JP2016032351A - 振動型アクチュエータ、光学機器、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動型アクチュエータの進行方向の寸法を短縮して小型化すること。【解決手段】振動型アクチュエータの振動板１は、矩形状の平板部１ａに設けた複数の突起部１ｂ１〜４を有する。振動板１に固定された圧電素子２に交流電圧を印加すると高周波振動する。振動板１と接触する摩擦部材は、振動板１の高周波振動によって相対移動する。突起部１ｂ１〜４は、平板部１ａ上で矩形の各頂点にそれぞれ位置している。平板部１ａ上で対角に位置する第１の組の突起部１ｂ１と１ｂ２は、異なる対角に位置する第２の組の突起部１ｂ３と１ｂ４よりも、摩擦部材との摩擦力が相対的に大きい。第１の組の突起部１ｂ１と１ｂ２は、平板部１ａを基準とする高さが、第２の組の突起部１ｂ３と１ｂ４よりも大きく、突起部１ｂ１の先端部１ｄ１と突起部１ｂ２の先端部１ｄ２が摩擦部材と接触する。振動板１は、摩擦部材に対して平板部１ａの短辺方向へ相対移動する。【選択図】図１

Description

本発明は振動型アクチュエータに関し、特に弾性体を板状としたリニア駆動タイプの振動波モータに関するものである。

小型軽量、高速駆動、かつ、静音駆動を特徴とする超音波モータは撮像装置のレンズ鏡筒等に採用されている。特許文献１に開示されたリニア駆動用の超音波モータは、矩形状の平板部と平板部上に設けられた突起部とを有する振動板と、振動板に固定されて高周波振動する圧電素子と、突起部に接触する摩擦部材によって構成されている。振動板には、圧電素子の高周波振動によって、共振周波数が略一致した短辺方向の曲げ振動の１次の固有振動モードと長辺方向の曲げ振動の２次の固有振動モードが励振される。２つの固有振動モードのうち、短辺方向の曲げ振動の１次の固有振動モードでは突起部先端が平板部に対して垂直方向に振動し、長辺方向の曲げ振動の２次の固有振動モードでは突起部先端が平板部に対して水平方向に振動する。これらの固有振動モードを組み合わせることによって振動板の突起部に楕円運動が生成される。振動板の突起部は摩擦部材に対して加圧されて接触しており、楕円運動により生じた摩擦により振動板と摩擦部材が長辺方向に相対移動する。

特開２００４−３０４８８７号公報

近年、超音波モータを搭載した電子機器、特にレンズ等の光学素子の駆動装置には小型化の要求が高まっている。特許文献１に開示の超音波モータは矩形状の振動板の長辺方向に進行する構成となっているため、進行方向の寸法が大きい構成となっている。このため、超音波モータを用いた駆動装置全体のサイズが大型化してしまうという問題があった。
本発明の目的は、振動型アクチュエータの進行方向の寸法を短縮して小型化することである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る振動型アクチュエータは、矩形状の平板部に設けられた複数の突起部を有する振動板と、前記振動板に固定された圧電素子と、前記振動板の振動により前記振動板の突起部と接触して相対的に移動する摩擦部材と、を備える。前記平板部にて第１の対角線上に位置する前記突起部の第１の組は、前記平板部にて第２の対角線上に位置する前記突起部の第２の組よりも、前記摩擦部材との摩擦力が相対的に大きい。

本発明によれば、振動型アクチュエータの進行方向の寸法を短縮することにより小型化できる。

本発明の第１実施形態に係る超音波モータの構成例の説明図である。 図１の超音波モータの振動状態を説明する図である。 第１実施形態の振動板に発生する楕円運動を説明する斜視図である。 第１実施形態の適用例としてリニア駆動装置を説明する図である。 図４のリニア駆動装置を用いたレンズ駆動装置を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る超音波モータの構成例の説明図である。 図６の超音波モータの振動状態を説明する図である。

本発明の各実施形態に係る振動型アクチュエータについて、添付図面を参照して詳細に説明する。各実施形態に係る振動型アクチュエータは、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に適用可能である。例えば、レンズやプリズム等の光学素子の駆動装置や、レンズ鏡筒等の光学機器、撮像装置等における可動光学部材の駆動装置への適用が挙げられる。

［第１実施形態］
図１から図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る超音波モータの基本的な構成を示す図である。図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は正面図である。図１（Ｃ）、図１（Ｄ）は互いに反対方向から見た場合の側面図である。図１（Ｅ）は底面図、図１（Ｆ）は背面図である。本明細書において、超音波モータの振動板の長辺方向と平行な方向をＸ方向と定義し、振動板の短辺方向と平行な方向をＹ方向と定義する。Ｘ方向及びＹ方向に対して直交する方向、つまり振動板の厚み方向と平行な方向をＺ方向と定義する。Ｚ方向において、振動板から摩擦部材（図４：摩擦部材３参照）への向きを＋Ｚ方向とし、摩擦部材から振動板への向きを−Ｚ方向と定義する。

超音波モータ１０は、振動板１と圧電素子２によって構成される。振動板１は、矩形状の平板部１ａと、平板部１ａから＋Ｚ方向に突設された突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４とを有する。突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４はそれぞれ、円柱状の胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４を有する。胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４上にはそれぞれ先端部１ｄ１、１ｄ２、１ｄ３、１ｄ４が設けられている。これらの先端部は胴体部よりも小径の円柱形状部であり、後述の摩擦部材と接触して摩擦を生じる。突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４については、絞り加工等により平板部１ａと一体成型で形成されるか、または別部品として平板部１ａに対して接着等で貼り付けられる。図１（Ｂ）及び（Ｆ）には、突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４のＺ方向における長さをそれぞれ、ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４で示す。

圧電素子２は振動板１に固定されて高周波振動を行う。圧電素子２は、Ｙ方向に平行な中心線Ｙｃで２分割された第１領域２ａ（図１（Ａ）の左側領域）と第２領域２ｂ（図１（Ａ）の右側領域）を有する。各領域２ａ、２ｂは同方向に分極しており、例えば第１領域２ａがＡ相に割り当てられ、第２領域２ｂがＢ相に割り当てられている。第１領域２ａと第２領域２ｂとの間に位置する第３領域２ｃは分極していない。第３領域２ｃには、圧電素子２の裏面２ｅの全面に亘って形成した電極から、側面領域２ｄに形成した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が形成されている。連結部１ｅ、１ｆは、Ｚ方向から見た場合にコの字状をなし、平板部１ａからＸ方向にそれぞれ突出した部分である。連結部１ｅ、１ｆは、振動板１と同期して移動する、後述の振動子保持部材（図４：振動子保持部材４参照）に対し、直接的又は間接的に連結される部分であって、振動板１の矩形状の面の短辺部に設けられている。連結部１ｅ、１ｆは、振動板１と圧電素子２の振動において変位が少ない位置に設けられており、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１ｅ、１ｆは振動板１と圧電素子２の振動に対し、殆ど影響を与えない。

圧電素子２の高周波振動によって平板部１ａには、振動板１の短辺方向（Ｙ方向）の曲げ振動に係る１次の固有振動モードと、振動板１の長辺方向（Ｘ方向）の曲げ振動に係る２次の固有振動モードが励振される。図１（Ｅ）に示す通り、突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４は短辺方向の曲げ振動に係る１次の固有振動モードの節（Ｘ１，Ｘ２）の近傍であって、かつ、長辺方向の曲げ振動に係る２次の固有振動モードの腹（Ｙ１，Ｙ２）の近傍に位置する。不図示の駆動部の給電部は、Ａ相の第１領域２ａとＢ相の第２領域２ｂに対し、位相差を＋９０°から＋２７０°まで変化させた交流電圧を印加する。これによって、圧電素子２に高周波振動を発生させることができる。

次に図２を参照して、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の様子を説明する。図２（Ａ）は、圧電素子のＡ相とＢ相に印加される交流電圧波形を例示する。横軸Ｔは時間軸であり、縦軸Ｖは電圧軸であり、グラフは各相の電圧変化を示す。位相Ｐ１からＰ４によって電圧の印加タイミング（時刻）をそれぞれ示している。図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ図１（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に対応しており、振動状態を誇張して模式的に示す。図２（Ａ）に示す交流電圧の位相Ｐ１からＰ４に対して、それぞれ所定の遅れを持った位相ｐ１からｐ４に相当する時刻での振動状態を代表して示す。図２（Ｃ）はＸ方向から見た場合の振動状態を示し、図２（Ｄ）はＸ方向にて図２（Ｃ）とは反対側から見た場合の振動状態を示す。胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４のうち、図２（Ｃ）では胴体部１ｃ１及び１ｃ３を図示し、図２（Ｄ）では胴体部１ｃ２及び１ｃ４を図示する。図２（Ｂ）はＹ方向から見た場合の振動状態を示し、胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４のうち、胴体部１ｃ２及び１ｃ３を図示する。また、図２では簡略化のため、圧電素子２と、先端部１ｄ１、１ｄ２、１ｄ３、１ｄ４と、連結部１ｅ、１ｆを省略する。

図２（Ａ）に示す位相Ｐ１とＰ３では、Ａ相とＢ相とで電圧の向きが異なり、異符号である。また位相Ｐ２とＰ４では、Ａ相とＢ相とで電圧の向きが同じであり、同符号である。
位相Ｐ２やＰ４に相当する時点ではＡ相とＢ相に同符号の電圧が印加されており、この場合には、Ａ相とＢ相の各領域が同様に伸縮する。よって、短辺方向の曲げ振動に係る１次の固有振動モードが励振される。図２（Ｃ）にて丸枠内に２を付して示す矢印のように、胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４の各先端のＹ方向における振幅が最大となる。また、位相Ｐ１やＰ３に相当する時点ではＡ相とＢ相に異符号の電圧が印加されており、この場合には、Ａ相とＢ相の各領域が逆方向に伸縮する。よって、長辺方向の曲げ振動に係る２次の固有振動モードが励振される。図２（Ｂ）にて丸枠内に１を付して示す矢印のように、胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４の各先端のＺ方向における振幅が最大となる。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結果、胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４の先端にはそれぞれ、時計回り方向と反時計回り方向の矢印でそれぞれ示す楕円運動が発生する。

図３は振動板１を＋Ｚ方向の側から見た場合の斜視図であり、突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４の先端に生成される楕円運動をそれぞれ矢印で示す。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に、突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４の先端には、図示の楕円運動が発生する。これによって突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４におけるそれぞれの先端部１ｄ１、１ｄ２、１ｄ３、１ｄ４も同様の楕円運動を行う。この場合、先端部１ｄ１、１ｄ２は−Ｙ方向に対して実線の矢印で示す楕円運動を行う。また先端部１ｄ３、１ｄ４は＋Ｙ方向に対して破線の矢印で示す楕円運動を行う。

振動板１は摩擦部材に対して加圧接触されている。４つの突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４はそれぞれ、平板部１ａ上で略矩形状の枠の各頂点に位置しており、図１（Ｅ）に示す中心線Ｙｃに対して線対称に位置している。胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４上に配置された先端部１ｄ１、１ｄ２、１ｄ３、１ｄ４は、平板部１ａを基準とした場合にそれぞれの高さがｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４である。平板部１ａ上で対角線上に位置する一組の先端部１ｄ１と１ｄ２の高さは、異なる対角線上に位置する別の一組の先端部１ｄ３と１ｄ４の高さよりも大きい。すなわち、突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４の高さの関係は、下式に示す通りである。
ｈ１＞ｈ３、ｈ１＞ｈ４、ｈ２＞ｈ３、ｈ２＞ｈ４ （式１）
ｈ１≒ｈ２、ｈ３≒ｈ４ （式２）

このように突起部１ｂ１と１ｂ２の組の高さは、＋Ｚ方向にて突起部１ｂ３と１ｂ４の組よりも高い。よって、後述の摩擦部材に対して突起部１ｂ１と１ｂ２は接触するが、突起部１ｂ３と１ｂ４は接触しない。ここで、突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４に与えられる垂直抗力をそれぞれＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４とする。振動板１が摩擦部材に対して加圧力Ｆで加圧されている場合、垂直抗力Ｎ１、Ｎ２は、
Ｎ１＝Ｎ２＝Ｆ／２ （式３）
となる。これに対して、突起部１ｂ３と１ｂ４は摩擦部材と接触しないので、垂直抗力Ｎ３、Ｎ４は、
Ｎ３＝Ｎ４＝０ （式４）
となる。

突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４の先端部と摩擦部材との摩擦力をそれぞれｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４とすると、下式のようになる。
ｆ１＝μ×Ｎ１＝μ×Ｆ／２、ｆ２＝μ×Ｎ２＝μ×Ｆ／２ （式５）
ｆ３＝μ×Ｎ３＝０、ｆ４＝μ×Ｎ４＝０ （式６）
式中のμは、振動板１と摩擦部材との摩擦係数である。よって、各摩擦力ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の関係は、
ｆ１＞ｆ３、ｆ１＞ｆ４、ｆ２＞ｆ３、ｆ２＞ｆ４ （式７）
ｆ１≒ｆ２、ｆ３≒ｆ４ （式８）
となる。

４つの突起部のうち、平板部１ａにて第１の対角線上に位置する突起部１ｂ１と１ｂ２からなる第１の組は、第２の対角線上に位置する突起部１ｂ３と１ｂ４からなる第２の組よりも高くなっている。よって、第１の組は、第２の組に比べて摩擦部材との摩擦力が相対的に大きい。摩擦部材に対して先端部１ｄ１と１ｄ２が接触するので、突起部１ｂ１と１ｂ２の楕円運動に伴い、摩擦部材と先端部１ｄ１及び１ｄ２との間の摩擦によって振動板１は推進力を得て、＋Ｙ方向に相対移動する。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には、図２とは反対方向の楕円運動が発生する。この場合、突起部１ｂ１と１ｂ２の楕円運動に伴い、摩擦部材と先端部１ｄ１及び１ｄ２との間の摩擦によって振動板１は推進力を得て、−Ｙ方向に相対移動する。

本実施形態では、平板部１ａ上で突起部１ｂ１から１ｂ４が、長辺方向の曲げ振動に係る２次の固有振動モードの節よりも腹に近く、かつ短辺方向の曲げ振動に係る１次の固有振動モードの腹よりも節に近い位置に配置されている。高周波振動により突起部１ｂ１と１ｂ２の組が楕円運動を行い、これらと接触する摩擦部材に対して、振動板１は平板部１ａの短辺方向（Ｙ方向）へ相対的に移動可能である。本実施形態によれば、振動型アクチュエータの進行方向の寸法を短縮し、小型化を実現できる。

［適用例］
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態の超音波モータの適用例を説明する。
図４は超音波モータ１０を利用したリニア駆動装置２０の構成例を示す概略図である。図４（Ａ）は超音波モータ１０の進行方向から見た場合の図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。

超音波モータ１０は振動板１と圧電素子２を有する。摩擦部材３は、突起部１ｂ１と１ｂ２に接触して、高周波振動によって振動板１に対して相対移動する。摩擦部材３に対して振動板１は、Ｙ方向に相対移動することができる。振動子保持部材４は振動板１と同期して移動する。振動子保持部材４は、複数の支持部４ａによって、振動板１を連結部１ｅと１ｆで支持する。摩擦部材３の裏面、つまり突起部１ｂ１及び１ｂ２と接触しない側の面（＋Ｚ方向の面）には、回転摺動する複数のローラ４１が配置されている。複数の支持部４ｂは、ローラ４１をそれぞれ回転自在に軸支する。ローラ４１は摩擦部材３の駆動時の摺動抵抗を低減するために設けられている。転動コロを用いた機構部でもよい。

加圧ばね４２は、摩擦部材３に対して、突起部１ｂ１と１ｂ２を圧接状態で接触させる役目をもつ。加圧ばね４２は、その下端部４ｃ（＋Ｚ方向の端部）が圧電素子２に当接し、上端部が振動子保持部材４に当接している。加圧ばね４２の加圧力により、突起部１ｂ１、１ｂ２が摩擦部材３に圧接された状態となる。図２に矢印で示す楕円運動で生じる駆動力によって、振動子保持部材４はＹ方向に推進力を得て、＋Ｙ方向へ相対的に移動することができる。

本適用例にて、超音波モータ１０は短辺方向に進行することが可能である。すなわち、超音波モータ１０の進行方向の寸法を短縮することで、リニア駆動装置２０の小型化を達成できる。

次に図５を参照して、レンズ駆動装置への適用例を説明する。図５は、図４のリニア駆動装置２０を搭載したレンズ駆動装置において、レンズ駆動部を示す概略図である。図５では、光軸に平行な方向（光軸方向）がＹ方向に設定されている。図５（Ａ）は光軸方向から見た場合の正面図である。図５（Ｂ）及び（Ｃ）は、枠体の一部を破断して示す側面図である。図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に対して更に小型化されたレンズ駆動装置を示している。

円筒形状の枠体５１は、その内部にレンズ５２とレンズホルダ５３が配置される。対をなすガイド軸５４と５５に沿ってレンズホルダ５３が光軸方向（Ｙ方向）に案内される。図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すリニア駆動装置２０では簡略化のため、振動板１の平板部１ａと胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４、摩擦部材３以外の図示を省略する。

摩擦部材３は、固定部材である枠体５１に取り付けられて固定されている。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子保持部材４が移動する。振動子保持部材４には駆動伝達部４３が設けられている。レンズホルダ５３は駆動伝達部４３によって振動子保持部材４と連結された被駆動体であり、振動子保持部材４と同期して光軸方向に移動する。

リニア駆動装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を用いた制御部からの移動命令に従って駆動される。振動子保持部材４が図５のＹ方向に移動することにより、例えばレンズホルダ５３は実線で示す第１位置から、２点鎖線で示す第２位置までの範囲（Ｌ４参照）を移動する。レンズ駆動装置では、振動板１の平板部１ａの短辺方向が、レンズホルダ５３の駆動方向に設定されている。Ｌ２は平板部１ａの短辺方向（Ｙ方向）の寸法を表し、Ｌ２とＬ３との和がＬ４である。Ｌ１は平板部１ａの長辺方向（Ｘ方向）の寸法を表す。寸法Ｌ２は、寸法Ｌ１に対して小さいため、平板部１ａの短辺方向を駆動方向として利用する本実施形態の超音波モータは、長辺方向を駆動方向として利用する従来の超音波モータと比較して、進行方向の小型化が可能となる。

Ｌ３は、レンズ駆動装置においてレンズ５２の移動が可能な距離である。つまりＬ３は、レンズ駆動装置におけるリニア駆動装置２０の移動距離Ｌ４から、超音波モータ１０の進行方向の寸法（短辺方向の寸法）であるＬ２を引いた距離である。図５（Ｃ）に示す小型化されたレンズ駆動装置の場合には、リニア駆動装置２０の移動距離Ｌ４がさらに短く、限定された長さとなる。超音波モータ１０の進行方向の寸法Ｌ２を短縮することにより、レンズ５２が移動可能な距離Ｌ３を十分に確保することができる。したがって、小型化されたレンズ駆動装置でも本実施形態の超音波モータ１０が適用可能である。

本適用例によれば、超音波モータの進行方向の寸法を短縮することによって、レンズ駆動装置の小型化を達成できる。なお、本実施形態では突起部１ｂ１、１ｂ２の先端部のみが摩擦部材３に接触する構成例を示したが、４つの突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４の全ての先端部が接触部として摩擦部材３に接触していてもよい。本実施形態では、突起部１ｂ１の高さｈ１と突起部１ｂ２の高さｈ２が、突起部１ｂ３の高さｈ３や、突起部１ｂ４の高さｈ４よりも大きく、突起部１ｂ１と１ｂ２が摩擦部材３に接触する例を示した。これに対して、４つの突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４の全てが摩擦部材３に接触する場合でも、前記の式７と式８に示す関係を満たせばよい。この設定では駆動力が低下するものの、本実施形態と同様の作用が得られる。

［第２実施形態］
次に図６及び図７を参照して本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態では、振動板１の平板部１ａ上に４つの突起部（脚部）を矩形状に配置した例を示したが、本実施形態では、平板部１ａ上に２つの突起部を配置した構成について説明する。なお、本実施形態にて第１実施形態の場合と同様の構成部については既に使用した符号に１００を加算した符号を用いることによって、それらの詳細な説明を省略する。

図６は、本実施形態に係る超音波モータ１１０の基本的な構成を説明する図である。図６（Ａ）はＺ方向から見た場合の平面図であり、図６（Ｂ）はＹ方向から見た場合の正面図である。図６（Ｃ）、図６（Ｄ）はＸ方向において互いに反対方向から見た場合の側面図である。図６（Ｅ）は底面図である。

図６（Ｅ）に示す通り、突起部１０１ｂ１、１０１ｂ２は、短辺方向の曲げ振動に係る１次の固有振動モードの節（Ｘ１，Ｘ２）の近傍であって、かつ、長辺方向の曲げ振動に係る２次の固有振動モードの腹（Ｙ１，Ｙ２）の近傍に設けられている。突起部１０１ｂ１、１０１ｂ２は、平板部１ａ上で対角に配置されている。

図７は、Ａ相に対してＢ相の位相を約９０°遅らせて交流電圧を圧電素子１０２に印加した場合の振動の様子を示す。図７（Ａ）から（Ｄ）に示す各図の意味は図２の場合と同様である。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に突起部１０１ｂ１、１０１ｂ２には、図７に矢印で示すように楕円運動が生成され、摩擦部材１０３との摩擦によって振動板１０１は＋Ｙ方向へ相対的に移動する。

一般に超音波モータでは、突起部と摩擦部材との摩擦によって駆動力が得られる。従って、超音波モータが複数の突起部を有する場合、複数の突起部の先端が描く楕円形状の軌跡が均一である理想状態において駆動効率が最大となる。厚さが均一な平板の場合、平板の剛性は場所によらず一定である。これに対して、平板上に突起部を配置した場合、突起部の付近では平板上の他の部分と比較して剛性が高くなる。このため、２つの突起部をもつ超音波モータ１１０の場合、振動板１０１に設けた突起部１０１ｂ１、１０１ｂ２の付近では、それ以外の部分と比較して剛性が高い。超音波モータ１１０の場合、突起部１０１ｂ１、１０１ｂ２は平板部１０１ａ上で対角に位置しており、図６（Ｅ）の中心線Ｙｃに対して非線対称な配置となっている。すなわち剛性に寄与する胴体部１０１ｃ１、１０１ｃ２は図中の中心線Ｙｃを通るＹ−Ｚ平面に対して面対称でない。従って、突起部の位置が対称でないことによって、振動板１０１の剛性分布は非対称となる。これに伴い、２つの突起部１０１ｂ１、１０１ｂ２の先端における楕円運動の軌跡は均一でなくなり、駆動効率が低下する。第１実施形態の超音波モータ１０では、図１（Ｅ）に示すように、４つの突起部１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ４が中心線Ｙｃに対して線対称に配置されている。すなわち、剛性に寄与する胴体部１ｃ１、１ｃ２、１ｃ３、１ｃ４は、中心線Ｙｃを通るＹ−Ｚ平面に対して面対称である。このため、振動板１の剛性分布が対称となり、２つの突起部１ｂ１、１ｂ２の楕円運動の軌跡が均一となるので駆動効率は低下しない。

本実施形態では、平板部１０１ａにおいて２つの突起部を線対称でない配置とした場合でも、平板部１０１ａの短辺方向に相対移動が可能であり、進行方向の寸法を小型化することができる。第１実施形態との比較において駆動効率は低いが、突起部（脚部）の数が少ないので構成は簡単になる。

前記の実施形態では、固定された摩擦部材に対して振動板が移動する構成例を説明した。これに限らず、固定された振動板に対して摩擦部材が移動する構成であっても、小型化の効果は低くなるが、同様の作用が得られる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１，１０１ 振動板
１ａ，１０１ａ 平板部
１ｂ１〜４，１０１ｂ１〜４ 突起部
２，１０２ 圧電素子
３，１０３ 摩擦部材

Claims (12)

1. 矩形状の平板部に設けられた複数の突起部を有する振動板と、
   前記振動板に固定された圧電素子と、
   前記振動板の振動により前記振動板の突起部と接触して相対的に移動する摩擦部材と、を備え、
   前記平板部にて第１の対角線上に位置する前記突起部の第１の組は、前記平板部にて第２の対角線上に位置する前記突起部の第２の組よりも、前記摩擦部材との摩擦力が相対的に大きいことを特徴とする振動型アクチュエータ。
2. 前記平板部にて前記突起部の位置は、前記平板部の長辺方向の曲げ振動に係る２次の固有振動モードの節よりも腹に近く、かつ前記平板部の短辺方向の曲げ振動に係る１次の固有振動モードの腹よりも節に近いことを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
3. 前記平板部を基準とする前記突起部の高さは、前記第１の組の方が前記第２の組よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の振動型アクチュエータ。
4. 前記振動板は、前記摩擦部材に対して前記平板部の短辺方向へ相対的に移動することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記複数の突起部は、前記平板部にて矩形の各頂点にそれぞれ位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記複数の突起部は、前記平板部にて対角に位置する２つの突起部であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記圧電素子は、長辺方向にて分割された第１領域及び第２領域を有しており、
   駆動部により、前記第１領域及び第２領域に対して、位相の異なる交流電圧が印加されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
8. 前記突起部は、胴体部と、前記摩擦部材に接触する先端部を有しており、前記先端部は前記胴体部よりも小径の形状部であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを備え、
   固定部材に取り付けられた前記摩擦部材に対して、前記振動板及び圧電素子が移動することにより光学素子が移動することを特徴とする光学機器。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを備え、
    固定部材に取り付けられた前記振動板に対して、前記摩擦部材が移動することにより光学素子が移動することを特徴とする光学機器。
11. 前記平板部の短辺方向が前記光学素子の光軸に平行な方向であることを特徴とする請求項９または１０に記載の光学機器。
12. 請求項１から８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを備え、
    前記摩擦部材に対して前記振動板が相対的に移動することにより光学素子が移動することを特徴とする撮像装置。

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