JP6708471B2 - Vibration wave motor and optical device equipped with the vibration wave motor - Google Patents

Vibration wave motor and optical device equipped with the vibration wave motor Download PDF

Info

Publication number
JP6708471B2
JP6708471B2 JP2016085020A JP2016085020A JP6708471B2 JP 6708471 B2 JP6708471 B2 JP 6708471B2 JP 2016085020 A JP2016085020 A JP 2016085020A JP 2016085020 A JP2016085020 A JP 2016085020A JP 6708471 B2 JP6708471 B2 JP 6708471B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration wave
wave motor
vibrator
magnetic force
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016085020A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017195712A (en
Inventor
山本 泰史
泰史 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2016085020A priority Critical patent/JP6708471B2/en
Publication of JP2017195712A publication Critical patent/JP2017195712A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6708471B2 publication Critical patent/JP6708471B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lens Barrels (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本発明は、振動波モータに関する。 The present invention relates to a vibration wave motor.

従来、超音波モータでは、高周波電圧の印加により周期的に振動する振動子を摺動部材に加圧し接触させることで摺動部材を駆動していた。特許文献1において、振動子は保持される枠部材に対して、加圧される方向には自由に相対的に可動であり、摺動部材と隙間なく接触され、相対移動方向には付勢されると共にガタなく連結される構成となっている。 Conventionally, in an ultrasonic motor, a sliding member is driven by applying a high-frequency voltage to a vibrator that periodically oscillates to bring the vibrator into contact with the sliding member. In Patent Document 1, the vibrator is freely movable in a pressing direction with respect to a frame member to be held, is in contact with a sliding member without a gap, and is biased in a relative moving direction. It has a structure that can be connected without play.

特開2015−126692号公報JP, 2005-126692, A

しかしながら、特許文献1においては、上記連結の手段を構成する付勢部材に金属板バネが用いられているため、ユニットの小型化に伴い金属板バネも同時に小型化されると、付勢部材が所望の付勢力を発生するための弾性変位領域を確保することが困難となる。そのため付勢力が不足する、もしくは付勢部材が少ない変位量で塑性変形するのでガタの吸収領域がきわめて少なくなる。このため、従来の金属板バネを用いた付勢手段では、連結手段をさらに小型化することが困難であった。 However, in Patent Document 1, since the metal leaf spring is used as the biasing member that constitutes the connecting means, if the metal leaf spring is also downsized as the unit is downsized, the biasing member It becomes difficult to secure an elastic displacement region for generating a desired biasing force. Therefore, the urging force is insufficient, or the urging member is plastically deformed with a small displacement amount, so that the play absorption region is extremely small. For this reason, it has been difficult to further reduce the size of the connecting means in the conventional urging means using a metal leaf spring.

本発明の目的は、ユニット全体を小型化した振動波モータを提供することである。 An object of the present invention is to provide a vibration wave motor in which the entire unit is downsized.

上記の目的を達成するために本発明における振動波モータは、印加される高周波電圧により振動する振動子と、前記振動子が固定される振動子基台と、該振動子基台を保持する枠部材と、前記振動子基台と前記枠部材とを前記連結するための連結手段とを有し、前記振動により前記振動子と前記振動子と摩擦接触する摺動部材とが相対移動する振動波モータであって、前記振動子基台は、前記相対移動の方向の片側の1か所において前記連結手段により前記枠部材と連結され、前記片側に対する反対側においては前記枠部材と非接触であり、前記連結手段は、1つの転動部材と磁力部材とにより構成され、前記振動子基台と前記枠部材とは、前記転動部材を介して前記磁力部材が発生する磁力により付勢されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vibration wave motor according to the present invention includes a vibrator that vibrates by an applied high-frequency voltage, a vibrator base to which the vibrator is fixed, and a frame that holds the vibrator base. A vibration wave having a member and a connecting means for connecting the vibrator base and the frame member to each other, and the vibrator and the sliding member that is in frictional contact with the vibrator due to the vibration relatively move. In the motor, the vibrator base is connected to the frame member by the connecting means at one position on one side in the relative movement direction, and is not in contact with the frame member on the opposite side to the one side. The connecting means includes one rolling member and a magnetic force member, and the vibrator base and the frame member are biased by the magnetic force generated by the magnetic force member via the rolling member. It is characterized by

本発明によれば、ユニット全体を小型化した振動波モータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a vibration wave motor in which the entire unit is downsized.

本発明の振動波モータ3のY軸方向の断面図である。It is a sectional view of the vibration wave motor 3 of the present invention in the Y-axis direction. (A)本発明の振動波モータ3のX軸方向の断面図である。(B)拡大図である。(A) It is sectional drawing of the vibration wave motor 3 of this invention in the X-axis direction. (B) It is an enlarged view. (A)従来の構成の連結手段を示す分解斜視図である。(B)本発明の連結手段121を示す分解斜視図である。(A) It is an exploded perspective view which shows the connection means of the conventional structure. (B) It is an exploded perspective view showing the connecting means 121 of the present invention. (A)〜(C)本発明の振動子100と振動子基台102との相対的動作を示す図である。(A) ~ (C) is a diagram showing the relative operation of the vibrator 100 and the vibrator base 102 of the present invention. (A)、(B)本発明の振動波モータ3の実施例1及び実施例2を示す図である。(A), (B) It is a figure which shows Example 1 and Example 2 of the vibration wave motor 3 of this invention. 本発明の振動波モータ3を光学機器のレンズ鏡筒2に適用した適用例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the application example which applied the vibration wave motor 3 of this invention to the lens barrel 2 of an optical device.

以下、図1から図4を参照して、本発明の実施形態の振動波モータ3(超音波モータ)について説明する。まず初めに本発明の概要を説明する。本発明においては、省スペース化により一方向の長さが確保できないような場合でも、連結手段121の構成に磁力を用いることにより、幅と厚さの積である体積空間(スペース)が確保されれば付勢力を得ることができる。また、磁力を発生する部材と磁性部材との距離を一定に保つことにより安定した付勢力が得られ、弾性変形の心配もない。 Hereinafter, the vibration wave motor 3 (ultrasonic motor) of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. First, the outline of the present invention will be described. In the present invention, even if the space in one direction cannot be secured due to space saving, the magnetic force is used in the structure of the connecting means 121 to secure the volume space (space) which is the product of the width and the thickness. If so, a biasing force can be obtained. Further, by keeping the distance between the member that generates the magnetic force and the magnetic member constant, a stable biasing force can be obtained, and there is no fear of elastic deformation.

以下に、本発明の実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図面において同一部分は同一符号で示されている。また、振動波モータ3の振動子100の移動方向をX軸方向、振動子100が加圧される加圧方向をZ軸方向とし、X軸方向及びZ軸方向共に直交する方向をY軸方向と定義する。図1は、本発明の実施形態を示す振動波モータ3の要部断面図(移動方向に対して直角方向における断面図)であり、図2(A)は、本発明の実施形態を表す振動波モータ3の移動方向における要部断面図である。図2(B)は、後述の連結手段121を構成する部分の拡大図である。また、本実施形態は直動型(リニア型)の振動波モータ3を例に説明するが、該振動波モータ3は、回転型やその他のタイプへの応用も可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals. In addition, the moving direction of the vibrator 100 of the vibration wave motor 3 is the X-axis direction, the pressing direction in which the vibrator 100 is pressed is the Z-axis direction, and the direction orthogonal to both the X-axis direction and the Z-axis direction is the Y-axis direction. It is defined as. FIG. 1 is a cross-sectional view (cross-sectional view in a direction perpendicular to the moving direction) of a vibration wave motor 3 showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a vibration showing the embodiment of the present invention. It is a principal part sectional drawing in the moving direction of the wave motor 3. FIG. 2B is an enlarged view of a portion that constitutes the connecting means 121 described later. Further, although the present embodiment will be described by taking the direct acting (linear) vibration wave motor 3 as an example, the vibration wave motor 3 can be applied to a rotary type and other types.

振動波モータ3は、振動板101を備えている。振動板101は振動子100を保持する振動子基台102に対して接着などにより固定される。この振動子基台102は枠形状に構成されると共に、振動板101の厚さよりも厚い樹脂又は金属で構成される。 The vibration wave motor 3 includes a diaphragm 101. The diaphragm 101 is fixed to the vibrator base 102 holding the vibrator 100 by adhesion or the like. The vibrator base 102 has a frame shape and is made of resin or metal thicker than the diaphragm 101.

また、振動板101には圧電素子103が接着剤などにより固着されている。圧電素子103は高周波電圧が印加されると、振動板101が長手方向と短手方向のそれぞれの方向で共振を起こすように設定されている。なお、振動板101と圧電素子103とで振動子100を構成する。振動子100は高周波電圧が印加されることで超音波領域の周波数の振動を起こすように構成されている。 A piezoelectric element 103 is fixed to the vibration plate 101 with an adhesive or the like. The piezoelectric element 103 is set so that when a high frequency voltage is applied, the diaphragm 101 resonates in each of the longitudinal direction and the lateral direction. The vibrating plate 101 and the piezoelectric element 103 form the vibrator 100. The vibrator 100 is configured to vibrate at a frequency in the ultrasonic range when a high frequency voltage is applied.

その結果、図2(A)に示すように、振動板101に形成された圧接部101aの先端が楕円運動を起こす。圧電素子103に印加する高周波電圧の周波数や位相を変えることで、回転方向や楕円比を適宜変化させて所望の動きを発生させることができる。これにより相手部品である摺動部材としてのスライダ115と摩擦接触することにより相対的に移動させる駆動力を発生させ、振動子100を矢印Xに示す相対移動方向(図1において紙面垂直方向、図2(A)において左右方向)に駆動することが可能となる。なお、この相対移動方向は後述する振動波モータ3が組み込まれる鏡筒においては、光軸OL方向に相当する。スライダ115は、後述するユニット支持部材117に締結手段(ネジ)によって固定されている。なお、本実施形態では振動子100が移動してスライダ115が移動しない構成であるが、振動子100が移動せずスライダ115が移動する構成でもよい。また、スライダ115を振動波モータ3の構成要件に含まず、振動波モータ3以外の部材の一部を摺動部材として用いてもよい。 As a result, as shown in FIG. 2A, the tip of the press contact portion 101a formed on the vibration plate 101 causes an elliptical motion. By changing the frequency and the phase of the high-frequency voltage applied to the piezoelectric element 103, it is possible to appropriately change the rotation direction and the ellipticity to generate a desired movement. As a result, a driving force for relatively moving is generated by frictionally contacting the slider 115 as a sliding member which is a counterpart component, and the vibrator 100 is moved in a relative movement direction indicated by an arrow X (a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2(A) can be driven in the left-right direction. Note that this relative movement direction corresponds to the optical axis OL direction in the lens barrel in which the vibration wave motor 3 described later is incorporated. The slider 115 is fixed to a unit support member 117, which will be described later, by fastening means (screws). In the present embodiment, the vibrator 100 moves and the slider 115 does not move, but the vibrator 100 may not move but the slider 115 may move. Further, the slider 115 may not be included in the constituent requirements of the vibration wave motor 3, and a part of the members other than the vibration wave motor 3 may be used as the sliding member.

図2(A)及び図2(B)において、枠部材105は、振動子100が固定された振動子基台102と連結手段121によって連結される。図2(A)において転動部材である円筒形のローラ106は、振動板101の圧接部101aの位置より外側である場所の片側1か所に設けられている。すなわち、振動子100の移動方向の1か所にローラ106が設けられている。 In FIGS. 2A and 2B, the frame member 105 is connected to the vibrator base 102 to which the vibrator 100 is fixed by the connecting means 121. In FIG. 2A, a cylindrical roller 106 that is a rolling member is provided at one location on one side outside the location of the pressure contact portion 101a of the diaphragm 101. That is, the roller 106 is provided at one position in the moving direction of the vibrator 100.

図2(B)における破線の円で囲われた図は、連結手段121の拡大断面図である。枠部材105には下方に延設された延設部105aが形成され、振動子基台102の連結部102bと延設部105aとの間に磁力部材107を構成する磁石107aと磁性部材である2つの磁性板金107b1、107b2及びローラ106が組み込まれる。所定の磁力を有する磁石107aは、一方である右側の磁性板金107b1と共に振動子基台102の連結部102bに固定される。そして、他方である左側の磁性板金107b2は枠部材105の延設部105aに固定される。この時、磁石107aと左側の磁性板金107b2との間に発生する磁力により、振動子基台102と枠部材105とは、ローラ106を挟持して図2(A)の左右方向に連結され、加圧方向Zには移動自在である。このように、ローラ106及び磁力部材107により、本発明の連結手段121が構成される。 The view enclosed by the broken line circle in FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the connecting means 121. An extension portion 105a extending downward is formed on the frame member 105, and is a magnet 107a and a magnetic member that form a magnetic force member 107 between the connecting portion 102b of the vibrator base 102 and the extension portion 105a. Two magnetic metal plates 107b1 and 107b2 and a roller 106 are incorporated. The magnet 107a having a predetermined magnetic force is fixed to the connecting portion 102b of the vibrator base 102 together with the right side magnetic sheet metal 107b1. The other left side magnetic sheet metal 107b2 is fixed to the extending portion 105a of the frame member 105. At this time, due to the magnetic force generated between the magnet 107a and the left side magnetic metal plate 107b2, the vibrator base 102 and the frame member 105 are connected in the left-right direction of FIG. It is movable in the pressing direction Z. In this way, the roller 106 and the magnetic force member 107 constitute the connecting means 121 of the present invention.

このときの磁力は、後述する振動子100の加圧方向Zに対して直交する方向(相対移動方向と等しい方向)に印加される。以上のように構成することで、相対移動方向にはガタの発生が無く、加圧方向Z(図2(A)において上下方向)には、ローラ106の作用により摺動抵抗が殆ど発生しない連結手段121を実現することができる。この時、磁石107aの付勢力は、枠部材105及び後述する被駆動部(図6におけるフォーカスレンズ保持枠15及びフォーカスレンズG2)の作動開始時及び停止時に発生する加減速による慣性力よりも大きくなるように設定される。この設定により振動子基台102及び振動子100と枠部材105とは、駆動時の慣性力による移動方向の相対変位が発生せず安定した駆動制御を実現することができる。 The magnetic force at this time is applied in a direction (direction equal to the relative movement direction) orthogonal to the pressing direction Z of the vibrator 100 described later. With the above configuration, there is no play in the relative movement direction, and in the pressing direction Z (vertical direction in FIG. 2A), the sliding resistance is hardly generated by the action of the roller 106. Means 121 can be implemented. At this time, the urging force of the magnet 107a is larger than the inertial force due to acceleration/deceleration that occurs when the frame member 105 and the driven parts (the focus lens holding frame 15 and the focus lens G2 in FIG. 6) to be described later start and stop. Is set. With this setting, the vibrator base 102, the vibrator 100, and the frame member 105 can realize stable drive control without relative displacement in the moving direction due to inertial force during driving.

加圧板108は、後述の可撓性を有する弾性部材109を挟んで、圧電素子103を押圧保持するように構成されている。加圧バネ110は、バネ保持部材111及びバネ地板112との間に組み込まれ、加圧バネユニットとして構成される。この時、バネ保持部材111の先端に設けられた大径部111aは、バネ地板112の嵌合部112aに遊嵌の状態で組み込まれるので、組み込み後は加圧バネ110のバネ力に抗してユニット状態を維持できる。 The pressure plate 108 is configured to press and hold the piezoelectric element 103 with an elastic member 109 having flexibility, which will be described later, interposed therebetween. The pressure spring 110 is incorporated between the spring holding member 111 and the spring base plate 112, and is configured as a pressure spring unit. At this time, since the large-diameter portion 111a provided at the tip of the spring holding member 111 is loosely fitted in the fitting portion 112a of the spring base plate 112, the large-diameter portion 111a resists the spring force of the pressure spring 110 after the fitting. Can maintain the unit state.

バネ地板112の外径部には、円周方向の数か所にバヨネット突部112bが形成されている。このバヨネット突部112bは組み込み状態において、枠部材105に形成されたバヨネット係合部105cにより加圧方向Zの位置が規定される。この時、バネ保持部材111の先端に設けられた押圧部111bは、加圧バネ110の付勢力により加圧板108及び弾性部材109を介して振動子100をスライダ115に押圧する。よって、振動子100とスライダ115とが摩擦接触することが可能となる。なお、加圧バネ110、バネ保持部材111、バネ地板112により加圧手段120が構成される。 On the outer diameter portion of the spring base plate 112, bayonet protrusions 112b are formed at several positions in the circumferential direction. In the assembled state, the bayonet protrusion 112b defines the position in the pressing direction Z by the bayonet engaging portion 105c formed on the frame member 105. At this time, the pressing portion 111 b provided at the tip of the spring holding member 111 presses the vibrator 100 against the slider 115 via the pressing plate 108 and the elastic member 109 by the urging force of the pressing spring 110. Therefore, the vibrator 100 and the slider 115 can be brought into frictional contact with each other. The pressure spring 110, the spring holding member 111, and the spring base plate 112 constitute the pressure means 120.

ガイド部の一部を構成する移動板113は、枠部材105の当接部105bに接着やネジ止めで固定されている。移動板113には、枠部材105を光軸方向にガイドする複数のV字型の断面を有する溝部113aが形成されており、この溝部113aにボール114が配置されている。カバープレート116は、ユニット支持部材117にネジにより固定される。 The moving plate 113 forming a part of the guide portion is fixed to the contact portion 105b of the frame member 105 by adhesion or screwing. Grooves 113a having a plurality of V-shaped cross sections for guiding the frame member 105 in the optical axis direction are formed on the moving plate 113, and the balls 114 are arranged in the grooves 113a. The cover plate 116 is fixed to the unit supporting member 117 with screws.

カバープレート116も前述のガイド部の一部を構成しており、カバープレート116には移動板113の溝部113aに対向する位置にV字型の断面を有する溝部116aが設けられており、溝部113aと溝部116aとによってボール114が挟持される。このような構成によって、枠部材105を移動方向(図1において紙面垂直方向、図2(A)において左右方向)に沿って進退可能に支持することを可能としている。以上の構成により本発明の実施形態の直動型の振動波モータ3が完成する。 The cover plate 116 also constitutes a part of the aforementioned guide portion, and the cover plate 116 is provided with a groove portion 116a having a V-shaped cross section at a position facing the groove portion 113a of the moving plate 113, and the groove portion 113a. The ball 114 is held by the groove portion 116a. With such a configuration, it is possible to support the frame member 105 so as to be able to move back and forth along the moving direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1, the left-right direction in FIG. 2A). The linear motion type vibration wave motor 3 according to the embodiment of the present invention is completed with the above configuration.

図3(A)は、従来技術における振動子200の連結手段の構成を示す分解斜視図であり、図3(B)は、本発明の振動子100の連結手段121の構成を示す分解斜視図である。従来技術の構成の場合、振動子基台202を枠部材205へ相対移動方向に付勢するために板バネ207が用いられ、2つのローラ206a、206bが必要とされる。板バネ207は、振動子基台202へ不図示の接着手段などにより固定され、連結部202aを端として、ローラ206aを介して枠部材205を図3(A)のX軸マイナス方向へ付勢する。そして、枠部材205は、図3(A)の紙面右側においてローラ206bを介して、振動子基台202の連結部202bへ付勢される。この時、付勢による振動子基台202の可動規制は、本発明の構成と同様のものである。 FIG. 3A is an exploded perspective view showing the structure of the connecting means of the vibrator 200 according to the prior art, and FIG. 3B is an exploded perspective view showing the structure of the connecting means 121 of the vibrator 100 of the present invention. Is. In the case of the configuration of the conventional technique, the leaf spring 207 is used to bias the vibrator base 202 toward the frame member 205 in the relative movement direction, and two rollers 206a and 206b are required. The leaf spring 207 is fixed to the vibrator base 202 by an adhesive means (not shown) or the like, and urges the frame member 205 in the negative direction of the X axis of FIG. 3A via the roller 206a with the connecting portion 202a as an end. To do. Then, the frame member 205 is urged toward the connecting portion 202b of the vibrator base 202 via the roller 206b on the right side of the paper surface of FIG. At this time, the movement restriction of the vibrator base 202 by the bias is the same as that of the configuration of the present invention.

ここで、振動波モータ3は、後述する光学機器の鏡筒部等に組み込まれる都合上、図3(A)におけるY軸方向にはスペースの制限がある。従来技術の構成において、Y軸方向の寸法を短くすると、板バネ207の梁の長さLが短くなるため、付勢力を得る弾性変位領域を確保することが困難となる。つまり、従来技術の構成ではY軸方向の寸法を短くすることは非常に困難である。 Here, the vibration wave motor 3 is limited in space in the Y-axis direction in FIG. 3A because it is incorporated in a lens barrel portion of an optical device to be described later. In the configuration of the related art, when the dimension in the Y-axis direction is shortened, the length L of the beam of the leaf spring 207 is shortened, so that it is difficult to secure the elastic displacement region for obtaining the biasing force. That is, it is very difficult to reduce the dimension in the Y-axis direction with the configuration of the conventional technique.

一方、図3(B)に示す本発明の連結手段121の構成において、磁石107aが発生する磁力は、厚さとなるX軸方向の寸法と幅となるZ軸方向の寸法とYの軸方向の寸法との積である体積により決定される。すなわち、図3(A)におけるY軸方向の寸法が短い場合においても、上記体積を得ることができれば、本発明の要件を満たす付勢力を得ることが可能である。また、図3(B)において、磁石107aとローラ106とは常に接する構成となっており、その距離が一定であるため安定した付勢力を得ることができる。このような構成から、振動子100を枠部材105に対して加圧方向Zに相対的に可動かつ相対移動方向にガタがなく連結するための連結手段121を小型化することが実現でき、ユニット全体を小型化した振動波モータ3を提供することができる。 On the other hand, in the structure of the connecting means 121 of the present invention shown in FIG. 3B, the magnetic force generated by the magnet 107a has a thickness in the X-axis direction, a width in the Z-axis direction, and a Y-axis direction. It is determined by the volume, which is the product of the dimensions. That is, even when the dimension in the Y-axis direction in FIG. 3(A) is short, if the above-mentioned volume can be obtained, it is possible to obtain a biasing force that satisfies the requirements of the present invention. Further, in FIG. 3B, the magnet 107a and the roller 106 are always in contact with each other, and since the distance is constant, a stable biasing force can be obtained. With such a configuration, the connecting means 121 for connecting the vibrator 100 relative to the frame member 105 in the pressurizing direction Z and connecting the vibrator 100 without play in the relative moving direction can be downsized, and the unit can be downsized. It is possible to provide the vibration wave motor 3 whose size is reduced.

次に図4(A)〜(C)を用いて、本発明の連結手段121で実現される、振動子100を含む振動子基台102と枠部材105との相対的動作について説明する。各図における破線の円で囲われた図は、連結手段121の拡大断面図を示す。図4(A)は、ローラ106がローラ106の左端の接触点106aで枠部材105側の磁性板金107b2と接し、同様に右端の接触点106bで磁石107aのZ軸方向のほぼ中央部と接している状態を示している。そして、X軸方向と平行な破線で示された基準線300上に振動板101の二つの圧接部101aが位置する、いわゆる通常状態における振動子基台102と枠部材105との位置関係が示されている。 Next, the relative operation of the vibrator base 102 including the vibrator 100 and the frame member 105, which is realized by the connecting means 121 of the present invention, will be described with reference to FIGS. The drawing enclosed by the broken line circle in each drawing shows an enlarged sectional view of the connecting means 121. In FIG. 4(A), the roller 106 contacts the magnetic sheet metal 107b2 on the frame member 105 side at the contact point 106a at the left end of the roller 106, and similarly contacts the substantially central portion of the magnet 107a in the Z-axis direction at the contact point 106b at the right end. It shows the state. Then, the positional relationship between the vibrator base 102 and the frame member 105 in a so-called normal state in which the two pressure contact portions 101a of the diaphragm 101 are located on the reference line 300 shown by a broken line parallel to the X-axis direction is shown. Has been done.

図4(B)は、振動子基台102が枠部材105に対して相対的にZ軸方向の下方向に下がった状態を示している。すなわち、通常状態よりも下がった状態つまり、振動板101の二つの圧接部101aが基準線300よりも下がっている。この時、ローラ106は時計回りに回転し、振動子基台102及び枠部材105との左右の接触点106a、106bは、ローラ106の円周上をそれぞれ逆方向に移り変わる。このようにして、紙面左右方向にガタがない状態を保ちながら摺動抵抗の少ない上下方向の相対的動作が可能になっている。また、振動板101と振動子基台102とが、枠部材105に対して相対的に上がる動作においても、ローラ106が逆回転することで、同様の動作が可能である。 FIG. 4B shows a state in which the vibrator base 102 is lowered downward in the Z-axis direction relative to the frame member 105. That is, the state in which it is lower than the normal state, that is, the two pressure contact portions 101 a of the diaphragm 101 is lower than the reference line 300. At this time, the roller 106 rotates clockwise, and the left and right contact points 106 a and 106 b with the vibrator base 102 and the frame member 105 move in opposite directions on the circumference of the roller 106. In this way, the relative movement in the vertical direction with a small sliding resistance is possible while maintaining the backlash in the horizontal direction on the paper surface. Further, even when the vibration plate 101 and the vibrator base 102 are relatively raised with respect to the frame member 105, the same operation is possible by the roller 106 rotating in the reverse direction.

図4(C)は、振動子基台102が枠部材105に対して相対的に時計回りに回動した状態を示している。この時、ローラ106は回転せず、振動子基台102側との接触点106bがZ軸方向の下方向へと移り変わる。このようにして、紙面左右方向にガタがない状態を保ちながら摺動抵抗の少ない回動方向の相対的動作が可能になっている。また、振動子基台102が枠部材105に対して相対的に反時計に回る動作においても、接触点が逆方向である上方向へと移り変わることで同様の動作が可能である。 FIG. 4C shows a state in which the vibrator base 102 is rotated clockwise relative to the frame member 105. At this time, the roller 106 does not rotate, and the contact point 106b with the vibrator base 102 side shifts downward in the Z-axis direction. In this way, relative movement in the turning direction with less sliding resistance is possible while keeping the back-and-left direction in the plane of the drawing free from play. Further, even when the oscillator base 102 rotates counterclockwise relative to the frame member 105, the same operation can be performed by shifting the contact point to the opposite direction, that is, the upward direction.

なお、振動子100の二つの圧接部101aがスライダ115に接触する2つの接触点を結ぶ直線を軸に、振動子100とそれに接続する振動子基台102が回動することをローリングと呼ぶ。このローリングを防止するために、相対移動方向に直行する方向に振動子基台102と枠部材105とが接触又は摺動する摺動ガイド(不図示)を設けてもよい。この摺動ガイドは、壁の形状をしており、振動子基台102と枠部材105との関係がずれないようにガイドする役割を有する。 Rotation of the vibrator 100 and the vibrator base 102 connected thereto about a straight line connecting two contact points where the two pressure contact portions 101a of the vibrator 100 contact the slider 115 is called rolling. In order to prevent this rolling, a sliding guide (not shown) may be provided in which the vibrator base 102 and the frame member 105 contact or slide in a direction orthogonal to the relative movement direction. The sliding guide is in the shape of a wall, and has a role of guiding the vibrator base 102 and the frame member 105 so as not to shift.

以上説明したように、枠部材105と振動子100が固定された振動子基台102との連結をローラ106及び磁石107a、磁性板金107b1、107b2を介して行う構成とした。これにより相対移動方向にガタなく摺動抵抗の少ない連結手段121を狭いスペースに配置することが可能になっている。 As described above, the frame member 105 and the vibrator base 102 to which the vibrator 100 is fixed are connected via the roller 106, the magnet 107a, and the magnetic metal plates 107b1 and 107b2. As a result, it is possible to arrange the connecting means 121 in a narrow space, which does not rattle in the relative movement direction and has a small sliding resistance.

(実施例1)
図5(A)を用いて、本発明の実施例1について説明する。実施例1では、磁石107aが極の中心301を有するように分極しており、磁性金属で形成されているローラ106は、磁力による付勢力と垂直な方向において、安定位置である磁石107aの極の中心301に位置している。この安定位置を中心とする一定の近傍領域(安定領域)において、ローラ106は、紙面上下方向に大きな規制を受けることなく安定して自由に転動することができる。この時、前述の振動板101の楕円運動の加圧方向Zへの変位量は、この安定領域に対して十分に小さいため、磁力は転動抵抗にならない。
(Example 1)
Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the magnet 107a is polarized so as to have the center 301 of the pole, and the roller 106 formed of magnetic metal has the pole of the magnet 107a in the stable position in the direction perpendicular to the biasing force of the magnetic force. It is located at the center 301. In a certain neighboring area (stable area) centered on this stable position, the roller 106 can roll stably and freely without being largely restricted in the vertical direction of the paper surface. At this time, since the amount of displacement of the elliptic motion of the diaphragm 101 in the pressing direction Z is sufficiently small with respect to this stable region, the magnetic force does not become rolling resistance.

さらに磁力による付勢力がローラ106の中心を通るので、振動子基台102を回転させるようなモーメントは発生しにくい。すなわち、磁力による付勢力は、ローラ106を中立位置に定在させようとする力として働き、ローラ106を極の中心301に位置決めすることができる。そして、定在させようとする力は、枠部材105と振動子基台102との抜け止めの作用として機能する。また、磁力部材107による磁力線303は、磁石107aの両脇を磁性板金107b1、107b2が挟むことにより閉磁路として形成される。よって、磁力部材107の外側への磁力の影響を抑えることができる。 Further, since the biasing force due to the magnetic force passes through the center of the roller 106, a moment that rotates the vibrator base 102 is unlikely to occur. That is, the urging force of the magnetic force acts as a force to make the roller 106 stand at the neutral position, and the roller 106 can be positioned at the center 301 of the pole. Then, the force to make it stand functions as a function of preventing the frame member 105 and the vibrator base 102 from coming off. Further, the magnetic force lines 303 by the magnetic force member 107 are formed as a closed magnetic path by sandwiching both sides of the magnet 107a with the magnetic metal plates 107b1 and 107b2. Therefore, the influence of the magnetic force on the outside of the magnetic force member 107 can be suppressed.

(実施例2)
次に、図5(B)は、本発明の実施例2を示す。ローラ106は、付勢力と垂直な方向の前記以外のもう1つの安定位置である磁石107aの極の中心302に位置している。この安定位置を中心とする一定の近傍領域(安定領域)において、ローラ106は、前述と同様に紙面上下に大きな規制をうけることなく安定して自由に転動することができる。このように、磁石107aの分極状態に応じてローラ106の位置決めをすることがでる。また、実施例2においても同様に、磁石107aは磁性板金107b1、107b2によって挟まれ閉磁路が形成されているため、磁力部材107の外側への磁力の影響を抑えることができる。
(Example 2)
Next, FIG. 5B shows a second embodiment of the present invention. The roller 106 is located at the center 302 of the pole of the magnet 107a, which is another stable position other than the above in the direction perpendicular to the biasing force. In a constant neighborhood area (stable area) centered on this stable position, the roller 106 can roll freely and stably without being subject to large restrictions in the vertical direction of the paper surface, as described above. In this way, the roller 106 can be positioned according to the polarization state of the magnet 107a. Further, in the second embodiment as well, the magnet 107a is sandwiched by the magnetic metal plates 107b1 and 107b2 to form a closed magnetic path, so that the influence of the magnetic force on the outside of the magnetic force member 107 can be suppressed.

(適用例)
図6は、本発明の振動波モータ3を光学機器であるレンズ鏡筒2に搭載した場合の適用例における断面図を示す。本適用例では、レンズ鏡筒2がカメラ本体1に対して交換可能な交換レンズである場合として説明する。なお、レンズ鏡筒2はほぼ軸対称の形状であるため、レンズ鏡筒2の上側半分のみが示されている。また、図6では、レンズ鏡筒2がカメラ本体1に着脱可能な構成であるが、光学機器である撮像装置が振動波モータ3を内蔵した構成でもよい。
(Application example)
FIG. 6 is a sectional view showing an application example in which the vibration wave motor 3 of the present invention is mounted on the lens barrel 2 which is an optical device. In this application example, the case where the lens barrel 2 is an interchangeable lens that can be exchanged with the camera body 1 will be described. Since the lens barrel 2 is substantially axisymmetric, only the upper half of the lens barrel 2 is shown. Further, in FIG. 6, the lens barrel 2 is attachable/detachable to/from the camera body 1, but the imaging device, which is an optical device, may have the vibration wave motor 3 built therein.

カメラ本体1には、レンズ鏡筒2が着脱自在に取り付けられ、カメラ本体1内には撮像素子1aが設けられている。マウント11は、フランジ部及びレンズ鏡筒2をカメラ本体1に取り付けるためのバヨネット部を有している。固定筒12は、マウント11のフランジ部と当接し、不図示のビスによってマウント11を固定している。固定筒12には、第1のレンズG1を保持する前鏡筒13と第3のレンズG3を保持する後鏡筒14とが固定されている。 A lens barrel 2 is detachably attached to the camera body 1, and an image pickup device 1a is provided in the camera body 1. The mount 11 has a flange portion and a bayonet portion for attaching the lens barrel 2 to the camera body 1. The fixed barrel 12 contacts the flange portion of the mount 11 and fixes the mount 11 with screws (not shown). The front barrel 13 holding the first lens G1 and the rear barrel 14 holding the third lens G3 are fixed to the fixed barrel 12.

フォーカスレンズG2は、フォーカスレンズ保持枠15により保持されている。フォーカスレンズ保持枠15は、振動波モータ3の出力部(不図示)に接続されると共に、前鏡筒13と後鏡筒14とに保持された公知のガイドバー16によって直進移動可能となっている。振動波モータ3のユニット支持部材117には、フランジ部が形成されており(不図示)、後鏡筒14にビスにて固定されている。 The focus lens G2 is held by the focus lens holding frame 15. The focus lens holding frame 15 is connected to an output section (not shown) of the vibration wave motor 3 and is movable linearly by a known guide bar 16 held by the front lens barrel 13 and the rear lens barrel 14. There is. A flange portion (not shown) is formed on the unit supporting member 117 of the vibration wave motor 3 and is fixed to the rear lens barrel 14 with a screw.

上記のような構成で、振動波モータ3の駆動部である振動子100が駆動されると、振動波モータ3の駆動力は、駆動力伝達部104を介してフォーカスレンズ保持枠15に伝達される。フォーカスレンズ保持枠15は、振動子100の駆動力によって、ガイドバー16上を直線移動する。なお、振動波モータ3は、フォーカスレンズを移動するために用いられるだけではなく、ズームレンズや像振れ補正レンズを移動するために用いられてもよい。 When the vibrator 100 that is the drive unit of the vibration wave motor 3 is driven with the above-described configuration, the driving force of the vibration wave motor 3 is transmitted to the focus lens holding frame 15 via the driving force transmission unit 104. It The focus lens holding frame 15 linearly moves on the guide bar 16 by the driving force of the vibrator 100. The vibration wave motor 3 may be used not only for moving the focus lens, but also for moving the zoom lens and the image shake correction lens.

以上、本発明の実施形態及び実施例に関わる振動波モータ3及びそれを組み込んだ光学機器に関してその適用例を詳述したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱することなく様々な形態をとることができる。 The application examples of the vibration wave motor 3 and the optical device incorporating the vibration wave motor 3 according to the embodiments and examples of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiments and examples. Various forms can be taken without departing from the scope of the claims.

2 レンズ鏡筒(光学機器)
3 振動波モータ
100 振動子
102 振動子基台
105 枠部材
106 ローラ(転動部材)
107 磁力部材
107a 磁石
107b1、107b2 磁性板金(磁性部材)
115 スライダ(摺動部材)
120 加圧手段
121 連結手段
303 磁力線
2 lens barrel (optical equipment)
3 vibration wave motor 100 vibrator 102 vibrator base 105 frame member 106 roller (rolling member)
107 magnetic force member 107a magnets 107b1 and 107b2 magnetic sheet metal (magnetic member)
115 Slider (sliding member)
120 pressurizing means 121 connecting means 303 magnetic field lines

Claims (12)

印加される高周波電圧により振動する振動子と、
前記振動子が固定される振動子基台と、
該振動子基台を保持する枠部材と、
前記振動子基台と前記枠部材とを連結するための連結手段とを有し、
前記振動により前記振動子と前記振動子と摩擦接触する摺動部材とが相対移動する振動波モータであって、
前記振動子基台は、前記相対移動の方向の片側の1か所において前記連結手段により前記枠部材と連結され、前記片側に対する反対側においては前記枠部材と非接触であり、
前記連結手段は、1つの転動部材と磁力部材とにより構成され、前記振動子基台と前記枠部材とは、前記転動部材を介して前記磁力部材が発生する磁力により付勢されることを特徴とする振動波モータ。
A vibrator that vibrates due to the applied high-frequency voltage,
A vibrator base on which the vibrator is fixed,
A frame member for holding the vibrator base,
A connecting means for connecting the vibrator base and the frame member,
A vibration wave motor in which the vibrator and a sliding member in frictional contact with the vibrator move relative to each other by the vibration,
The vibrator base is connected to the frame member by the connecting means at one location on one side in the relative movement direction, and is in non-contact with the frame member on the opposite side to the one side,
The connecting means is composed of one rolling member and a magnetic force member, and the vibrator base and the frame member are biased by the magnetic force generated by the magnetic force member via the rolling member. Vibration wave motor characterized by.
前記転動部材と前記磁力部材とは、前記相対移動の方向に沿って配置されることを特徴とする、請求項1に記載の振動波モータ。 The vibration wave motor according to claim 1, wherein the rolling member and the magnetic force member are arranged along a direction of the relative movement. 前記磁力部材は、磁石と二つの磁性部材から構成され、一方の磁性部材が前記振動子基台に、他方の磁性部材が前記枠部材に備えられており、前記連結手段は、前記転動部材を前記磁石と前記一方の磁性部材とにより挟持し、前記振動子基台と前記枠部材とを連結することを特徴とする、請求項1又は2に記載の振動波モータ。 The magnetic force member is composed of a magnet and two magnetic members, one magnetic member is provided on the vibrator base and the other magnetic member is provided on the frame member, and the connecting means is the rolling member. 3. The vibration wave motor according to claim 1, wherein the vibration wave motor is sandwiched between the magnet and the one magnetic member, and the vibrator base and the frame member are connected to each other. 前記転動部材は磁性金属であり、前記磁力部材は、その分極状態により前記転動部材を前記相対移動の方向と垂直な方向に位置決めすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の振動波モータ。 4. The rolling member is made of magnetic metal, and the magnetic force member positions the rolling member in a direction perpendicular to the direction of the relative movement depending on a polarization state of the magnetic member. The vibration wave motor according to the item. 前記振動子基台と前記枠部材との間には、摺動ガイドが設けられていることを特徴とする、請求項1乃至4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 4, wherein a sliding guide is provided between the vibrator base and the frame member. 前記転動部材には、前記磁力部材が発生する磁力の中立位置に定在しようとする力が生じ、前記力は前記振動子基台と前記枠部材との抜け止めの作用とな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。 In the rolling member, a force that tends to settle at a neutral position of the magnetic force generated by the magnetic force member is generated, and the force serves as a retaining action between the vibrator base and the frame member. The vibration wave motor according to any one of claims 1 to 5. 前記転動部材は磁性金属であり、前記磁力部材が発生する磁力による付勢力を強めることを特徴とする、請求項1乃至6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 6, wherein the rolling member is made of magnetic metal, and the biasing force of the magnetic force generated by the magnetic force member is strengthened. 前記磁力部材が発生する磁力線は、前記連結手段を構成する部材の間で閉じられていることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の振動波モータ。 The vibration wave motor according to any one of claims 1 to 7, wherein the magnetic force line generated by the magnetic force member is closed between the members forming the coupling means. 前記振動子を前記摺動部材に対して加圧する加圧手段をさらに有し、前記磁力部材は前記加圧手段の加圧方向に分極されることを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の振動波モータ。 Said transducer pressurizing means for pressurizing and further perforated to said sliding member, said magnetic member and said Rukoto is polarized in the pressing direction of the pressing means, any of claims 1 to 8 The vibration wave motor according to item 1. 前記振動波モータは、超音波領域の周波数の振動を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9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 9, wherein the vibration wave motor is an ultrasonic motor that vibrates at a frequency in an ultrasonic range. 前記磁力は、前記相対移動の方向と垂直な方向に前記振動子基台と前記枠部材との相対位置が変化する際に、前記枠部材と前記振動子基台との抜け止めとして作用することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の振動波モータ。The magnetic force acts as a retainer for the frame member and the oscillator base when the relative position of the oscillator base and the frame member changes in a direction perpendicular to the relative movement direction. The vibration wave motor according to any one of claims 1 to 10, characterized in that. 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の振動波モータが搭載された光学機器。 An optical device equipped with the vibration wave motor according to claim 1.
JP2016085020A 2016-04-21 2016-04-21 Vibration wave motor and optical device equipped with the vibration wave motor Expired - Fee Related JP6708471B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016085020A JP6708471B2 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Vibration wave motor and optical device equipped with the vibration wave motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016085020A JP6708471B2 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Vibration wave motor and optical device equipped with the vibration wave motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017195712A JP2017195712A (en) 2017-10-26
JP6708471B2 true JP6708471B2 (en) 2020-06-10

Family

ID=60156101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016085020A Expired - Fee Related JP6708471B2 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Vibration wave motor and optical device equipped with the vibration wave motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6708471B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4602780B2 (en) * 2005-02-02 2010-12-22 株式会社シグマ Image blur prevention device
JP2009163017A (en) * 2008-01-07 2009-07-23 Actuator Design:Kk Lens moving mechanism
KR100961127B1 (en) * 2008-09-01 2010-06-07 삼성전기주식회사 Camera module
JP5849662B2 (en) * 2011-12-06 2016-02-03 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric motor, drive device, electronic component inspection device, electronic component transport device, printing device, robot hand, and robot
JP5969976B2 (en) * 2013-12-27 2016-08-17 キヤノン株式会社 Vibration wave motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017195712A (en) 2017-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3490133B1 (en) Motor and electronic apparatus including motor
JP6366674B2 (en) Vibration wave motor
JP5683643B2 (en) Linear ultrasonic motor and optical apparatus having the same
JP2017200366A (en) Vibration wave motor and electronic apparatus loading the same
JP6257224B2 (en) Motor and lens device
JP6708471B2 (en) Vibration wave motor and optical device equipped with the vibration wave motor
JP6708472B2 (en) Vibration wave motor and optical device equipped with the vibration wave motor
JP2019097343A (en) Vibration type motor, lens device, and electronic apparatus
JP2008224915A (en) Lens drive device, camera, and mobile phone with camera
WO2016002917A1 (en) Vibration-type actuator, lens barrel, image-capturing device, and automatic stage
JP6257281B2 (en) Ultrasonic actuator
EP3240179B1 (en) Motor and electronic apparatus including motor
JP2020072558A (en) Vibration wave motor and drive unit provided with the vibration wave motor
JP2019088048A (en) Ultrasonic motor, lens device and imaging apparatus
JP2017201341A (en) Image shake correction device
JP2016101023A (en) Vibration wave motor and optical device including the same
JP2008191608A (en) Lens driving device, camera, and cellular phone with camera
JP2018137859A (en) Vibration wave motor and optical device including vibration wave motor
JP5114715B2 (en) Lens driving device, camera and camera-equipped mobile phone
JP2019083664A (en) Vibration wave motor, lens device, and imaging apparatus
JP6624859B2 (en) Vibration wave motor
JP2015159725A (en) Oscillation type motor and lens device including the same
JP2019201465A (en) Vibration wave motor and drive device
JP2022125067A (en) Lens drive device, camera module, and camera-equipped device
JP2018148683A (en) Vibration wave motor

Legal Events

Date Code Title Description
RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20171214

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200421

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200521

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6708471

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees