JPH02214477A - 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がら、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、１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、位相と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ｌ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ｌ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Ｆｌの吸振体５を介して連結
板に密接保持される。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。ボールレース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２５
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１７ａがヘ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、両面（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、騒音が発生することがあった。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明はかかる問題を解決した、騒音発生が抑えられた
振動波装置を提供するもので、本発明は振動波装置の少
なくとも１つの部材、たとえば弾性体、振動絶縁体等の
部材における、騒音を発生さ置に該部材の動剛性を不均
一とする溝、穴、突起／ 物等の手段を設け、前記振動波が進行波に成長すること
を阻止するようにしたものである。

〔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ｌ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、ｌ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図窯番）との接触面に幅ｔＩ＋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の波の数が、例え
ば３個の時（以後この波の数が弾性体ｌに生じた時の曲
げ振動を３次モードの曲げ振動と称し、ｎ個の波が弾性
体ｌに生じた時の曲げ振動を０次モードの曲げ振動と称
す）には、この深溝ＩＢはピッチθ＝６０°の間隔で６
個設けられる。また騒音を発生する曲げ振動の波の数が
ｎ個、すなわち０次モードの曲げ振動の時には、この深
溝ＩＢはピッは電気−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ｌ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、〜２Ａ７及びＢ
相駆動領域を形成する各領域２Ｂ、〜２Ｂ７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２Ａ、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、不図宗の駆
動源のアースに接続される共通電極２Ｃが設けられる。

また入相、Ｂ相駆動領域を形成する各領域２Ａ、〜２Ａ
７，２Ｂ、〜２Ｂ７の幅は弾性体ｌの曲げ振動の波長λ
の残に設定され、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ノ 各領域２Ａ１〜２Ａ、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、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２Ａ、〜２Ａ、の夫々
と前記領域２Ａ、〜２Ａ７の夫々と対応するＢ相駆動領
域２Ｂ、〜２Ｂ２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Ａ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ｌ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合焦動作が実行される。

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８次モードの曲げ振動、たとえば３次モ
ードの曲げ振動が弾性体ｌ上に発生した時の動作につい
て以下に説明する。第１図示の様な不均一構造の弾性体
の場合、深溝ＩＢの所を節とする３次モードの振動波に
於ける弾性体１の固有振動数は高く、一方探溝ＩＢの所
を腹とする３次モードの振動波に於ける弾性体ｌの固有
振動数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ｌ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。

尚、第１図示実施例では弾性体ｌの所定の位置、即ち騒
音を発生させる可能性のある３次モードの振動波のλの
％の整数倍（以下γλ／２と記す、但しγは整数）に対
応する位置に弾性体１の動剛性を部分的に不均一とする
深溝ＩＢを設けたが、この深溝ＩＢの位置の溝を逆に浅
くして、弾性体の動剛性／ ｌを部分的に不均一としても前述と同様な効果が生しる
。

上の位置）に不均一部分を設けたが、弾性体ｌは第３図
示のような均一な弾性体とし、第２図に示され対応した
位置に切欠き（第１図参照）、穴等によって不均一部分
を設ける様にしても良いし、また同様な対策を第２図に
示される吸振体５、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様な不均一部分を設けることにより
騒音を防止出来るものである。

第４図は第１図示弾性体ｌ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ＩＣの一部を高さの低い歯
ＩＤで構成して弾性体ｌの一部に不均一部分を形成した
例である。

第５図は第１図示弾性体ｌの更に他の実施例を示すもの
で、騒音を発生させる可能性のある振動波の波長λのγ
λ／２に対応した位置に、第１図示実施例に示される溝
ＩＡの幅ｔ、とは異なる幅ｔ２の溝ＩＥを設け、これに
より弾性体ｌの一部に不均一部分を形成した例である。

尚、第５図示実施例では溝の幅を広（したが、溝ＩＥの
幅を逆に狭（しても同様な効果が得られるものである。

第６図は第１図示弾性体ｌの他の実施例を示すもので、
騒音を発生させる可能性のある振動波の波長λのγλ／
２に対応した位置における弾性体ｌの幅を変えること（
該実施例では幅を狭くした例を示す）よって弾性体ｌに
不均一な部分を設けた例である。尚、第６図における縦
の溝ＩＦは内側、外側の両側に溝を設けることによって
形成されているが、この溝ＩＦは内側、若しくは外側の
いずれか一方の溝で形成してもよい。また溝ＩＦの部分
の材質／ を他の部分の材質と変えても同様な効果が得られる。

第７図は第１図示弾性体ｌの他の実施例を示し、歯ＩＣ
を有しない平らな弾性体ｌの一部、即ち騒音を発生させ
る可能性のある振動波の波長λのγλ／２に夛応した位
置に溝ＩＧを設け、弾性体ｌに不均一部分を形成した例
である。尚、溝ＩＧに代えて、この部分を他の部分より
高くしても良い。また第７図示実施例の場合には溝ＩＧ
を弾性体ｌの上面に設けたが、これを下面に設けても同
様な効果が得られる。更に弾性体ｌに設ける代りにロー
タ３の上面に第７図示の溝ＩＧの様な溝（不図示）を設
けても良い。

第８図は第１図示弾性体ｌの他の実施例を示し、第４図
示歯ＩＤの代りに歯ＩＤより広い幅を有する歯ＩＨを設
けた例である。

第９図は第１図示弾性体ｌの更に他の実施例を示し、第
１図示溝ＩＢに代えて、該溝ＩＢの位置に所定の深さの
穴ＩＪを設けた例であり、また第１Ｏ図は鎖式ＩＪの代
りに突起物を固着して、弾性体ｌに不均一部分を設けた
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、長円形の振動波モータにも適用できるだけで
なく、弾性体自身が進行性振動波によって移動する形式
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少なくとも１つの部材上溝、突起物
、穴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図は第２図示振動波モータの要部斜視図、第４図及
至第１Ｏ図は本発明を適用した振動波もモータの要部斜
視図である。 図において、ｌ・・・弾性体、２・・・圧電素子、３・
・・ロー々、４・・・振動絶縁体、１２・・・振動波モ
ータを有する振動波装置を構成する外筒、２５・・・出
力伝達体である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弾性体と、該弾性体に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とを有し、前記進行性振動波
   を駆動源とする振動波装置において、該振動波装置の少
   なくとも１つの部材上における騒音を発生させる可能性
   のある振動波の波長の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。