JP4394148B2 - Driving part of lens with ultrasonic motor and electronic device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、内筒と外筒との間隙に設けた圧電振動子により、内筒と外筒とを相対的に可動させる超音波モータ付き部品およびこれを用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a component with an ultrasonic motor that relatively moves an inner cylinder and an outer cylinder by a piezoelectric vibrator provided in a gap between the inner cylinder and the outer cylinder, and an electronic apparatus using the same.
近時、マイクロモータの分野で、圧電素子の圧電効果を利用して駆動力を得る超音波モータが注目されている。 Recently, in the field of micromotors, an ultrasonic motor that obtains a driving force by using the piezoelectric effect of a piezoelectric element has attracted attention.
この超音波モータは、例えば、カメラの内筒と外筒とを相対的に可動させるために用いられている。 This ultrasonic motor is used, for example, to relatively move an inner cylinder and an outer cylinder of a camera.
図16は、第1の従来例に係わる超音波モータを用いて内筒と外筒とを相対運
動させるカメラの断面構造を示す。
FIG. 16 shows a cross-sectional structure of a camera in which an inner cylinder and an outer cylinder are moved relative to each other using the ultrasonic motor according to the first conventional example.
このカメラ100は、レンズ101aと、レンズ101aの外周に固定された内筒102と、内筒102の外側に設けられ、内周にレンズ101bを固定した外筒103と、外筒103と内筒102との間隙に設けた距離環104と、距離環104の端部に固定され、内筒102に組み込まれるとともに、円環状振動子105aを有する超音波モータ105とを備え、内筒102と距離環104とは、ヘリコイドネジ102a、104aで係合し、外筒103と距離環104とは、ヘリコイドネジ103a、104bで係合している(特許文献1参照)。
The
そして、超音波モータ105の円環状の振動子を距離環104とともに回動させると、内筒102は、ヘリコイドネジ102a、104aにより回転しながら前進、後進する。この内筒102と外筒103との相対的な距離の変化により、レンズ101aとレンズ101bとの焦点距離を調整する。
When the annular vibrator of the
図17は、第2の従来例に係わる超音波モータを用いて内筒と外筒とを相対運動させるカメラの断面構造を示す。 FIG. 17 shows a cross-sectional structure of a camera in which the inner cylinder and the outer cylinder are moved relative to each other using the ultrasonic motor according to the second conventional example.
このカメラ110は、レンズ111と、レンズの外縁を固定した外筒112と、外筒112の内側に設けられた内筒113と、外筒112の外部に配置されるとともに、円柱状振動子114aを有する超音波モータ114と、超音波モータ114を支持するとともに、内筒113と固定する固定部材115を備え、外筒112と内筒113とはヘリコイドネジ112a、113aとで係合され、外筒112と超音波モータ114とは、ヘリコイドネジ112b、114aで係合されている(特許文献2参照)。
The
そして、超音波モータ114の円柱状振動子114aを回転させると、外筒112はヘリコイドネジ112b、114aにより、回転しながら前進し、内筒113は、ヘリコイドネジ112a、113aにより回転しながら外筒に対して相対的に後進する。これにより、レンズ111の焦点距離は調整される。
しかしながら、第1の従来例に係わる超音波モータ105では、円環状振動子105aの内周と外周との間に適当な肉厚を要するとともに、円環状振動子105aの支持方法が困難なため、小型化を要する構造に適しないという問題点を有していた。
However, in the
また、第2の従来例に係わる超音波モータ114では、固定支持しやすいという利点を持っているが、外筒112と内筒113との間隙に配置するには大きすぎるため、小型化には適当でない。さらに、超音波モータ114は、ヘリコイドネジ112a、113a、ヘリコイドネジ112b、114a等を介して駆動力を伝達するため、出力の低下や伝達損失が大きい等の問題点を有していた。
In addition, the
本発明の目的は、装置構成の小型化を図るとともに、出力を維持し、出力の伝達損失のない超音波モータ付き部品及びこれを用いた電子機器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a component with an ultrasonic motor that maintains the output and has no transmission loss of the output, and an electronic apparatus using the same, while reducing the size of the apparatus configuration.
即ち、本課題の解決手段は、円筒状の外筒と、該外筒の内側に設けられた円筒状の内筒と、前記外筒と前記内筒との間隙に設けられた矩形形状の圧電振動子と、を備えた超音波モータ付き部品において、前記内筒は外周面から前記外筒の方向となる径方向へ突出する外鍔部を有し、前記圧電振動子は、前記外筒の内周面に支持されるとともに、前記内筒の外鍔部に対して、該内筒の長手方向へ圧接され且つ該内筒の周方向へ駆動力を加えることを特徴とする。 That is, the means for solving the problem includes a cylindrical outer cylinder, a cylindrical inner cylinder provided inside the outer cylinder, and a rectangular piezoelectric element provided in a gap between the outer cylinder and the inner cylinder. In the ultrasonic motor-equipped component including the vibrator, the inner cylinder has an outer flange portion that protrudes from an outer peripheral surface in a radial direction that is the direction of the outer cylinder, and the piezoelectric vibrator includes the outer cylinder It is supported by the inner peripheral surface, is pressed against the outer flange portion of the inner cylinder in the longitudinal direction of the inner cylinder, and is applied with a driving force in the circumferential direction of the inner cylinder .
また、別な例としては、円筒状の外筒と、該外筒の内側に設けられた円筒状の内筒と、前記外筒と前記内筒との間隙に設けられた矩形形状の圧電振動子と、を備えた超音波モータ付き部品において、前記外筒は内周面から前記内筒の方向となる径方向へ突出する内鍔部を有し、前記圧電振動子は、前記内筒の外周面に支持されるとともに、前記外筒の内鍔部に対して、該外筒の長手方向へ圧接され且つ該外筒の周方向へ駆動力を加えることを特徴とする。 As another example, a cylindrical outer cylinder, a cylindrical inner cylinder provided inside the outer cylinder, and a rectangular piezoelectric vibration provided in a gap between the outer cylinder and the inner cylinder In the component with an ultrasonic motor provided with a child, the outer cylinder has an inner flange portion protruding in a radial direction that is the direction of the inner cylinder from an inner peripheral surface, and the piezoelectric vibrator is arranged on the inner cylinder. While being supported by the outer peripheral surface, the inner cylinder is pressed against the inner flange portion of the outer cylinder in the longitudinal direction of the outer cylinder, and a driving force is applied in the circumferential direction of the outer cylinder .
また、圧電振動子は、装置の小型化を図る観点から、最も薄い厚み方向と内筒、外筒の径方向とを一致させるように設ける方が好ましい。 In addition, the piezoelectric vibrator is preferably provided so that the thinnest thickness direction and the radial direction of the inner cylinder and the outer cylinder coincide with each other from the viewpoint of downsizing the apparatus.
これらによれば、圧電振動子は外筒と前記内筒との間隙に設けられているので、新たなスペースを設ける必要がなく、圧電振動子を外筒、内筒の一部に設けることもないので、外筒、内筒の肉厚を薄くすることができる。 According to these, since the piezoelectric vibrator is provided in the gap between the outer cylinder and the inner cylinder, it is not necessary to provide a new space, and the piezoelectric vibrator may be provided in a part of the outer cylinder and the inner cylinder. Therefore, the thickness of the outer cylinder and the inner cylinder can be reduced.
また、前記内筒又は前記外筒の一方に圧接させて駆動力を加えるので、動力伝達機構を必要とせず、また、駆動力の伝達損失も生じない。また、超音波モータ付き部品の装置構成の小型化が図られる。 Further, since the driving force is applied by being brought into pressure contact with one of the inner cylinder or the outer cylinder, no power transmission mechanism is required, and no transmission loss of the driving force occurs. Further, the device configuration of the component with the ultrasonic motor can be reduced in size.
以上より、本発明によれば、内筒又は外筒の一方に圧接させて駆動力を加え、動力伝達機構を必要としないようにしたので、装置構成の小型化が図られる。 As described above, according to the present invention, the driving force is applied by pressing against one of the inner cylinder and the outer cylinder so that the power transmission mechanism is not required, so that the apparatus configuration can be reduced in size.
また、内筒又は外筒の一方に直接、圧接させ駆動力を加えるようにしたので、出力は維持され、出力の伝達損失を生じない。 In addition, since the driving force is applied by directly contacting one of the inner cylinder and the outer cylinder, the output is maintained and no output transmission loss occurs.
以下、図1〜図15を参照して本発明に係わる実施の形態を詳細に説明する。(実施の形態1)
図1は、本発明を適用した実施の形態1に係わる超音波モータ付き部品のブロック図を示し、図2は、超音波モータ付き部品の断面構造を示し、図3は、超音波モータの構造を示し、(a)は平面構造を、(b)は側面構造を示す。また、図4は、各圧電素子の平面構造を示し、図5は、超音波モータの動作原理を示す。 超音波モータ付き部品は、図1、図2に示すように、本発明の外筒としての外筒部11と、外筒部11の内側に設けられた本発明の内筒としての内筒部12と、外筒部11と内筒部12との間隙に設けられた移動案内部13と、同様に外筒部11と内筒部12との間隙に、厚み方向を内筒部12の径方向と一致させ、長手方向を内筒部12の周方向と一致させて配置した超音波モータ20と、外筒部11の内周面に固定されて超音波モータ20を支持、加圧する加圧支持部14から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. (Embodiment 1)
1 shows a block diagram of a component with an ultrasonic motor according to
このように、超音波モータ20を外筒部11と内筒部12との間隙に設けられるので、新たな設置スペースを設ける必要がなく、外筒部11、内筒部12の肉厚を薄くすることができる。
Thus, since the
ここで、外筒部11、内筒部12は、共に円筒体であり、外筒部11の基端部は固定される一方、内筒部12は回動自在に設けられている。
Here, both the outer cylinder part 11 and the
移動案内部13は、外筒部11と内筒部12との間隙に応じた径の球状体であり、内筒部12の回動に伴って回動し、球状体の回動を案内する。
The
加圧支持部14は、例えば、ゴム、コイルスプリング等からなり、後述する弾性体21に屈曲振動波を生じさせたとき、弾性体21の節部を支持するとともに、弾性体21を内筒部12の径方向に加圧し、後述する出力取り出し部22を内筒部12の外周面に圧接させる。
The
超音波モータ20は、本発明の圧電振動子としての圧電素子30を有する弾性体21と、弾性体21の下面に固定された出力取り出し部22から構成されている。
The
詳細には、図3に示すように、弾性体21は、各矩形板状の、第1の圧電素子31と、本発明の第1の圧電振動子としての第2の圧電素子32と、第3の圧電素子33と、本発明の第2の圧電振動子としての第4の圧電素子34と、第5の圧電素子35と、本発明の第1の圧電振動子としての第6の圧電素子36と、第7の圧電素子37とを、厚み方向へ一体的に積層した構造である。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
図4(a)において、第1の圧電素子31は、励振信号入力用に用いられ、表面において、一方の長辺の縁部に第1の入力用電極パターン41a、41a、41a、41aと、他方の長辺の縁部に第2の入力用電極パターン41b、41b、41b、41bと、中心部の一方の縁部に第3の入力用電極パターン41cと、中心部の他方の縁部に第4の入力用電極パターン41dとを形成している。また、各電極パターン41a、41b、41c、41dは、同図(h)に示すように、弾性体21の側面に対して上端から下端まで連続して伸びている。
In FIG. 4A, the first
なお、図面中の(+)、(−)は、接続される後述の電極パターンを形成した分極部の分極処理の方向に対応して表示したものである。 In addition, (+) and (-) in the drawing are displayed corresponding to the direction of the polarization treatment of the polarization part that forms the electrode pattern to be connected, which will be described later.
第2の圧電素子32は、図4(b)に示すように、長手方向に沿って、厚み方向へ交互に逆方向に分極処理した4箇所の分極部を有し、各分極部に対応して第1の電極パターン42a、第2の電極パターン42b、第3の電極パターン42c、第4の電極パターン42dを形成している。ここで、(+)、(−)は、各分極部の厚み方向の分極処理方向を示している。また、各電極パターン42a、42b、42c、42dは、一方の長辺まで一部を突出させて、第1の圧電素子31の第1の入力用電極パターン41aに接続している。
As shown in FIG. 4B, the second
第3の圧電素子33は、図4(c)に示すように、第2の圧電素子32の各電極パターン42a、42b、42c、42dの対極として対極用電極パターン43をほぼ全面に形成している。また、この対極用電極パターン43は、一方の長辺の縁部まで一部を突出させて、第1の圧電素子31の第3の入力用電極パターン41cに接続されている。
As shown in FIG. 4C, the third
第4の圧電素子34は、図4(d)に示すように、ほぼ全体を厚み方向へ分極処理した分極部を有し、分極部に対応させて電極パターン44を形成している。この電極パターン44は、他方の長辺まで一部を突出させて、第1の圧電素子31の第4の入用電極パターン41dに接続している。
As shown in FIG. 4D, the fourth
第5の圧電素子35は、図4(e)に示すように、第4の圧電素子34の電極パターン44の対極として対極用電極パターン45を形成している。この電極パターン45は、一方の長辺まで一部を突出させて、第1の圧電素子31の第3の入力用電極パターン41cに接続している。
As shown in FIG. 4E, the fifth
第6の圧電素子36は、図4(f)に示すように、長手方向に沿って、厚み方向へ交互に逆方向に分極処理した4箇所の分極部を有し、各分極部に対応して第1の電極パターン46a、第2の電極パターン46b、第3の電極パターン46c、第4の電極パターン46dを形成している。ここで、各分極部の分極処理の方向は、第2の圧電素子32と逆の関係になっている。また、各電極パターン46a、46b、46c、46dは、他方の長辺まで一部を突出させて第1の圧電素子31の第2の入力用電極パターン41bに接続している。
As shown in FIG. 4F, the sixth
第7の圧電素子37は、第6の圧電素子36の各電極パターン46a、46b、46c、46dの対極として、対極用電極パターン47を形成している。また、この対極用電極パターン47は、一方の長辺まで一部を突出させて第1の圧電素子31の第3の入力用電極パターン41cに接続されている。
The seventh
なお、第1の圧電素子31の代わりに、絶縁性の弾性材、例えば、硬質ゴム等を用いてもよい。
In place of the first
出力取り出し部22は、図3(b)に示すように、弾性体21の長手方向に設けた第1の出力取り出し部22aと、第2の出力取り出し部22bとからなり、弾性体21に生じる楕円振動を拡大させて内筒部12に摩擦力を加える。
As shown in FIG. 3B, the
このように、内筒部12に出力取り出し部22を直接、圧接させているので、動力伝達機構を設ける必要がなく、装置構成の小型化が図られる。
Thus, since the
次に、図2、図4、図5に基づいて、この超音波モータの動作について説明する。 Next, the operation of this ultrasonic motor will be described based on FIG. 2, FIG. 4, and FIG.
先ず、内筒部12を一方向へ回転させたいときは、図4に示す第1の圧電素子31の第1の入力用電極パターン41a、第3の入力用電極パターン41c、第4の入力用電極パターン41dに励振信号を入力すればよい。
First, when it is desired to rotate the
このとき、第2の圧電素子32は、図5中A線に示すような、厚み方向の屈曲振動波を生じ、第4の圧電素子34は、同図B線に示すような、長手方向の伸縮振動波を生じる。弾性体21は、屈曲振動波と伸縮振動波とを合成した、同図C線に示すような楕円振動を起こし、各出力取り出し部22a、22bはこの楕円振動を拡大させる。
At this time, the second
ここで、図2において、出力取り出し部22は、加圧支持部14により加圧されて、内筒部12に径方向へ圧接され、内筒部12に周方向への駆動力としての摩擦力を加える。これにより、内筒部12は一方向へ回転する。
Here, in FIG. 2, the output take-out
このとき、出力取り出し部22は、内筒部12に圧接して直接摩擦力を加えるので、駆動力の伝達損失を生じない。
At this time, the output take-out
一方、内筒部12を、逆方向へ回転させたいときは、第1の圧電素子31の第2の入力用電極パターン41b、第3の入力用電極パターン41c、第4の入力用電極パターン41dに励振信号を入力すればよい。
On the other hand, when it is desired to rotate the
このとき、第6の圧電素子36は、図5中A線に対し180°位相のずれた屈曲振動波を生じ、第4の圧電素子34には、同図B線で示す伸縮振動波を生じる。弾性体21の各部は、屈曲振動波と伸縮振動波との合成により、図5中C線と逆方向の楕円振動を起こす。ここで、図2において、出力取り出し部22は、内筒部12に逆の周方向への摩擦力を加える。これにより、内筒部12は逆方向へ回転する。
At this time, the sixth
以上より、本実施の形態によれば、超音波モータ20は、外筒部11と内筒部12との間隙に設けられるので、新たな設置スペースを設ける必要がなく、外筒、部11、内筒部12の肉厚を薄くすることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また、内筒部12に圧接させて駆動力を加えるので、動力伝達機構を必要とせず、また、駆動力の伝達損失も生じない。
Further, since the driving force is applied by being brought into pressure contact with the
したがって、装置構成の小型化が図られるとともに、出力は維持され、出力の伝達損失を生じない。 Therefore, the apparatus configuration can be reduced in size, the output is maintained, and no output transmission loss occurs.
なお、本実施の形態は、以下のように変形してもよい。 The present embodiment may be modified as follows.
図6は、超音波モータ付き部品の変形の態様を示す図である。
超音波モータ付き部品は、超音波モータ20を外筒部11と内筒部12との間隙に設けられ、厚み方向を内筒部12の径方向に向け、長手方向を内筒部12の長手方向へ向けて配置している。また、内筒部12は、長手方向へ移動自在に設けられている。
FIG. 6 is a diagram showing a deformation mode of a component with an ultrasonic motor.
In the component with the ultrasonic motor, the
これによれば、出力取り出し部22は、内筒12に対して、長手方向に駆動力を加えるので、内筒12は外筒11に対して長手方向へ前進、後退する。
(実施の形態2)
図7は、本発明を適用した実施の形態2に係わる超音波モータ付き部品を示す図であり、図8は、超音波モータの構造を示し、(a)は平面の構造、(b)は側方の構造を示し、図9は、各圧電素子の平面構造を示す図である。
また、図10は、超音波モータの動作原理を示す。
According to this, since the output take-out
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a view showing a component with an ultrasonic motor according to Embodiment 2 to which the present invention is applied, FIG. 8 shows the structure of the ultrasonic motor, (a) is a planar structure, and (b) is a plan view. FIG. 9 is a diagram showing a planar structure of each piezoelectric element.
FIG. 10 shows the operating principle of the ultrasonic motor.
超音波モータ付き部品は、本発明の外筒としての外筒部51と、外筒部51の内側に設けられた本発明の内筒としての内筒部52と、外筒部51と内筒部52との間隙に設けられた移動案内部13と、同様に外筒部51と内筒部52との間隙に、厚み方向を内筒部52の径方向と一致させ、長手方向を内筒部52の長手方向と一致させて配置した超音波モータ60と、外筒部51の内周面に固定されて超音波モータ60を支持、加圧する加圧支持部54から構成されている。
The components with an ultrasonic motor include an outer cylinder part 51 as an outer cylinder of the present invention, an
ここで、内筒部52は、円筒状の内筒部本体52aと、内筒部本体52aの縁部から外径方向へ伸びる外鍔部52bとからなり、また、この内筒部52は周方向へ回動自在に設けられている。一方、外筒部52bは、実施の形態1に係わる外筒部11bと同一の構成であり、一方の基端を固定している。
Here, the
加圧支持部54は、例えば、ゴム、コイルスプリング等からなり、後述する弾性体61に屈曲振動波を生じさせたとき、弾性体61の節部近傍を支持するとともに、弾性体61を内筒部本体52aの長手方向へ加圧し、後述する出力取り出し部62を内筒部52の外鍔部52bに圧接させる。
The pressure support portion 54 is made of, for example, rubber, a coil spring, or the like. When a bending vibration wave is generated in the
超音波モータ60は、図8に示すように、本発明の圧電振動子としての圧電素子を有する弾性体61と、弾性体61の側面に固定された出力取り出し部62から構成されている。
As shown in FIG. 8, the
弾性体61は、各矩形板状の、第1の圧電素子71と、本発明の第1の圧電振動子としての第2の圧電素子72と、第3の圧電素子73と、本発明の第2の圧電振動子としての第4の圧電素子74とを、厚み方向へ一体的に積層した構造である。
The
詳細には、第1の圧電素子71は、図9(a)において、励振信号入力用に用いられ、表面の一方の長辺の縁部に第1の入力用電極パターン81a、81aと、他方の長辺の縁部に第2の入力用電極パターン81b、81bと、中心部の一方の縁部に第3の入力用電極パターン81cと、中心部の他方の縁部に第4の入力用電極パターン81dとを形成している。また、各電極パターン81a、81b、81c、81dは、同図(e)に示すように、弾性体61の側面に対して上端から連続して下端まで伸びている。
Specifically, the first
なお、図面中の(+)は、接続される後述の電極パターンを形成した分極部の分極処理の方向を対応させて表示している。 Note that (+) in the drawing indicates the direction of the polarization processing of the polarization part that forms the electrode pattern to be connected, which will be described later.
第2の圧電素子72は、図9(b)に示すように、各々矩形状に4分割された分極部を有し、この各分極部は、隣り合う分極方向を同一方向となるように、厚み方向へ分極処理している。また、各分極部に対応して第1の電極パターン82a、82b、第2の電極パターン82c、82dを形成している。ここで、(+)は、厚み方向の分極処理の方向を示している。
As shown in FIG. 9B, each of the second
また、第1の電極パターン82a、82bは、第2の圧電素子72の近接する長辺までそれぞれ一部を突出させ、第1の圧電素子71の第1の入力用電極パターン81a、81aに接続している。第2の電極パターン82c、82dは、それぞれ第2の圧電素子72の近接する長辺まで一部を突出させ、第1の圧電素子81の第2の入力用電極パターン81b、81bに接続している。
Further, the first electrode patterns 82 a and 82 b partially protrude to the adjacent long sides of the second
第3の圧電素子73は、図9(c)に示すように、第2の圧電素子72の各電極パターン82a、82b、82c、82dの対極として対極用電極パターン83をほぼ全面に形成している。また、この対極用電極パターン83は、同圧電素子73の一方の長辺まで一部を突出させて、第1の圧電素子71の第3の入力用電極パターン81cに接続させる。
As shown in FIG. 9C, the third
第4の圧電素子74は、図9(d)に示すように、ほぼ全体を厚み方向へ分極処理した分極部を有し、この分極部に対応させて電極パターン84を形成している。この電極パターン84は、同圧電素子74の他方の長辺まで一部を突出させて第1の圧電素子71の第4の入用電極パターン81dに接続している。
As shown in FIG. 9D, the fourth
次に、図7、図9,図10に基づいて、超音波モータ付き部品の使用方法について説明する。
先ず、内筒部52を一方向へ回転させたいときは、図9に示す第1の圧電素子71の第1の入力用電極パターン81a、第3の入力用電極パターン81c、第4の入力用電極パターン81dに励振信号を入力すればよい。
Next, a method of using a component with an ultrasonic motor will be described based on FIG. 7, FIG. 9, and FIG.
First, when it is desired to rotate the
このとき、第2の圧電素子72は、図10中C線に示すような、幅方向の屈曲振動波を生じ、第4の圧電素子84は、同図D線に示すような、長手方向の伸縮振動波を生じる。弾性体61の各部は、屈曲振動波と伸縮振動波とを合成して楕円振動を起こし、出力取り出し部62は、同図E線に示すように、この楕円振動を拡大させる。
At this time, the second
ここで、図7において、出力取り出し部62は、加圧支持部54により内筒部本体52aの長手方向へ加圧され、内筒部52の外鍔部52bに圧接される。内筒部52は、出力取り出し部材62により、周方向への駆動力としての摩擦力を加えられる。これにより、内筒部12は一方向へ回転する。
Here, in FIG. 7, the output take-out
このとき、出力取り出し部62は、直接、内筒部52の外鍔部52bに圧接して摩擦力を加えるので、駆動力の伝達損失を生じない。
At this time, the output take-out
一方、内筒部12を、逆方向へ回転させたいときは、図9に示す第1の圧電素子71の第2の入力用電極パターン81b、第3の入力用電極パターン81c、第4の入力用電極パターン81dに励振信号を入力すればよい。
On the other hand, when it is desired to rotate the
このとき、第2の圧電素子72は、図10中C線に対し180°位相のずれた屈曲振動波を生じ、第4の圧電素子74には、同図D線で示す伸縮振動波を生じる。弾性体61の出力取り出し部62は、屈曲振動波と伸縮振動波との合成により、図中E線と逆方向の楕円振動を起こす。
ここで、図7において、出力取り出し部62は、内筒部62の外鍔部52bに対して逆の周方向への摩擦力を加える。これにより、内筒部62は逆方向へ回転させられる。
At this time, the second
Here, in FIG. 7, the output take-out
以上より、本実施の形態によれば、実施の形態1と同様な効果が得られるのはもちろんのこと、超音波モータ60は、内筒部52の外鍔部52bに対して、内筒部本体52aの長手方向へ圧接されるとともに、内筒部52の周方向へ駆動力を加えるようにしたので、外筒部51に対して内筒部52を相対的に回動させる。(実施の形態3)
図11は、本発明を適用した実施の形態3に係わる超音波モータ付き部品のブロック図を示し、図12は、超音波モータ付き部品の断面構造を示す図である。 超音波モータ付き部品は、実施の形態1と略同様な構成であり、外筒部11と内筒部12との間隙に、厚み方向を内筒部12の径方向と一致させ、長手方向を内筒部12の周方向とを一致させて配置した超音波モータ20と、外筒部11に外周面に固定されて超音波モータ20を支持、加圧する加圧支持部14から構成される点を特徴とする。
As described above, according to the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the
FIG. 11 shows a block diagram of a component with an ultrasonic motor according to
なお、これ以降、同一構成については同一符号を付して、説明を省略する。 In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
ここで、外筒部11の基端部は固定され、内筒部12は回動自在に設けられている。また、加圧支持部14は、弾性体21に対して屈曲振動波の節部近傍を支持するとともに、弾性体21を外筒部11の径方向に加圧し、後述する出力取り出し部22を外筒部12の内周面に圧接させる。
Here, the base end part of the outer cylinder part 11 is fixed, and the
これによれば、実施の形態1と同様の効果を得られる他、超音波モータ20は、外筒部11の内周面に対して径方向へ圧接されるとともに、周方向へ駆動力を加えるので、内筒部11に対して外筒部12を相対的に回動させる。
(実施の形態4)
図13は、本発明を適用した実施の形態4に係わる超音波モータ付き部品の断面構造を示す図である。
According to this, in addition to obtaining the same effect as in the first embodiment, the
(Embodiment 4)
FIG. 13 is a diagram showing a cross-sectional structure of a component with an ultrasonic motor according to the fourth embodiment to which the present invention is applied.
超音波モータ付き部品は、本発明の外筒としての外筒部91と、外筒部91の内側に設けられた本発明の内筒としての内筒部92と、外筒部91と内筒部92との間隙に、厚み方向を内筒部92の径方向と一致させ、長手方向を内筒部92の長手方向と一致させて配置した超音波モータ20と、内筒部92に外周面に固定されて超音波モータ20を支持、加圧する加圧支持部14から構成されている点に特徴を有する。
The components with an ultrasonic motor include an outer cylinder part 91 as an outer cylinder of the present invention, an inner cylinder part 92 as an inner cylinder of the present invention provided inside the outer cylinder part 91, an outer cylinder part 91 and an inner cylinder. The
ここで、内筒部92は円筒体であり、外筒部91は、円筒状の外筒部本体91aと、外筒部本体91aの一方の端部から内径方向へ伸びる内鍔部91bとからなる。また、外筒部91は長手方向へ移動自在に設けられ、内筒部92の基端は固定されている。
Here, the inner cylinder part 92 is a cylindrical body, and the outer cylinder part 91 includes a cylindrical outer cylinder part
これによれば、実施の形態1と同様の効果が得られる他、超音波モータ20は、外筒部本体91aに対して、長手方向へ摩擦力を加えるようにしたので、内筒部92に対して外筒部91を長手方向へ相対的に前進、後退させる。
According to this, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the
なお、本実施の形態は、以下のように変形してもよい。 The present embodiment may be modified as follows.
図14は、実施の形態4に係わる変形の態様の断面構造を示す図である。即ち、超音波モータ付き部品は、外筒部91と内筒部92との間隙に、厚み方向を内筒部92の径方向と一致させ、長手方向を内筒部92の長手方向と一致させて配置した超音波モータ60と、内筒部92に外周面に固定されて超音波モータ60を支持、加圧する加圧支持部54から構成されている点に特徴を有する。
FIG. 14 is a diagram showing a cross-sectional structure of a modified embodiment according to the fourth embodiment. That is, in the component with the ultrasonic motor, in the gap between the outer cylinder portion 91 and the inner cylinder portion 92, the thickness direction is made to coincide with the radial direction of the inner cylinder portion 92, and the longitudinal direction is made to coincide with the longitudinal direction of the inner cylinder portion 92. The
ここで、超音波モータ60は、加圧支持部54により内筒部92の長手方向へ加圧され、外筒部91の内鍔部91bに圧接されている。
Here, the
これによれば、超音波モータ60は、外筒部91の内鍔部91bに対して周方向へ摩擦力を加えるようにしたので、内筒部92に対して外筒部91を相対的に回動させる。
(実施の形態5)
図15は、本発明に係わる超音波付き部品を電子機器に適用した実施の形態5のブロック図を示す。
According to this, since the
(Embodiment 5)
FIG. 15 is a block diagram of a fifth embodiment in which the ultrasonic component according to the present invention is applied to an electronic device.
本電子機器は、前述したような圧電素子93を有する弾性体94と、弾性体94により相対的に可動される内筒部、外筒部95と、弾性体94を支持すると共に、弾性体94を内筒部、外筒部95へ加圧する加圧支持手段96と、内筒部、外筒部95と連動して可動する伝達機構97と、伝達機構97の動作に基づいて運動する出力機構98を備えることにより実現する。 The electronic apparatus supports the elastic body 94 having the piezoelectric element 93 as described above, the inner cylinder portion and the outer cylinder portion 95 that are relatively movable by the elastic body 94, and the elastic body 94. Pressure support means 96 that pressurizes the inner cylinder portion and the outer cylinder portion 95, a transmission mechanism 97 that moves in conjunction with the inner cylinder portion and the outer cylinder portion 95, and an output mechanism that moves based on the operation of the transmission mechanism 97. This is realized by providing 98.
ここで、電子機器には、カメラのオートフォーカス、ビデオのレンズ、アイリス、顕微鏡、内視鏡等が含まれる。 Here, the electronic apparatus includes a camera autofocus, a video lens, an iris, a microscope, an endoscope, and the like.
伝達機構97には、例えば、歯車、送りつめ等を用いる。出力機構98には、例えば、カメラにおいてはシャッタ駆動機構、レンズ駆動機構を、電子時計においては指針駆動機構、カレンダ駆動機構を、工作機械においては刃具送り機構、加工部材送り機構等を用いる。 For the transmission mechanism 97, for example, a gear, a feed claw or the like is used. As the output mechanism 98, for example, a shutter drive mechanism and a lens drive mechanism are used in a camera, a pointer drive mechanism and a calendar drive mechanism are used in an electronic timepiece, and a cutting tool feed mechanism and a machining member feed mechanism are used in a machine tool.
なお、内筒部、外筒部95に出力軸を取り付け、出力軸からトルクを伝達する動力伝達機構を有する構成にすれば、簡易な構成なので駆動機構が実現される。 If the output shaft is attached to the inner cylinder portion and the outer cylinder portion 95 and a power transmission mechanism is provided that transmits torque from the output shaft, the drive mechanism is realized because of the simple configuration.
11 外筒部(外筒)
12 内筒部(内筒)
20 超音波モータ
32 第2の圧電素子(第1の圧電振動子)
34 第4の圧電素子(第2の圧電振動子)
36 第6の圧電素子(第1の圧電振動子)
51 外筒部(外筒)
52 内筒部(内筒)
52b 外鍔部
60 超音波モータ
72 第2の圧電素子(第1の圧電振動子)
74 第4の圧電素子(第2の圧電振動子)
91 外筒部(外筒)
91b 内鍔部
11 Outer tube (outer tube)
12 Inner cylinder (inner cylinder)
20
34 Fourth piezoelectric element (second piezoelectric vibrator)
36 Sixth piezoelectric element (first piezoelectric vibrator)
51 Outer tube (outer tube)
52 Inner cylinder (inner cylinder)
74 Fourth piezoelectric element (second piezoelectric vibrator)
91 Outer tube (outer tube)
91b Inner collar
Claims (8)
前記内筒は外周面から前記外筒の方向となる径方向へ突出する外鍔部を有し、
前記圧電振動子は節部を前記外筒の内周面に支持されるとともに、前記内筒の外鍔部に対して、該内筒の長手方向へ圧接され且つ該内筒の周方向へ駆動力を加えることを特徴とする超音波モータ付きレンズの駆動部品。 A cylindrical outer cylinder having a lens inside, a cylindrical inner cylinder provided inside the outer cylinder, and a rectangular piezoelectric vibration provided in a radial gap between the outer cylinder and the inner cylinder In a driving part of a lens with an ultrasonic motor provided with a child,
The inner cylinder has an outer flange portion protruding in a radial direction that is the direction of the outer cylinder from an outer peripheral surface;
The piezoelectric vibrator has a node portion supported on the inner peripheral surface of the outer cylinder, is pressed against the outer flange portion of the inner cylinder in the longitudinal direction of the inner cylinder, and is driven in the circumferential direction of the inner cylinder. A driving part for a lens with an ultrasonic motor, which applies force.
前記外筒は内周面から前記内筒の方向となる径方向へ突出する内鍔部を有し、
前記圧電振動子は節部を前記内筒の外周面に支持されるとともに、前記外筒の内鍔部に対して、該外筒の長手方向へ圧接され且つ該外筒の周方向へ駆動力を加えることを特徴とする超音波モータ付きレンズの駆動部品。 A cylindrical outer cylinder, a cylindrical inner cylinder having a lens provided inside the outer cylinder, and a rectangular piezoelectric vibration provided in a radial gap between the outer cylinder and the inner cylinder In a driving part of a lens with an ultrasonic motor provided with a child,
The outer cylinder has an inner flange portion that protrudes from an inner peripheral surface in a radial direction that is the direction of the inner cylinder,
The piezoelectric vibrator has a node portion supported on the outer peripheral surface of the inner cylinder, is pressed against the inner flange portion of the outer cylinder in the longitudinal direction of the outer cylinder, and is driven in the circumferential direction of the outer cylinder. A driving part of a lens with an ultrasonic motor, characterized by adding
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