル形状は簡略化して図示している。

振動子２の上方には接触体であるスライダ９が設けられ、弾性体３の突起部３ａと加圧接触している。スライダ９はスライダホルダ１０に固定され、一体となってＸ方向に振動子２に対して相対的に駆動される。なおスライダ９とスライダホルダ１０の間に振動減衰のためのゴムを設けてもよい。スライダ９は耐摩耗性の高い金属やセラミック、樹脂、またはその複合材で構成される。特にＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレスを窒化した材料が耐摩耗性や量産性の観点から好ましい。

スライダホルダ１０及びボールレール１２に設けられた上下３対のレールで３つのボール１１を挟み込み、ボールレール１２を基台８に固定することで、スライダ９とスライダホルダ１０がその他の部品に対してＸ方向に移動できるようにしている。スライダホルダ１０に所望の形状の出力伝達部を取り付けることによって、外部に出力を伝達する。本実施例では振動子２を固定し、スライダ９が移動する例を示しているが、逆にスライダ９を固定し、振動子２を移動させることも可能である。

次に、図３（ａ）、（ｂ）を用いて振動子２に励起される振動モードについて説明する。本実施例では圧電素子４にフレキシブルプリント基板５を通じて交流電圧を印加して、振動子２に２つの異なる面外曲げ振動を励振し、これらの振動を合成した振動を生じさせる。

第１の振動モードであるモードＡは、振動子２の長手方向であるＸ方向に平行に２つの節が現れる一次の面外曲げ振動モードである。モードＡの振動により、２か所の突起部３ａが加圧方向であるＺ方向に変位する。第２の振動モードであるモードＢは、振動子２の短手方向であるＹ方向におおよそ平行な３つの節が現れる二次の面外曲げ振動モードである。モードＢの振動によって、２か所の突起部３ａがＸ方向に変位する。

これらのモードＡ，モードＢの振動を合成することによって、２か所の突起部３ａがＺＸ面内で楕円運動あるいは円運動を行う。この突起部３ａにスライダ９を加圧接触させることによって、Ｘ方向に摩擦力が発生し、振動子２とスライダ９とを相対的に移動させる駆動力（推力）が発生する。本実施例では、振動子２が後述の手法で保持されているため、スライダ９がＸ方向に移動する。

振動型アクチュエータ１を効率よく駆動するためには、振動子２に励振させる２つの振動モードの振動（変位）を阻害することなく振動子２を支持することが必要となり、このためには、これら２つの振動モードの節近傍を支持することが望ましい。このような理由から、振動子２に励振される２つの振動モードの共通の節を選択的に加圧および保持するために、図２に示すように支持部材６に２つの凸部６ａを設けている。図３にその接触位置と各振動モードにおける節位置を示す。２つの振動モードの節が重なる場所は６個出現するが、長手中央部２点で加圧するとＹ軸回りのイコライズ機能を持たせ、振動子２とスライダ９との接触を実質的に均一化させることが可能になる。

図４に振動子と支持部材の拡大斜視図、図５に平面図を示す。支持部材６には４つの遊嵌部６２が設けられている。遊嵌部６２においては、柱状部６ｂが弾性体の４つの隅部を遊嵌して支持する。支持部位としての隅部は、弾性体の四隅の頂点を必ずしも含まなくても良い。

振動子２における矩形状の板部および延出部から構成されるＸＹ平面に投影してみた際の外周部に対して、支持部材６はＸ方向とＹ方向の少なくとも一方にガタを有した状態で弾性体を支持（遊嵌）している。この遊嵌部６２は振動子２の組立時の位置決めや、スライダ９に何らかの外力が働いた場合にストッパーとしての機能を果たす。

図５（ａ）は振動子が中央に配置され、支持部材６の４つの柱状部６ｂに対して延出部３２がすべてガタをもっている状態を示し、図５（ｂ）は外力によって片側に突き当たった状態（図中矢印）を示す。弾性体３がプレス加工により形成される場合、外形のエッジには抜き工程によるバリやダレがしばしば生じる。図７は、不図示の支持部材６と弾性体３の当接面および傾斜部の様子を、そのＸＺ断面形状を示して説明するものである。弾性体３は実質的に矩形状の板部３０と板部３０からＸ方向の正方向と負方向にそれぞれ２つずつ、合計４つの延出する延出部３２が設けられている。

本実施例では、図５（ｂ）のように抜き面（弾性体３におけるＸＹ平面部）と支持部材が接触する場合に、干渉による摩擦抵抗を減少、もしくは発生させないようにする必要がある。例えば弾性体３に備わったバリがつぶれてＸＹ平面部に沿って突出し、突出したバリが支持部材の柱状部６ｂに食い込むと、特に送り振動を阻害しモータ性能が悪化する。また、弾性体に圧電素子を接着する際に、図６のような接着治具１３により位置決めを行う場合、延出部３２の先端面３１ｂもバリが突出して治具に干渉することがないようにする必要がある。

図７（ａ）に示された弾性体３のＸＺ断面に注目すると、抜きバリ３ＤがＺ方向の下方に突出している様子を示している。本実施例では、不図示の支持部材の当接面である剪断面３Ａの図中の下側に、不図示の支持部材から離れるように剪断面３Ａに対して適度な傾斜を備えた破断面３Ｃが設けられている点に特徴がある。このような破断面３Ｃが設けられていることで、弾性体３が底面の研磨加工等を経ることでバリ３Ｄが変形して、図７（ｂ）に示すように、図中左に向けて弾性体３のバリ３Ｄ’が突出してしまった場合であっても剪断面３Ａを超えて突出する可能性が小さくなる。

別の工程を経ることでつぶれたバリ３Ｄ’が剪断面３Ａより左に突出しない、あるいは突出する割合がちいさければよい。そのため、剪断面Ａの下の破断面３Ｃが適度な傾斜を持っていることが必要である。この傾斜の調整は、金型のダイとパンチのクリアランス量で行う。クリアランス量が大きいと傾斜は大きくなるが、同時にダレ３Ｂも大きくなる。延出部３２はダレ３Ｂが大きくても問題ないが、圧電素子を接着する矩形部はダレが大きいと接着面を研磨してもダレが残ってしまい、接着強度に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、接着面の稜線のダレ３Ｂは小さくし、かつバリ３Ｄ’が剪断面３Ａより突出しないようにする。延出部３２の先端面３１ｂは、接着面ではないので、クリアランス量を大きくして断面の傾斜を大きくすればよい。なお、図５（ｂ）の矢印の部分は延出部３２だけクリアランスを大きくすると、抜き加工のバランスが悪くなるため、クリアランス量は接着面稜線のダレ３Ｂを考慮したものとする。

以上のように本発明によれば、従来よりも小型で部品点数が少ない、安定した駆動が可能な振動型アクチュエータを提供することができる。

なお、本発明のリニア型の振動型アクチュエータにおいて、接触面に楕円運動または円運動を生成する方法は上記方法に限られない。例えば、上記とは異なる曲げ振動モードの振動同士を組み合わせてもよいし、弾性体を長手方向に伸縮させる縦の振動モードの振動と曲げ振動モードの振動とを組み合わせてもよい。

接触面を被駆動体の移動方向に変位させる振動モードと、接触面を加圧方向に変位させる振動モードとの組み合わせにより、接触面に楕円運動と円運動を生成する方式であり、加圧及び保持のための共通の節を有していれば、どのような駆動方式を用いてもよい。

さらに、推力を向上させるためにスライダを２つの振動子で挟み込む形態でもよい。

本実施例について、図８を用いて説明する。図８に示す弾性体は前述した傾斜部は、支持部材から離れる方向に傾斜する、となり同士に設けられた、互いに異なる傾斜角度あるいは互いに異なる曲率の傾斜部位を備えているものである。

図８に示す弾性体の製造方法の一例としては、本発明の実施例１における振動型アクチュエータの弾性体３の抜き工程に、面打ち工程を追加するものである。面打ちしたことにより形成された側面の断面形状は、バリ３Ｄがつぶれ傾斜面３Ｅを形成するよう構成される。すなわち、第一の傾斜面３Ｃ、第二の傾斜面３Ｅが形成されている。面打ちにより、バリ３Ｄが剪断面側３Ｃに塑性流動するが、鋭利なバリがなくなるのでモータ性能への悪影響をさらに避けることができる。

さらには、同じく図８に示すようにダレ３Ｂから構成されるダレ部を設けて、当接面に対して、傾斜部が設けられている側とは反対側に、当接面に隣接するダレ部をさらに配置する構成を採用してももちろん良い。

その場合、ダレ部と傾斜部のうち、ダレ部に近い側の弾性体の板部の表面に、電気－機械エネルギー変換素子が配されている構成をとるとよい。

本実施例について、図９～１０を用いて説明する。まず図９は本発明の実施例３における振動型アクチュエータの分解斜視図であり、径方向をＸ，回転方向をθ、加圧方向をＺで定義する。また図１０は本発明の実施例３における振動型アクチュエータのＺＸ断面図である。

本実施例の特徴は、３つの振動子２０２（２０２－１、２０２－２、２０２－３）がリング基台２０６に保持されていることである。振動子２０２の構成及び駆動原理については実施例１ないし２と同様のため、説明を省略する。

リング基台２０６上には実施例１ないし２と同様の機能を果たす凸部及び遊嵌部が３セット、１２０度おきに設けられており、それぞれ振動子２０２を保持、遊嵌している。振動子２０２のフレキシブルプリント基板は、不図示の連結フレキシブルプリント基板によって連結され、同じ駆動電圧が圧電素子に与えられる。

振動子２０２の突起部に被駆動体であるロータ２１１を当接させ、接線方向に発生する駆動力によってロータ２１１が回転する。ロータ２１１上部には防振ゴム２１２が配置され、それぞれ、出力伝達部材２１６と一体的に回転可能な状態で保持されている。

一方、円環状のリング基台２０６は、不図示の部位で内筒２１７と組み合わされて、中心軸方向及び径方向での移動と中心軸回りの回転が規制されている。

リング基台２０６の下部には所定の剛性を有する加圧補助部材２０７が設けられ、支持部材であるウェーブワッシャー２０８による加圧力を均一化している。ウェーブワッシャー２０８の下部には加圧受け部材２０９が配置させている。

この加圧受け部材２０９は、その内径側で、内筒２１７に対してネジ又はバヨネット構造で係合している。振動型アクチュエータ２０１は、加圧受け部材２０９を回転させて中心軸方向に移動させることでウェーブワッシャー２０８が圧縮される。リング基台２０６から出力伝達部材２１６までが、外筒２１３及び内筒２１７と、加圧受け部材２０９とによって加圧挟持された構造となっている。外筒２１３及び内筒２１７と、出力伝達部材２１６との間にはボール２１４及びリテーナ２１５が設けられ、加圧を受けながら、出力伝達部２１６を回転可能に支持している。外筒２１３及び内筒２１７は蓋２１０をそれぞれビス止めすることによって連結されている。

本実施例でも、リング基台２０６上の凸部及び遊嵌部によりＸ軸周りのイコライズ機能を有し、振動子２０２の支持構成を簡素にしている。

本実施例では振動子２０２が３つの場合について説明したが、これに限られることはなく、リング基台６に配置可能で１つ以上ならば、何個でも構わない。

本発明は、前述した振動型アクチュエータと、この振動型アクチュエータにより駆動する部材とを備えた電子機器を提供することができる。

また振動型アクチュエータは、例えば、撮像装置（光学機器）のレンズ駆動用途等に用いることができる。具体的には振動型アクチュエータと、この振動型アクチュエータにより駆動する光学素子とを備えた光学機器として提供される。

そこで、一例として、レンズ鏡筒に配置された光学素子としてレンズの駆動に実施例３の回転型の振動型アクチュエータを用いた撮像装置について説明する。

図１１（ａ）は、撮像装置７００の概略構成を示す上面図である。撮像装置７００は、撮像素子７１０及び電源ボタン７２０を搭載したカメラ本体７３０を備える。また、撮像装置７００は、第１レンズ群（不図示）、第２レンズ群３２０、第３レンズ群（不図示）、第４レンズ群３４０、振動型駆動装置６２０，６４０を有するレンズ鏡筒７４０を備える。レンズ鏡筒７４０は、交換レンズとして取り換え可能であり、撮影対象に合わせて適したレンズ鏡筒７４０をカメラ本体７３０に取り付けることができる。撮像装置７００では、２つの振動型駆動装置６２０，６４０によってそれぞれ、第２レンズ群３２０，第４レンズ群３４０の駆動が行われる。

振動型駆動装置６２０の詳細な構成は不図示であるが、振動型駆動装置６２０は、振動型アクチュエータと、振動型アクチュエータの駆動回路を有する。ロータ２１１は、ラジアル方向が光軸と略直交するように、レンズ鏡筒７４０内に配置される。振動型駆動装置６２０では、ロータ２１１を光軸回りに回転させ、不図示のギア等を介して被駆動体の回転出力を光軸方向での直進運動に変換することによって、第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させる。振動型駆動装置６４０は、振動型駆動装置６２０と同様の構成を有することにより、第４レンズ群３４０を光軸方向に移動させる。

図１１（ｂ）は、撮像装置７００の概略構成を示すブロック図である。第１レンズ群３１０、第２レンズ群３２０、第３レンズ群３３０、第４レンズ群３４０及び光量調節ユニット３５０が、レンズ鏡筒７４０内部の光軸上の所定位置に配置される。第１レンズ群３１０～第４レンズ群３４０と光量調節ユニット３５０とを通過した光は、撮像素子７１０に結像する。撮像素子７１０は、光学像を電気信号に変換して出力し、その出力は、カメラ処理回路７５０へ送られる。

カメラ処理回路７５０は、撮像素子７１０からの出力信号に対して増幅やガンマ補正等を施す。カメラ処理回路７５０は、ＡＥゲート７５５を介してＣＰＵ７９０に接続されると共に、ＡＦゲート７６０とＡＦ信号処理回路７６５とを介してＣＰＵ７９０に接続されている。カメラ処理回路７５０において所定の処理が施された映像信号は、ＡＥゲート７５５と、ＡＦゲート７６０及びＡＦ信号処理回路７６５を通じてＣＰＵ７９０へ送られる。なお、ＡＦ信号処理回路７６５は、映像信号の高周波成分を抽出して、オートフォーカス（ＡＦ）のための評価値信号を生成し、生成した評価値をＣＰＵ７９０へ供給する。

ＣＰＵ７９０は、撮像装置７００の全体的な動作を制御する制御回路であり、取得した映像信号から、露出決定やピント合わせのための制御信号を生成する。ＣＰＵ７９０は、決定した露出と適切なフォーカス状態が得られるように、振動型駆動装置６２０，６４０及びメータ６３０の駆動を制御することによって、第２レンズ群３２０、第４レンズ群３４０及び光量調節ユニット３５０の光軸方向位置を調整する。ＣＰＵ７９０による制御下において、振動型駆動装置６２０は第２レンズ群３２０を光軸方向に移動させ、振動型駆動装置６４０は第４レンズ群３４０を光軸方向に移動させ、光量調節ユニット３５０はメータ６３０により駆動制御される。

振動型駆動装置６２０により駆動される第２レンズ群３２０の光軸方向位置は第１リニアエンコーダ７７０により検出され、検出結果がＣＰＵ７９０に通知されることで、振動型駆動装置６２０の駆動にフィードバックされる。同様に、振動型駆動装置６４０により駆動される第４レンズ群３４０の光軸方向位置は第２リニアエンコーダ７７５により検出され、検出結果がＣＰＵ７９０に通知されることで、振動型駆動装置６４０の駆動にフィードバックされる。光量調節ユニット３５０の光軸方向位置は、絞りエンコーダ７８０により検出され、検出結果がＣＰＵ７９０へ通知されることで、メータ６３０の駆動にフィードバックされる。

このように部材と、前記部材を駆動する前述したいずれかの振動型アクチュエータを備えた電子機器を構成することで、よりコンパクトな電子機器を提供できる。

本実施例では弾性体３をプレス成型で製造する場合の製造例に関して図を用いて説明をする。

振動型アクチュエータ１の構成は図１および図２と同様であり、実施例１で詳細に説明しているため本実施例での説明は省く。

また、弾性体３に設けられる突起部３ａについても実施例１にて説明しているため説明を省く。

本実施例では実施例１で前述しているように弾性体３の外形部をプレス成型の剪断加工で形成している。

図１２はプレス成型での剪断加工を表す概略図であり、図１３は板金から弾性体の矩形部および延出部をトリミングする過程を表した工程図である。

図１２（ａ）のようにプレス金型内にセットされた被加工材１０１は、図１２（ｂ）のように下降してくるパンチ１０３によりスクラップ１０２が切り落とされる。このときの剪断箇所の拡大図を図１２（ｃ）で表す。被加工材１０１はダレ３Ｂ、剪断面３Ａ、破断面３Ｃ、バリ３Ｄを形成し、それぞれの量はパンチ１０３とダイ１０４のクリアランス（隙間）１０５の量で決定される。一般的にクリアランス１０５が広くなればダレ３Ｂの幅、剪断面３Ａの面積、破断面３Ｃの傾斜角度、バリ３Ｄの高さがそれぞれ大きくなり、クリアランス１０５が狭くなると逆の傾向となる。

このような一般的なせん断加工で弾性体３の外形部を形成する場合、１回のせん断加工ですべてを一度に形成するか、複数回に分けて段階的に形成するかの手法がある。本実施例の弾性体３は振動型アクチュエータを小型にする目的で図１３（ｂ）に示すように延出部３２の先端面３１ｂに角部３３が設けられている。このような角部が設けられている場合は、金型部品のダメージを低減するために複数回に分けて形成することが一般的であるため、本実施例でも図１３（ａ）に示す（ａ１）から（ａ４）のように複数回に分けて形成している。

また複数回に分けて形成することで図１４に示すように、クリアランス１０５を弾性体３の矩形部形成では小さく（矩形部側面３１ａ）、弾性体の延出部先端面形成では大きく（延出部先端面３１ｂ）、することができる。場所によって設定値を変更し、用途に合わせた形状とすることも可能である。

ただし、複数回に分けることで、金型内の他の工程で弾性体３を強く押さえてバリ３Ｄを潰す現象（３Ｄ‘）がある。これは１つの金型に複数工程を設けている順送金型でも、１つの工程しか設けていない単発金型でも等しく起こる。

図１５はバリが潰れた様子を示す。バリ３Ｄ‘のように弾性体３を遊嵌している支持部材６の柱状部６ｂの方向へバリ先端が広がることでバリ３Ｄ’と柱状部６ｂの間で鋭利的な干渉が発生し、弾性体３の振動を阻害する恐れがある。弾性体３と柱状部６ｂが当接しているのは剪断面３Ａのため、例えば剪断加工時に破断面３Ｃが大きく確保されるクリアランス１０５の量に設定すれば、潰れたバリの先端が剪断面３Ａより突出することなく振動が阻害されることはない。

しかし一方で、弾性体３と圧電素子４の接合面をより広い面積とすることで、効率的にエネルギーを伝達することが出来る。そのため、弾性体３側の接合面は研磨工程などで精度良く平面を仕上げる必要がある。また、一般的に研磨工程で平面を仕上げる際に研磨加工面にバリ３Ｄ（３Ｄ‘）があると、精度良く仕上げることが困難であるため、ダレ面側を研磨仕上げすることが好ましい。クリアランス１０５の量を大きく設定すると、ダレ３Ｂの量が大きくなってしまい、研磨残りが発生しやすくなる。そのため接合面に係る矩形部に対しては、バリ３Ｄ‘を剪断面３Ａより突出させないための手法として、クリアランス１０５の量を大きくすることは好ましくない。

一方で延出部３２の先端面３１ｂは圧電素子４との接合面ではないため、このような対策を施し、他の工程、例えば弾性体３と圧電素子４を接合する際の位置決めに使用するなどの用途を持たせることも可能である。

本実施例では弾性体３と柱状部６ｂの当接面に係る弾性体３のバリ部に対して、プレス成型の面打ち加工により傾斜面を形成することで弾性体３と柱状部６ｂの鋭利的な干渉を回避している。

図１６は面打ち加工を説明する概略図である。バリ３Ｄ（３Ｄ‘）に対して傾斜面を形成する例を説明する。図１６（ａ）はプレス成型における上死点状態、図１６（ｂ）は加工途中状態、図１６（ｃ）は下死点状態を示す。

バリ３Ｄ（３Ｄ‘）を有した弾性体３は下降するダイ１０６によって押し下げられ、コイルスプリング等により上下摺動する材料押さえ１０７と接触する。図１６（ｂ）のように材料押さえ１０７とダイ１０６に狭圧された弾性体３は、引き続き下降するダイ１０６に追随してさらに下降する。そして、図１６（ｃ）に示すようにパンチ１０８に設けられたテーパ１０９にバリ３Ｄ（３Ｄ’）を押し当てて、テーパ１０９の傾斜を転写させることで傾斜面３Ｅが形成される。

図１７は傾斜面３Ｅが形成された弾性体３と柱状部６ｂが当接している様子を示す拡大図である。

傾斜面３Ｅは剪断面３Ａと連続する破断面３Ｃの途中位置から支持部材６と離れる方向、かつスライダ９に向かう方向で傾斜する。傾斜面３Ｅの形成に伴い、バリ３Ｄ（３Ｄ‘）が剪断面３Ａ側に塑性流動するため、破断面３Ｃと柱状部６ｂとの間に生まれる空間内に収まる範囲で面打ち量を設定する必要がある。本実施例では、板厚０．３ｍｍの弾性体に対して、傾斜角度１１０を４５度、傾斜深さ１１１を０．０５ｍｍ以下とした。

また、例えば、図１２（ｃ）におけるクリアランス１０５が適正値より狭いために、１つの剪断加工面中に独立した２つの剪断面が発生することがある。これを２次剪断という。

図１８（ａ）は弾性体３の抜き加工面が２次剪断となっている様子を示す図である。２次せん断３Ｆは剪断面３Ａと同一面上にあり、２次せん断面３Ｆ上にあるバリ３Ｄ“は、バリ３Ｄよりさらに支持部材６の方向に存在している。バリ３Ｄ”に対しては、例えば図１８（ｂ）のように傾斜角度１１２を４５度以下にすることで、柱状部６ｂとは反対の方向へ積極的に塑性流動させることが出来る。

カメラ等の光学機器、あるいは様々な電子機器に好適に適用できる。

１ 振動型アクチュエータ
２、２０２ 振動子
３ 弾性体
３ａ 突起部
３Ａ 剪断面
３Ｂ ダレ
３Ｃ 破断面（第一の傾斜面）
３Ｄ、３Ｄ’、３Ｄ” バリ
３Ｅ 第二の傾斜面
３Ｆ ２次剪断
３１ａ 矩形部側面
３１ｂ 延出部先端側面
３２ 延出部
３３ 延出部先端角部
４ 圧電素子
５ 基盤
６ 支持部材
６ａ 凸部
６ｂ 柱状部
６２ 遊嵌部
７ 加圧バネ
８ 基台
９ スライダ
１０ スライダホルダ
１１ ボール
１２ ボールレール
１３ 接着治具
１０１ 被加工材
１０２ スクラップ
１０３、１０８ パンチ
１０４、１０６ ダイ
１０５ クリアランス
１０７ 材料押さえ
１０９ テーパ
１１０、１１２ 傾斜角度
１１１ 傾斜深さ
２０６ リング基台
２０８ ウェーブワッシャ
２０９ 加圧受け部材
２１１ ロータ
６２０、６４０ 振動型駆動装置

Claims (9)

1. 電気－機械エネルギー変換素子と弾性体を有する振動子と、前記弾性体と接する接触体、を備え、前記振動子の振動により前記接触体と前記振動子とが第一の方向に相対的に移動する振動型アクチュエータであって、
   前記弾性体は、前記第一の方向に沿った矩形状の板部と、前記第一の方向と交差する第二の方向に突出する突起部と、前記第一の方向に沿った方向に前記板部から延出する延出部を有しており、
   前記延出部と前記板部の少なくとも一方に当接して、前記第二の方向に沿って前記振動子を移動可能に支持する支持部材をさらに備え、
   前記弾性体の一部には、前記第二の方向に沿った前記支持部材との当接面と、前記当接面と隣合い、前記当接面に対して、前記支持部材から離れる方向に傾斜する傾斜部が設けられている振動型アクチュエータ。
2. 前記支持部材は前記振動子における異なる２つの振動モードの共通の節を選択的に支持する凸部を有す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. 前記支持部材に設けられた柱状部と、前記弾性体の前記延出部と前記板部の少なくとも一方が当接していることを特徴とする請求項１または２に記載の振動型アクチュエータ。
4. 複数の前記柱状部により前記弾性体の４つの隅部を遊嵌して支持する請求項３に記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記傾斜部は、前記支持部材から離れる方向に傾斜する、となり同士に設けられた、互いに異なる傾斜角度あるいは互いに異なる曲率の傾斜部位を備えている請求項１または２に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記当接面に対して、前記傾斜部が設けられている側とは反対側に、前記当接面に隣接するダレ部をさらに備える請求項１または２に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記ダレ部と前記傾斜部のうち、前記ダレ部に近い側の前記板部の表面に、前記電気－機械エネルギー変換素子が配されている請求項６に記載の振動型アクチュエータ。
8. 請求項１または２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する部材とを備えた電子機器。
9. 請求項１または２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する光学素子とを備えた光学機器。

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