JPH02174567A - 電歪アクチュエーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電歪素子の電歪作用を駆動力として利用する
ようにしたアクチュエーターに関する。

〔従来の技術〕

この種のアクチュエーターは、従来から例えばマイクロ
ホンや受話器等において広く利用されているが、最近で
は例えば特公昭４５−１５１９２号公報に記載の如く、
カメラ用シャッターにおける羽根駆動手段への応用も提
案されている。

又、本件出願人も、例えば実開昭６３−１０１９２５号
公報や実開昭６３−１０５１２５号公報に記載の如く、
カメラ用シャッターの羽根駆動用手段に応用した例を提
案している。

これは、第６図に示した如く、露出開口２１ａを有する
シャッター地板２１と、露出開口２１ａを開放・閉塞す
るために地板２１の裏面に支軸２２によって軸支された
一対のシャッター羽根２３２３と、地板２１の表面に支
軸２４によって軸支されていてその一端側に後記電歪素
子の先端と係合するフォーク部２５ａが形成され且つ他
端側に地板２１の弧状孔２１ｂ、２１ｂを貫通してシャ
ッター羽根２３．２３のスロット２３　ａ、　　２３　
ａと夫々ピン・スロット結合せしめられるピン２５ｂ、
２５ｂが固設された開閉レバー２５と、基部が地板２１
に取付けられたブラケット２６に固着・支持され且つ先
端部が開閉レバー２５のフォーク部２５ａに挿入・係合
せしめられた細長い矩形板状の電歪素子２７とから構成
されていた。

ここで、電歪素子２７の構造及び性質を説明すると、電
歪素子２７は圧電性のセラミック板を絶縁性の板を挾ん
で積層した構造をなし、絶縁された両セラミック板に電
圧を印加すると、所謂平行板コンデンサと同様に、絶縁
された両セラミック板間に電荷が蓄積され、絶縁された
両セラミック板間の電位差に対応して歪曲する性質を持
つ。そして電圧の印加を停止した後にも、蓄積された電
荷により電位差を維持し続けるので、上記の歪曲状態は
維持され、絶縁された両セラミック間を短絡した時に初
めて電荷が放電されて歪曲状態から初期状態に復帰する
性質を持つ。

尚、ここで電歪素子の歪曲特性を下記式（１）に示す。

但し　ｌ ｈ そして１ 、電歪素子の長さ ：駆動電圧 ：電歪定数 電歪素子の厚さ 上記の式（１）において、 ３　ｊ２２　ｄ 式（１）は下記式（２）へ変換され、その変位量は印加
電圧に正比例することが理解できる。

変位量−ＫＶ　　　　　　　　　　　・・・・・・　（
２）そこでこの例では、シャッターレリーズと同時に電
歪素子２７に対する印加電圧を上昇させることにより、
電歪素子２７の歪曲量を徐々に増大させ、開閉レバー２
５を介してシャッター羽根２３及び２３による露出開口
２の開口口径を徐々に増加させると共に、適正露出量か
与えられたタイミングで電歪素子２７の両端子間を短絡
させることにより、電歪素子２７を初期状態に復帰せし
めて露出開口２を瞬時に閉じるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来例において、電歪素子２７の変位量
を増すには上記式（１）から明らかなように電歪素子２
７の長さを増せば良く、又駆動力を増すには電歪素子２
７の有効面積を大きくすれば良いが、カメラの小型化と
いう市場からの要求を満たすためにはむやみに電歪素子
２７の形状を大きくすることはできなかった。例えば電
歪素子２７の長さ（光軸と直交する方向の長さ）を増そ
うとするとレンズ鏡筒径の大きさによる制限を受け、電
歪素子２７の有効面積を大きくするために電歪素子２７
の幅（光軸と平行な方向の長さ）を増そうとするとレン
ズ鏡筒長の長さによる制限を受けてしまうのであった。

従って、上記従来例のように光軸と直交する方向に電歪
素子２７の変位方向を設定した構造では、シャッターの
小型化と大きな変位量及び駆動力を得ることとは相反す
るものであった。

本発明は、シャッターの小型化と相反せず、電歪素子の
作用点での変位量が大きくなるようにし且つ十分な大き
さの駆動力が得られるようにした電歪アクチュエーター
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による電歪アクチュ
エーターにおいては、略円形の板状電歪素子の略中央部
に撮影用露出開口に対応し得る適当な大きさの孔が設け
られている。この孔は、円形又は非円形をなしており、
好ましくは駆動力の作用点に向って先細となるような涙
滴形をなしている。

〔作　用〕

上記のように成形された板状電歪素子は、固定点から作
用点までの長さが弧に沿う長さとなり同じ長手方向長の
矩形板状のものに較べて長（なるので、作用点での変位
量が十分に大きくなる。又、上記板状電歪素子は、同じ
長手方向長の矩形板状のものを二つ並設して作用点で連
結したのにほぼ等しい構造を有し、その結果十分な大き
さの有効面積を確保できるので、十分な大きさの駆動力
を得ることができる。更に、上記板状電歪素子の変位方
向を光軸と平行な方向に設定することにより同じ駆動力
か得られる矩形板状のものに較べて光軸方向の長さがか
なり短くなる。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき本発明を詳述する。先づ
、第１図及び第２図において、■は一端部が固定部材２
により保持された略円形の板状電歪素子、３は板状電歪
素子１の自由端に設けられるべき駆動力の作用点、４は
板状電歪素子ｌの中央部に穿設されていて固定端から作
用点３に向って先細となるように形成された涙滴形の孔
、５は板状電歪素子１の自由端に係合せしめられた例え
ばレバーとして形成されている被動部材である。

本発明に従う電歪アクチュエーターは上記の如く構成さ
れているから、板状電歪素子１の表裏面間に電圧が印加
されると、板状電歪素子１は例えば第２図に鎖線で示す
如く変形して被動部材５を所定量だけ矢印方向へ回動せ
しめ、表裏面間が短絡されると板状電歪素子ｌは再び原
形に戻り、これと同時に被動部材５も例えば自己の習性
で原位置へ復帰する。この場合、固定点から作用点まで
の長さが弧に沿う長さとなり同じ長手方向長の矩形板状
のものに較べて長くなるので、作用点での変位量りが十
分大きくなる。又、孔４は上記の如く涙滴形をなしてい
るので、孔が略円形である略円形の板状電歪素子１のよ
うに孔の周りに播鉢状に変形するようなことはなく、自
由端即ち作用点３の変位量りはそれに比較しても大きい
。実験によれば、同一素材で同−長手方向長の板状電歪
素子を同一条件で変形させたところ、本発明のものは従
来構造のものに較べて変位量りは約５０％増であった。

又、板状電歪素子１は、同じ長手方向長の矩形板状のも
のを二つ並設して作用点で連結したものとほぼ等しい構
造を有し、その結果十分な大きさの有効面積を確保でき
るので、十分な大きさの駆動力が得られる。実験によれ
ば、同一素材で同−長手方向長の板状電歪素子を同一条
件で変形させたところ、本発明のものは従来構造のもの
に較べて駆動力は７０〜１５０％増であった。

尚、板状電歪素子か播鉢状に変形すると駆動力をロスし
てしまうので好ましくないが、多少のロスを無視し得る
場合は板状電歪素子の孔が略円形であっても良い。

第３図乃至第５図は、本発明に係る電歪アクチュエータ
ーをカメラ用シャッターの羽根駆動手段として利用した
一実施例を示しているが、第１図及び第２図に示した実
施例と実質上同一の部品には同一符号を付してこれを説
明すれば、６は固定部材２と協同して板状電歪素子１の
一端部を保持していて露出開口６ａとスロット６ｂ、６
ｃ、６ｄを設けたシャッター基板、７はシャッター基板
６に植設されたピン、８，９は基部がピン７に夫々回動
可能に嵌合せしめられていて露出開口６ａを開閉し得る
ように形成された一対のシャッター羽根、１０は間にシ
ャッター羽根８，９を収容し得る空間を形成するように
シャッター基板６に固着されていて露出開口６ａに整合
する開口１０ａとスロット６ｂ、６ｃ、６ｄに夫々整合
するスロット１０ｂ、１．Ｏｃ、１０ｄを設けたカバー
プレート、１１はシャッター基板６の裏面上にピン１２
により回動可能に支持されていて一端部にスロット１１
．　ａを又他端にスロット６ｃ、６ｄを夫々貫通して上
方へ延びていてシャッター羽根８，９に夫々ピン−スロ
ット連結された一対のピン１１ｂ、ｌｌｃを有する羽根
開閉レバーである。尚、被動部材５はカバープレート１
０上に取付けられたブラケット１３に回動自在に支持さ
れたクランクレバーとして構成されていて、板状電歪素
子１の作用点３を挟持するフォーク部５ａと、スロット
、１０ｂ、６ｂを貫通して垂下するアーム部５ｂと、羽
根開閉レバー１１のスロットｌｌａに嵌合する球状の下
端部５ｃとを有していてる。この実施例においては、第
１図及び第２図に示した実施例とは異なり、電圧が印加
された時板状電歪素子１の自由端は下方へ湾曲するよう
に構成されているものとする。

この実施例は上記の如く構成されているから、板状電歪
素子１の表裏面間に電圧が印加されると作用点３は下方
へ変位し、被動部材５は第４図の位置で左旋せしめられ
る。従って、羽根開閉レバー１１はピン１２を支点とし
て第３図の位置から第５図の位置まで左旋せしめられ、
シャッター羽根８，９を開放させる。この状態で板状電
歪素子１の表裏面間を短絡するか逆電圧を印加すれば板
状電歪素子１は原形に復帰するため被動部材５は右旋せ
しめられ、その結果羽根開閉レバー１１は再び第３図の
位置へ戻されて、シャッター羽根８９は閉鎖位置へ持ち
来たされ、−回の露光動作を終了する。

この実施例の場合も、板状電歪素子１は略円形をなし且
つ孔４が第１図及び第２図の実施例とは若干具なるもの
の実質的には涙滴形をなしていて電歪素子としての十分
な大きさの有効面積を確保できるから、十分な大きさの
駆動力を得ることができる。尚、孔４の形状は上記実施
例に限定されるものではなく、他の機構の部材形状に応
じて種々の変形が可能である。

又、板状電歪素子１の変位方向を光軸と平行な方向に設
定している即ち板状電歪素子１を光軸と直交する平面内
に配置しているので、同じ駆動力が得られる矩形板状の
ものに較べて光軸方向の長さが短くなる。実験によれば
、本発明のものは従来構造のものに較べて約２／３の光
軸方向の長さで済むことがわかった。

又、本発−萌のものは、設計の自由度が従来の矩形板状
のものに較べて遥かに大きいので、上記数値以上の効果
が実質的に得られる。

尚、被動部材５は第１図及び第２図に示した如く板状電
歪素子１の外側に設けても良いことは言うまでも無い。

又、本発明の適用範囲はカメラ用シャッターだけに限定
されず、レンズ駆動機構等に用いても良いことは言うま
でも無い。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば、シャッターの小型化と相反
することなし、に、作用点の変位量が従来のものより著
しく大きく、而も大きさの割には強力な駆動力を生起し
得る電歪アクチュエーターを提供することができ、その
利用範囲を一層拡大することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電歪アクチュエーターの一実施例
の要部平面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図
、第３図は本発明に係る電歪アクチュエーターの他の実
施例を組み込んだカメラ用■ シャッターの常態を示す要部平面図、第４図は第３図に
示す構成部品の上下関係を示す説明図的縦断面図、第５
図は第３図のシャッターの羽根開放状態を示す平面図、
第６図は従来の電歪アクチュエーターの配置状態を示す
平面図である。 １・・・・板状電歪素子、２・・・・固定部材、３・・
・・作用点、４・・・・孔、５・・・・被動部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）略中央部に孔を設けた略円形の板状電歪素子の一
   端部を固定して歪ませることにより駆動力を得るように
   した電歪アクチュエーター。
2. （２）上記孔が、駆動力の作用点に向って先細となるよ
   うな涙滴形をなしている、特許請求の範囲（１）に記載
   の電歪アクチュエーター。