JP6229461B2 - 振動アクチュエータ、振動アクチュエータの制御装置、レンズ鏡筒及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、振動アクチュエータ、振動アクチュエータの制御装置、レンズ鏡筒及び電子機器に関するものである。

従来、固定子に接続されたワイヤの引張力（予圧）を調節することによりトルク制御を行うものが開示されている（特許文献１参照）。

特許第４３５４３４２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された振動アクチュエータでは、振動子と相対移動部材との摩擦接触面が振動アクチュエータの駆動の安定性や効率等に与える影響が大きく、摩擦接触面の材料の選定組合せによっては、モータ特性が安定しない。

以上のような事情に鑑み、本発明は、好適な出力制御が可能な振動アクチュエータ、振動アクチュエータの制御装置、レンズ鏡筒及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。
請求項１に記載の発明は、振動を発生する振動子と、前記振動子に加圧接触され、前記振動によって前記振動子に対して相対移動する相対移動部材と、前記相対移動部材の被駆動部への出力が、前記相対移動部材の連続駆動時間に基づいて制御されていること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータであって、前記被駆動部への出力の大きさに対応して、前記連続駆動時間におけるどの期間において前記被駆動部へ出力するかが制御されていること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の振動アクチュエータであって、前記連続駆動時間に対する出力トルクの関係に基づいて、前記連続駆動時間におけるどの期間において前記被駆動部へ出力するかが制御されていること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータであって、前記振動子の前記相対移動部材に対する第一接触面、及び、前記相対移動部材の前記振動子に対する第二接触面、の一方は、ＤＬＣ膜で形成されていること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動アクチュエータであって、前記振動子の前記相対移動部材に対する第一接触面、及び、前記相対移動部材の前記振動子に対する第二接触面の一方は、アルミナ及び陽極酸化皮膜のいずれか一方で形成されていること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータであって、高出力が必要な際は、低出力が必要な際よりも前記振動子の前記相対移動部材に対する接触時間を短くすること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項７に記載の発明は、振動を発生する振動子と、前記振動子に加圧接触され、前記振動によって前記振動子に対して相対移動する相対移動部材と、を備える振動アクチュエータにおける、前記相対移動部材の被駆動部への出力を、前記相対移動部材の連続駆動時間に基づいて制御すること、を特徴とする振動アクチュエータの制御装置である。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の振動アクチュエータの制御装置であって、前記被駆動部への出力の大きさに対応して前記連続駆動時間におけるどの期間において前記被駆動部へ出力するかを制御すること、を特徴とする振動アクチュエータの制御装置である。
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の振動アクチュエータの制御装置であって、前記連続駆動時間に対する出力トルクの関係を記憶する記憶部を備え、前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記連続駆動時間におけるどの期間において前記被駆動部へ出力するかを制御すること、を特徴とする振動アクチュエータの制御装置である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備えるレンズ鏡筒である。
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備える電子機器である。
なお、上記構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、本発明は、好適な出力制御が可能な振動アクチュエータ、振動アクチュエータの制御装置、レンズ鏡筒及び電子機器を提供することができる。

第１実施形態のカメラ１を示す図である。 第１実施形態の超音波モータ１０を示す図である。 第１実施形態の超音波モータ１０の弾性体１２と移動体１５との摩擦接触面を拡大した図である。 連続駆動時間とトルク（相当数）の相関の一例である。 第２実施形態の超音波モータ２０を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係るカメラ１の構成を示す図である。
本実施形態では、振動アクチュエータとして、超音波の振動域を利用する超音波モータを一例に挙げて説明する。また、本実施形態では、電子機器として、カメラを一例に挙げて説明する。

カメラ１は、撮像素子６及びカメラＣＰＵ７を有するカメラボディ２と、レンズ鏡筒３と、を備える。
レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態のカメラ１は、レンズ鏡筒３が交換レンズである例を示すが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒であってもよい。

レンズ鏡筒３は、レンズ４、カム筒５、超音波モータ１０、及び超音波モータ１０の制御装置１０８等を備える。
本実施形態で超音波モータ１０は、略円環形状であり、その円環中心軸方向が光軸方向（図１中の矢印Ａ方向）と略一致するようにレンズ鏡筒３内に配置されている。
この超音波モータ１０は、カメラ１のフォーカス動作時にレンズ４を駆動する駆動源として用いられている。

本実施形態の超音波モータ１０は、回転駆動力をカム筒５に伝える回転力伝達部１０ｂと、超音波モータ１０の出力部１０ｃと回転力伝達部１０２とを連結する連結部１０ａとを備える。
連結部１０ａは、出力部１０ｃと回転力伝達部１０ｂとの連結のオンオフが可能である。連結のオンオフは、後述の制御装置１０８の指示に基づいて行われる。制御装置１０８はカメラＣＰＵ７からの指示に応じて連結部１０ａに指示を送る。

超音波モータ１０から得られた駆動力は、連結部１０ａの連結がオンの状態で、連結部１０ａ、回転力伝達部１０ｂを介してカム筒５に伝えられる。
レンズ４のレンズ枠４ａは、カム筒５とカム係合しており、超音波モータ１０の駆動力によってカム筒５が光軸回りに回転すると、レンズ４は、光軸方向へ移動して焦点調節が行なわれる。

図１において、レンズ鏡筒３内に設けられた不図示のレンズ群（レンズ４を含む）によって、撮像素子６の撮像面に被写体像が結像される。撮像素子６によって、結像された被写体像が電気信号に変換され、その信号をＡ／Ｄ変換することによって、画像データが得られる。

図２は、第１実施形態の超音波モータ１０を示す図である。
本実施形態の超音波モータ１０は、圧電体１１及び弾性体１２を備える振動子１３と、移動体１５と、フレキシブルプリント基板１４と、振動吸収材１６と、支持体１７等とを備えている。

圧電体１１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する機能を有する。本実施形態では、圧電体１１として圧電素子を用いているが、電歪素子を用いてもよい。この圧電体１１は、フェルト等の振動吸収材１６を介して、レンズ鏡筒３に設けられた支持体１７に固定されている。
圧電体１１は、不図示の電極部が形成されている。圧電体１１は、この電極部と電気的に接続されたフレキシブルプリント基板１４から供給される駆動信号により伸縮し、弾性体１２を励振する。

弾性体１２は、圧電体１１の励振により進行波を発生する部材である。弾性体は、与えられた振動を効率よく相対移動部材へ伝えるために、高弾性材料、例えば、ステンレス鋼、インバー鋼等の鉄合金により形成される。本実施形態の弾性体１２は、ＳＵＳ３０３により形成されている。弾性体１２は、略円環形状の部材であり、一方の面には導電性を有する接着剤等により圧電体１１が接着され、他方の面には複数の溝１２ｂを切って形成された櫛歯部１２ａが設けられている。

櫛歯部１２ａの先端面は、後述する移動体１５と加圧接触する接触面であり、この面に発生する進行波によって移動体１５が回転駆動される。この櫛歯部１２ａの先端面には、ＤＬＣ膜１８（図３参照）が形成されている。ＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄ‐ｌｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ）とはダイヤモンド状の炭素−炭素結合を持った非晶質炭素膜の総称である。

移動体１５は、アルミニウム等の金属によって形成された略円環形状の部材である。移動体１５は、アルミニウム合金により形成されている。移動体１５は、振動子１３（弾性体１２）に加圧接触され、進行波により摩擦駆動される。この移動体１５の振動子１３に対する接触面には、陽極酸化処理により硬質アルマイト皮膜が形成されている。

フレキシブルプリント基板１４は、圧電体１１の所定の電極部と電気的に接続されており、圧電体１１に駆動信号を供給する部材である。フレキシブルプリント基板１４には、制御装置１０８が接続されている。
また制御装置１０８は、前述のように図１に示す連結部１０ａにも連結されており、制御装置１０８は、カメラＣＰＵ７からの指示に応じて連結部１０ａに指示を送り、連結部１０ａは、制御装置１０８の指示に応じて出力部１０ｃと回転力伝達部１０ｂとの連結のオンオフを行う。

図３は、第１実施形態の超音波モータ１０の弾性体１２と移動体１５との接触部分を拡大した図である。なお、図３では、超音波モータ１０の周方向の断面の一部を拡大して示している。

弾性体１２の移動体１５との接触面（櫛歯部１２ａの先端面）には、ＤＬＣ膜１８が設けられている。移動体１５の弾性体１２との接触面には、硬質アルマイト皮膜１９が設けられている。従って、振動子１３と移動体１５とが摩擦接触する面は、ＤＬＣ膜１８と硬質アルマイト皮膜１９とが接触する形態となっている。

本実施形態のＤＬＣ膜１８はアークイオンプレーティング法にて形成した。ステンレスの弾性体にＤＬＣ処理を行った後に圧電体を導電性接着剤にて接着する。もしくは、弾性体と圧電体を接着しフレキシブルプリント基板を接続してから弾性体の接触面を研磨し、弾性体のみにＤＬＣ膜を製膜してもよい。後者の方法により、例え接着等の組み立てで変形しても、弾性体の接触面を研磨しているのでＤＬＣ処理後の後加工無しでも平面度を確保することができる。

ＤＬＣ膜は、他の表面処理膜に比べて、硬さ、耐塑性変形性、密着性や剥離強度、耐摩耗性、耐熱性等の点において優れている。そのため、ＤＬＣ膜１８を形成することにより、以下のような効果が期待できる。
（１）ＤＬＣ膜１８は、硬さが大きいため、移動体１５（硬質アルマイト皮膜１９）との接触面の耐摩耗性・耐塑性変形性を向上できる。
（２）ＤＬＣ膜１８の剥離強度や振動子１３（弾性体１２）に対する密着性が向上し、ＤＬＣ膜１８の耐久性が向上する。
（３）ＤＬＣ膜１８は耐熱温度が約４００℃のため、超音波モータ１０の駆動時に発生する一時的な摩擦熱によって、ＤＬＣ膜１８が変質することを防止できる。
（４）ＤＬＣ膜１８により耐化学反応性が向上し、空気中の水分によってＤＬＣ膜１８が化学的に変質することを防止できる。また、硬質アルマイト皮膜１９との接合（固着）も防ぐことができる。
（５）ＤＬＣ膜１８はメッキ処理のような薬剤の使用が無いため環境に優しい。

このＤＬＣ膜１８は、ステンレス合金（ＳＵＳ３０４）によって形成された弾性体１２の表面にアークイオンプレーティングを施すことにより形成される。ＤＬＣ処理前に、弾性体表面を番手＃３２０〜＃８０００のＧＣ（グリーンカーボランダム）またはＷＡ（白色アルミナ）研磨紙等で研磨し、ＤＬＣ膜１８を所望の粗さとする。

また、硬質アルマイト皮膜１９は、表面を約２μｍ研磨して使用している。硬質アルマイトは、製造コストが安く、ＤＬＣ膜１８との摩擦摩耗特性が良好である。
硬質アルマイト皮膜１９は、陽極酸化処理後に耐摩耗性を保ちつつ耐食性を確保するために半封孔処理をそる。その後、硬質アルマイト皮膜１９の表面をＧＣ研磨紙を用いて研磨して平坦にする。
また、硬質アルマイト皮膜１９は、表面を約２μｍ研磨して使用している。硬質アルマイトは、製造コストが安く、ＤＬＣ膜１８との摩擦摩耗特性が良好である。

次に、ＤＬＣ膜１８が形成された弾性体１２に圧電体１１を接合し、振動子１３を形成する。振動子１３のＤＬＣ膜１８と移動体１５の硬質アルマイト皮膜１９とが接触するように振動子１３と移動体１５とを配置し、各部材を組み立てる。これらの工程を経て、超音波モータ１０が作製される。

図４は、ＤＬＣ膜１８と硬質アルマイト皮膜１９における、連続駆動時間とトルクの関係を示した図である。
図示するように、ＤＬＣ膜１８と硬質アルマイト皮膜１９で摩擦接触する超音波モータ１０の出力であるトルクを測定すると、駆動による摩擦接触時間に応じてそのトルクが変化する。
駆動初期はトルクが大きく、連続駆動時間が長くなるほどトルクが小さくなり、安定状態となる。
一旦モータを停止し、駆動を始めると、また同様に連続駆動時間が長くなるほどトルクが小さくなり、安定状態となる。

本実施形態は、このＤＬＣ膜１８と硬質アルマイト皮膜１９における、連続駆動時間とトルクの関係を利用する。
例えば、運搬ロボットのように高トルクが要求される場合、超音波モータ１０の駆動初期における高トルクである期間を利用する。
また、低トルクでソフトに動かすことが要求される場合、連続駆動時間が長くなってトルクが小さくなり、安定状態となった期間を利用する。

すなわち、カメラＣＰＵ７から、高トルクか低トルクのいずれが求められる状況かという情報が制御装置１０８に伝達される。
制御装置１０８は、このＤＬＣ膜１８と硬質アルマイト皮膜１９における、連続駆動時間とトルクの関係が記憶された記憶部１０８ａを備えている。
そして、カメラＣＰＵ７から高トルクが指示されると、制御装置１０８は、高トルクを発生することができる期間を記憶部１０８ａに記憶された情報から判断し、連結部１０ａに対して、高トルク発生期間のみ出力部１０ｃと回転力伝達部１０ｂとを連結するように指示する。
また、カメラＣＰＵ７から低トルクが指示されると、制御装置１０８は、低トルクを発生することができる期間を記憶部１０８ａに記憶された情報から判断し、連結部１０ａに対して、低トルク発生期間のみ出力部１０ｃと回転力伝達部１０ｂとを連結するように指示する。
なお、これに限らず、制御装置１０８は、予め測定したトルクと連続駆動時間の関係がプログラミングされていてもよく、そのプログラミングにより所望のトルクに応じて連続駆動時間を制御することによりトルク制御するものであってもよい。

このように、連続駆動時間とトルクの関係を事前に取得しておけば、連続駆動時間を変えることにより狙い値通りのトルクを得ることができる。
尚、通常はトルクを変えるとモータ速度も変わるが、本方法を用いれば、速度一定のままトルクを可変とすることもできる。また用途によって加減速やトルク変化を行っていたギアを廃止することもできる。

このようにトルク制御を行うためには、事前に連続駆動時間とトルクの相関データを取り、所望のトルクに応じて駆動時間を規定するような制御とすればよい。

図４のように、駆動時間とトルクの関係が明らかになっており、一旦駆動を停止すると停止時間にかかわらず連続駆動時間とトルクはほぼ同じ軌跡を描くことがわかっている。従って、高トルクが、継続して必要な場合は一旦駆動を停止してから再駆動を行えばよい。

ここで、本実施形態の超音波モータを用意し、最小異音回転数や、最大トルク、最低起動電圧、摩耗特性等の超音波モータの駆動性能について調べた。

最大トルクとは、駆動可能な負荷トルクの最大値、すなわち、最大負荷トルクである。消費電力は、この値が小さいほど小電力で駆動が可能となる。
最低起動電圧とは、駆動可能な最低電圧であり、この値が小さいほど小電力で駆動が可能となる。

異音発生回転数とは、超音波モータを所定の駆動条件下で駆動した場合の異音が発生する最小の回転数を調べたものである。通常、超音波モータは、異音発生回転数以上の回転数で異音が発生するため、異音発生回転数がなるべく大きい（規定の異音発生回転数を１としたとき、１以上の回転数で異音が発生する）ものが好ましい。

摺動音圧とは、異音発生状態ではない定常状態で所定の負荷トルク及び回転数（負荷トルク２０Ｎ・ｍｍ、回転数６０ｒｐｍ）における、摺動部から発生する音圧で、測定例３の音圧を１としたときの比である。

異音発生回転数とは、超音波モータを所定の駆動条件下で駆動した場合の異音が発生する最小の回転数を調べたものである。通常、超音波モータは、異音発生回転数以上の回転数で異音が発生するため、異音発生回転数がなるべく大きい（規定の異音発生回転数を１としたとき、１以上の回転数で異音が発生する）ものが好ましい。

磨耗量とは、超音波モータを所定の負荷トルク及び回転数（負荷トルク２０Ｎ・ｍｍ、回転数６０ｒｐｍ）で、５００００回転させた場合、のこの場合は軟らかく摩耗しやすい方の移動体側の接触膜の磨耗量を、磨耗深さとして測定し、評価したものである。この磨耗深さとは、５００００回転させる前の弾性体の厚みを基準としたときの回転駆動後の弾性体の厚みとの差である。この磨耗深さが小さい方が、駆動によって生じた磨耗量が小さく、耐久性が良好である。

本実施例の超音波モータを測定した結果、最大トルク、最低起動電圧、消費電力、異音発生回転数、摺動音圧、摩耗量は、全て良好であった。

これらのことから、連続駆動時間の制御によりトルクを制御し、接触面にＤＬＣと硬質アルマイトを用いれば、トルクの制御が可能で、所望する最大トルクを満たし、所要電力を低減させ、起動性を向上し、摺動音・異音や摩耗を防止する観点から好ましいことが解る。

［第二実施形態］
図５は、本発明の第二実施形態に係る超音波モータ２０を示す断面図である。
本発明の第二実施形態に係る超音波モータ２０は、上記第一実施形態の超音波モータ１０と同様のカメラ１のレンズ鏡筒３に設けられ、フォーカス動作を行なう際のレンズ４を駆動する駆動源として用いられている。この超音波モータ２０の出力は、回転力伝達ギア列２０ｂを介して駆動力をカム筒に伝え、このカム筒に保持されるレンズを駆動する形態となっている点が第一実施形態とは異なる。

超音波モータ２０は、振動子２３、移動体２５、出力軸２８、加圧部２９等を備えている。振動子２３は、弾性体２２と、弾性体２２に接合された圧電体２１等を有する略円環形状の部材である。この振動子２３は、圧電体２１の伸縮により進行波が発生する。

弾性体２２は、ステンレス鋼により形成された略円環形状の部材であり、一方の面には圧電体２１が接合され、もう一方の面には周方向に複数の溝を切って形成された櫛歯部２２ａが設けられている。この櫛歯部２２ａの先端面は、移動体２５に加圧接触される接触面であり、この面に接する移動体２５を進行波によって駆動する。
振動子２３の移動体２５との接触面には、第一実施形態に示した振動子１３と同様に、ＤＬＣ膜３１が形成されている。

弾性体２２は、その内周側の径方向に伸ばして形成された鍔状のフランジ部２２ｂを有し、このフランジ部２２ｂにより支持体２６に支持されている。

圧電体２１は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する機能を有する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、圧電体２１として、圧電素子を用いているが、電歪素子を用いてもよい。この圧電体２１は、圧電体２１に形成された所定の電極部と電気的に接続されたフレキシブルプリント基板２４から供給される駆動信号により伸縮し、弾性体２２に振動を生じさせる。

フレキシブルプリント基板２４には、超音波モータ２０を備えられるカメラの制御を行う制御装置２０８が接続されている。また、制御装置２０８は、後述する連結部２０ａにも接続されている。

移動体２５は、振動子２３と加圧接触し、振動子２３の接触面（櫛歯部２２ａの先端面）に生じた進行波による楕円運動によって回転駆動される。移動体２５は、ステンレスにより形成された部材である。移動体２５は、出力軸２８に嵌合している。本実施形態の移動体２５は、ステンレス合金によって形成され、移動体２５の振動子２３との接触面に硬質アルマイト皮膜層３２が形成されている。従って、移動体２５と振動子２３とが摩擦接触する面は、硬質アルマイト皮膜層３２とＤＬＣ膜３１とが接する形態となっている。

出力軸２８は、略円筒形状をしており、一方の端部はゴム部材３０を介して移動体２５と嵌合し、もう一方の端部は、ベアリング２７を介して支持体２６に回転自在に取り付けられている。この出力軸２８は、移動体２５と一体に回転して移動体２５の回転運動を不図示のギア等の被駆動部材に伝達する。

加圧部２９は、振動子２３と移動体２５とを加圧する機構である。加圧部２９は、加圧力を発生するバネ２９ａと、ベアリング２７に接して配置され、バネ２９ａの一端を押さえる押さえリング２９ｂと、バネ２９ａの他端を押さえる押さえリング２９ｃと、出力軸２８に形成された溝に挿入され、押さえリング２９ｃの位置を規制するＥリング２９ｄとを備えている。

本実施形態の超音波モータ２０も、回転駆動力をカムに伝える回転力伝達ギア列２０ｂと、超音波モータ２０の出力ギア２０ｃと回転力伝達ギア列２０ｂとを連結する連結部２０ａとを備える。

連結部２０ａは、制御装置２０８に連結されている。そして制御部２０８は、予め測定したトルクと連続駆動時間の関係がプログラミングされている。
そして、カメラＣＰＵから高トルクが指示されると、制御装置２０８は、高トルクを発生することができる期間を判断し、連結部２０ｂに対して、高トルク発生期間のみ出力ギア２０ｃと回転力伝達ギア列２０ｂとを連結するように指示する。
また、カメラＣＰＵから低トルクが指示されると、制御装置２０８は、低トルクを発生することができる期間を判断し、連結部２０ｂに対して、低トルク発生期間のみ出力ギア２０ｃと回転力伝達ギア列２０ｂとを連結するように指示する。

超音波モータ２０から得られた駆動力は、連結部２０ａの連結がオンの状態で、連結部２０ａ、回転力伝達ギア列２０ｂを介してカム筒に伝えられる。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本発明の態様によれば、出力（トルク）制御が容易であり、製造が容易かつ環境に優しく、異音の発生が低減され駆動性能の良好な振動アクチュエータ、振動アクチュエータの制御装置、レンズ鏡筒及び電子機器を提供することができる。
（２）本発明は、速度を変えることなく出力（トルク）制御が容易であり、余分な電圧投入や周波数制御を必要とせず、製造方法も容易で、異音が発生せず駆動性能が安定している。

（３）本実施形態に示すような超音波モータにおいても、ＤＬＣ膜を振動子の摩擦接触面に形成することにより、磨耗量の低減、異音の低減、耐久性の向上、駆動性能の安定化、起動特性の向上等を図ることができる。
（４）さらに、第２実施形態に示した超音波モータは、第１実施形態に示した超音波モータに比べて径が小さい小型の超音波モータとして作製される場合が多いため、熱の発生が問題となる。しかし、本実施形態によれば、ＤＬＣ膜３１は熱伝導性が良好で、硬質アルマイト皮膜３２も熱伝導性に優れる。

（変形形態）
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。

トルク相当数については、超音波モータのトルク値だけでなく、超音波モータまたはそれをモデル化した材料の摩擦係数を使用してもよい。

上記各実施形態では、ＤＬＣ膜としてイオンプレーティングで製作する例を示したが、これに限らずイオンプレーティング以外のＰＶＤ法（真空蒸着・スパッタなど）・ＣＶＤ法・溶射法等他の製作方法であってもよい。

ＤＬＣ膜・硬質アルマイト皮膜以外でも、トルクまたはそれと比例関係にある摩擦係数と連続駆動時間の関係が明らかで再現性がある材料を用いても構わない。

上記各実施形態では、振動子１３，２３の接触面（櫛歯部１２ａ，２２ａの先端面）にＤＬＣ膜１８，３１を形成する例を示したが、これに限らず、移動体１５，２５の接触面にＤＬＣ膜を形成してもよい。移動体側接触面がＤＬＣ膜、振動子側の接触面が硬質アルマイト皮膜 と入れ替わってもよい。さらに、弾性体を使用せずに、圧電体と移動体とが摩擦接触する形態の振動アクチュエータに適用してもよい。

上記各実施形態では、弾性体１２，２２を形成する材料として、ステンレス鋼を用いたが、その他の鉄系材料を用いてもよい。例えば、Ｓ１５Ｃ、Ｓ５５Ｃ、ＳＣｒ４４５、ＳＮＣＭ６３０等の各種鉄鋼材料を用いてもよいし、リン青銅、銅合金、アルミニウム系合金を用いてもよい。

上記各実施形態では、移動体１５，２５は、アルミニウム合金によって形成される例を示したが、これに限らず、鉄系材料（含合金）・アルミニウム合金・銅合金・リン青銅等を用いてもよい。例えば、Ｓ１５Ｃ、Ｓ５５Ｃ、ＳＣｒ４４５、ＳＮＣＭ６３０等の各種鉄鋼材料を用いてもよい。またアルミナやその他のセラミックスやプラスチックで形成してもよい。

上記各実施形態では、硬質アルマイトを用いる例を示したが、これに限らず、アルミナ等の組成が類似した材料を適宜選択して使用してよい。アルミナを使用する際は移動体すべてにアルミナを使用してもよいし、摩擦接触部のみをアルミナ部材にて構成（移動体に接着）してもよい。

上記各実施形態では、移動体１５，２５が回転駆動される超音波モータを示したが、これに限らず、移動体が直線方向に駆動されるリニア駆動型の振動アクチュエータとしてもよい。なお、各実施形態では、移動体１５，２５が回転駆動される回転型（円環型）の超音波モータを例としてあげたが、これは、この型の超音波モータでは固着が問題になることが多く、本発明を適用することにより大きな効果が得られるからである。

上記各実施形態では、超音波領域の振動を用いる超音波モータを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、超音波領域以外の振動を用いる振動アクチュエータに適用してもよい。

上記各実施形態では、超音波モータ１０，２０は、カメラのレンズ鏡筒のフォーカス動作を行う駆動源として用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ鏡筒のズーム動作を行う駆動源に用いてもよい。また、超音波モータ１０，２０を、複写機等の駆動源や、自動車のハンドルチルト装置やヘッドレストの駆動部等に用いてもよい。

実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１：カメラ、２：カメラボディ、３：レンズ鏡筒、５：カム筒、７：カメラＣＰＵ、１０：超音波モータ、１０ａ：連結部、１０ｂ：回転力伝達部、１０ｃ：出力部、１３：振動子、１５：移動体、１９：硬質アルマイト皮膜、２０：超音波モータ、２０ａ：連結部、２０ｂ：回転力伝達ギア列、２０ｂ：連結部、２０ｃ：出力ギア、２３：振動子、２５：移動体、２６：支持体、３２：硬質アルマイト皮膜、１０２：回転力伝達部、１０８：制御装置、１０８ａ：記憶部、２０８：制御装置

Claims (11)

1. 振動を発生する振動子と、
   前記振動子に加圧接触され、前記振動によって前記振動子に対して相対移動する相対移動部材と、
   前記相対移動部材の被駆動部への出力が、前記相対移動部材の連続駆動時間に基づいて制御されていること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の振動アクチュエータであって、
   前記被駆動部への出力の大きさに対応して
   前記連続駆動時間におけるどの期間において前記被駆動部へ出力するかが制御されていること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
3. 請求項１または２に記載の振動アクチュエータであって、
   前記連続駆動時間に対する出力トルクの関係に基づいて、前記連続駆動時間におけるどの期間において前記被駆動部へ出力するかが制御されていること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の振動アクチュエータであって、
   前記振動子の前記相対移動部材に対する第一接触面、及び、前記相対移動部材の前記振動子に対する第二接触面、の一方は、ＤＬＣ膜で形成されていること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動アクチュエータであって、
   前記振動子の前記相対移動部材に対する第一接触面、及び、前記相対移動部材の前記振動子に対する第二接触面の一方は、アルミナ及び陽極酸化皮膜のいずれか一方で形成されていること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の振動アクチュエータであって、
   高出力が必要な際は、低出力が必要な際よりも前記振動子の前記相対移動部材に対する接触時間を短くすること、
   を特徴とする振動アクチュエータ。
7. 振動を発生する振動子と、前記振動子に加圧接触され、前記振動によって前記振動子に対して相対移動する相対移動部材と、を備える振動アクチュエータにおける、前記相対移動部材の被駆動部への出力を、前記相対移動部材の連続駆動時間に基づいて制御すること、
   を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
8. 請求項７に記載の振動アクチュエータの制御装置であって、
   前記被駆動部への出力の大きさに対応して前記連続駆動時間におけるどの期間において前記被駆動部へ出力するかを制御すること、
   を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
9. 請求項７または８に記載の振動アクチュエータの制御装置であって、
   前記連続駆動時間に対する出力トルクの関係を記憶する記憶部を備え、
   前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記連続駆動時間におけるどの期間において前記被駆動部へ出力するかを制御すること、
   を特徴とする振動アクチュエータの制御装置。
10. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備えるレンズ鏡筒。
11. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備える電子機器。

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