JP6649729B2 - Vibration wave motor - Google Patents

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Description

本発明は振動波モータに係り、特に弾性体を板状としたリニア用の振動波モータに関する。   The present invention relates to a vibration wave motor, and more particularly to a linear vibration wave motor having an elastic body in a plate shape.

従来から、小型軽量、高速駆動、かつ、静音駆動を特徴とする振動波モータは撮像装置のレンズ鏡筒等に採用されていた。これらの中でもリニア駆動用の振動波モータに関し、以下のような振動波モータが特許文献1に開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a vibration wave motor characterized by small size, light weight, high-speed drive, and silent drive has been employed in a lens barrel of an image pickup apparatus. Among these, regarding a vibration wave motor for linear driving, Patent Document 1 discloses the following vibration wave motor.

特許文献1に開示された振動波モータは、突起部を有する振動板と高周波振動する圧電素子と振動板の突起部が加圧され当接する摩擦部材によって構成されている。この振動波モータは、圧電素子の高周波振動によって振動板を共振させる。これによって生じる突起部先端の楕円運動により駆動力を得て、振動板が摩擦部材に対して相対移動する。   The vibration wave motor disclosed in Patent Literature 1 includes a vibration plate having a protrusion, a piezoelectric element that vibrates at a high frequency, and a friction member that presses and presses the protrusion of the vibration plate. This vibration wave motor resonates the diaphragm by high frequency vibration of the piezoelectric element. The driving force is obtained by the elliptical movement of the tip of the protrusion caused by this, and the diaphragm relatively moves with respect to the friction member.

特開2013−223406号公報JP 2013-223406 A

しかしながら、特許文献1に開示された振動波モータでは、振動板の突起部が摩擦部材に安定して当接しないため駆動効率が低下するという問題があった。特許文献1に開示された振動波モータでは振動板上の2つの突起部が相対移動方向に並んで設けられている。このような構成では振動板の突起部が摩擦部材に安定して当接できないため、部品の寸法公差や組立公差、もしくは外力が発生した際には振動板が2つの接触点を結ぶ直線を中心軸とした傾きが生じる。これにより、突起部の磨耗の偏りや振動板への加圧力のムラが発生するため駆動効率が低下する。   However, the vibration wave motor disclosed in Patent Literature 1 has a problem that the driving efficiency is reduced because the protrusion of the diaphragm does not stably contact the friction member. In the vibration wave motor disclosed in Patent Literature 1, two protrusions on the diaphragm are provided side by side in the relative movement direction. In such a configuration, since the projection of the diaphragm cannot stably contact the friction member, when a dimensional tolerance or assembly tolerance of a component or an external force is generated, the diaphragm is centered on a straight line connecting two contact points. An axial inclination occurs. As a result, unevenness in the wear of the projections and unevenness in the pressure applied to the diaphragm are generated, so that the driving efficiency is reduced.

そこで、本発明の目的は、突起部を安定して摩擦部材に当接させることにより駆動効率の向上を達成することである。   Accordingly, an object of the present invention is to achieve an improvement in driving efficiency by stably bringing a protrusion into contact with a friction member.

上記課題を解決するために、本発明にかかる振動波モータは、板部と、前記板部の上に設けられた少なくとも3つの突起部とを有する振動板と、前記振動板に固定され、高周波振動する圧電素子と、複数の前記突起部が加圧され当接可能であり、前記振動板と相対移動する摩擦部材と、を有し、前記振動板には、前記圧電素子の高周波振動により前記振動板と前記摩擦部材が相対移動する相対移動方向の曲げ振動の2次の固有振動モード及び前記相対移動方向及び前記振動板の加圧方向と直交する直交方向の曲げ振動の2次の固有振動モードが励振され、複数の前記突起部は前記圧方向と直交する面において、前記板部の中心を通り前記相対移動方向に平行な直線上には設けられず、当該直線を挟む一方側と他方側に少なくとも1つずつ前記相対移動方向の曲げ振動の2次の固有振動モードの節近傍かつ前記直交方向の曲げ振動の2次の固有振動モードの腹近傍に設けられており、
前記一方側の突起部と前記他方側の突起部は、前記直交方向の曲げ振動の2次モードの異なる腹近傍に設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a vibration wave motor according to the present invention includes a diaphragm having a plate portion, at least three protrusions provided on the plate portion, and a high frequency fixed to the diaphragm. a piezoelectric element which vibrates, can contact a plurality of the protrusions is pressurized, anda friction member to which the oscillating movable plate relative to said diaphragm, said by the high-frequency vibration of the piezoelectric element A second-order natural vibration mode of bending vibration in a relative movement direction in which the diaphragm and the friction member relatively move, and a second-order natural vibration of bending vibration in a direction orthogonal to the relative movement direction and the pressing direction of the vibration plate. mode is excited, the plurality of the protrusions, in a plane perpendicular to the pressing direction, is not provided on the straight line parallel to the street the relative movement direction center of the plate portion, one side sandwiching the straight line And at least one on the other side Serial provided on belly near the second-order natural oscillation mode of the relative moving direction of the bending section near and the perpendicular direction of the second-order natural oscillation mode of the oscillating bending vibration,
The one side projection and the other side projection are provided near different antinodes of the secondary mode of the bending vibration in the orthogonal direction .

本発明によれば、突起部を安定して摩擦部材に当接させることにより駆動が安定し、駆動効率が向上する。   According to the present invention, by stably bringing the protrusion into contact with the friction member, driving is stabilized, and driving efficiency is improved.

本発明の実施形態の振動波モータの構成を説明する図である。It is a figure explaining the composition of the vibration wave motor of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の固有振動モードでの振動板と圧電素子の変形を説明する模式図である。It is a mimetic diagram explaining deformation of a diaphragm and a piezoelectric element in a natural vibration mode of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の固有振動モードでの振動板と圧電素子の変形を説明する模式図である。It is a mimetic diagram explaining deformation of a diaphragm and a piezoelectric element in a natural vibration mode of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の圧電素子に印加する交流電圧と振動板及び圧電素子の変形を説明するグラフ及び表である。4 is a graph and a table illustrating an AC voltage applied to the piezoelectric element and deformation of the diaphragm and the piezoelectric element according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の交流電圧を印加した場合の振動板の振動の様子を説明する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state of vibration of a diaphragm when an AC voltage is applied according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の交流電圧を印加した場合の振動板の振動の様子を説明する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state of vibration of a diaphragm when an AC voltage is applied according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の振動板の振動の様子を説明する斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating a state of vibration of the diaphragm according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の突起部の先端の楕円運動を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the elliptical motion of the front-end | tip of the protrusion part of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の板部の寸法を説明する図である。It is a figure explaining the size of the board part of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の周波数と楕円運動の振幅の関係を説明するグラフである。5 is a graph illustrating the relationship between the frequency and the amplitude of the elliptical motion according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の振動波モータを利用したリニア駆動装置を説明する図である。It is a figure explaining a linear drive using a vibration wave motor of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の加圧点と突起部の位置関係を説明する底面図である。It is a bottom view explaining the positional relationship of the press point and the protrusion part of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の振動波モータを利用したレンズ駆動装置を説明する概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a lens driving device using a vibration wave motor according to an embodiment of the present invention. 従来例の振動波モータの構成を説明する概略図である。It is a schematic diagram explaining the composition of the vibration wave motor of the conventional example. 従来例の振動波モータを利用したリニア駆動装置を説明する概略図である。It is the schematic explaining the linear drive device using the vibration wave motor of the conventional example.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための実施形態について説明する。図面において、同一部材は同一符号で示している。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals.

(実施形態)
以下、本発明の実施形態について説明する。本明細書中において、後述する振動板1と摩擦部材3が相対移動する方向をX方向、後述する振動板1を摩擦部材3に対して加圧する加圧方向をZ方向とする。Z方向において、後述する振動板1から後述する摩擦部材3への向きを+Z方向、後述する摩擦部材3から後述する振動板1への向きを−Z方向と定義する。また、X方向及びZ方向と直交する直交方向をY方向とする。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the present specification, the direction in which the diaphragm 1 and the friction member 3 described later relatively move is referred to as an X direction, and the pressing direction in which the diaphragm 1 described below is pressed against the friction member 3 is referred to as a Z direction. In the Z direction, the direction from the later-described diaphragm 1 to the later-described friction member 3 is defined as a + Z direction, and the direction from the later-described friction member 3 to the later-described diaphragm 1 is defined as a −Z direction. Also, a direction orthogonal to the X direction and the Z direction is defined as a Y direction.

図1は、本発明の実施形態にかかる振動波モータの基本的な構成を説明するための図であって、図1(a)は平面図、図1(b)は正面図、図1(c)は側面図、図1(d)は底面図である。図1において振動板1は、矩形状で平坦な板部1aと、板部1aの上に設けられた3つの突起部1b1、1b2及び1b3を有する。突起部1b1、1b2及び1b3は絞り加工により板部1aと一体成型してもよいし、別部材を板部1aに接着により固定してもよい。   1A and 1B are diagrams for explaining a basic configuration of a vibration wave motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a front view, and FIG. c) is a side view, and FIG. 1 (d) is a bottom view. In FIG. 1, the diaphragm 1 has a rectangular flat plate portion 1a, and three projections 1b1, 1b2, and 1b3 provided on the plate portion 1a. The projections 1b1, 1b2, and 1b3 may be formed integrally with the plate 1a by drawing, or another member may be fixed to the plate 1a by bonding.

突起部1b1、1b2及び1b3は板部1a上に設けられる胴体部と、後述の摩擦部材3に対して当接及び摺動するための球面状の摺動部1c1、1c2及び1c3とで構成される。摺動部1c1、1c2及び1c3は、それぞれ突起部1b1、1b2及び1b3の先端から突出して設けられている。なお、この摺動部1c1、1c2及び1c3は球面状の突起形状に限らず、円柱状や円錐台状の突起形状であってもよい。   The protrusions 1b1, 1b2 and 1b3 are composed of a body provided on the plate 1a and spherical sliding portions 1c1, 1c2 and 1c3 for abutting and sliding on a friction member 3 described later. You. The sliding portions 1c1, 1c2, and 1c3 are provided to protrude from the tips of the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3, respectively. The sliding portions 1c1, 1c2, and 1c3 are not limited to spherical projections, but may have columnar or truncated cone projections.

振動板1の矩形状の板部1aの端部には振動板1と同期して移動し、後述の振動板保持部材に対し、直接的、または、間接的に連結される連結部1d及び1eが設けられている。この連結部1d及び1eは振動板1と圧電素子2の振動において変位が少ない部分に設けられ、かつ、十分に剛性が弱いので、振動を阻害しにくい形状となっている。従って、連結部1d及び1eは振動板1と圧電素子2の振動にほとんど影響を与えない。   Connecting portions 1d and 1e which move in synchronization with the diaphragm 1 and are directly or indirectly connected to a diaphragm holding member to be described later at the end of the rectangular plate portion 1a of the diaphragm 1. Is provided. The connecting portions 1d and 1e are provided in portions where the displacement of the vibration of the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 is small, and have a sufficiently low rigidity, so that they have a shape that does not hinder the vibration. Therefore, the connecting portions 1 d and 1 e hardly affect the vibration of the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2.

振動板1には高周波振動する圧電素子2が固定されている。圧電素子2は、図1(a)に示すように、後述の振動板1と摩擦部材3が相対移動する方向(以下、「相対移動方向」と称する。図1(a)中のX方向)に2つに分割されている、圧電素子2はさらに、板部1aと平行かつ相対移動方向と直交する方向(以下、「直交方向」と称する。図1(a)中のY方向)に2つに分割されている。従って合計で4つの領域2a1、2a2、2b1及び2b2に分割されている。   A piezoelectric element 2 that vibrates at a high frequency is fixed to the diaphragm 1. As shown in FIG. 1A, the piezoelectric element 2 moves in a direction in which a diaphragm 1 and a friction member 3 described later move relative to each other (hereinafter, referred to as a “relative moving direction”; an X direction in FIG. 1A). The piezoelectric element 2 is further divided in two in a direction parallel to the plate portion 1a and perpendicular to the direction of relative movement (hereinafter, referred to as an “orthogonal direction”; Y direction in FIG. 1A). Is divided into two. Therefore, the area is divided into four areas 2a1, 2a2, 2b1 and 2b2 in total.

4つの領域のうち領域2a1及び2b1は同一方向に分極され、領域2a2及び2b2は、領域2a1及び2b1に対して逆方向に分極されている。圧電素子2は相対移動方向と直交方向それぞれにおいて2つに分割された4つの領域2a1、2a2、2b1及び2b2に分かれる。従って、対角線上に位置する領域2a1と領域2b2、領域2a2と領域2b1がそれぞれ逆方向に分極されている。また、図2(a)に示すように、領域2a1及び2b2がA相に、領域2a2及び2b1がB相にそれぞれ割り当てられている。圧電素子2は、更に分極されていない領域2cを備えている。領域2cは圧電素子2の裏面2eの全面電極から側面に配置された領域2dの電極を経由して導通されたグランドとして使用する電極である。   Of the four regions, regions 2a1 and 2b1 are polarized in the same direction, and regions 2a2 and 2b2 are polarized in the opposite direction to regions 2a1 and 2b1. The piezoelectric element 2 is divided into four regions 2a1, 2a2, 2b1 and 2b2 divided into two in each of the relative movement direction and the orthogonal direction. Therefore, the regions 2a1 and 2b2 and the regions 2a2 and 2b1 located on the diagonal lines are polarized in opposite directions. As shown in FIG. 2A, the regions 2a1 and 2b2 are assigned to the A phase, and the regions 2a2 and 2b1 are assigned to the B phase. The piezoelectric element 2 further includes an unpolarized region 2c. The region 2c is an electrode used as a ground that is conducted from the entire surface electrode of the back surface 2e of the piezoelectric element 2 through the electrode of the region 2d arranged on the side surface.

以上説明した通り、振動板1及び圧電素子2によって振動波モータ10が構成されている。次に、圧電素子2の高周波振動によって生じる振動板1及び圧電素子2の変形について説明する。   As described above, the vibration wave motor 10 is configured by the vibration plate 1 and the piezoelectric element 2. Next, deformation of the vibration plate 1 and the piezoelectric element 2 caused by high-frequency vibration of the piezoelectric element 2 will be described.

圧電素子2に発生する高周波振動は、振動板1に特定の固有振動モードを励振する。圧電素子2の高周波振動により振動板1には、振動板1の直交方向の曲げ振動の2次の固有振動モード(以下、「モード1」と称する)と振動板1の相対移動方向の曲げ振動の2次の固有振動モード(以下、「モード2」と称する)が励振される。   The high frequency vibration generated in the piezoelectric element 2 excites the diaphragm 1 in a specific natural vibration mode. Due to the high-frequency vibration of the piezoelectric element 2, the second natural vibration mode (hereinafter referred to as “mode 1”) of the bending vibration in the orthogonal direction of the vibration plate 1 and the bending vibration in the relative movement direction of the vibration plate 1. Is excited (hereinafter referred to as “mode 2”).

図2及び図3はそれぞれ振動板1のモード1とモード2が励振された際の振動板1及び圧電素子2の変形を示す模式図である。なお、簡単化のため振動板1の突起部1b1、1b2及び1b3、摺動部1c1、1c2及び1c3、連結部1d及び1e、領域2cを省略して図示している。図2(a)、図3(a)は平面図、図3(b)、図3(c)は正面図、図2(b)、図2(c)は側面図であり、それぞれ図1(a)、図1(b)、図1(c)に対応している。圧電素子2の領域のうち、領域2a1及び2b1を領域A、領域2a2及び2b2を領域B、領域2a1及び2a2を領域C、領域2b1及び2b2を領域Dとそれぞれ定義する。   2 and 3 are schematic diagrams showing deformation of the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 when the mode 1 and the mode 2 of the diaphragm 1 are excited, respectively. For simplicity, the projections 1b1, 1b2 and 1b3 of the diaphragm 1, the sliding parts 1c1, 1c2 and 1c3, the connecting parts 1d and 1e, and the region 2c are omitted. 2 (a) and 3 (a) are plan views, FIGS. 3 (b) and 3 (c) are front views, and FIGS. 2 (b) and 2 (c) are side views. (A), FIG. 1 (b), and FIG. 1 (c). Of the regions of the piezoelectric element 2, the regions 2a1 and 2b1 are defined as a region A, the regions 2a2 and 2b2 as a region B, the regions 2a1 and 2a2 as a region C, and the regions 2b1 and 2b2 as a region D, respectively.

振動板1のモード1を励振した際の振動板1及び圧電素子2の形状について図2(b)及び図2(c)を用いて説明する。図2(b)及び図2(c)は領域Aの領域2a1と領域2b1、領域Bの領域2a2と領域2b2がそれぞれ同一方向に変形し、領域Aと領域Bとが逆方向に変形した状態、すなわち振動板1のモード1が励振された状態を示している。+Z方向に凸に変形した場合を+方向の変形として定義すると、図2(b)は領域Aが+方向、領域Bが−方向に変形した場合、図2(c)は領域Aが−方向、領域Bが+方向に変形した場合を示している。   The shapes of the vibration plate 1 and the piezoelectric element 2 when the mode 1 of the vibration plate 1 is excited will be described with reference to FIGS. 2B and 2C. FIGS. 2B and 2C show a state in which the regions 2a1 and 2b1 of the region A, the regions 2a2 and 2b2 of the region B are deformed in the same direction, and the regions A and B are deformed in the opposite directions. That is, a state in which the mode 1 of the diaphragm 1 is excited is shown. Defining the case of deformation in the + Z direction as a deformation in the + direction is defined as a deformation in the + direction. FIG. , The region B is deformed in the + direction.

同様に振動板1のモード2を励振した際の振動板1及び圧電素子2の形状について図3(b)及び図3(c)を用いて説明する。図3(b)及び図3(c)は領域Cの領域2a1と領域2a2、領域Dの領域2b1と領域2b2がそれぞれ同一方向に変形し、領域Cと領域Dとが逆方向に変形した状態、すなわち振動板1のモード2が励振された状態を示している。図3(b)は領域Cが+方向、領域Dが−方向に変形した場合、図3(c)は領域Cが−方向、領域Dが+方向に変形した場合を示している。   Similarly, the shapes of the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 when the mode 2 of the diaphragm 1 is excited will be described with reference to FIGS. 3B and 3C. FIGS. 3B and 3C show a state in which the regions 2a1 and 2a2 of the region C, the regions 2b1 and 2b2 of the region D are deformed in the same direction, and the regions C and D are deformed in the opposite directions. That is, the state in which the mode 2 of the diaphragm 1 is excited is shown. FIG. 3B illustrates a case where the region C is deformed in the + direction and the region D is deformed in the − direction. FIG. 3C illustrates a case where the region C is deformed in the − direction and the region D is deformed in the + direction.

図4は圧電素子2に印加する交流電圧と振動板1及び圧電素子2の変形を説明するためのグラフと表である。図4(a)は圧電素子2のA相及びB相に印加する交流電圧の変化を示すグラフ、図4(b)は各領域2a1、2a2、2b1及び2b2に印加される電圧の符号を示す表、図4(c)は各領域2a1、2a2、2b1及び2b2の変形方向を示す表である。   FIG. 4 is a graph and a table for explaining the AC voltage applied to the piezoelectric element 2 and the deformation of the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2. FIG. 4A is a graph showing a change in the AC voltage applied to the A phase and the B phase of the piezoelectric element 2, and FIG. 4B shows the sign of the voltage applied to each area 2a1, 2a2, 2b1, and 2b2. FIG. 4C is a table showing the deformation directions of the regions 2a1, 2a2, 2b1, and 2b2.

前述の通り、領域2a1及び2b1は+方向に分極され、領域2a2及び2b2は−方向に分極されており、また、領域2a1及び2b2がA相に、領域2a2及び2b1がB相にそれぞれ割り当てられている。なお、ここでいう「+方向に分極される」とは印加された電圧と同じ符号の変形を生じることとし、「−方向に分極される」とは印加された電圧と逆の符号の変形を生じることと定義する。例えば、+方向に分極されている場合には+の電圧が印加された場合に+方向に変形し、−方向に分極されている場合には+の電圧が印加された場合に−方向に変形する。   As described above, the regions 2a1 and 2b1 are polarized in the + direction, the regions 2a2 and 2b2 are polarized in the-direction, and the regions 2a1 and 2b2 are assigned to the A phase, and the regions 2a2 and 2b1 are assigned to the B phase. ing. Here, "polarized in the + direction" means that a deformation of the same sign as the applied voltage occurs, and "polarized in the-direction" means a deformation of the opposite sign to the applied voltage. Is defined as occurring. For example, when polarized in the + direction, it deforms in the + direction when a + voltage is applied, and when polarized in the-direction, it deforms in the-direction when a + voltage is applied. I do.

図4(a)に示す通り、A相に対してB相の位相を約+90°遅らせて交流電圧を印加した際のP1からP4までの時間における領域2a1、2a2、2b1及び2b2の交流電圧の符号は図4(b)に示す通りである。ここで、+方向に分極されている領域2a1及び2b1は図4(b)に示す電圧と同じ符号の変形を生じ、−方向に分極されている2a2及び2b2は図4(b)に示す電圧と逆の符号の変形を生じる。すなわち、時間P1〜P4で各領域2a1、2a2、2b1及び2b2に図4(b)で示す電圧が印加された際には、時間P1’〜P4’で領域2a1、2a2、2b1及び2b2には図4(c)に示す方向の変形が生じる。なお、時間P1’〜P4’とはそれぞれ時間P1〜P4に対して所定の遅れを持った時間である。   As shown in FIG. 4A, the AC voltage in the regions 2a1, 2a2, 2b1, and 2b2 during the time from P1 to P4 when the AC voltage is applied with the phase of the B phase delayed by about + 90 ° with respect to the A phase. The reference numerals are as shown in FIG. Here, the regions 2a1 and 2b1 polarized in the + direction cause the deformation of the same sign as the voltage shown in FIG. 4B, and the regions 2a2 and 2b2 polarized in the-direction are the voltages shown in FIG. The opposite sign transformation occurs. That is, when the voltage shown in FIG. 4B is applied to each of the regions 2a1, 2a2, 2b1, and 2b2 at times P1 to P4, the regions 2a1, 2a2, 2b1, and 2b2 are applied at times P1 ′ to P4 ′. The deformation in the direction shown in FIG. Note that the times P1 'to P4' are times with a predetermined delay from the times P1 to P4, respectively.

ここで、時間P1’において、2a1及び2a2は+方向に変形し、2b1及び2b2は−方向に変形する。即ち、図3(a)に示す領域Cが+方向に変形し、領域Dが−方向に変形するため、振動板1及び圧電素子2には図3(b)に示すような変形が生じる。同様にして、時間P2’には図2(b)、時間P3’には図3(c)、時間P4’には図2(c)に示すような変形がそれぞれ生じる。即ち、図4(a)のようにA相に対してB相の位相を約+90°遅らせて圧電素子2に交流電圧を印加した際には、振動板1及び圧電素子2の形状が図3(b)、図2(b)、図3(c)、図2(c)の順番に繰り返し変形する。   Here, at time P1 ', 2a1 and 2a2 deform in the + direction, and 2b1 and 2b2 deform in the-direction. That is, since the area C shown in FIG. 3A is deformed in the + direction and the area D is deformed in the-direction, the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 are deformed as shown in FIG. 3B. Similarly, a deformation as shown in FIG. 2B occurs at time P2 ', a deformation as shown in FIG. 3C at time P3', and a deformation as shown in FIG. 2C at time P4 '. That is, as shown in FIG. 4A, when an AC voltage is applied to the piezoelectric element 2 with the phase of the B phase delayed by about + 90 ° with respect to the A phase, the shapes of the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 are changed as shown in FIG. (B), FIG. 2 (b), FIG. 3 (c), and FIG. 2 (c).

以下、圧電素子2の高周波振動によって振動板1の突起部1b1、1b2及び1b3に生じる楕円運動について説明する。   Hereinafter, the elliptic motion generated on the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 of the diaphragm 1 due to the high frequency vibration of the piezoelectric element 2 will be described.

まず、振動板1の突起部1b1、1b2及び1b3が設けられる位置について説明する。図1(d)に示すように、突起部1b1及び1b2はモード1の腹(図1(d)におけるX1)の近傍であって、かつ、モード2の節(図1(d)におけるY1及びY3)の近傍に設けられている。突起部1b3はモード1の腹(図1(d)におけるX2)の近傍であって、かつ、モード2の節(図1(d)におけるY2)の近傍に設けられている。すなわち、3つの突起部1b1、1b2及び1b3は、相対移動方向の曲げ振動の2次モードの節近傍かつ直交方向の曲げ振動の2次モードの腹近傍に設けられている。   First, positions where the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 of the diaphragm 1 are provided will be described. As shown in FIG. 1D, the protrusions 1b1 and 1b2 are near the antinode of mode 1 (X1 in FIG. 1D) and at the nodes of mode 2 (Y1 and X1 in FIG. 1D). Y3). The protrusion 1b3 is provided near the antinode of Mode 1 (X2 in FIG. 1D) and near the node of Mode 2 (Y2 in FIG. 1D). That is, the three protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 are provided near the nodes of the secondary mode of the bending vibration in the relative movement direction and near the antinodes of the secondary mode of the bending vibration in the orthogonal direction.

図5及び図6はA相に対してB相の位相を約+90°遅らせて交流電圧を印加した場合の振動板1の振動の様子を示す模式図であり、図5は突起部1b1及び1b2の先端の軌跡、図6は突起部1b3の先端の軌跡を説明するための模式図である。それぞれの図において、図5(a)及び図5(b)、図6(a)及び図6(b)はそれぞれ図1(c)、図1(b)に対応しており、図4に示した交流電圧のP1からP4に対して所定の遅れを持った時間P1’からP4’それぞれの時間における振動状態を示している。また、図5及び図6それぞれにおいて摺動部1c1、1c2及び1c3、連結部1d及び1e、圧電素子2は簡単化のため図示を省略されており、また、図5においては突起部1b3が、図6においては突起部1b1及び1b2がそれぞれ図示を省略されている。   FIGS. 5 and 6 are schematic diagrams showing the state of vibration of diaphragm 1 when an AC voltage is applied with the phase of phase B delayed about + 90 ° with respect to phase A, and FIG. 5 shows projections 1b1 and 1b2. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the trajectory of the tip of the protrusion 1b3. In each figure, FIGS. 5 (a) and 5 (b), FIGS. 6 (a) and 6 (b) correspond to FIGS. 1 (c) and 1 (b), respectively, and FIG. The vibration state at times P1 'to P4' with a predetermined delay from the indicated AC voltages P1 to P4 is shown. 5 and 6, the sliding portions 1c1, 1c2 and 1c3, the connecting portions 1d and 1e, and the piezoelectric element 2 are omitted for simplicity, and in FIG. In FIG. 6, the projections 1b1 and 1b2 are not shown.

まず、図5を用いて突起部1b1及び1b2の先端の軌跡について説明する。前述の通り、図4(a)に示すような交流電圧が印加された際に、時間P1’及びP3’において振動板1及び圧電素子2は図3(b)及び図3(c)に示すような変形を生じる。これにより、モード2が励振され、突起部1b1及び1b2の先端のX方向振幅が最大となる(図5(b)におけるA)。また、図4(a)に示すような交流電圧が印加された際に、時間P2’及びP4’において振動板1及び圧電素子2は図2(b)及び図2(c)に示すような変形を生じる。これにより、モード1が励振され、突起部1b1及び1b2の先端のZ方向振幅が最大となる(図5(a)におけるA)。このため、A相に対してB相の位相を約+90°遅らせて交流電圧を印加すると、突起部1b1及び1b2の先端にはそれぞれ図5(b)に矢印で示すような楕円運動が発生する。 First, the trajectories of the tips of the protrusions 1b1 and 1b2 will be described with reference to FIG. As described above, when the AC voltage as shown in FIG. 4A is applied, the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 are shown in FIGS. 3B and 3C at times P1 ′ and P3 ′. Such deformation occurs. As a result, the mode 2 is excited, and the X-direction amplitudes at the tips of the protrusions 1b1 and 1b2 are maximized (A 2 in FIG. 5B). Further, when an AC voltage as shown in FIG. 4A is applied, the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 at the times P2 'and P4' as shown in FIGS. 2B and 2C. Causes deformation. As a result, the mode 1 is excited, and the Z-direction amplitude of the tips of the protrusions 1b1 and 1b2 is maximized (A 1 in FIG. 5A). Therefore, when an AC voltage is applied with the phase of the phase B delayed by about + 90 ° with respect to the phase A, elliptic motions are generated at the tips of the protrusions 1b1 and 1b2 as indicated by arrows in FIG. .

同様に、図6を用いて突起部1b3の先端の軌跡について説明する。図4(a)に示すような交流電圧が印加された際に、時間P1’及びP3’においては振動板1及び圧電素子2にはモード2が励振され、突起部1b3の先端のX方向振幅が最大となる(図6(b)におけるA)。また、時間P2’及びP4’において振動板1及び圧電素子2にはモード1が励振され、突起部1b3の先端のZ方向振幅が最大となる(図6(a)におけるA)。このため、A相に対してB相の位相を約+90°遅らせて交流電圧を印加すると、突起部1b3の先端にはそれぞれ図6(b)に矢印で示すような楕円運動が発生する。 Similarly, the trajectory of the tip of the protrusion 1b3 will be described with reference to FIG. When an AC voltage as shown in FIG. 4A is applied, mode 2 is excited in the vibration plate 1 and the piezoelectric element 2 at times P1 ′ and P3 ′, and the amplitude in the X direction at the tip of the protrusion 1b3. Is the maximum (A 2 in FIG. 6B). Further, the diaphragm 1 and the mode 1 to the piezoelectric element 2 is excited at the time P2 'and P4', Z direction amplitude of the tip of the projection portion 1b3 is maximized (A 1 in FIG. 6 (a)). Therefore, when an AC voltage is applied with the phase of the phase B delayed by about + 90 ° with respect to the phase A, elliptic motions are generated at the tips of the protrusions 1b3 as indicated by arrows in FIG. 6B.

ここまで説明した通り、A相とB相への交流電圧の印加により、突起部1b1、1b2及び1b3の先端にはそれぞれ楕円運動を生じる。後述の摩擦部材3には摺動部1c1、1c2及び1c3が加圧された状態で当接する。このため、突起部1b1、1b2及び1b3の楕円運動により生じる後述の摩擦部材3と摺動部1c1、1c2及び1c3との間の摩擦によって、振動板1は推進力を得て図5及び図6の(b)に示すX方向に相対移動することができる。   As described above, the application of the AC voltage to the A-phase and the B-phase causes elliptic motion at the tips of the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3, respectively. The sliding portions 1c1, 1c2, and 1c3 abut against a friction member 3 described below in a state where the sliding portions 1c1, 1c2, and 1c3 are pressurized. For this reason, the diaphragm 1 obtains the propulsive force by the friction between the friction member 3 described later and the sliding portions 1c1, 1c2, and 1c3 caused by the elliptical motion of the projections 1b1, 1b2, and 1b3, and the propulsion force is obtained, as shown in FIGS. (B) can be relatively moved in the X direction.

また、A相に対してB相の位相を約+270°遅らせて交流電圧を印加した場合は図5とは反対方向の楕円運動が発生する。従って、突起部1b1、1b2及び1b3の楕円運動により生じる後述の摩擦部材3と摺動部1c1、1c2及び1c3の間の摩擦によって振動板1は推進力を得て図5及び図6の(b)に示すX方向とは反対の方向に相対移動することができる。   When an AC voltage is applied with the phase of the B phase delayed by about + 270 ° with respect to the A phase, an elliptical motion in the direction opposite to that in FIG. 5 occurs. Therefore, the diaphragm 1 obtains the propulsive force by the friction between the friction member 3 described later and the sliding portions 1c1, 1c2, and 1c3 caused by the elliptical movement of the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3, and the propulsion force is obtained, as shown in FIG. ) Can be relatively moved in the direction opposite to the X direction.

このように、本実施形態の振動波モータにおいては高周波振動により突起部1b1、1b2及び1b3に生じる楕円運動によって後述の摩擦部材3に対して振動板1が相対移動することが可能である。   As described above, in the vibration wave motor of the present embodiment, the vibration plate 1 can relatively move with respect to the friction member 3 described later by the elliptical motion generated in the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 due to the high frequency vibration.

突起部1b1及び1b2、1b3の先端に生じる楕円運動の位相について説明する。図7(a)は交流電圧が印加されていない状態の振動板1を示す斜視図であり、図7(b)は交流電圧が印加された状態の時間P1’からP4’における振動板1の振動の様子を示す斜視図である。図中の点線Y1〜Y3はモード2の節、一点鎖線X1及びX2はモード1の腹を示している。なお、説明を分かりやすくするため摺動部1c1、1c2及び1c3、連結部1d及び1e、圧電素子2は省略されている。   The phase of the elliptical motion generated at the tips of the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 will be described. FIG. 7A is a perspective view showing the diaphragm 1 in a state where the AC voltage is not applied, and FIG. 7B is a diagram showing the diaphragm 1 in the state where the AC voltage is applied from time P1 ′ to P4 ′. It is a perspective view which shows a mode of a vibration. In the figure, dotted lines Y1 to Y3 indicate nodes of mode 2, and dashed lines X1 and X2 indicate antinodes of mode 1. Note that the sliding portions 1c1, 1c2 and 1c3, the connecting portions 1d and 1e, and the piezoelectric element 2 are omitted for easy understanding of the description.

前述の通り、図7(b)に矢印で示すように、時間P1’及びP3’においては振動板1及び圧電素子2にはモード1が励振され、時間P2’及びP4’においては図7(b)に矢印で示すように振動板1及び圧電素子2にはモード2が励振される。このときの各時間における突起部1b1、1b2及び1b3の先端に生じる変位の方向を説明する。時間P1’では、突起部1b1、及び1b2は−Z方向、突起部1b3は+Z方向の変位を生じる。時間P2’では、突起部1b1及び1b2は−X方向、突起部1b3は+X方向の変位を生じる。時間P3’では、突起部1b1及び1b2は+Z方向、突起部1b3は−Z方向の変位を生じる。時間P4’では、突起部1b1及び1b2は+X方向、突起部1b3は−X方向の変位を生じる。結果として、突起部1b1及び1b2に対して突起部1b3は常に逆方向の変位を生じる。   As described above, as indicated by arrows in FIG. 7B, mode 1 is excited in the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 at times P1 ′ and P3 ′, and at time P2 ′ and P4 ′, FIG. The mode 2 is excited in the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 as shown by the arrow in b). The directions of the displacements generated at the tips of the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 at each time will be described. At time P1 ', the protrusions 1b1 and 1b2 cause displacement in the -Z direction, and the protrusion 1b3 causes displacement in the + Z direction. At time P2 ', the projections 1b1 and 1b2 are displaced in the -X direction, and the projection 1b3 is displaced in the + X direction. At time P3 ', the protrusions 1b1 and 1b2 cause displacement in the + Z direction, and the protrusion 1b3 causes displacement in the -Z direction. At time P4 ', the projections 1b1 and 1b2 are displaced in the + X direction, and the projection 1b3 is displaced in the -X direction. As a result, the projection 1b3 always produces a displacement in the opposite direction with respect to the projections 1b1 and 1b2.

図8は突起部1b1、1b2及び1b3の先端の楕円運動を説明する模式図である。図8(a)は突起部1b1及び1b2、図8(b)は突起部1b3の先端の楕円運動をそれぞれ示している。前述の通り、突起部1b1、1b2及び1b3は時間P1’及びP3’においてZ方向に変位し、時間P2’及びP4’においてX方向に変位し、突起部1b3は突起部1b1及び1b2に対して常に逆方向の変位を生じる。このため、突起部1b3には突起部1b1及び1b2と180度位相がずれた楕円運動が生じる。3つの突起部のうち、一部の突起部1b3の楕円運動と、これ以外の突起部1b1及び1b2の楕円運動の位相が180度ずれている。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the elliptical movement of the tips of the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3. FIG. 8A shows the protrusions 1b1 and 1b2, and FIG. 8B shows the elliptical movement of the tip of the protrusion 1b3. As described above, the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 are displaced in the Z direction at times P1 ′ and P3 ′, and are displaced in the X direction at times P2 ′ and P4 ′, and the protrusion 1b3 is moved relative to the protrusions 1b1 and 1b2. The displacement always occurs in the opposite direction. Therefore, the projection 1b3 undergoes an elliptical motion 180 degrees out of phase with the projections 1b1 and 1b2. Among the three projections, the phases of the elliptical motion of some of the projections 1b3 and the ellipse of the other projections 1b1 and 1b2 are shifted by 180 degrees.

以下に、振動板1の板部1aの相対移動方向及び直交方向の寸法(長さ)について説明する。図9は板部の寸法を説明するための図で、図9(a)は本発明の実施形態の構成における板部1aの寸法を、図9(b)は本発明の実施形態の変形例における板部101aの寸法を示している。なお、説明を分かりやすくするため連結部1d及び1eは図示を省略されている。   The dimensions (length) of the plate portion 1a of the diaphragm 1 in the relative movement direction and the orthogonal direction will be described below. 9A and 9B are diagrams for explaining the dimensions of the plate portion. FIG. 9A shows the dimensions of the plate portion 1a in the configuration of the embodiment of the present invention, and FIG. 9B shows a modification of the embodiment of the present invention. 3 shows the dimensions of the plate portion 101a. It should be noted that the connecting portions 1d and 1e are not shown in the figure for easy understanding.

第1の実施形態において、図9(a)に示す板部101aの相対移動方向(図9中のX方向)の寸法L1Xと直交方向の寸法L1Yでは、式(1)に示すように、相対移動方向(図9中のX方向)の寸法L1Xが直交方向の寸法L1Yよりも小さい。
1X<L1Y (1)
すなわち、板部1aは、振動板1と摩擦部材3が相対移動する相対移動方向の寸法L1Xが、相対移動方向及び振動板1の加圧方向と直交する直交方向の寸法L1Yよりも小さい。
In the first embodiment, the dimension L 1X in the relative movement direction (X direction in FIG. 9) and the dimension L 1Y in the orthogonal direction of the plate portion 101a shown in FIG. The dimension L 1X in the relative movement direction (X direction in FIG. 9) is smaller than the dimension L 1Y in the orthogonal direction.
L 1X <L 1Y (1)
That is, in the plate portion 1a, the dimension L 1X in the relative movement direction in which the diaphragm 1 and the friction member 3 relatively move is smaller than the dimension L 1Y in the direction perpendicular to the relative movement direction and the pressing direction of the diaphragm 1. .

一方、本発明の実施形態の変形例では、図9(b)に示す板部101aの相対移動方向の寸法L101Xと直交方向の寸法L101Yでは、式(2)に示すように、相対移動方向の寸法L101Xが直交方向の寸法L101Y以上に大きい。
101X≧L101Y (2)
On the other hand, in a modification of the embodiment of the present invention, the dimension L 101X in the relative movement direction and the dimension L 101Y in the orthogonal direction of the plate portion 101a shown in FIG. The dimension L 101X in the direction is larger than the dimension L 101Y in the orthogonal direction.
L 101X ≧ L 101Y (2)

ここで、それぞれの構成において各モードが励振された際の振動板の突起部の先端の振幅と周波数の関係について説明する。   Here, the relationship between the amplitude and the frequency at the tip of the projection of the diaphragm when each mode is excited in each configuration will be described.

図10は交流電圧の周波数fと突起部1b1及び1b2、1b3の先端の楕円運動の振幅Aの関係を示すグラフである。図10(a)及び図10(c)は本発明の実施形態及び変形例それぞれにおいて振動板1が加圧されていない自由状態であるときの周波数f及び振幅Aの関係を示している。図10(b)及び図10(d)は本発明の実施形態及び変形例それぞれにおいて振動板1が摩擦部材3に対して加圧された加圧状態の周波数f及び振幅Aの関係を示している。   FIG. 10 is a graph showing the relationship between the frequency f of the AC voltage and the amplitude A of the elliptical motion of the tips of the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3. FIGS. 10A and 10C show the relationship between the frequency f and the amplitude A when the diaphragm 1 is in a free state in which the diaphragm 1 is not pressed in each of the embodiment and the modification of the present invention. FIGS. 10B and 10D show the relationship between the frequency f and the amplitude A in a state where the vibration plate 1 is pressed against the friction member 3 in the embodiment and the modified example of the present invention. I have.

ここで、本発明の実施形態における周波数f及び振幅Aの関係について説明する。図10(a)に示すように、振動板1が摩擦部材3に対して加圧されていない自由状態において、振動板1に生じるモード1は共振周波数f1aでZ方向の振幅A1aを生じる。また、振動板1に生じるモード2は共振周波数f2aでX方向の振幅A2aを生じる。図9(a)に示した通り、本発明の実施形態においては直交方向の寸法L1Yの方が相対移動方向の寸法L1Xよりも長い。モード1及びモード2は平板の曲げによる固有振動モードであるため、各モードの方向の寸法が大きいほど共振周波数は低くなる。従って、式(3)に示すように、直交方向のモード1の共振周波数f1aは相対移動方向のモード2の共振周波数f2aよりも低い。
1a<f2a (3)
Here, the relationship between the frequency f and the amplitude A in the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 10A, in the free state in which the diaphragm 1 is not pressed against the friction member 3, the mode 1 generated in the diaphragm 1 generates the amplitude A 1a in the Z direction at the resonance frequency f1a. . The mode 2 generated in the vibration plate 1 produces the amplitude A 2a in the X-direction at a resonance frequency f 2a. As shown in FIG. 9A, in the embodiment of the present invention, the dimension L 1Y in the orthogonal direction is longer than the dimension L 1X in the relative movement direction. Since mode 1 and mode 2 are natural vibration modes due to bending of a flat plate, the resonance frequency becomes lower as the dimension in each direction is larger. Therefore, as shown in Expression (3), the resonance frequency f 1a of mode 1 in the orthogonal direction is lower than the resonance frequency f 2a of mode 2 in the relative movement direction.
f 1a <f 2a (3)

これに対し、振動板1が摩擦部材3に対して加圧されている加圧状態では、振動板1に生じる振動が抑制されるように加圧力が働くため、共振周波数は高くなり、振幅は小さくなる。図10(b)に示すように、共振周波数f1a及びf2aはそれぞれ共振周波数f1a’及びf2a’と高くなる。また、振幅A1a及び振幅A2aは加圧力に抑制されそれぞれ振幅A1a’及び振幅A2a’と小さくなる。ここで、振動板1にモード1を生じた際には前述の通り突起部1b1、1b2及び1b3はZ方向の振幅A1aを生じ、振動板1にモード2を生じた際には前述の通り突起部1b1、1b2及び1b3はX方向の振幅A2aを生じる。振動板1を摩擦部材3に対して加圧する際の加圧力はZ方向であるため、振動板1が加圧された際には加圧力を生じる方向と同一方向のZ方向の振幅A1aを生じるモード1の方がモード2に対してより加圧力の影響を大きく受ける。このため、自由状態と加圧状態とを比較した際にはモード2よりもモード1の方がより共振周波数の変化量が大きい。従って、式(4)が得られる。
1a’−f1a>f2a’−f2a (4)
式(3)及び(4)から自由状態の2つの固有振動モードの共振周波数の差f2a−f1aに対して、式(5)に示すように、加圧状態の2つの固有振動モードの共振周波数の差f2a’−f1a’は小さくなる。
2a’−f1a’<f2a−f1a (5)
On the other hand, in the pressurized state in which the diaphragm 1 is pressed against the friction member 3, the pressing force acts so as to suppress the vibration generated in the diaphragm 1, so that the resonance frequency increases and the amplitude increases. Become smaller. As shown in FIG. 10B, the resonance frequencies f1a and f2a are higher than the resonance frequencies f1a 'and f2a ', respectively. Further, the amplitude A 1a and the amplitude A 2a are suppressed by the pressing force and become small as the amplitude A 1a ′ and the amplitude A 2a ′, respectively. Here, when the mode 1 is generated on the diaphragm 1, the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 generate the amplitude A 1a in the Z direction as described above, and when the mode 2 is generated on the diaphragm 1, as described above. projections 1b1,1b2 and 1b3 produces an amplitude a 2a in the X direction. Since the pressing force when the diaphragm 1 is pressed against the friction member 3 is in the Z direction, when the diaphragm 1 is pressed, the amplitude A 1a in the Z direction is the same as the direction in which the pressing force is generated. The generated mode 1 is more greatly affected by the pressing force than the mode 2. Therefore, when the free state and the pressurized state are compared, the amount of change in the resonance frequency is larger in mode 1 than in mode 2. Therefore, equation (4) is obtained.
f 1a ′ −f 1a > f 2a ′ −f 2a (4)
From equations (3) and (4), the difference between the resonance frequencies f 2a -f 1a of the two natural vibration modes in the free state is calculated as shown in equation (5). The difference f 2a ′ −f 1a ′ between the resonance frequencies becomes smaller.
f 2a ′ −f 1a ′ <f 2a −f 1a (5)

次に、本発明の実施形態の変形例における周波数f及び振幅Aの関係について説明する。図9(b)に示した通り、本発明の実施形態においては相対移動方向の寸法L101Xの方が直交方向の寸法L101Yよりも長い。このため、式(6)に示すように、相対移動方向のモード2の共振周波数f2bが直交方向のモード1の共振周波数f1bよりも低い。
1b>f2b (6)
Next, the relationship between the frequency f and the amplitude A in a modification of the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 9 (b), longer than the dimension L 101Y better dimension L 101X of the relative movement direction in the embodiment of the orthogonal directions of the present invention. Therefore, as shown in Expression (6), the resonance frequency f 2b of mode 2 in the relative movement direction is lower than the resonance frequency f 1b of mode 1 in the orthogonal direction.
f 1b > f 2b (6)

また、前述の通り、自由状態と加圧状態とを比較した際にモード2よりもモード1の方がより変化量が大きいため、式(7)が得られる。
1b’−f1b>f2b’−f2b (7)
式(6)及び(7)から自由状態の2つの固有振動モードの共振周波数の差f1b−f2bに対して、加圧状態の2つの固有振動モードの共振周波数の差f1b’−f2b’は大きくなる。従って、式(8)が得られる。
1b’−f2b’>f1b−f2b (8)
Further, as described above, when the free state and the pressurized state are compared, the amount of change in the mode 1 is larger than that in the mode 2, so that the equation (7) is obtained.
f 1b ′ −f 1b > f 2b ′ −f 2b (7)
From the expressions (6) and (7), the difference f 1b −f 2b between the resonance frequencies of the two natural vibration modes in the free state is compared with the difference f 1b ′ −f between the resonance frequencies of the two natural vibration modes in the pressurized state. 2b 'becomes larger. Therefore, equation (8) is obtained.
f 1b ′ −f 2b ′> f 1b −f 2b (8)

ここで、本発明の実施形態において突起部1b1、1b2及び1b3に生じる楕円運動について考察する。ある駆動周波数fraの交流電圧を印加した際に突起部1b1、1b2及び1b3にはモード1によるZ方向の振幅A1ra、モード2によるX方向の振幅A2raの楕円運動が生じる。このとき、加圧状態の2つの固有振動モードの共振周波数の差f2a’−f1a’が小さいため、Z方向の振幅A1raとX方向の振幅A2raの差は小さくなる。このため、突起部1b1、1b2及び1b3にはZ方向振幅とX方向振幅がほぼ同等な円に近い楕円運動が生じ、安定して駆動することができる。これに対して、本発明の実施形態の変形例においては、ある駆動周波数frbの交流電圧を印加した際に加圧状態の2つの固有振動モードの共振周波数の差f1b’−f2b’は大きくなるため、Z方向の振幅A1rbとX方向の振幅A2rbの差は大きくなる。これにより突起部1b1、1b2及び1b3には円ではなくZ方向に長い楕円の楕円運動が生じるため、駆動が不安定になる、駆動効率が低下するなどの問題を生じる。 Here, the elliptical motion generated in the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 in the embodiment of the present invention will be considered. There driving frequency f ra projections 1b1,1b2 and 1b3 Z direction amplitude A 1ra by mode 1 to the AC voltage upon application of, the elliptical motion of the X-direction amplitude A 2ra by mode 2 occurs. At this time, since the difference f 2a '-f 1a' of the two resonant frequencies of the natural oscillation mode of the pressurized small, difference in amplitude A 2ra of amplitudes A 1ra and X direction of the Z-direction is reduced. For this reason, the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 generate an elliptical motion close to a circle having substantially the same amplitude in the Z direction and the X direction, and can be driven stably. On the other hand, in a modified example of the embodiment of the present invention, when an AC voltage having a certain driving frequency f rb is applied, the difference f 1b ′ −f 2b ′ between the resonance frequencies of the two natural vibration modes in the pressurized state. Is larger, the difference between the amplitude A 1rb in the Z direction and the amplitude A 2rb in the X direction is larger. As a result, the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 undergo an elliptical motion that is not a circle but a long ellipse in the Z direction, and thus causes problems such as unstable driving and reduced driving efficiency.

以上説明したように、本発明の実施形態において板部1aの相対移動方向の寸法L1Xを直交方向の寸法L1Yよりも小さくする。これにより、突起部1b1、1b2及び1b3には真円に近い楕円運動が生じ、相対移動方向の寸法L1Xが直交方向の寸法L1Y以上の場合と比較して安定して駆動することができる。このため、板部1aの相対移動方向の寸法L1Xを直交方向の寸法L1Yよりも小さくすることが好ましい。 As described above, in the embodiment of the present invention, the dimension L 1X in the relative movement direction of the plate portion 1a is smaller than the dimension L 1Y in the orthogonal direction. As a result, the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 have an elliptical motion close to a perfect circle, and can be driven more stably than when the dimension L 1X in the relative movement direction is equal to or larger than the dimension L 1Y in the orthogonal direction. . For this reason, it is preferable that the dimension L 1X in the relative movement direction of the plate portion 1a be smaller than the dimension L 1Y in the orthogonal direction.

以下、本発明の実施形態の振動波モータを利用したリニア駆動装置20について説明する。図11は実施形態の振動波モータを利用したリニア駆動装置20の概略図である。図11(a)は相対移動方向であるX軸の(+)方向から見た正面図、図11(b)は側面図であり、図11(a)は図1(c)、図11(b)は図1(b)にそれぞれ対応している。   Hereinafter, a linear drive device 20 using a vibration wave motor according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a schematic diagram of a linear drive device 20 using the vibration wave motor of the embodiment. 11A is a front view as viewed from the (+) direction of the X axis, which is a relative movement direction, FIG. 11B is a side view, and FIG. 11A is a view in FIG. 1C and FIG. (b) corresponds to FIG. 1 (b).

図11において、振動波モータは振動板1及び圧電素子2を備えている。振動波モータは更に摩擦部材3を備え、摩擦部材3には突起部1b1、1b2及び1b3が加圧されて当接している。これにより、摩擦部材3は圧電素子2の高周波振動によって振動板1と相対移動する。振動板保持部材4は上部で振動板1を支持する支持部4aを備え、支持部4aにおいて連結部1d及び1eを介して振動板1を支持している。また、振動板保持部材4は、下部に摩擦部材3の裏面に回転摺動するローラ5を回転自由に軸支している軸支部4bを備えている。このため、振動板保持部材4は振動板1と同期して移動することができる。   In FIG. 11, the vibration wave motor includes a vibration plate 1 and a piezoelectric element 2. The vibration wave motor further includes a friction member 3, and the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 are pressed against and contact the friction member 3. Thereby, the friction member 3 moves relative to the diaphragm 1 by the high frequency vibration of the piezoelectric element 2. The diaphragm holding member 4 includes a supporting portion 4a that supports the diaphragm 1 at an upper portion, and the supporting portion 4a supports the diaphragm 1 via the connecting portions 1d and 1e. Further, the diaphragm holding member 4 is provided with a shaft supporting portion 4b at a lower portion thereof, which rotatably supports a roller 5 rotatably sliding on the back surface of the friction member 3. For this reason, the diaphragm holding member 4 can move in synchronization with the diaphragm 1.

加圧ばね6の下端は加圧板7を介して振動板1及び圧電素子2に作用し、上端は振動板保持部材4に作用する。加圧ばね6の加圧力により摺動部1c1、1c2及び1c3は摩擦部材3に加圧された状態で当接している。前述のように、図11(b)の矢印で示すような楕円運動による駆動力によって振動板保持部材4が図示X方向に推進力を得て、+X方向に相対移動することができる。ローラ5は駆動の際の摺動抵抗を軽減するために設けられているものであって、同様の機能があれば、転動コロのような機構でもよい。   The lower end of the pressure spring 6 acts on the diaphragm 1 and the piezoelectric element 2 via the pressure plate 7, and the upper end acts on the diaphragm holding member 4. The sliding portions 1c1, 1c2 and 1c3 are in contact with the friction member 3 while being pressed by the pressing force of the pressing spring 6. As described above, the diaphragm holding member 4 can obtain a propulsive force in the X direction in the drawing and relatively move in the + X direction by the driving force due to the elliptical motion as indicated by the arrow in FIG. 11B. The roller 5 is provided to reduce sliding resistance at the time of driving, and may be a mechanism such as a rolling roller as long as it has a similar function.

図12は、加圧ばね6によって加圧力を生じる位置と突起部1b1、1b2及び1b3と摩擦部材3とが当接可能な位置を説明するための図で、振動板1の板部1aの底面図である。点C、C及びCはそれぞれ突起部1b1、1b2及び1b3の中心を示しており、XY平面上において上記3つの点で突起部1b1、1b2及び1b3が摩擦部材3と接触している。突起部1b1、1b2及び1b3は振動板1の加圧方向と直交するXY平面上の一直線上にない3つの点C、C及びCで摩擦部材3と当接する。加圧点Pは加圧ばね6によって振動板1及び圧電素子2に生じる加圧力の中心を示す点であり、点C、C及びCを結んだ三角形の領域Tの内側に位置している。従って、振動板1を摩擦部材3に対して加圧する際の加圧点Pは、突起部1b1、1b2及び1b3が摩擦部材3に当接する点C、C及びCを結ぶ領域Tよりも内側である。 FIG. 12 is a diagram for explaining a position where a pressing force is generated by the pressure spring 6 and a position where the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 and the friction member 3 can come into contact with each other, and shows a bottom surface of the plate 1a of the diaphragm 1. FIG. Points C 1 , C 2 and C 3 indicate the centers of the protrusions 1b1, 1b2 and 1b3, respectively, and the protrusions 1b1, 1b2 and 1b3 are in contact with the friction member 3 at the above three points on the XY plane. . Projections 1b1,1b2 and 1b3 abuts the friction member 3 with the diaphragm C 1 3 a point not located on a straight line on the XY plane orthogonal to the pressing direction of 1, C 2 and C 3. Pressing points P is the point indicating the center of the pressure generated in the vibrating plate 1 and the piezoelectric element 2 by the pressure spring 6, located inside the point C 1, C 2 and the region T of the triangle formed by connecting the C 3 ing. Therefore, the pressure point P when the diaphragm 1 is pressed against the friction member 3 is from the region T connecting the points C 1 , C 2 and C 3 where the protrusions 1 b 1 , 1 b 2 and 1 b 3 contact the friction member 3. Is also inside.

以下、本発明の実施形態の振動波モータを利用したレンズ駆動装置について説明する。図13は、本発明の実施形態の振動波モータ10を利用したリニア駆動装置20を搭載したレンズ駆動装置のレンズ駆動部の概略図である。図13において、図13(a)は光軸方向であるX軸(+)方向から見た正面図、図13(b)は枠体の一部を破断した側面図である。図13において、リニア駆動装置20は、振動板保持部材4、レンズホルダ53、振動板保持部材4とレンズホルダ53とを連結する駆動伝達部4cを備えている。リニア駆動装置20は、更に、摩擦部材3、枠体51、レンズ52、レンズホルダ53を支持し光軸方向(図示X方向)に案内するガイド軸54及び55を備えている。図13(b)においては、リニア駆動装置20を構成する振動板1の板部1aと突起部1b1、1b2及び1b3、摩擦部材3以外の構成要素が説明の便宜上図示を省略されている。   Hereinafter, a lens driving device using the vibration wave motor according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a schematic diagram of a lens driving unit of a lens driving device equipped with a linear driving device 20 using the vibration wave motor 10 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 13, FIG. 13A is a front view seen from the X-axis (+) direction, which is the optical axis direction, and FIG. 13B is a side view in which a part of the frame is cut away. In FIG. 13, the linear drive device 20 includes a diaphragm holding member 4, a lens holder 53, and a drive transmission unit 4 c that connects the diaphragm holding member 4 and the lens holder 53. The linear drive device 20 further includes guide shafts 54 and 55 that support the friction member 3, the frame body 51, the lens 52, and the lens holder 53 and guide them in the optical axis direction (X direction in the drawing). In FIG. 13B, components other than the plate portion 1a, the protrusions 1b1, 1b2 and 1b3 of the diaphragm 1 and the friction member 3 constituting the linear drive device 20 are omitted for convenience of explanation.

振動板1は枠体51に固定された摩擦部材3に沿って移動し、これと同期して振動板保持部材4が移動する。レンズホルダ53は駆動伝達部位4cによって振動板保持部材4と連結された被駆動体であり、振動板保持部材4と同期して移動する。図示されていないマイコンからの移動命令に従い、振動板保持部材4が図示X方向に所定の距離を移動することにより、図13(b)に示すように、レンズホルダ53を53から53’までの範囲で移動させることができる。このように、本発明の実施形態の振動波モータ10を用いることでレンズ52を光軸方向に移動することが可能である。   The diaphragm 1 moves along the friction member 3 fixed to the frame 51, and the diaphragm holding member 4 moves in synchronization with this. The lens holder 53 is a driven body connected to the diaphragm holding member 4 by the drive transmitting portion 4c, and moves in synchronization with the diaphragm holding member 4. When the diaphragm holding member 4 moves a predetermined distance in the illustrated X direction according to a movement command from a microcomputer (not shown), the lens holder 53 is moved from 53 to 53 ′ as shown in FIG. Can be moved in range. As described above, the lens 52 can be moved in the optical axis direction by using the vibration wave motor 10 according to the embodiment of the present invention.

以下、従来の振動波モータについて説明する。図14は従来の振動波モータ210の構成を説明するための概略図で、図14(a)は正面図、図14(b)は側面図、図14(c)は底面図であり、図1(b)、図1(c)、図1(d)にそれぞれ対応している。従来例では、振動板201の板部201a上に2つの突起部201b1及び201b2が設けられている。   Hereinafter, a conventional vibration wave motor will be described. 14A and 14B are schematic views for explaining the configuration of a conventional vibration wave motor 210. FIG. 14A is a front view, FIG. 14B is a side view, and FIG. 14C is a bottom view. 1 (b), FIG. 1 (c), and FIG. 1 (d). In the conventional example, two projections 201b1 and 201b2 are provided on a plate 201a of the diaphragm 201.

圧電素子202に交流電圧を印加することで板部201aに直交方向の曲げ振動の1次の固有振動モードと相対移動方向の曲げ振動の2次の固有振動モードを励振し、2つの突起部201b1、及び201b2の先端に楕円運動を生じる。図15は従来の振動波モータ210を利用したリニア駆動装置220の概略図であり、図15(a)は図11(a)、図15(b)は図11(b)にそれぞれ対応している。図15(c)は図15(a)の状態から振動板201、圧電素子202、加圧板205が傾いた状態を示す。加圧ばね206の加圧力により摺動部201c1及び201c2は摩擦部材203に加圧された状態で接触している。前述のように、図15に矢印で示す楕円運動による駆動力によって振動板保持部材204が図示X方向に推進力を得て、+X方向に相対移動することができる。   By applying an AC voltage to the piezoelectric element 202, the plate part 201a is excited with a primary natural vibration mode of bending vibration in the orthogonal direction and a secondary natural vibration mode of bending vibration in the relative movement direction, and the two protrusions 201b1 , And 201b2 produce an elliptical motion. FIG. 15 is a schematic view of a linear drive device 220 using a conventional vibration wave motor 210. FIG. 15 (a) corresponds to FIG. 11 (a), and FIG. 15 (b) corresponds to FIG. 11 (b). I have. FIG. 15C shows a state in which the diaphragm 201, the piezoelectric element 202, and the pressing plate 205 are tilted from the state of FIG. The sliding portions 201c1 and 201c2 are in contact with the friction member 203 while being pressed by the pressing force of the pressing spring 206. As described above, the diaphragm holding member 204 can obtain a propulsive force in the X direction in the drawing and be relatively moved in the + X direction by the driving force due to the elliptical movement indicated by the arrow in FIG.

従来の振動波モータ210では、圧電素子202に交流電圧を印加した際に2つの突起部201b1及び201b2に同じ位相の楕円運動が生じている。このため、摺動部201c1及び201c2は、同時に摩擦部材203と接触、離間を繰り返し、摺動部201c1及び201c2と摩擦部材203との摩擦により駆動力が発生する。従って、摺動部201c1及び201c2が摩擦部材203と離間している間には駆動力が生じないため、外力の影響を直接受けるため推進力が低下する。   In the conventional vibration wave motor 210, when an AC voltage is applied to the piezoelectric element 202, the two projections 201b1 and 201b2 have an elliptical motion having the same phase. Therefore, the sliding portions 201c1 and 201c2 repeatedly contact and separate from the friction member 203 at the same time, and a driving force is generated by friction between the sliding portions 201c1 and 201c2 and the friction member 203. Accordingly, no driving force is generated while the sliding portions 201c1 and 201c2 are separated from the friction member 203, and the propulsion force is reduced because the driving force is directly affected by the external force.

これに対して、本発明の実施形態である振動波モータ10では突起部1b1及び1b2と、突起部1b3とが180度位相がずれた楕円運動を生じる。摩擦部材3との接触、離間に関しても摺動部1c1及び1c2と、摺動部1c3とで180度位相がずれて発生し、摺動部1c1及び1c2と、摺動部1c3とが交互に摩擦部材3に接触する。このため、全ての摺動部1c1、1c2及び1c3が摩擦部材3と離間している時間が短くなるため、外力の影響を受けにくく従来例と比較して推進力が高くなる。   On the other hand, in the vibration wave motor 10 according to the embodiment of the present invention, the projections 1b1 and 1b2 and the projection 1b3 generate an elliptic motion 180 degrees out of phase. Regarding contact and separation with the friction member 3, the sliding parts 1 c 1 and 1 c 2 and the sliding part 1 c 3 are out of phase by 180 degrees, and the sliding parts 1 c 1 and 1 c 2 and the sliding part 1 c 3 alternately friction. It contacts the member 3. Therefore, the time during which all the sliding portions 1c1, 1c2, and 1c3 are separated from the friction member 3 is shortened, and the propulsion force is higher than that of the conventional example because it is less affected by external force.

また、従来の振動波モータ210では、2つの突起部201b1及び201b2が相対移動方向に並んで設けられている。振動板201の加圧方向に直交する面において摩擦部材203に当接する点が2点ある。このため、部品の寸法公差や組立公差、もしくは外力が発生した際には2つの摺動部201c1及び201c2と摩擦部材203が当接する2点を結ぶ直線を中心軸としたX方向回りに振動板201が摩擦部材203に対して傾きを生じる。   In the conventional vibration wave motor 210, two protrusions 201b1 and 201b2 are provided side by side in the relative movement direction. There are two points in contact with the friction member 203 on the surface of the diaphragm 201 orthogonal to the pressing direction. For this reason, when a dimensional tolerance or an assembly tolerance of a component or an external force is generated, the diaphragm is rotated around the X direction around a straight line connecting two points at which the two sliding parts 201c1 and 201c2 and the friction member 203 abut. 201 is inclined with respect to the friction member 203.

振動板201が傾いて摩擦部材203に当接している状態で駆動を行うと、摺動部201c1及び201c2の摩擦接触がX−Z面において対称でなく、傾いた方向に偏って生じる。この結果、所望の位置、すなわち摺動部201c1及び201c2の中心とはずれた箇所で摩擦部材203に当接するため、駆動効率が低下する。   When driving is performed in a state where the vibration plate 201 is inclined and is in contact with the friction member 203, the frictional contact between the sliding portions 201c1 and 201c2 is not symmetrical in the XZ plane, but is generated in a biased direction. As a result, since the friction member 203 is brought into contact with a desired position, that is, a position off the center of the sliding portions 201c1 and 201c2, the driving efficiency is reduced.

また、振動板201が傾いた状態においては加圧ばね206によって生じる加圧力が突起部201b1及び201b2を結ぶ直線上からずれる。これにより、振動板201、圧電素子202に与えられる加圧ばね206の加圧力にムラが生じるため駆動効率が低下する。   When the diaphragm 201 is tilted, the pressing force generated by the pressure spring 206 deviates from a straight line connecting the protrusions 201b1 and 201b2. As a result, the pressing force of the pressure spring 206 applied to the vibration plate 201 and the piezoelectric element 202 becomes uneven, so that the driving efficiency is reduced.

このように、従来の振動波モータ210では振動板201に傾きが生じて振動板201の摺動部201c1及び201c2が摩擦部材203に安定して当接しないため駆動効率が低下するという問題が生じる。   As described above, in the conventional vibration wave motor 210, there is a problem that the inclination of the vibration plate 201 occurs and the sliding portions 201 c 1 and 201 c 2 of the vibration plate 201 do not stably contact the friction member 203, so that the driving efficiency is reduced. .

これに対して、本発明の実施形態及びその変形例の振動波モータ10では突起部1b1、1b2及び1b3が点C、C及びCで摩擦部材3に当接している。すなわち、振動板1の加圧方向に直交する面において一直線上にない3つの点C、C及びCで安定して摩擦部材3に当接しているため、部品の寸法公差や組立公差、もしくは外力が発生した際にも振動板1のX方向回り及びY方向回りの傾きが生じない。 In contrast, and to the embodiments and the point C 1 is the vibration wave motor 10 in the projections 1b1,1b2 and 1b3 of the modification, C 2 and C 3 in the friction member 3 of the present invention in contact. In other words, since the diaphragm 1 stably abuts the friction member 3 at three points C 1 , C 2, and C 3 that are not on a straight line in a plane orthogonal to the pressing direction of the diaphragm 1 , the dimensional tolerance and the assembly tolerance of the parts Or, even when an external force is generated, the diaphragm 1 does not tilt around the X direction and the Y direction.

このように、本発明の実施形態及びその変形例の振動波モータ10においては振動板1が摩擦部材3に対して傾きを生じないため、振動板1の摺動部1c1、1c2及び1c3が摩擦部材3に安定して当接することができる。これにより、摺動部1c1、1c2及び1c3はX−Z面において対称に摩擦接触するため、所望の位置、すなわち摺動部1c1、1c2及び1c3の中心で摩擦部材3に当接するため駆動効率を向上させることができる。また、突起部1b1、1b2及び1b3が3つの点C、C及びCで摩擦部材3に当接しており、加圧ばね6による加圧力にムラが生じないため駆動効率が向上する。 As described above, in the vibration wave motor 10 according to the embodiment of the present invention and the modified example thereof, since the vibration plate 1 does not tilt with respect to the friction member 3, the sliding portions 1c1, 1c2, and 1c3 of the vibration plate 1 generate friction. A stable contact with the member 3 can be achieved. As a result, the sliding portions 1c1, 1c2 and 1c3 frictionally contact symmetrically in the XZ plane, so that the sliding portions 1c1, 1c2 and 1c3 come into contact with the friction member 3 at a desired position, that is, at the center of the sliding portions 1c1, 1c2 and 1c3. Can be improved. Also, projections 1b1,1b2 and 1b3 is in contact with the friction member 3 in C 1, C 2 and C 3 3 one point, uneven pressure applied by the pressure spring 6 driving efficiency is improved because it does not.

以上説明した通り、本発明の振動波モータ10は、振動板1の突起部1b1、1b2及び1b3が3つの点C、C及びCで摩擦部材3に当接し、3点を結ぶ三角形の領域の内側を加圧しているため、振動板1が摩擦部材3に対して傾きを生じない。この結果、突起部1b1、1b2及び1b3を安定して摩擦部材3に当接させることにより駆動の安定化を達成することができる。 Above-described above, the vibration wave motor 10 of the present invention is in contact with the protrusion 1b1,1b2 and 1b3 has three points C 1, C 2 and C 3 in the friction member 3 of the diaphragm 1, a triangle connecting the three points The diaphragm 1 does not tilt with respect to the friction member 3 because the inside of the region is pressurized. As a result, stable driving can be achieved by stably bringing the protrusions 1b1, 1b2, and 1b3 into contact with the friction member 3.

なお、前述した実施形態では加圧板7が圧電素子2と直接接触して加圧する例を示したが、加圧板7と圧電素子2との間に緩衝材を挟んでもよい。加圧板7と圧電素子2との間に緩衝材を挟むことで、加圧板7は圧電素子2に生じる高周波振動を減衰させることなく圧電素子2を加圧することができる。   In the above-described embodiment, an example in which the pressure plate 7 directly contacts the piezoelectric element 2 to apply pressure is shown, but a buffer may be interposed between the pressure plate 7 and the piezoelectric element 2. By interposing a cushioning material between the pressure plate 7 and the piezoelectric element 2, the pressure plate 7 can press the piezoelectric element 2 without attenuating the high frequency vibration generated in the piezoelectric element 2.

また、上記実施形態では1つの圧縮ばねである加圧ばね6により振動板1を摩擦部材3に対して加圧する構成について説明したが、加圧ばね6は複数のばねであってもよく、引張ばねであってもよい。加圧ばね6が複数のばねである場合は、複数のばねの加圧力を重ね合わせた加圧力の位置が突起部1b1、1b2及び1b3が摩擦部材3に当接する点C、C及びCを結ぶ領域Tよりも内側となるように構成する。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the vibration plate 1 is pressed against the friction member 3 by the pressure spring 6 as one compression spring has been described. However, the pressure spring 6 may be a plurality of springs, It may be a spring. When the pressing spring 6 is a plurality of springs, the pressing force positions obtained by superimposing the pressing forces of the plurality of springs are the points C 1 , C 2, and C at which the protrusions 1 b 1 , 1 b 2, and 1 b 3 abut on the friction member 3. 3 so as to be inside the region T connecting them.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態及びその変形例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、振動波モータは、振動板が超音波振動する超音波モータであっても良い。   Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist. For example, the vibration wave motor may be an ultrasonic motor whose diaphragm vibrates ultrasonically.

本発明は、小型軽量かつ広い駆動速度レンジが要求される電子機器、特にレンズ駆動装置に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for electronic devices that require a small and light weight and a wide driving speed range, particularly for a lens driving device.

1 振動板
1a 板部
1b1、1b2、1b3 突起部
1c1、1c2、1c3 摺動部
1d、1e 連結部
2 圧電素子
3 摩擦部材
4 振動板保持部材
5 ローラ
6 加圧ばね
7 加圧板
51 枠体
52 レンズ
53 レンズホルダ
54、55 ガイド軸
10 振動波モータ
20 リニア駆動装置
、C、C
T 領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration plate 1a Plate part 1b1, 1b2, 1b3 Projection part 1c1, 1c2, 1c3 Sliding part 1d, 1e Connecting part 2 Piezoelectric element 3 Friction member 4 Vibrating plate holding member 5 Roller 6 Pressure spring 7 Pressure plate 51 Frame 52 lens 53 lens holder 54, 55 guide shaft 10 vibration wave motor 20 linear drive device C 1, C 2, C 3 points T region

Claims (6)

板部と、前記板部の上に設けられた少なくとも3つの突起部とを有する振動板と、
前記振動板に固定され、高周波振動する圧電素子と、
複数の前記突起部が加圧され当接可能であり、前記振動板と相対移動する摩擦部材と、
を有し、
前記振動板には、前記圧電素子の前記高周波振動により前記振動板と前記摩擦部材が相対移動する相対移動方向の曲げ振動の2次の固有振動モード及び前記相対移動方向及び前記振動板の加圧方向と直交する直交方向の曲げ振動の2次の固有振動モードが励振され、
複数の前記突起部は前記圧方向と直交する面において、前記板部の中心を通り前記相対移動方向に平行な直線上には設けられず、当該直線を挟む一方側と他方側に少なくとも1つずつ前記相対移動方向の曲げ振動の2次の固有振動モードの節近傍かつ前記直交方向の曲げ振動の2次の固有振動モードの腹近傍に設けられており、
前記一方側の前記突起部と前記他方側の前記突起部は、前記直交方向の曲げ振動の2次の固有振動モードの異なる腹近傍に設けられている
ことを特徴とする振動波モータ。
A diaphragm having a plate portion and at least three protrusions provided on the plate portion;
A piezoelectric element fixed to the diaphragm and vibrating at a high frequency;
A plurality of the protrusions are pressurized and can contact, a friction member relatively moving with the diaphragm,
Has,
The vibration plate has a secondary natural vibration mode of bending vibration in a relative movement direction in which the vibration plate and the friction member relatively move due to the high frequency vibration of the piezoelectric element, and pressurization of the relative movement direction and the vibration plate. A second-order natural mode of bending vibration in the orthogonal direction orthogonal to the direction is excited,
A plurality of said projections, in a plane perpendicular to the pressing direction, is not provided in the plate portion around the through direction of the relative movement in a parallel straight line, and at least on one side and the other side sandwiching the straight line One by one provided near the node of the second-order natural vibration mode of bending vibration in the relative movement direction and near the antinode of the second-order natural vibration mode of bending vibration in the orthogonal direction;
The vibration wave , wherein the protrusion on the one side and the protrusion on the other side are provided in the vicinity of antinodes having different secondary natural vibration modes of the bending vibration in the orthogonal direction. motor.
前記板部は、前記対移動方向の寸法が、前記交方向の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の振動波モータ。 The plate portion, the vibration wave motor according to claim 1, the dimensions of the phase-to-mobile direction, characterized in that the smaller than the dimensions of the Cartesian direction. 一部の前記突起部の楕円運動の位相は、他の前記突起部の楕円運動の位相と180度ずれていることを特徴とする請求項1に記載の振動波モータ。   2. The vibration wave motor according to claim 1, wherein the phase of the elliptical motion of some of the protrusions is shifted by 180 degrees from the phase of the elliptical motion of the other protrusions. 前記振動板を前記摩擦部材に対して加圧する際の加圧力の位置は、前記突起部が前記摩擦部材に当接する複数の点を結ぶ領域よりも内側であることを特徴とする請求項1に記載の振動波モータ。   The position of the pressing force when pressing the vibration plate against the friction member is located inside a region connecting the plurality of points where the protrusion contacts the friction member. The vibration wave motor as described. 前記圧電素子は前記相対移動方向と前記直交方向それぞれにおいて2つ以上に分割された領域に分かれ、前記領域のうち対角に位置する領域がそれぞれ逆方向に分極されていることを特徴とする請求項2に記載の振動波モータ。   The piezoelectric element is divided into two or more divided regions in each of the relative movement direction and the orthogonal direction, and diagonally located regions of the regions are polarized in opposite directions. Item 3. The vibration wave motor according to item 2. 前記振動波モータは、前記振動板が超音波振動する超音波モータであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の振動波モータ。   The vibration wave motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the vibration wave motor is an ultrasonic motor in which the diaphragm vibrates ultrasonically.
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