JP6570335B2 - 振動型アクチュエータ、レンズ駆動装置および超音波モータ - Google Patents
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Description
図8に示す状態は、振動型アクチュエータをモータの駆動方向側面から見た状態である。図8(A)に示すように、2つの摩擦部材51a、51bが振動子52を挟むように配置されている。一方の摩擦部材51aを固定し、他方の摩擦部材51bを加圧方向に平行移動可能に保持している。平行移動可能な摩擦部材51bを圧縮バネ53で加圧することで、摩擦部材51a、51bが振動子52に加圧される。
図1は、本実施形態の振動型アクチュエータの構成を示す図である。
図1に示す振動型モータ1は、高周波電圧を印加することで超音波振動する振動子を有する振動型アクチュエータとして機能する超音波モータである。もちろん、本発明の適用範囲は、超音波モータに限定されない。また、本発明は、振動型モータ1を備えるレンズ駆動装置に適用可能である。
図6(A)は、振動子111の斜視図である。図6(B)、(C)は、それぞれ振動子111に発生させる振動モードを示す。図6(B)に示す振動モードでは、突起部111cの先端が軌跡M2で示すようにモータの図6中D1方向と平行な方向に往復運動を行う。図6(C)に示す振動モードでは、突起部111cの先端が軌跡M3で示すように図6中D2方向に往復運動を行う。図6(A)、(B)に示す2つの振動モードを適切な位相差を持たせて振動子に発生させると、突起部111cの先端は、図6(A)中、軌跡M1で示すような楕円運動を生じる。振動子の突起部111cと第二の部材12の摩擦摺動面121aが圧接された状態で、突起部111cの楕円運動が生じると、摩擦力が生じて摩擦駆動面122aに対してD1方向に駆動力を発生させる。
図2(A)は、第二の部材12の斜視図を示す。第二の部材12に作用する力は、ベクトルとして表現される。第二の部材12には、第一の力F1と、反力F2と、力F3、F4が作用する。第一の力F1は、加圧手段14により発生する。反力F2は、振動子111の突起部111cと摩擦摺動面121aが当接されることで発生する。力F3、F4は、第三の部材13の保持部131a、131bが、第二の部材12の凸部123a、123bを支持する力である。
F2=F1×(L2/L1)・・・(式1)
レンズ駆動装置9は、レンズ91、レンズホルダ92、2つの案内部材93、筐体94、振動型モータ1を備える。レンズ91は、例えばカメラのレンズ鏡筒に用いられるフォーカスレンズであり、光軸A2方向に移動することで光学系の焦点位置を調整する。レンズホルダ92は、レンズ91を保持しており、光軸A2方向に貫通した丸穴部92aと長穴部92bを有している。2つの案内部材93は、例えば円柱状のガイドバーであり、光軸A2と平行な方向に延在し両端部が筐体94に固定されている。案内部材93は、それぞれ、レンズホルダ92の丸穴部92a、長穴部92bと嵌合し、レンズホルダ92とレンズ91を光軸A2方向にのみ移動可能に保持している。
図3は、実施例2の振動型アクチュエータの構成を示す図である。
図1に示す振動型モータ2は、高周波電圧を印加することで超音波振動する振動子を有する振動型アクチュエータである超音波モータである。もちろん、本発明の適用範囲は、超音波モータに限定されない。また、本発明は、振動型モータ2を備えるレンズ駆動装置に適用可能である。
図4(A)は、第二の部材22の斜視図を示す。第二の部材22に作用する力は、ベクトルとして表現される。第二の部材22には、第一の力F1a、第二の力F1b、反力F2、力F3、F4が作用する。第一の力F1a、第二の力F1bは、加圧手段24によって発生する。反力F2は、振動子211の突起部211cと摩擦摺動面221aが当接されることにより発生する。力F3、F4は、第三の部材23の保持部231a、231bが第二の部材12の凸部223a、223bを支持する力であり、保持部231a、231bの凸部222aへの付勢力でもある。
実施例1と同様に、反力F2はF1、L1、L2を用いて、以下の式1で表される。
F2=F1×(L2/L1)・・・(式1)
図5(A),(B)は、第一の部材21が一方の駆動端(負のX方向端)まで移動した時の凸部223aと保持部231aの拡大図である。図5(C),(D)は、第一の部材21が他方の駆動端(正のX方向端)まで移動した時の凸部223bと保持部231bの拡大図である。図5(A)におけるF3の方向を第一の方向(図5(A)中D4方向)と呼ぶ。また、図5(C)におけるF3の方向を第二の方向(図5(C)中D5方向)と呼ぶ。また、保持部231aの第一の面S1、第二の面S2の法線をN1、N2とする。
11 第一の部材
12 第二の部材
13 第三の部材
Claims (9)
- 振動子を有する第一の部材と、
所定の方向に延在し、前記振動子に圧接される摩擦摺動面を有する第二の部材と、
前記第一の部材と前記第二の部材とが前記所定の方向と平行な軸周りに相対的に回転可能に保持する第三の部材と、
前記第三の部材に対して前記第二の部材を前記軸周りに相対的に回転させる第一の力を発生する加圧手段を備え、
前記第一の部材は、前記第一の力によって、前記第二の部材と前記第三の部材とに狭まれ、
前記振動子が振動することで、前記第一の部材が、第二の部材に対して前記所定の方向と平行な駆動方向に駆動する
ことを特徴とする振動型アクチュエータ。 - 前記第三の部材は、前記第一の部材を前記駆動方向に移動可能に保持する案内部を有する
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。 - 前記第一の部材は、前記振動型アクチュエータの動力を取り出す動力取り出し部を有する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動型アクチュエータ。 - 前記第二の部材と前記第三の部材のうちの一方には凸部が設けられ、他方には前記凸部を保持する保持部が設けられており、
前記凸部と前記保持部とが付勢されることで、前記第三の部材が、前記第二の部材を前記軸周りに相対的に回転可能に保持する
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。 - 前記加圧手段は、さらに、前記第三の部材に対し前記第二の部材を前記所定の方向へ付勢する第二の力を発生する
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の振動型アクチュエータ。 - 前記第二の力は、前記第二の部材と前記第三の部材との間に偶力を生じさせ、
前記凸部と前記保持部とは、前記第一の力により前記第二の部材と前記第三の部材が前記第一の部材を挟んだ時に生じる第一の付勢力と、前記偶力による第二の付勢力との合力により付勢される
ことを特徴とする請求項5に記載の振動型アクチュエータ。 - 前記保持部は、前記凸部と接触する第一の面と第二の面とを有し、
前記第一の面の法線を第一の法線、前記第二の面の法線を第二の法線とし、前記第一の部材が一方の駆動端に移動した時の前記合力の方向を第一の方向、他方の駆動端に移動した時の前記合力の方向を第二の方向としたとき、第一の法線に対して第一の方向、第二の方向がなす角度は、第一の法線に対して第二の法線がなす角度より小さい
ことを特徴とする請求項6に記載の振動型アクチュエータ。 - 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を有するレンズ駆動装置。
- 前記振動子は、印加される電圧により超音波振動する
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として機能する超音波モータ。
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