JPH1028385A - 振動アクチュエータを備えた駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動装置の全体構造を改造することなく、振
動アクチュエータの配置姿勢を変えるだけで、駆動装置
全体の小型化を図ることができる振動アクチュエータを
備えた駆動装置を提供する。 【解決手段】 振動アクチュエータ１０の外周面１１ｅ
は、この振動アクチュエータ１０に近接して配置された
近接部材４の対向面４ｅと対向しており、振動アクチュ
エータ１０の締結部材１７の突出部１７ａ，１７ｂと電
極板１５の突出部との間の外周面１１ｅは、この対向面
４ｅとの距離を短くするように配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機械変換素子
を接合して複数の振動モ−ドを発生する振動子と、この
振動子に加圧接触される相対運動部材とを備える、いわ
ゆる異形モ−ド縮退型の振動アクチュエータを備えた駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平７−２３９６０３、特開平８−１
０３０８９などには、一次縦振動と二次ねじり振動とを
生じさせる異形モ−ド縮退型の振動アクチュエータを備
えた駆動装置が開示されている。この従来の振動アクチ
ュエータは、一対の半円柱状の弾性体と、この弾性体間
に挟まれた圧電素子と、この弾性体間に挿入された固定
軸と、この固定軸に嵌合し、圧電素子を弾性体間に挟み
込み固定する締結部材などから構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のタイプの振動ア
クチュエータをレンズ鏡筒などの駆動装置内に取り付け
る場合には、以下のような課題があった。本件発明者の
提案する振動アクチュエータ１０は、例えば、図７に示
すように、一対の半円柱状の弾性体１１ａ，１１ｂと、
この弾性体１１ａ，１１ｂ間に挟まれた圧電素子１２
ａ，１２ｂと、この弾性体１１ａ，１１ｂ間に挿入され
た固定軸２０と、弾性体１１ａ，１１ｂの長手方向と略
直交する方向にこの弾性体１１ａ，１１ｂの外周面１１
ｅから突出し、圧電素子１２ａ，１２ｂを弾性体１１
ａ，１１ｂ間に挟み込み、固定軸２０に嵌合して固定す
る締結部材１７などから構成されている

【０００４】この振動アクチュエータは、圧電素子１２
ａ，１２ｂに電圧を印加するために、弾性体１１ａ，１
１ｂ間に電極板１５を挟み込んでおり、この電極板１５
は、締結部材１７の突出方向と略直交する方向に弾性体
１１ａ，１１ｂの外周面１１ｅから突出している。しか
し、外周面１１ｅから突出したナット１７ｂを下方に向
けて、円筒状のレンズ鏡筒などの駆動装置内に振動アク
チュエータが取り付けられると、これらが突出した分だ
けレンズ鏡筒の外径が大きくなり、持ち運びや取扱いが
不便となってしまう。

【０００５】この問題を解決するためには、レンズ鏡筒
内に設けられ、振動アクチュエータからの出力を受けて
駆動する回転筒４の円周方向に、切欠溝４１を形成し、
この切欠溝４１に、突出したナット１７ｂ、電極板１５
などを沈み込ませる方法がある。図８は、このような構
造の駆動装置内に振動アクチュエータを取り付けた状態
を示す概略断面図である。しかし、この方法によると、
回転筒４の重心が、切欠溝４１を形成した分だけこの回
転筒４の回転中心からずれてしまう。切欠溝４１の位置
は、回転筒４の回転角度や撮影姿勢により上方にある場
合や右や左にある場合がある。この状態で回転筒４を駆
動すると、切欠溝４１により駆動トルクが変化し、駆動
トルクの変化は、回転筒４の回転速度を変化させたり、
切欠溝４１の位置によっては回転速度にムラを生じさせ
たりする。

【０００６】本発明の課題は、駆動装置の全体構造を改
造することなく、振動アクチュエータの配置姿勢を変え
るだけで、駆動装置全体の小型化を図ることができる振
動アクチュエータを備えた駆動装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明発明の実施形態に対応する符号
を付して説明するが、これに限定されるものではない。
すなわち、請求項１の発明は、長手方向と交差する駆動
面（１１ｃ）を有する一対の柱状の弾性体（１１）と、
前記弾性体間に配置され、この弾性体の長手方向に縦振
動による変位を生じる縦振動用電気機械変換素子（１
３）と、前記弾性体間に配置され、前記長手方向に沿っ
た軸線回りにねじり振動を生じるねじり振動用電気機械
変換素子（１２）と、前記弾性体間に配置され、前記長
手方向と交差する方向にこの弾性体の外周面から突出し
た電極板（１５）と、前記電極板の突出方向と交差する
方向に前記弾性体の外周面から突出し、前記縦振動用電
気機械変換素子、前記ねじり振動用電気機械変換素子及
び前記電極板を前記弾性体間に固定する締結部材（１
７）とを備える固定子（１８）と；前記駆動面と加圧接
触し、前記縦振動と前記ねじり振動とにより前記軸線回
りに回転駆動される移動子（２１）と；前記長手方向に
伸長し、前記固定子と前記移動子を支持する支持部材
（２０）と；を含む振動アクチュエータ（１０）を備え
た駆動装置であって、前記振動アクチュエータに近接し
て配置され、前記外周面（１１ｅ）と対向する対向面
（４ｅ）を有する近接部材（４）を備え、前記振動アク
チュエータは、前記締結部材の突出部（１７ａ，１７
ｂ）と前記電極板の突出部との間の外周面が、前記対向
面との距離を短くするように配置されていることを特徴
とする。

【０００８】請求項２の発明は、長手方向と交差する駆
動面を有する一対の柱状の弾性体と、前記弾性体間に配
置され、この弾性体の長手方向に縦振動による変位を生
じる縦振動用電気機械変換素子と、前記弾性体間に配置
され、前記長手方向に沿った軸線回りにねじり振動を生
じるねじり振動用電気機械変換素子と、前記弾性体間に
配置され、前記長手方向と交差する方向にこの弾性体の
外周面から突出した電極板と、前記電極板の突出方向と
交差する方向に前記弾性体の外周面から突出し、前記縦
振動用電気機械変換素子、前記ねじり振動用電気機械変
換素子及び前記電極板を前記弾性体間に固定する締結部
材とを備える固定子と；前記駆動面と加圧接触し、前記
縦振動と前記ねじり振動とにより前記軸線回りに回転駆
動される移動子と；前記長手方向に伸長し、前記固定子
と前記移動子を支持する支持部材と；を含む振動アクチ
ュエータを備えた駆動装置であって、前記振動アクチュ
エータに近接して配置され、前記外周面と対向する対向
面を有する近接部材を備え、前記締結部材又は前記電極
板の突出方向が、前記外周面と前記対向面との最短距離
を通過するこの対向面上の法線と一致しないことを特徴
とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の振動アクチュエータを備えた駆動装置において、前記
振動アクチュエータは、前記締結部材の突出方向と、こ
の締結部材の突出方向と略直交する前記電極板の突出方
向との間が、この振動アクチュエータ側に突出する前記
対向面に対向して配置されていることを特徴としてい
る。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれかの振動アクチュエータを備えた駆動装置
において、前記振動アクチュエータは、レンズ鏡筒
（１）の光軸（Ｉ）と前記長手方向とが略平行になるよ
うに配置されており、前記外周面と対向する対向面を有
し、駆動対象光学系（１０２）を駆動する回転筒（４）
に近接して配置されていることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、図面などを参照して、本発明の
実施形態について、さらに詳しく説明する。図１は、第
１実施形態に用いた振動アクチュエータ１０をレンズ鏡
筒１内に組み込んだ状態を示す概略断面図である。な
お、第１実施形態では、振動アクチュエータ１０を備え
た駆動装置を、一眼レフカメラのオートフォーカスレン
ズの駆動に使用した場合について説明している。

【００１２】レンズ鏡筒１は、第１のレンズ群１０１
と、主光学系の光軸（以下、光軸という）Ｉと同一方向
（図中Ａ方向）に移動することによって、結像面に被写
体の像を結ぶために焦点調整をする第２のレンズ群１０
２と、第３のレンズ群１０３とを収納するための部材で
あり、図示しないカメラボディに装着されている。この
レンズ鏡筒１は、固定筒２、レンズ保持筒３、回転筒４
などから構成されている。

【００１３】固定筒２は、この固定筒２の内周面に第１
のレンズ群１０１、第３のレンズ群１０３を取り付ける
ための部材であり、固定筒２には螺旋溝２ａが形成され
ている。固定筒２の内周面には、後述するレンズ保持筒
３が図中Ａ方向に移動自在に保持されており、固定筒２
の外周面には、後述する回転筒４が回転自在に保持され
ている。固定筒２の外周面には、後述する振動アクチュ
エータ１０の固定軸２０の両端を固定するための固定部
材２６と、回転筒４の回転速度と回転量を検出するため
の検出器２ｂを支持するためのブラケット２ｃと、撮影
距離が示された距離目盛板２ｄを支持するためのブラケ
ット２ｅとが取り付けられている。また、固定筒２の外
周面には、後述する外固定鏡筒５を取り付けるための係
合部２ｆが形成されている。

【００１４】外固定鏡筒５は、固定筒２の外周面に設け
られた振動アクチュエータ１０、検出器２ｂなどを覆う
カバーである。外固定鏡筒５には、距離目盛番２ｄの目
盛を確認するための窓５ａと、係合部２ｆと嵌合する係
合部５ｆとが設けられている。外固定鏡筒５は、図示し
ない取付手段により、固定筒２に取り付けられている。

【００１５】レンズ保持筒３は、このレンズ保持筒３の
内周面に取り付けられた第２のレンズ群１０２ととも
に、図中Ａ方向に移動することで焦点調整を行うための
部材である。レンズ保持筒３は、固定筒２の内周面に移
動自在に嵌合している。このレンズ保持筒３の外周面に
は、螺旋溝２ａと、後述する回転筒４の直進溝４ａとを
貫通するカムピン３ａが突出して設けられている。ま
た、レンズ保持筒３の駆動速度や駆動量は、検出器２ｂ
により検出された回転筒４の回転速度や回転量に基づい
て算出されており、この算出値は振動アクチュエータ１
０の駆動制御部にフィードバックされている。

【００１６】回転筒４は、後述する振動アクチュエータ
１０からの出力を伝達するための部材であり、回転筒４
には光軸Ｉと同一方向に直進溝４ａが形成されている。
回転筒４の外周面には、振動アクチュエータ１０の移動
子２１に形成された歯車２３と噛み合う歯面４ｂと、検
出器２ｂにより回転筒４の移動量を検出するための、目
盛が形成された光学式エンコーダ４ｃとが設けられてい
る。本発明の実施形態では、歯車２３と歯面４ａの減速
比は、１：３〜１：８程度が好適である。

【００１７】図２（Ａ）は、本発明の第１実施形態に用
いた振動アクチュエータの構造を説明する断面図であ
る。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩ−Ｂ線で切断した
断面図である。図３（Ａ）は、図２のＩＩＩＡ−ｉ線で
切断した概略断面図である。図３（Ｂ）は、弾性体１１
ａ，１１ｂ、ねじり振動用圧電素子１２、縦振動用圧電
素子１３、ねじり振動検出用圧電素子２７、縦振動検出
用圧電素子２６及び電極板１５の配置を示す側面図であ
る。図４は、弾性体１１ａ，１１ｂ、ねじり振動用圧電
素子１２、縦振動用圧電素子１３、ねじり振動検出用圧
電素子２７、縦振動検出用圧電素子２６及び電極板１５
の配置を示す分解図である。なお、図３（Ａ）におい
て、図２のＩＩＩＡ−ｉｉ線で切断した概略断面図にお
ける部材の番号は、図３（Ａ）においてかっこを付して
示してある。また、図４においては、図示されている部
分のみ符号を付し、隠れている部分（符号ｂを付す）に
ついては、固定子１８が軸線方向を中心に対称であるこ
とから符号を付すことを省略する。

【００１８】固定子１８は、駆動信号により１次の縦振
動と２次のねじり振動とを励振する電気機械変換素子に
より、駆動力を発生する部材である。固定子１８は、弾
性体１１ａ，１１ｂと、この弾性体１１ａ，１１ｂの間
に挟まれたねじり振動用圧電素子１２及び縦振動用圧電
素子１３と、この弾性体１１ａ，１１ｂの間に挟まれた
電極板１５と、弾性体１１ａ，１１ｂの間にねじり振動
用圧電素子１２、縦振動用圧電素子１３及び電極板１５
を固定するための締結部材１７とから構成されている。

【００１９】弾性体１１ａ，１１ｂは、その長手方向に
沿って形成された平面部に、２層のねじり振動用圧電素
子１２、縦振動用圧電素子１３、ねじり振動検出用圧電
素子２７、縦振動検出用圧電素子２６及び電極板１５と
を挟み込んだ状態で保持するための部材である。図２
（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、弾性体１１ａ，１
１ｂは、厚肉の円筒を縦に２つに分割した半円柱状の部
材であり、これらの上面には、それぞれ駆動面１１ｃが
形成されている。

【００２０】また、弾性体１１ａ，１１ｂは、４つの大
径部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄと３つの小径部１
４ａ，１４ｂ，１４ｃとを有している。弾性体１１ａ，
１１ｂの形状をこのようにすると、弾性体１１ａ，１１
ｂは、１次の縦振動の共振周波数と２次のねじり振動の
共振周波数とが略一致すると縮退をすることができる。
大径部１４Ａ，１４Ｄには、その長手方向と交差する方
向に、それぞれ貫通孔１６ａが形成されている。なお、
弾性体１１ａ，１１ｂは、鉄鋼、ステンレス鋼、リン青
銅、エリンバー材等の共振先鋭度が大きい金属材料から
なる。

【００２１】ねじり振動用圧電素子１２は、周波電圧が
印加されると電圧の方向に応じたせん断変形を生じ、こ
れによりねじり振動を発生させる圧電定数ｄ₁₅の大きい
圧電体である。本発明の第１実施形態におけるねじり振
動用圧電素子群は、図３（Ａ）に示すように、図面上手
前側２枚のねじり振動用圧電素子１２ａと図面上奥側２
枚のねじり振動用圧電素子１２ｂとから構成されてい
る。手前側ねじり振動用圧電素子１２ａと奥側ねじり振
動用圧電素子１２ｂとは、それぞれ同一方向の電圧が印
加されたときに、それぞれのせん断変形が反対方向とな
るように配置されているので、固定子１８にはある方向
へのねじり変位が発生する。また、このねじり振動用圧
電素子１２ａ，１２ｂは、図３（Ｂ）に示すように、発
生する２次のねじり振動の駆動面１１ｃ寄りの節部を含
み、小径部１４ｃを跨いで配置されている。

【００２２】縦振動用圧電素子１３は、周波電圧が印加
されると電圧の方向に応じた伸縮変形を生じ、これによ
り縦振動を発生する圧電定数ｄ₃₁の大きい圧電体であ
る。第１実施形態の縦振動用圧電素子群は、図３（Ａ）
に示すように、図面上手前側２枚の縦振動用圧電素子１
３ａと図面上奥側２枚の縦振動用圧電素子１３ｂとから
構成されている。縦振動用圧電素子１３ａ，１３ｂは、
同じ方向の電圧を印加されたときに、それぞれ同一方向
に縦変形するように配置されている。また、縦振動用圧
電素子１３ａ，１３ｂは、図３（Ｂ）に示すように、発
生する１次の縦振動の節部を含み、これを跨ぐようにそ
れぞれ配置されている。縦振動用圧電素子１３ａ，１３
ｂがこのように配置されると、縦振動用圧電素子群に同
じ周波電圧が印加されたときに、１次の縦振動モードが
励起され易くなる。

【００２３】ねじり振動検出用圧電素子２７は、ねじり
振動用圧電素子１２の捩り振動を検出するための圧電体
である。図３（Ｂ）に示すように、ねじり振動検出用圧
電素子２７ａ，２７ｂは、ねじり振動用圧電素子１２
ａ，１２ｂよりも駆動面１１ｃ側寄りに配置されてい
る。

【００２４】縦振動検出用圧電素子２６は、縦振動用圧
電素子１３の縦振動を検出するための圧電体であり、図
３（Ｂ）に示すように、縦振動検出用圧電素子２６ａ，
２６ｂは、縦振動用圧電素子１３ａ，１３ｂよりも反駆
動面１１ｄ側寄りに配置されている。

【００２５】電極板１５は、ねじり振動用圧電素子１２
及び縦振動用圧電素子１３に電圧を印加し、ねじり振動
検出用圧電素子２７及び縦振動検出用圧電素子２６から
の電圧を検出する電極である。電極板１５は、図３
（Ｂ）に示すように、半円柱状弾性体１１ａ，１１ｂの
平面部にそれぞれ接着された、縦振動用圧電素子１３
ａ，１３ｂ、ねじり振動用圧電素子１２ａ，１２ｂ、縦
振動検出用圧電素子２６ａ，２６ｂ及びねじり振動検出
用圧電素子２７ａ，２６ｂとの間に挟まれた状態で、接
着剤により接合され保持されている。

【００２６】電極板１５は、図４に示すように、ねじり
振動用圧電素子１２ａ，１２ｂ及び縦振動用圧電素子１
３ａ，１３ｂのそれぞれに駆動信号を同時に印加するた
めの電極板１５−１ａ，１５−１ｂ及び電極板１５−２
ａ，１５−２ｂと、縦振動検出用圧電素子２６及びねじ
り振動検出用圧電素子２７からの電圧をそれぞれ検出す
るための電極板１５−３ａ，１５−３ｂ及び電極板１５
−４ａ，１５−４ｂとから構成されている。電極板１５
−１ａ，１５−１ｂ，１５−２ａ，１５−２ｂ，１５−
３ａ，１５−３ｂ，１５−４ａ，１５−４ｂは、図４に
示すように、その一部が弾性体１１ａ，１１ｂの外周面
１１ｅから突出している。

【００２７】締結部材１７は、ねじり振動用圧電素子１
２と、縦振動用圧電素子１３と、ねじり振動検出用圧電
素子２７と、縦振動用圧電素子１３と、縦振動検出用圧
電素子２６と、電極板１５とを、弾性体１１ａ，１１ｂ
間に固定するための部材である。締結部材１７は、貫通
孔１７ｃに挿入されるボルト１７ａと、ナット１７ｂと
から構成されており、ボルト１７ａの一部とナット１７
ｂとは、弾性体１１ａ，１１ｂの外周面１１ｅから突出
している。

【００２８】移動子２１は、駆動面１１ｃ上において相
対運動を行う部材である。移動子２１は、厚肉円環状の
ステンレス鋼、アルミニウム合金又は銅合金等からなる
移動子母材２１ａと、駆動面１１ｃに接触する高分子材
料等を主成分とする摺動材２１ｂとから構成されてい
る。移動子母材２１ａの内周部には、この移動子母材２
１ａを後述する固定軸２０に対して位置決めするベアリ
ング２２が嵌合している。移動子母材２１ａの外周部に
は、図１に示すように、回転筒４の歯面４ａと噛み合う
出力取り出し用の歯車２３が設けられている。

【００２９】固定軸２０は、固定子１８と移動子２１と
を支持するための軸である。固定軸２０は、弾性体１１
ａ，１１ｂ間において、この弾性体１１ａ，１１ｂの長
手方向に形成された中空部を貫通し、ベアリング２２を
介して移動子２１を回転自在に支持するとともに、この
移動子２１の半径方向での位置決めをしている。固定軸
２０には、図１に示す固定部材２６に対して、セットビ
ス２０ｂによりこの固定軸２０をまわり止めするため
に、図２（Ｂ）に示すような溝２０ａと、締結部材１７
を挿入するための貫通孔２０ｄが形成されている。溝２
０ａの面は、貫通孔２０ｄの貫通方向に対して３０〜６
０度程度の角度を持つように設けられている。

【００３０】ピン１６は、弾性体１１ａ，１１ｂと固定
軸２０とを固定するとともに、固定子１８が発生する駆
動力の反力により、固定軸２０が回転するのを防止する
ための部材であり、ねじり振動の節に対応する小径部１
４ｃにおいて、弾性体１１ａ，１１ｂと固定軸２０とを
貫通している。

【００３１】カラー１９は、固定子１８の中空部内にお
いて、固定軸２０の長手方向と交差する方向に、この固
定軸２０が移動するのを防止する部材である。カラー１
９は、大径部１４Ａ，１４Ｄに対応する固定子１８の中
空部に配置されている。

【００３２】加圧部材２４は、移動子２１を駆動面１１
ａに加圧接触するための部材であり、例えば、皿バネ、
スプリングバネ、板バネ等からなる。加圧部材２４の加
圧量は、ネジ部２０ｃにねじ込まれているナット２５の
ねじ込み量を調整することで可変することができる。

【００３３】次に、本発明に係る振動アクチュエータを
備えた駆動装置の第１実施形態の動作を説明する。図３
（Ａ）に示すように、手前側のねじり振動用圧電素子１
２ａ及び奥側のねじり振動用圧電素子１２ｂに同一方向
の正弦波電圧が印加されると、ねじり振動用圧電素子１
２ａ，１２ｂはせん断変形をし、駆動面１１ｃは図中矢
印方向にねじれる。ねじり振動用圧電素子１２ａ，１２
ｂに反対方向の電圧が印加されるときには、ねじり振動
用圧電素子１２ａ，１２ｂは逆向きのせん断変形をし、
駆動面１１ｃは図中矢印方向と反対方向にねじれる。一
方、縦振動用圧電素子１３ａ，１３ｂに同一方向の正弦
波電圧が印加されると、縦振動用圧電素子１３ａ，１３
ｂは、電圧の方向に応じてそれぞれ同一方向に伸縮変形
をし、駆動面１１ｃは縦振動をする。

【００３４】このような縦振動用圧電素子１３とねじり
振動用圧電素子１２に、２つの１／４λ（波長）位相差
のある駆動信号が入力されると、縦振動及びねじり振動
それぞれの振動の位相が９０゜ずれ、これらの振動を合
成した楕円運動が固定子１８の駆動面１１ｃに生じる。

【００３５】図５は、本実施形態の固定子１８に発生す
るねじり振動（Ｔ）と縦振動（Ｌ）とを組み合わせて、
駆動面１１ｃに楕円運動を発生させることを示す説明図
である。ｔ＝０の時点では、ねじり運動（Ｔ）の変位は
左側に最大であり、縦振動（Ｌ）の変位はゼロである。
この状態では、移動子２１は、加圧部材２４によって固
定子１８の駆動面１１ｃに接触している。

【００３６】ｔ＝０〜４／４πまでは、ねじり運動
（Ｔ）は、左側の最大から右側の最大まで変位し、縦振
動（Ｌ）は、ゼロから上側の最大まで変位し、再びゼロ
に戻っている。したがって、固定子１８の駆動面１１ｃ
は、移動子２１を押しながら右方向に回転するので、移
動子２１は右方向に駆動される。移動子２１の駆動は、
歯車２３を介して回転筒４へ伝達され、レンズ保持筒３
は図１に示すＡ方向に直進運動をする。

【００３７】ｔ＝４／４π〜８／４π（０）までは、ね
じり振動（Ｔ）は、右側の最大から左側の最大まで変位
し、縦振動（Ｌ）は、ゼロから下側の最大まで変位し、
再びゼロに戻っている。したがって、固定子１８の駆動
面１１ｃは、移動子２１から離れながら左方向に回転す
るので、移動子２１は駆動されない。このときに、移動
子２１は、加圧部材２４によって加圧されているが、加
圧部材２４の固有振動数が超音波振動域よりも低いため
に、移動子２１は固定子１８の縮みに追従することがで
きない。

【００３８】次に、レンズ鏡筒１内における振動アクチ
ュエータ１０の取付状態について説明する。図６は、レ
ンズ鏡筒１内における振動アクチュエータ１０の取付状
態を示す概略断面図である。振動アクチュエータ１０
は、図１に示すように、固定軸２０の軸心方向とレンズ
鏡筒１の光軸Ｉとが略平行になるように、この固定軸２
０の両端を固定部材２６により固定され、レンズ鏡筒１
内に収納されている。

【００３９】図６に示すように、締結部材１７の突出方
向と略直交する電極板１５の突出方向とは、図６の紙面
上垂直又は水平方向に位置づけられないように取り付け
られている。そして、締結部材１７の突出方向と電極板
１５の突出方向との間における振動アクチュエータ１０
の外周面１１ｅは、この振動アクチュエータ１０側に突
出する回転筒４の外周面４ｅとの距離を短くするように
対向して配置されている。すなわち、締結部材１７の突
出方向又は電極板１５の突出方向と、外周面１１ｅと外
周面４ｅとの最短距離を通過する外周面４ｅ上の垂線方
向とが一致しないような位置関係で、振動アクチュエー
タ１０と固定筒４とが配置されている。

【００４０】本発明の実施形態では、図２（Ｂ）及び図
６に示すように、固定軸２０の溝２０ａの接線方向と貫
通孔１６ａの方向とをずらし、かつ、これらが９０度の
位置関係にならないようにしている。そして、電極板１
５と締結部材１７の突出方向は、振動アクチュエータ１
０の外周面１１ｅと最も近接する回転筒４の外周面４ｅ
上における接線方向（図中水平方向）に対して、９０度
以外の角度で交差し、電極板１５及び締結部材１７は、
回転筒４と接触しないように配置している。したがっ
て、電極板１５と締結部材１７が突出した分だけ、回転
筒４と振動アクチュエータ１０との距離を離す必要がな
くなり、レンズ鏡筒１の外径を小さくすることができ
る。

【００４１】また、本発明の実施形態では、電極板１５
又は締結部材１７の突出部を、回転筒４に形成した切欠
溝４１に沈み込ます必要がない。したがって、回転筒４
の重心は回転中心からずれないので、撮影姿勢などによ
り生ずる回転速度差や、切欠溝の位置が移動することで
生ずる回転速度ムラなどが低減する。

【００４２】さらに、振動アクチュエータ１０の特性
は、ボルト１７ａ、ナット１７ｂの締結力が低下すると
劣化することがある。例えば、締結力を低下させるよう
な高温低温サイクルを何回も与えたときや、高温環境下
で常に駆動させるような、メーカー側の指定による温度
範囲を超える使用のあとには、ボルト、ナットの増し締
めを行うことで駆動特性の回復を図る必要がある。本発
明の実施形態では、電極板１５又は締結部材１７の突出
部は、振動アクチュエータ１０と回転筒４との間に隠れ
ることがないので、振動アクチュエータ１０をレンズ鏡
筒１内に装着したあとのメインテナンス、例えば、ボル
ト１７ａ、ナット１７ｂの増し締めだけではなく、電極
板１５に半田付けされたリ−ド線の交換なども容易に行
うことができる。

【００４３】なお、本発明の実施形態では、振動アクチ
ュエータ１０は、歯面４ｂが形成された回転筒４（１段
ギア）のみにより、第２のレンズ群１０２を光軸Ｉ方向
に駆動することができるので、回転筒４の回転数が低い
ときには大きなトルクを得ることができる。また、本発
明の実施形態では、縦振動用圧電素子１３及びねじり振
動用圧電素子１２に、縦１次振動モ−ドの固有振動数及
びねじり２次振動モ−ドの固有振動数に近い駆動信号を
印加すると、縦振動振幅及びねじり振動振幅ともに大き
くなり、駆動面１１ｃに大きな楕円運動を生じさせるこ
とができる。

【００４４】（他の実施形態）以上説明した第１実施形
態では、振動アクチュエータ１０をレンズ鏡筒１内に用
いた場合について説明したが、それ以外でも振動アクチ
ュエータ１０の駆動力を用いた駆動機器についても適応
することができる。すなわち、締結部材１７の突出方向
又は電極板１５の突出方向と、外周面１１ｅと外周面４
ｅとの最短距離を通過する外周面４ｅ上の垂線方向とを
一致させなければ同様の効果を達成することができる。

【００４５】また、第１実施形態に用いた振動アクチュ
エータ１０は、電気機械変換素子として圧電素子を用い
ているが、これに限定されるものではなく、電気エネル
ギ−を機械エネルギ−に変換できる、例えば、圧電素子
以外の電歪素子や磁歪素子などであってもよい。さら
に、第１実施形態に用いた振動アクチュエータ１０は、
弾性体１１ａ，１１ｂに１次の縦振動と２次のねじり振
動とを生じさせたときについて説明したが、弾性体にｍ
次の縦振動とｎ次のねじり振動とを生じさせてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１記
載の発明によれば、振動アクチュエータの外周面と対向
する対向面を有する近接部材が、この振動アクチュエー
タの締結部材及び電極板の突出部の間の外周面とこの対
向面との距離を短くするように、振動アクチュエータに
近接して配置されている。また、請求項２記載の発明に
よれば、締結部材又は電極板の突出方向が外周面と対向
面との最短距離を通過するこの対向面上の法線と一致し
ないように、振動アクチュエータに近接して近接部材が
配置されている。

【００４７】したがって、電極板及び締結部材が突出し
た分だけ、振動アクチュエータの外周面と近接部材の対
向面とを離間する必要がなくなり、駆動装置をコンパク
トにすることができる。また、電極板又は締結部材の突
出部が、振動アクチュエータと近接部材との間に隠れる
ことがないので、振動アクチュエータを駆動装置内に装
着したあとに、電極板や締結部材のメインテナンスを容
易に行うことができる。

【００４８】請求項３記載の発明によれば、振動アクチ
ュエータの締結部材及び電極板の突出部の間に、この振
動アクチュエータ側に突出する近接部材の対向面を配置
しているので、振動アクチュエータの外周面と近接部材
の対向面が、請求項１又は請求項２記載の発明よりも近
づくので、駆動装置をよりコンパクトにすることができ
る。

【００４９】請求項４記載の発明によれば、振動アクチ
ュエータの長手方向がレンズ鏡筒の光軸と略平行になる
ように配置されており、この振動アクチュエータは駆動
対象光学系を駆動する回転筒の対向面に近接して配置さ
れているので、レンズ鏡筒の外径を小さくすることがで
きるので、レンズ鏡筒がコンパクトになり、振動アクチ
ュエータをレンズ鏡筒内に装着したあとの、電極板や締
結部材のメインテナンスが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に用いた振動アクチュエ
ータをレンズ鏡筒内に組み込んだ状態を示す概略断面図
である。

【図２】（Ａ）は、本発明の第１実施形態に用いた振動
アクチュエータの構造を説明する断面図である。（Ｂ）
は、（Ａ）のＩＩＢ線で切断した概略断面図である。

【図３】（Ａ）は、図２のＩＩＩＡ−ｉ線及びＩＩＩＡ
−ｉｉ線で切断した概略断面図である。（Ｂ）は、弾性
体、ねじり振動用圧電素子、縦振動用圧電素子、ねじり
振動検出用圧電素子、縦振動検出用圧電素子及び電極板
の配置を示す側面図である。

【図４】弾性体、ねじり振動用圧電素子、縦振動用圧電
素子、ねじり振動検出用圧電素子、縦振動用圧電素子、
縦振動検出用圧電素子及び電極板の配置を示す分解図で
ある。

【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る固定子に
発生するねじり振動（Ｔ）と縦振動（Ｌ）とを組み合わ
せて、駆動面に楕円運動を発生させることを示す説明図
である。

【図６】第１実施形態に係る振動アクチュエータをレン
ズ鏡筒内に取り付けた状態を示す概略断面図である。

【図７】振動アクチュエータをレンズ鏡筒内に取り付け
た状態（比較例１）を示す概略断面図である。

【図８】振動アクチュエータをレンズ鏡筒内に取り付け
た状態（比較例２）を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ レンズ鏡筒 ２ 固定筒 ３ レンズ保持筒 ４ 回転筒 ４ｅ 外周面 ５ 外固定鏡筒 １０ 振動アクチュエータ １１ａ，１１ｂ 弾性体 １１ｃ 駆動面 １１ｅ 外周面 １２，１２ａ，１２ｂ ねじり振動用圧電素子 １３，１３ａ，１３ｂ 縦振動用圧電素子 １４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ 大径部 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 小径部 １５ 電極板 １７ 締結部材 １７ａ ボルト １７ｂ ナット １８ 固定子 ２０ 固定軸 ２１ 移動子 ２３ 歯車 ２４ 加圧部材 １０１ 第１のレンズ群 １０２ 第２のレンズ群 １０３ 第３のレンズ群 Ｉ 光軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向と交差する駆動面を有する一対
   の柱状の弾性体と、 前記弾性体間に配置され、この弾性体の長手方向に縦振
   動による変位を生じる縦振動用電気機械変換素子と、 前記弾性体間に配置され、前記長手方向に沿った軸線回
   りにねじり振動を生じるねじり振動用電気機械変換素子
   と、 前記弾性体間に配置され、前記長手方向と交差する方向
   にこの弾性体の外周面から突出した電極板と、 前記電極板の突出方向と交差する方向に前記弾性体の外
   周面から突出し、前記縦振動用電気機械変換素子、前記
   ねじり振動用電気機械変換素子及び前記電極板を前記弾
   性体間に固定する締結部材と、 を備える固定子と；前記駆動面と加圧接触し、前記縦振
   動と前記ねじり振動とにより前記軸線回りに回転駆動さ
   れる移動子と；前記長手方向に伸長し、前記固定子と前
   記移動子を支持する支持部材と；を含む振動アクチュエ
   ータを備えた駆動装置であって、 前記振動アクチュエータに近接して配置され、前記外周
   面と対向する対向面を有する近接部材を備え、 前記振動アクチュエータは、前記締結部材の突出部と前
   記電極板の突出部との間の外周面が、前記対向面との距
   離を短くするように配置されていること、 を特徴とする振動アクチュエータを備えた駆動装置。
2. 【請求項２】 長手方向と交差する駆動面を有する一対
   の柱状の弾性体と、 前記弾性体間に配置され、この弾性体の長手方向に縦振
   動による変位を生じる縦振動用電気機械変換素子と、 前記弾性体間に配置され、前記長手方向に沿った軸線回
   りにねじり振動を生じるねじり振動用電気機械変換素子
   と、 前記弾性体間に配置され、前記長手方向と交差する方向
   にこの弾性体の外周面から突出した電極板と、 前記電極板の突出方向と交差する方向に前記弾性体の外
   周面から突出し、前記縦振動用電気機械変換素子、前記
   ねじり振動用電気機械変換素子及び前記電極板を前記弾
   性体間に固定する締結部材と、 を備える固定子と；前記駆動面と加圧接触し、前記縦振
   動と前記ねじり振動とにより前記軸線回りに回転駆動さ
   れる移動子と；前記長手方向に伸長し、前記固定子と前
   記移動子を支持する支持部材と；を含む振動アクチュエ
   ータを備えた駆動装置であって、 前記振動アクチュエータに近接して配置され、前記外周
   面と対向する対向面を有する近接部材を備え、 前記締結部材又は前記電極板の突出方向が、前記外周面
   と前記対向面との最短距離を通過するこの対向面上の法
   線と一致しないこと、 を特徴とする振動アクチュエータを備えた駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の振動アク
   チュエータを備えた駆動装置において、 前記振動アクチュエータは、前記締結部材の突出方向
   と、この締結部材の突出方向と略直交する前記電極板の
   突出方向との間が、この振動アクチュエータ側に突出す
   る前記対向面に対向して配置されていること、 を特徴とする振動アクチュエータを備えた駆動装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
   項に記載の振動アクチュエータを備えた駆動装置におい
   て、 前記振動アクチュエータは、レンズ鏡筒の光軸と前記長
   手方向とが略平行になるように配置されており、 前記外周面と対向する対向面を有し、駆動対象光学系を
   駆動する回転筒に近接して配置されていること、 を特徴とする振動アクチュエータを備えた駆動装置。