JP2009219323A - 振動アクチュエータの製造方法、及び組付体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凸部と凹部との嵌り合いにより、ロータが挿抜不能に組付けされる振れ回り部を、一体で成形できる振動アクチュエータの製造方法を提供する。
【解決手段】ロータ１４０を準備するロータ準備工程と、ロータ１４０の外周部１４３における振れ回り部１２０から覆われる領域を覆う犠牲層２０２を形成する犠牲層形成工程と、犠牲層２０２を覆う振れ回り部１２０を一体で形成する振れ回り部形成工程と、犠牲層２０２をロータ１４０と振れ回り部１２０との間から除去する犠牲層除去工程とを実施する。
【選択図】図７

Description

本発明は、振動アクチュエータの製造方法、及び組付体の製造方法に関する。本発明は、特に、振れ回り部によりロータを回転させる振動アクチュエータの製造方法、及び、軸体が被挿通体に挿通された組付体の製造方法に関する。

駆動部としての複数の電気機械変換素子が周囲に配された筒状体である振れ回り部としてのステータと、当該ステータに挿通された回転軸としてのロータとを備える振動アクチュエータとしての超音波モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。この振動アクチュエータでは、電気機械変換素子がステータに発生させる振れ回り運動によりロータが回転される。

他の超音波モータとして、複数の周回突条を有する回転子と、当該回転子の周回突条を収容する複数の周回溝を有する軸受部材と、回転子の軸方向の一端を振動させる固定子を用いる形態がある（例えば、特許文献２を参照）。
特表２００７−５０５５９９号公報 特開２００５−３５４７７５号公報

上記振動アクチュエータでは、ロータの外周部にネジ山が形成され、ステータの内周部に上記ネジ山と嵌り合うネジ溝が形成されており、これらの当接部において、ステータからロータへ振動が伝達され、ネジ山がネジ溝に対して摺動する。ここで、上記振動アクチュエータでは、ロータとステータとが螺合していることにより、ロータをステータに対して挿抜できる。従って、一体で形成されたステータに対して、ロータを組み付けることができる。

しかしながら、引用文献２に記載の超音波モータにおいて、回転子の外周部及び軸受部材の内周部に形成され互いに嵌り合う凸部と凹部とにより、回転子がその軸方向へ移動不能にされているので、周方向へ複数に分割した軸受部品を、当該回転子を囲うように配してから互いに結合することにより、軸受部材を形成する。これにより、部品点数の増加、組立工数の増加といった問題が生じる。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態における振動アクチュエータの製造方法は、回転軸周りに回転するロータと、前記ロータと同軸に配されて前記ロータを回転軸周りに覆う筒型の振れ回り部と、前記振れ回り部を振れ回り運動させる駆動部と、を備え、前記ロータの回転軸周りに摺動可能に嵌り合う円環状且つ無端状の凸部及び凹部の何れか一方を、前記ロータの外周部に備え、他方を前記振れ回り部の内周部に有し、振れ回り部材の凸部及び凹部の他方が振れ回ることによりロータの凸部及び凹部の一方に摺動してロータを回転駆動する振動アクチュエータを製造する製造方法であって、前記ロータを準備するロータ準備工程と、前記ロータの外周部における前記振れ回り部から覆われる領域を覆う犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、前記犠牲層を覆う前記振れ回り部を一体で形成する振れ回り部形成工程と、前記犠牲層を前記ロータと前記振れ回り部との間から除去する犠牲層除去工程とを備える。

前記振れ回り部形成工程は、鍍金により前記振れ回り部を形成する工程を含んでもよい。また、前記振れ回り部形成工程は、金型内に前記犠牲層を有する前記ロータを配して前記金型に前記振れ回り部の材料を注入することにより前記振れ回り部を成型する工程を含んでもよい。前記犠牲層形成工程は、鍍金により前記犠牲層を形成する工程を含んでもよい。また、前記犠牲層形成工程は、金型内に前記ロータを配して前記金型に前記犠牲層の材料を注入することにより前記犠牲層を成型する工程を含んでもよい。さらに、前記振れ回り部の振れ回り運動の節位置における前記犠牲層の膜厚を、前記振れ回り運動の腹位置における前記犠牲層の膜厚より大きくしてもよい。

本発明の第２の形態における組付体の製造方法は、軸体と、前記軸体が挿抜不能に挿通された被挿通体とを備える組付体の製造方法であって、前記軸体を準備する軸体準備工程と、前記軸体の外周部における前記被挿通体から覆われる領域を覆う犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、前記犠牲層を覆う前記被挿通体を一体で形成する被挿通体形成工程と、前記犠牲層を前記軸体と前記被挿通体との間から除去する犠牲層除去工程とを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、本発明の一実施形態に係る製造方法を用いて得られる振動アクチュエータ１００について説明する。図１は、本実施形態に係る振動アクチュエータ１００の分解斜視図を示す。また、図２は、振動アクチュエータ１００の斜視図を示す。さらに、図３は、振動アクチュエータ１００を、ロータ１４０の軸方向と直交する方向（以下、径方向という）から見た断面図を示す。

なお、説明の便宜上、ロータ１４０の軸方向における駆動出力側を出力側、その反対側を非出力側と記載する。また、ロータ１４０の径方向から見た断面を縦断面、ロータ１４０の軸方向から見た断面を平断面と記載する。

図１から図３までに示すように、振動アクチュエータ１００は、ロータ１４０と、振れ回り部１２０と、駆動部１３０とを備えている。ロータ１４０は、回転軸周りに回転して動力を出力する。

振れ回り部１２０は、平断面形状が円状の内周部１２１を有する筒型とされている。振れ回り部１２０内には、ロータ１４０が回転軸の周りに摺動可能に挿通されている。また、振れ回り部１２０は、ロータ１４０と同軸に配されている。振れ回り部１２０の軸方向両端部は、保持部１８０により固定保持されている。駆動部１３０は、振れ回り部１２０に、軸心がロータ１４０の回転軸の周りに回転するように湾曲する運動、即ち、振れ回り運動をさせる。

ロータ１４０の外周部１４３における軸方向両端側と振れ回り部１２０の内周部１２１における軸方向両端側との間には、微小なクリアランスが確保されている。ロータ１４０の外周部１４３の軸方向中央部には、回転軸の周りに延びる円環状且つ無端状の複数の凸部１５２が、軸方向に沿って複数連続して形成されている。一方、振れ回り部１２０の内周部１２１の軸方向中央部には、回転軸の周りに延びる円環状且つ無端状の複数の凹部１５４が、軸方向に沿って複数連続して形成されており、凸部１５２と凹部１５４とが嵌り合っている。これにより、ロータ１４０は、振れ回り部１２０に対して挿入・抜き出し不能となる。

ここで、凸部１５２と凹部１５４との「嵌り合い」には、ロータ１４０の軸方向及び径方向にあそびがある状態での嵌り合い、いわゆる「遊嵌」が含まれる。なお、凸部１５２を振れ回り部１２０の内周部１２１に設け、凹部１５４をロータ１４０の外周部１４３に設けてもよい。

以下、本実施形態に係る振動アクチュエータ１００の構成について詳細に説明する。図１から図３までに示すように、振れ回り部１２０は、弾性変形可能な種々の金属材料、樹脂材料、セラミックス材料等により、ロータ１４０の軸方向を長手方向とする円筒形状に形成されている。なお、振れ回り部１２０の外形は矩形柱状などの他の形状であってもよい。

ロータ１４０は円柱形状に形成されており、ロータ１４０の出力側の端部には、平断面形状が矩形状のギア結合部１４６が形成されている。ギア結合部１４６は、振れ回り部１２０から出力側へ突出している。

ロータ１４０の出力側の端部には、出力ギア１７０が配されている。出力ギア１７０の軸心には、ギア結合部１４６と嵌合可能な矩形状の軸孔１７２が形成されている。出力ギア１７０は、ギア結合部１４６と軸孔１７２とが嵌合した状態でロータ１４０と一体的に回転する。

振れ回り部１２０の外周部１２３には、駆動部１３０が配されている。駆動部１３０は、振れ回り部１２０の周方向に沿って配された複数枚（本実施形態においては３枚）の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６を備えている。電気機械変換素子１３２、１３４、１３６は、振れ回り部１２０の軸方向を長手方向とする矩形板状体であり、それぞれ、振れ回り部１２０の外周部１２３に接着等により取り付けられている。電気機械変換素子１３２、１３４、１３６には、図示しない電極が設けられている。電気機械変換素子１３２、１３４、１３６は、図示しない電源部から上記電極を介して駆動電圧を印加される。

また、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６は、駆動電圧を印加された場合に伸張する圧電材料を含んでいる。具体的には、チタン酸チタン酸ジルコン酸鉛、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電材料を含んでいる。

なお、多くの圧電材料は脆いので、りん青銅等の高弾性金属材料で補強することが好ましい。あるいは、振れ回り部１２０自体を担体にして、振れ回り部１２０の外周部１２３に圧電材料層を形成することにより、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６を形成してもよい。また、上記電極は、ニッケル、金等の電極材料を、鍍金、スパッタ、蒸着、厚膜印刷等の方法で、圧電材料の表面に直接に形成される。

各凸部１５２はそれぞれ縦断面がＶ字状になるように形成されている。これにより、ロータ１４０の外周部１４３の軸方向中央部には、ロータ１４０の軸方向に連続する複数の凸部１５２により、Ｖ字状の凸凹が繰り返される、所謂鋸歯形状が形成されている。

また、各凹部１５４は、それぞれ縦断面形状が凸部１５２と相似形の断面Ｖ字状に形成されている。これにより、振れ回り部１２０の内周部１２１の軸方向中央部には、ロータ１４０の軸方向に連続する複数の凹部１５４により、Ｖ字状の凸凹が繰り返される、所謂鋸歯形状が形成されている。なお、本実施形態では、凸部１５２及び凹部１５４を鋸歯形状としたが、波形状等の他の凸凹形状としてもよい。

上述したように、凸部１５２と凹部１５４とは遊嵌状態で嵌り合っている。また、凸部１５２には、ロータ１４０の径方向外方へ向けて互いに近接し合う一対の傾斜面１５１、１５３が存する。一方、凹部１５４には、振れ回り部１２０の径方向外方へ向けて互いに近接し合う一対の傾斜面１５５、１５７が存する。傾斜面１５１、１５５は、出力側に配されており、傾斜面１５３、１５７は、非出力側に配されている。ロータ１４０が出力側へ付勢された場合には、傾斜面１５１と傾斜面１５５とが当接する一方、ロータ１４０が非出力側へ付勢された場合には、傾斜面１５３と傾斜面１５７とが当接する。

ロータ１４０の非出力側には、軸受プレート１６０が配されている。この軸受プレート１６０は、ロータ１４０の非出力側端部を回転自在に支持している。また、軸受プレート１６０と振れ回り部１２０の非出力側端部との間には、付勢部材としての引張コイルバネ１６２が配されている。

引張コイルバネ１６２の軸方向一端部は、軸受プレート１６０の振れ回り部１２０と対向する面に取り付けられている。引張コイルバネ１６２の軸方向他端部は、振れ回り部１２０の非出力側の端面に取り付けられている。また、引張コイルバネ１６２は、弾性伸張している。これにより、軸受プレート１６０は、引張コイルバネ１６２により振れ回り部１２０側へ付勢されており、以って、凸部１５２の傾斜面１５１が凹部１５４の傾斜面１５５に圧接されている。

このため、ロータ１４０が回転するときには、傾斜面１５１が傾斜面１５５に対して相対的に摺動する。即ち、傾斜面１５１と傾斜面１５５とにより、摺動部１５９が形成されている。なお、本実施形態では、引張コイルバネ１６２の弾性伸張力によりロータ１４０を振れ回り部１２０側へ付勢したが、圧縮コイルバネの弾性収縮力によりロータ１４０を振れ回り部１２０側へ付勢してもよい。また、ロータ１４０を振れ回り部１２０側へ付勢する付勢部材を設けることは必須ではなく、例えば、出力ギア１７０をはすば歯車として、出力ギア１７０が発生するスラスト力により、ロータ１４０が振れ回り部１２０側へ付勢されるようにしてもよい。

図４は、図３の４−４断面図を示す。この図に示すように、振れ回り部１２０の外周部１２３の軸方向両端部には、保持部１８０が嵌められている。保持部１８０は、一対のブラケット１８２を備えている。ブラケット１８２は、半円板状の締付部１８３と、締付部１８３の両端を締付部１８３の外周側へ屈曲した一対のフランジ部１８５とを備えている。一対のブラケット１８２は、ロータ１４０の回転軸に対して対称に配されており、一方のブラケット１８２のフランジ部１８５と、他方のブラケット１８２のフランジ部１８５とが、対向している。

フランジ部１８５には、ネジ挿通孔が形成されており、対向した二対のフランジ部１８５を、振動アクチュエータ１００を駆動源とする被駆動部における取付部（図示省略）を挟み込んだ状態で締結される。また、この状態で、一対の締付部１８３は、振れ回り部１２０の軸方向両端部を締付ける。これにより、振れ回り部１２０の軸方向両端部が当該被駆動部における取付部に固定保持される。

次に、振動アクチュエータ１００における作用について説明する。図５（Ａ）、（Ｂ）には、振動アクチュエータ１００の駆動状態における振れ回り部１２０の振れ回り運動を説明する概念図が示されている。振動アクチュエータ１００の駆動状態では、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６に対して、順次２π／３遅れた位相の交流電圧が印加される。

ここで、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６の一の電気機械変換素子に正の駆動電圧が印加されたときに、残りの二つの電気機械変換素子に負の駆動電圧が印加される。これにより、当該一の電気機械変換素子が伸張して残りの二つの電気機械変換素子が収縮する動作が起こる。そして、正の駆動電圧が印加される電気機械変換素子が、振れ回り部１２０の周方向に沿った一方向へシフトしていき、また、それに合わせて、負の駆動電圧が印加される二つの電気機械変換素子も、正の駆動電圧の印加のシフト方向と同方向にシフトしていくことにより、上記動作が、振れ回り部１２０の周方向へシフトしていく。

また、振れ回り部１２０の軸方向両端部は、前記したように、保持部１８０により固定保持されている。このため、図５（Ｂ）に示すように、振れ回り部１２０の軸方向中央部が、ロータ１４０周りに円運動する。即ち、振れ回り部１２０全体に、軸方向中央部を腹Ｘ、軸方向両端部を節Ｙとする振れ回り運動が生じる。そして、振れ回り部１２０の振れ回り運動によって、摺動部１５９において傾斜面１５５が傾斜面１５１に対して摺動することによって、当該振れ回り運動がロータ１４０に伝達されることにより、ロータ１４０が回転され、出力ギア１７０を介して動力が出力される。

ここで、本実施形態では、ロータ１４０の回転軸周りに１周する摺動部１５９を設けたことにより、ロータ１４０と振れ回り部１２０とが周方向の一部で摺動する場合と比較して、ロータ１４０と振れ回り部１２０との摺動面積を効率良く増やすことができる。よって、振動アクチュエータ１００が小型だとしても、ロータ１４０と振れ回り部１２０との摺動面積を同等のサイズの物と比較して大きくすることができる。従って、同等のサイズの振動アクチュエータと比較して高トルクを発生させることができる。また、引張コイルバネ１６２の与圧により当接しているのが摺動部１５９であって、同じ摺動部１５９によって駆動力が伝達されるので、与圧による当接部分と駆動力の伝達のために当接する部分とが別個である場合に比べて、効率的にロータ１４０を回転駆動することができる。さらに、ロータ１４０を囲う振れ回り部１２０を当該振れ回り部１２０の外周から電気機械変換素子１３４によって駆動しているので、電気機械変換素子１３４がロータ１４０の軸方向の一端に配される場合に比べて、装置全体を小型化することができる。

なお、本実施形態では、凸部１５２及び凹部１５４を、振れ回り部１２０で発生する振動の腹Ｘの位置、即ち、ロータ１４０及び振れ回り部１２０の軸方向中央部に配したが、図６に示すように、振れ回り部１２０の内周部１２１の軸方向における全体に配してもよい。この場合には、ロータ１４０と振れ回り部１２０との摺動面積をより一層増やすことができ、発生するトルクをより一層高くすることができる。

次に、振動アクチュエータ１００の製造方法について説明する。図７から図９には、振動アクチュエータ１００の製造方法を説明するための概略図を示している。これらの図に示すように、本製造方法は、図７（Ａ）に示すロータ準備工程と、図７（Ｂ）に示す犠牲層形成工程と、図７（Ｃ）及び図９（Ａ）、（Ｂ）に示す振れ回り部形成工程と、図９（Ｃ）に示す犠牲層除去工程を備えている。

図７（Ａ）に示すように、本製造方法では、まず、ロータ準備工程において、ロータ１４０を準備する。ロータ１４０は、切削加工、電気鋳造等の種々の成形方法により形成する。なお、ロータ１４０の材料としては、ステンレス、黄銅等が挙げられる。

図７（Ｂ）に示すように、犠牲層形成工程では、ロータ１４０の外周部１４３における振れ回り部１２０により覆われる領域に、犠牲層２０２を成膜する。犠牲層２０２は、電界鍍金、スプレー塗布法等の種々の成膜方法により形成する。あるいは、犠牲層２０２は、ロータ１４０を金型に嵌め込んで金型に材料を流し込むことにより成型する。その場合の成型方法としては、射出成型等が挙げられる。なお、犠牲層２０２の材料としては、導電性ポリエチレン等が挙げられる。

図７（Ｃ）に示すように、振れ回り部形成工程では、前工程として、中間成形体形成工程を実施する。中間成形体形成工程では、ロータ１４０の外周部を覆う犠牲層２０２を覆う中間成形体２０４を形成する。中間成形体２０４は、厚肉の鍍金を形成する電気鋳造等の種々の方法により、最終成形体としての振れ回り部１２０より肉厚に形成する。なお、中間成形体２０４の材料としては、ニッケル、銅等が挙げられる。

ここで、犠牲層除去工程では、図８（Ａ）に示すように、上述した振れ回り部１２０の振れ回り運動の節Ｙに相当する位置における犠牲層２０２の膜厚Ｄ１を、腹Ｘに相当する位置における犠牲層２０２の膜厚Ｄ２より大きくする。これにより、図８（Ｂ）に示すように、節Ｙに相当する位置におけるロータ１４０と振れ回り部１２０との間隔Ｄ１が、腹Ｘに相当する位置におけるロータ１４０と振れ回り部１２０との間隔Ｄ２、即ち凸部１５２と凹部１５４との間隔Ｄ２よりも広くなる。なお、間隔Ｄ１、Ｄ２は、ロータ１４０の軸心と振れ回り部１２０の軸心とを一致させた状態での値とする。従って、振れ回り部１２０が振れ回り運動するときに、振れ回り部１２０とロータ１４０とが、節Ｙよりも腹Ｘにおいて当接し易くなるので、振れ回り部１２０からロータ１４０へ効率よく振動を伝達でき、以って、ロータ１４０からの出力をより一層効率的に高めることができる。

図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、振れ回り部形成工程では、後工程として、最終成形体形成工程を実施する。最終成形体形成工程では、図９（Ａ）に示すように、中間成形体２０４の外周部に機械加工等を施すことにより、中間成形体２０４の外周部の形状及び寸法を、最終成形体としての振れ回り部１２０の外周部１２３と同じ形状及び同じ寸法に仕上げる。次に、図９（Ｂ）に示すように、中間成形体２０４の軸方向両端部に機械加工を施すことにより、中間成形体２０４の軸方向両端部の形状及び中間成形体２０４の軸方向の寸法を、振れ回り部１２０の軸方向両端部と同じ形状及び振れ回り部１２０と同じ軸方向の寸法に仕上げる。

これにより、最終成形体としての振れ回り部１２０が形成される。なお、振れ回り部１２０の材料としては、ハンダ等の低融点金属、導電性ポリエチレン等の有機導電性化合物等が挙げられる。

ここで、振れ回り部形成工程では、振れ回り部１２０を型成型により形成してもよい。その場合には、犠牲層２０２が被覆されたロータ１４０を、金型に嵌め込んで金型に材料を注入することにより成型する。その場合の成型方法としては、犠牲層形成工程と同様に、射出成型等が挙げられる。

図９（Ｃ）に示すように、犠牲層除去工程では、犠牲層２０２をロータ１４０と振れ回り部１２０との間から除去する。犠牲層２０２が低融点金属により形成されている場合には、加熱することにより犠牲層２０２を溶融させる。そして、溶融した金属を吸引することにより除去する。また、犠牲層２０２が有機導電性化合物により形成されている場合には、プラズマアッシング装置を用いる。即ち、酸素プラズマにより有機導電性化合物を燃焼させることにより、犠牲層２０２を除去する。

また、犠牲層２０２を溶剤により溶融させて溶融した材料を吸引する方法も採用できる。例えば、犠牲層２０２が導電性ポリエチレンにより形成されている場合に、トルエン、ベンゼン等を溶剤として使用することができる。

以上、本製造方法によれば、鋸歯形状の凸部１５２と凹部１５４との嵌り合いにより、ロータ１４０が挿抜不能に組付けされる振れ回り部１２０を、一体で成形できる。即ち、振れ回り部１２０を複数部品ではなく、１部品で形成できる。従って、部品点数の増加、組立の工数の増加を防止できる。また、振れ回り部１２０を１部品で形成できることによって、組付誤差、部品の累積誤差の発生を防止できるので、振れ回り部１２０を高精度に形成できる。さらに、ロータ１４０と振れ回り部１２０との微小な隙間を確保できる。

また、犠牲層形成工程において、犠牲層２０２を鍍金により形成する場合には、金型を不要にできるので、金型の製作、管理に要するコスト、工数を削減できる。また、型抜き工程に要する工数を削減できる。

また、犠牲層形成工程において、犠牲層２０２を型成型により形成する場合には、エッチング、マスキング等の手法を用いることなく、犠牲層２０２の膜厚を部分的に変化させることが可能となる。よって、犠牲層２０２の形成を容易化できる。

また、振れ回り部形成工程において、振れ回り部１２０を、電気鋳造法等を用いて鍍金により形成する場合には、犠牲層２０２を鍍金により形成する場合と同様、金型を不要にできるので、金型の製作、管理に要するコスト、工数を削減できる。また、型抜き工程に要する工数を削減できる。

また、振れ回り部形成工程において、振れ回り部１２０を型成型により形成する場合には、振れ回り部１２０の内周部１２１の成型と併せて外周部１２３の成型を実施できる。これにより、振れ回り部１２０の外形を仕上げる工程を不要にできる。

次に、他の実施形態に係る撮像装置７００について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。図１０には、撮像装置７００の概略構成が側断面図にて示されている。

撮像装置７００は、光学部材４２０と、レンズ鏡筒４３０と、フォーカスリング７１０と、振動アクチュエータ１００と、撮像部５００と、制御部５５０と、を備える。レンズ鏡筒４３０は光学部材４２０を収容する。フォーカスリング７１０は、円環状であって手動による回転力で光学部材４２０を移動させる。

振動アクチュエータ１００は、光学部材４２０を移動させ、フォーカスリング７１０を回転させる。撮像部５００は、光学部材４２０によって結像された画像を撮像する。制御部５５０は、振動アクチュエータ１００および撮像部５００を制御する。

また、撮像装置７００は、光学部材４２０、レンズ鏡筒４３０及び振動アクチュエータ１００を備えるレンズユニット４１０と、ボディ４６０を含む。レンズユニット４１０は、マウント４５０を介して、ボディ４６０に対して着脱自在に装着される。

光学部材４２０は、図中で左側にあたる入射端から順次配列された、フロントレンズ４２２、コンペンセータレンズ４２４、フォーカシングレンズ４２６およびメインレンズ４２８を含む。フォーカシングレンズ４２６およびメインレンズ４２８の間には、アイリスユニット４４０が配置される。

振動アクチュエータ１００は、一対の保持部１８０において、螺子等の固定部材によって、レンズ鏡筒４３０の内部に固定される。一対の保持部１８０は、振れ回り部１２０の振れ回り振動における節の位置で、振れ回り部１２０を支持する。これにより、振れ回り部１２０の振動をレンズ鏡筒４３０に伝達させることがなく、振れ回り部１２０の振動の撮像装置７００への影響を軽減することができる。

フォーカシングレンズ４２６は、レンズ鏡筒４３０の内径より小さい径を有し、光軸方向についてレンズ鏡筒４３０の中程に配置されている。振動アクチュエータ１００は、フォーカシングレンズ４２６の下方に配置される。これにより、レンズ鏡筒４３０の径を拡大することなく、振動アクチュエータ１００はレンズ鏡筒４３０内に収容される。振動アクチュエータ１００は、例えばギア列を介してフォーカシングレンズ４２６を光軸方向に前進または後退させる。また、振動アクチュエータ１００は、例えばギア列を介してフォーカスリング７１０を回転させる。

ボディ４６０は、メインミラー５４０、ペンタプリズム４７０、接眼系４９０を含む光学部材を収容する。メインミラー５４０は、レンズユニット４１０を介して入射した入射光の光路上に傾斜して配置される待機位置と、入射光を避けて上昇する撮影位置（図中に点線で示す）との間を移動する。

待機位置にあるメインミラー５４０は、入射光の大半を、上方に配置されたペンタプリズム４７０に導く。ペンタプリズム４７０は、入射光の鏡映を接眼系４９０に向かって出射するので、フォーカシングスクリーンの映像を接眼系４９０から正像として見ることができる。入射光の残りは、ペンタプリズム４７０により測光ユニット４８０に導かれる。測光ユニット４８０は、入射光の強度およびその分布等を測定する。

なお、ペンタプリズム４７０および接眼系４９０の間には、ファインダ液晶４９４に形成された表示画像を、フォーカシングスクリーンの映像に重ねるハーフミラー４９２が配置される。表示画像は、ペンタプリズム４７０から投影された画像に重ねて表示される。

また、メインミラー５４０は、入射光の入射面に対する裏面にサブミラー５４２を有する。サブミラー５４２は、メインミラー５４０を透過した入射光の一部を、下方に配置された測距ユニット５３０に導く。これにより、メインミラー５４０が待機位置にある場合は、測距ユニット５３０が被写体までの距離を測定する。なお、メインミラー５４０が撮影位置に移動した場合は、サブミラー５４２も入射光の光路から退避する。

更に、入射光に対してメインミラー５４０の後方には、シャッタ５２０、光学フィルタ５１０および撮像部５００が順次配置される。シャッタ５２０が開放される場合、その直前にメインミラー５４０が撮影位置に移動するので、入射光は直進して撮像部５００に入射される。これにより、入射光の形成する画像が電気信号に変換される。これにより、撮像部５００は、レンズユニット４１０によって結像された画像を撮像する。

撮像装置７００において、レンズユニット４１０とボディ４６０とは電気的にも結合されている。従って、例えば、ボディ４６０側の測距ユニット５３０が検出した被写体までの距離の情報に基づいて振動アクチュエータ１００の回転を制御することにより、オートフォーカス機構を形成できる。また、測距ユニット５３０が振動アクチュエータ１００の動作量を参照することにより、フォーカスエイド機構を形成することもできる。振動アクチュエータ１００および撮像部５００は、制御部５５０により上記の通り制御される。

なお、振動アクチュエータ１００によりフォーカシングレンズ４２６を移動させる場合について例示したが、アイリスユニット４４０の開閉、ズームレンズのバリエータレンズの移動等を振動アクチュエータ１００で駆動できることはいうまでもない。この場合も、電気信号を介して測光ユニット４８０、ファインダ液晶４９４等と情報を参照し合うことにより、振動アクチュエータ１００は、露出の自動化、シーンモードの実行、ブラケット撮影の実行等に寄与する。

ところで、撮像装置７００には、オートフォーカス動作中にフォーカスリング７１０によるマニュアルフォーカス操作が可能になる、いわゆるＭ／Ａモードが搭載されている。即ち、フォーカシングレンズ４２６は、振動アクチュエータ１００の出力に代えて、フォーカスリング７１０の手動操作による回転力によっても、フォーカス動作される。

以上のように、振動アクチュエータ１００は、撮影機、双眼鏡等の光学系において、合焦機構、ズーム機構、手振れ補正機構等の駆動に好適に使用できる。さらに、精密ステージ、より具体的には電子ビーム描画装置、検査装置用各種ステージ、バイオテクノロジ用セルインジェクタの移動機構、核磁気共鳴装置の移動ベッド等の動力源に使用されうるが、用途がこれらに限られないことはいうまでもない。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

例えば、本実施形態では、振動アクチュエータ１００の製造方法を例にとって、組付体の製造方法を説明した。しかし、当該組付体を構成する軸体と、当該軸体が挿抜不能に挿通された被挿通体との組み合わせとしては、ロータ１４０と振れ回り部１２０との組み合わせ以外に、シャフトと、当該シャフトが挿抜不能に挿通されたコロとの組み合わせ等も採用できる。

本発明の実施形態に係る振動アクチュエータ１００を分解斜視図にて示す。 本発明の実施形態に係る振動アクチュエータ１００を斜視図にて示す。 本発明の実施形態に係る振動アクチュエータ１００を径方向から見た断面図にて示す。 図３の４−４断面図を示す。 （Ａ）は振れ回り部１２０の径方向から見た断面図を示す。また、（Ｂ）は、振れ回り部１２０の振れ回り運動を説明するための概念図を示す。 本発明の実施形態に係る振動アクチュエータの変形例を斜視図にて示す。 （Ａ）〜（Ｃ）は、振動アクチュエータ１００の製造方法を説明するための断面図を示す。 （Ａ）、（Ｂ）は、犠牲層形成工程を説明するための断面図を示す。 （Ａ）〜（Ｃ）は、振動アクチュエータ１００の製造方法を説明するための断面図を示す。 本発明の実施形態に係る撮像装置７００の概略構成を側断面図にて示す。

符号の説明

１００ 振動アクチュエータ、１２０ 振れ回り部、１２１ 内周部、１２３ 外周部、１３０ 駆動部、１３２ 電気機械変換素子、１３４ 電気機械変換素子、１３６ 電気機械変換素子、１４０ ロータ、１４３ 外周部、１４６ ギア結合部、１５１ 傾斜面、１５２ 凸部、１５３ 傾斜面、１５４ 凹部、１５５ 傾斜面、１５７ 傾斜面、１５９ 摺動部、１６０ 軸受プレート、１６２ 引張コイルバネ、１７０ 出力ギア、１７２ 軸孔、１８０ 保持部、１８２ ブラケット、１８３ 締付部、１８５ フランジ部、２０２ 犠牲層、２０４ 中間成形体、４１０ レンズユニット、４２０ 光学部材、４２２ フロントレンズ、４２４ コンペンセータレンズ、４２６ フォーカシングレンズ、４２８ メインレンズ、４３０ レンズ鏡筒、４４０ アイリスユニット、４５０ マウント、４６０ ボディ、４７０ ペンタプリズム、４８０ 測光ユニット、４９０ 接眼系、４９２ ハーフミラー、４９４ ファインダ液晶、５００ 撮像部、５１０ 光学フィルタ、５２０ シャッタ、５３０ 測距ユニット、５４０ メインミラー、５４２ サブミラー、５５０ 制御部、７００ 撮像装置、７１０ フォーカスリング

Claims (7)

1. 回転軸の周りに回転するロータと、
   前記ロータと同軸に配されて前記ロータを回転軸周りに覆う筒型の振れ回り部と、
   前記振れ回り部を振れ回り運動させる駆動部と、
   を備え、
   前記ロータの回転軸周りに摺動可能に嵌り合う円環状且つ無端状の凸部及び凹部の何れか一方を、前記ロータの外周部に備え、他方を前記振れ回り部の内周部に有し、前記振れ回り部材の凸部及び凹部の前記他方が振れ回ることにより前記ロータの凸部及び凹部の前記一方に摺動して前記ロータを回転駆動する振動アクチュエータの製造方法であって、
   前記ロータを準備するロータ準備工程と、
   前記ロータの外周部における前記振れ回り部から覆われる領域を覆う犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
   前記犠牲層を覆う前記振れ回り部を一体で形成する振れ回り部形成工程と、
   前記犠牲層を前記ロータと前記振れ回り部との間から除去する犠牲層除去工程と
   を備える振動アクチュエータの製造方法。
2. 前記振れ回り部形成工程は、鍍金により前記振れ回り部を形成する工程を含む請求項１に記載の振動アクチュエータの製造方法。
3. 前記振れ回り部形成工程は、金型内に前記犠牲層を有する前記ロータを配して前記金型に前記振れ回り部の材料を注入することにより前記振れ回り部を成型する工程を含む請求項１に記載の振動アクチュエータの製造方法。
4. 前記犠牲層形成工程は、鍍金により前記犠牲層を形成する工程を含む請求項１に記載の振動アクチュエータの製造方法。
5. 前記犠牲層形成工程は、金型内に前記ロータを配して前記金型に前記犠牲層の材料を注入することにより前記犠牲層を成型する工程を含む請求項１に記載の振動アクチュエータの製造方法。
6. 前記振れ回り部の振れ回り運動の節位置における前記犠牲層の膜厚を、前記振れ回り運動の腹位置における前記犠牲層の膜厚より大きくした請求項１に記載の振動アクチュエータの製造方法。
7. 軸体と、前記軸体が挿抜不能に挿通された被挿通体とを備える組付体の製造方法であって、
   前記軸体を準備する軸体準備工程と、
   前記軸体の外周部における前記被挿通体から覆われる領域を覆う犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
   前記犠牲層を覆う前記被挿通体を一体で形成する被挿通体形成工程と、
   前記犠牲層を前記軸体と前記被挿通体との間から除去する犠牲層除去工程と
   を備える組付体の製造方法。

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