JPH03207278A - 振動波装置 - 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〕 本発明はカメラ、プリンタ、紙送り等に用いられる振動
波装置、特に進行波型の振動波モータにおける振動体の
構造に関するものである。

〔従来の技術〕

弾性体に進行性振動波を生じさせ、この振動によってロ
ータ等の移動体を移動させる振動波モータは小型であり
、また低速時に高いトルクが得られることから、近年−
眼レフカメラの撮影レンズ駆動用として採用された。

第２図は振動波モータを、撮影レンズ駆動用として組込
んだ一眼レフカメラの撮影レンズの縦断面図で、ｌは撮
影レンズの光軸りを回転中心とする円環状の金属性の弾
性体で、後述するロータ３に接する側には第３図に示さ
れる様に所定の幅ｔと深さｈの溝ＩＡが全周にわたって
設けられている。また該弾性体１の下部にはＰＺＴ等の
圧電素子２が接着剤により固定されている。電気−機械
エネルギー−変換素子としての該圧電素子２に対しては
公知の方法で、位相の異なる超音波の駆動信号が印加さ
れ、この信号に応答して弾性体１が振動することによっ
て振動体を形成する弾性体１の周方向に回転する進行性
振動波が発生する。３は弾性体１の上面に加圧接触した
端部を有する円環状のロータで、移動体としての該ロー
タ３の他端にはゴム等の円環状の第１の吸振体５が設け
られている。４はフェルト等で形成された円環状の振動
絶縁体で、該絶縁体４はフェルト台８を介して重ね合わ
された２枚の皿バネ９から加圧力を受けている。

前述のロータ３は前記した第１の吸振体５を介して連結
板２２に密接保持される。円環状の連結板２２は６本の
締め付はビス（不図示）により出力伝達体２５と固定さ
れる。光軸りを回転中心として回転する出力伝達体２５
はボール１０を用いてボールレース１３．１４で玉軸受
けを構成している。ポールレース１３．１４は撮影レン
ズの外筒１２に固定され、外筒１２は固定筒１１と結合
され、カメラマウント１９に固定される。出力伝達体２
５の先端には連結コロ１５が固定され、光軸方向に設け
られたフォーカスレンズ２７を保持した移動環１７のキ
ー溝（不図示）と係合する。

固定内筒１８のネジ部１８ａと移動環１７のネジ部１７
ａがへリコイド結合しており、出力伝達体２５の回転運
動によって連結コロ１５を介して移動環１７は回転しな
がら光軸方向へ移動可能となる。

かかる構成において、カメラ側からのＡＦ倍信号たは、
マニュアルリング１６からの駆動信号によって該振動体
１．２に公知の方法で進行性振動波を発生させ、ロータ
３を回転させて最終的にフォーカスレンズ２７を光軸方
向へ移動させ、ピント調整を行うものである。

そしてかかる従来装置の場合、この振動体１゜２は駆動
用進行性振動波が振動体上のどの位置でも同じ振幅、同
じ波長となる様に均一な部材で形成され、かつ第３図示
のようにほぼ均一な構造となっていた。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
上記従来装置では振動体、移動体、或いはそれらの保持
部材の加工後の平面度誤差が、両者（振動体と移動体）
の接触面に面圧ムラを引き起こし、かかる原因により駆
動用進行性振動波とは異なった波長の進行性振動波が成
長し、振動体と移動体との接触面より騒音が発生するこ
とがあった。

そしてこの騒音を発生する波長°をもった進行性振動波
を分析してみたところ、この進行性振動波は１つの波長
の場合であったり、あるいは複数の波長の場合の両方の
場合があった。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は複数の種類の波長を有する進行性振動波が騒音
を発生させる可能性があったとしても、かかる騒音を防
止若しくは抑圧できる振動波装置を提供せんとするもの
で、本発明はかかる課題を解決する為に、振動波装置の
異なる構成要素上における騒音を発生させる可能性のあ
る複数の振動波の夫々の波長λの１／２の整数倍、或い
はほぼ整数倍の位置に該部材の動剛性を不均一とする手
段を設けたものである。

〔実施例〕

第１図は本発明を適用した一眼レフカメラ用撮影レンズ
に於ける振動波モータの弾性体１と電気−機械エネルギ
ー変換素子としての圧電素子２の要部斜視図である。該
第１図示撮影レンズは第２図、第３図示撮影レンズのそ
れとほぼ同じであるので、第２図示撮影レンズと異なる
機素についてのみ説明し、他の機素についての説明は省
略する。

第１図において、１は振動波モータの主要な構成部分を
形成する円環状の弾性体で、移動体としてのロータ３（
第２図参照）との接触面には幅ｉ＋＋深さｈｌの多数の
溝ＩＡが全周にわたって設けられている。またこれらの
溝の一部はＩＢとして図示される様に深さｈ２の深溝と
なっている。騒音を発生する振動波の波の数が、例えば
３個の時（以後この波の数が弾性体１に生じた時の曲げ
振動波を３次モードの曲げ振動波と称しｎ個の波が弾性
体１に生じた時の曲げ振動波を０次モードの曲げ振動波
と称す）には、この深溝ＩＢはピッチθ＝６００の間隔
或いは該間隔に近い間隔（尚この場合は騒音は実用上問
題のない程度に抑圧される）で６個設けられる。

４は後述する圧電素子２の裏面に設けられた振動体１の
縦振動を吸収する円環状の振動絶縁体４で、複数の切り
欠き４Ｂが円周上に設けられている。この切り欠き４Ｂ
は５次モードの曲げ振動波によって騒音が発生すること
を防止する切り欠きであるので、切り欠き４Ｂのピッチ
θ１は、θ１３６°の間隔、或いは該間隔に近い間隔（
尚この場合は騒音は実用上問題のない程度に抑圧される
）で設けられる。

尚、騒音を発生する曲げ振動波がｎ８次モードと０２次
モードの曲げ振動波の時には深溝ＩＢは間隔で弾性体１
上に設けられ、また切り欠き４Ｂ近い間隔で弾性体１及
び絶縁体４上に設けられ該間隔にはぼる。２は電気−機
械エネルギー変換素子としてのＰＺＴ等の圧電素子で、
第２図示従来装置と同様に弾性体１の一方の端面に接着
剤で貼着される。該圧電素子２のＡ相駆動領域を形成す
る各領域２Ａ、〜２Ａ、及びＢ相駆動領域を形成する各
領域２Ｂ、〜２Ｂ、は第１図示の様に交互に異なる分極
方向に分極され、またＡ相駆動領域中の領域２　Ａ　＋
　とＢ相駆動領域中の領域２Ｂ、との間にはＡ相、Ｂ相
駆動領域の夫々に共通で、不図示の駆動源のアースに接
続される共通電極２Ｃが設けられる。

またＡ相、Ｂ相駆動領域を形成する各領域２Ａ、〜２Ａ
、、２Ｂ、〜２Ｂ、の幅は弾性体１の曲げ振動波の波長
λの１／２に設定され、更に共通電極２Ｃとセンサ電極
２Ｄの幅の和は波長λに設定されている。前記共通電極
２Ｃと対向する側に設けられた、前記Ａ相駆動領域を形
成する各領域２Ａ、〜２　Ａ　を上の電極は不図示の第
１交流電源に接続される。また前記共通電極２Ｃと対向
する側に設けられた、前記Ｂ相駆動領域を形成する各領
域２Ｂ、〜２　Ｂ　ｙ上の電極は、前記交流電源の出力
信号と９０°位相差のある交流信号を出力する不図示の
第２交流電源に接続される。そして前記Ａ相駆動領域２
Ａ、〜２Ａ、の夫々と、前記領域２Ａ、〜２Ａ、の夫々
と対応するＢ相駆動領域２Ｂ、〜２Ｂ、の夫々とはλ／
４離間されて設けられている。

かかる構成の撮影レンズの動作について説明する。

前記第１．第２交流電源によって圧電素子２の人相駆動
領域及びＢ相駆動領域に交流信号を供給すると、圧電素
子２の曲げ振動によって弾性体１には８個の波からなる
進行性振動波、換言すれば８次モードの進行性振動波が
発生し、該振動波によってロータ３（第２図参照）は光
軸りを中心として回転する。その結果フォーカスレンズ
２７は光軸りに沿って移動して金集動作が実行される。

以上の説明は振動波モータが正常に動作した時の動作説
明であるが、動作中或いは動作開始時から騒音を発生す
る可能性のあるｎ１次モード及びｎ２次モードの曲げ振
動波、たとえば３次モード及び５次モードの曲げ振動波
が弾性体１上に発生した時の動作について以下に説明す
る。

第１図示の様な動剛性の不均一構造の弾性体１の場合、
深溝ＩＢの位置を節とする３次モードの振動波に対応す
る弾性体１の固有振動数ｆ１は高く、一方探溝ＩＢの位
置を腹とする３次モードの振動波に対応する弾性体１の
固有振動数ｆ２は前述の固有振動数より低いものとなる
。

この様に３次モードの振動波の夫々の位置に於ける弾性
体１の固有振動数は異なるので、騒音を発生する可能性
のある３次モードの振動波は進行波となり得ず、従って
３次モードの振動波が何らかの原因によって発生しても
、それによって騒音が発生することはないものである。

また切り欠き４Ｂの位置を節とする５次モードの振動波
に対応する弾性体１の固有振動数ｆ３は高く、一方切り
欠き４Ｂの位置を腹とする５次モードの振動波に対応す
る弾性体１の固有振動数ｆ４は前述の固有振動数ｆ３よ
り低いものとなる。

この様に３次、５次モードの振動波の夫々の位置に於け
る弾性体１の固有振動数は異なるので、騒音を発生する
可能性のある３次、５次モードの振動波も進行波となり
得ず、従って３次、５次モードの振動波が何らかに原因
によって発生してもそれによって騒音が発生することは
ない。

第１図示実施例では弾性体１及び絶縁体４の所定の位置
、すなわち騒音を発生させる可能性のある３次モード並
びに５次モードの振動波の弾性体１の動剛性を部分的に
不均一にする深溝ＩＢ及び切り欠き４Ｂを設けたが、こ
の深溝ＩＢ及び切り欠き４Ｂの位置の溝、切り欠きを逆
に浅くして、弾性体１の動剛性を部分的に不均一として
も前述と同様な効果が生じるものである。

尚、第１図示における絶縁体４に施した処置と同様な処
置を第２図に示される出力伝達体２５に施しても良い。

付言すれば振動波モータの構成要素或いは該モータに連
結された装置の構成要素の所定位置、即ち騒音を発生さ
せる可能性のある振を設けることにより騒音を防止出来
るものである。

第３図は第１図示弾性体１の他の実施例を示すもので、
第１図示実施例で示される歯１ｃの一部、すなわち騒音
を発生させる可能性のある３次モードの振動波の波長λ
の巨に対応した位置にある歯ＩＣの一部を削って高さの
低い歯ＩＤを構成して、弾性体１の一部に弾性体の動剛
性を部分的に不均一とした例である。

尚、以上の実施例は円環状の振動波モータの例であった
が、本発明はかかる振動波モータだけではな（、弾性体
が円板状或いは長円形の振動波モータにも適用できるだ
けでなく、弾性体１自身が進行性振動波によって移動す
る型式の振動波モータにも適用出来るものである。

〔発明の効果〕

以上の様に、本発明では弾性体、振動絶縁体。

出力伝達体等の振動波装置の異なる構成要素上の騒音を
発生させる可能性のある複数の振動波の夫々の波長の１
７２の整数倍、或いは実用上問題のない程度の消音を期
待する場合はほぼ整数倍の位置に、該部材の動剛性を不
均一とする溝、切り欠き、突起（勿論穴でも良い）等の
手段を設けたので、実用上大きな問題となっていた騒音
を抑えることが出来たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した一眼レフカメラ用撮影レンズ
における振動波モータの要部分解斜視図、 第２図は従来の振動波モータを適用した撮影レンズの縦
断面図、 第３図は本発明を適用した振動波モータの他の実施例の
要部斜視図である。 図において、 １・・・弾性体、２・・・圧電素子、３・・・ロータ、
４・・・振動絶縁体、２５・・・出力伝達体である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 供給される電気信号に応答して進行性振動波を生起させ
   る電気−機械エネルギー変換手段を含む弾性体を有し、
   前記進行性振動波を駆動源とする振動波装置において、
   該振動波装置の異なる構成要素上における騒音を発生さ
   せる可能性のある複数の振動波の夫々の波長λの１／２
   の整数倍、或いはほぼ整数倍の位置に該部材の動剛性を
   不均一とする手段を設けたことを特徴とする振動波装置
   。