JPH08280185A - 超音波アクチュエータ - Google Patents

超音波アクチュエータ

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JPH08280185A
JPH08280185A JP7082543A JP8254395A JPH08280185A JP H08280185 A JPH08280185 A JP H08280185A JP 7082543 A JP7082543 A JP 7082543A JP 8254395 A JP8254395 A JP 8254395A JP H08280185 A JPH08280185 A JP H08280185A
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JP
Japan
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ultrasonic actuator
elastic body
frame side
side portion
driving force
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JP7082543A
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English (en)
Inventor
Yoshiro Tomikawa
義郎 富川
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH08280185A publication Critical patent/JPH08280185A/ja
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
    • H02N2/003—Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with bending modes
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/026—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors by pressing one or more vibrators against the driven body
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    • H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/103—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平面内を１次元又は２次元に移動可能であっ
て、例えばカメラのレンズ鏡筒といった円筒形状の部分
にも組み込み易い超音波アクチュエータを提供する。 【構成】 正４角形により外形が構成された枠板状の弾
性体１１と，弾性体１１のうちの枠辺部１１ａ〜１１ｄ
に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部１１ａ〜
１１ｄに縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、そ
れらの合成運動により枠辺部１１ａ〜１１ｄの所定位置
に楕円運動を発生する電気機械変換素子１２ａ〜１２
ｄ，１３ａ〜１３ｄとを含む超音波アクチュエータ１０
である。電気機械変換素子１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１
３ｄの対向するグループ毎に駆動電圧を印加することに
より、平面内を１次元又は２次元に並進できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波アクチュエータ
に関し、特に、縦振動と屈曲振動との合成による楕円運
動を利用した超音波アクチュエータに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の超音波アクチュエータ
は、電気機械変換素子の励振により、円環状の弾性体に
進行性振動波を発生し、その弾性体に加圧接触している
相対運動部材（ロータ）を駆動するようにしていた。
【０００３】一方、リニア型の超音波アクチュエータ
は、棒状弾性体の一方の端部に加振用の電気機械変換素
子を配置し、他方の端部に進行波の反射を吸収する吸振
用の電気機械変換素子を配置して、弾性体の一方から他
方に向かう進行波を発生させ、その弾性体に加圧接触し
ている相対運動部材を駆動するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前者のアクチュエータ
は、レンズ鏡筒に組み込まれ、ロータの回転により、例
えばＡＦレンズを駆動する用途に用いられている。
【０００５】一方、撮影光学系の一部を光軸と略直交す
る面内で移動して、像振れを補正する像振れ補正装置が
提案されているが、前者のアクチュエータでは、駆動方
向が異なるので適用できない。後者のアクチュエータで
は、円筒形のレンズ鏡筒には組み込み難いうえ、光軸に
垂直な面内のＸ方向（左右方向）及びＹ方向（上下方
向）の２方向に駆動する場合には、装置が大型化すると
いう問題があった。
【０００６】また、従来の高速・低トルクを特徴とする
電磁モータを利用する場合には、出力トルクを稼ぐため
に、通常減速ギヤ列が必要となり、さらに、駆動対象物
を平面内で２方向に移動させるには、各々の方向に独立
して駆動対象物を移動させるために、最低でも２組の電
磁モータ及び駆動ギヤ列が必要となる。このために、装
置が大型化し、重量が増すうえ、駆動ギヤ列により応答
性が低下したり、騒音が発生するなどの問題があった。
【０００７】本発明の目的は、平面内を１次元又は２次
元に移動可能であって、例えばカメラのレンズ鏡筒とい
った円筒形状の部分にも組み込み易い超音波アクチュエ
ータを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、少なくとも一対の対向する平行
又は略平行な辺を有する多角形により外形が構成され、
枠板状を呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行
な辺を含む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこ
の枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、
それらの合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運
動を発生する電気機械変換素子とを含むことを特徴とす
る。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記枠辺部に接合される前記電気機械変換素子は互
いに独立して制御されることを特徴とする。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、前記枠辺部の前記所定位置に駆動力取
出部材を備えることを特徴とする。
【００１１】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記駆動力取出部材は、相対移動部材との接触部が
曲面体であることを特徴とする。
【００１２】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４のいずれかの発明において、前記多角形は正４角形で
あるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の近傍で
あることを特徴とする。
【００１３】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
４のいずれかの発明において、前記多角形は正６角形で
あるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の近傍で
あることを特徴とする。
【００１４】
【作用】請求項１又は請求項２の発明によれば、超音波
アクチュエータは、少なくとも一対の対向する平行又は
略平行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠板
状を呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行な辺
を含む枠辺部に接合される電気機械変換素子とを有する
ため、駆動信号により前記電気機械変換素子を励振して
前記弾性体の枠辺部に縦振動モードと屈曲振動モードと
を発生し、その縮退により、前記枠辺部の所定位置に楕
円運動を発生するため、前記弾性体と平行な平面内にお
いて、前記超音波アクチュエータは１次元又は２次元に
移動することができるようになる。
【００１５】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２の発明において、楕円運動が発生する前記所定位
置に駆動力取出部材が備えられるため、効率的に駆動力
が取り出されるようになる。
【００１６】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
において、前記駆動力取出部材は、相対運動部材との接
触部が曲面体であるため、相対運動部材との接触による
駆動力の低下ができるだけ抑制され、効率的に駆動力が
取り出されるようになる。
【００１７】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
請求項４のいずれかの発明において、前記多角形は正４
角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の
近傍であるため、例えばレンズ鏡筒に組み込み易く、か
つレンズ鏡筒に組み込んで光軸に垂直な面の１方向又は
２方向に駆動する場合に、装置を小型化できるようにな
る。
【００１８】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
請求項４のいずれかの発明において、前記多角形は正６
角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の
近傍であるため、例えばレンズ鏡筒に組み込み易く、か
つレンズ鏡筒に組み込んで光軸に垂直な面の１方向又は
２方向に駆動する場合に、装置を小型化できるようにな
る。
【００１９】
【実施例】
（第１実施例）以下、添付図面を参照して、実施例につ
いて、さらに詳しく説明する。図１ないし図４は、本発
明にかかる超音波アクチュエータの第１実施例を示す図
であって、図１は、本実施例の超音波アクチュエータ全
体の構成を示す斜視図であり、図２は、図１の超音波ア
クチュエータの三面図であり、図３は、本実施例の超音
波アクチュエータの動作を説明する線図であり、さら
に、図４は、各電気機械変換素子への制御を示すブロッ
ク図である。
【００２０】図１及び図２に示すように、本実施例の超
音波アクチュエータ１０は、正４角形により外径が構成
された枠板状を呈する弾性体１１と，この弾性体１１の
４つの枠辺部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び１１ｄそれぞ
れの上面に接合される電気機械変換素子である圧電素子
１２ａ及び１３ａ，１２ｂ及び１３ｂ，１２ｃ及び１３
ｃ，１２ｄ及び１３ｄと，弾性体１１の下面の頂点近傍
に設置される駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及
び１４ｄとにより構成される。
【００２１】本実施例の弾性体１１は、外形が正４角形
の枠板状を呈する弾性部材であって、金属又はプラスチ
ック等の弾性材料を用いて製作される。弾性体１１が枠
体状であるために、例えばレンズ鏡筒に組み込み易く、
かつレンズ鏡筒を内部に収容するように組み込んだ場合
に装置の大型化をできるだけ抑制できる。なお、図２
（ａ）には、レンズ鏡筒を組み込んだ場合の位置を一点
鎖線で示す。
【００２２】この弾性体１１には、電気機械変換素子で
ある圧電素子１２ａ及び１３ａ，１２ｂ及び１３ｂ，１
２ｃ及び１３ｃ，１２ｄ及び１３ｄへ駆動電圧を印加す
ることにより、縦振動モードと屈曲振動モードとを発生
させ、これらの合成運動による楕円運動を生じさせるた
め、縦振動モードと屈曲振動モードとをできるだけ一致
させることが重要となる。
【００２３】そのため、弾性体１１の枠辺部１１ａ〜１
１ｄに生じる振動モードと共振周波数とを解析して、弾
性体１１の寸法を設定することが重要である。
【００２４】弾性体１１の４つの枠辺部１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ及び１１ｄには、それぞれ、圧電素子１２ａ
及び１３ａ，１２ｂ及び１３ｂ，１２ｃ及び１３ｃ，１
２ｄ及び１３ｄが、本実施例では接着により、装着され
る。これらの圧電素子はいずれもＰＺＴ等により薄板状
に形成される。
【００２５】各枠辺部１１ａ〜１１ｄそれぞれにおいて
隣接する圧電素子１２ａ及び１３ａ，１２ｂ及び１３
ｂ，１２ｃ及び１３ｃ，１２ｄ及び１３ｄは、互いに一
定距離だけ離間して設置され、各枠辺部１１ａ〜１１ｄ
それぞれにおいて隣接する圧電素子１２ａ及び１３ａ，
１２ｂ及び１３ｂ，１２ｃ及び１３ｃ，１２ｄ及び１３
ｄは分極されており、隣接するそれぞれの圧電素子に位
相がπ／２異なる２相の入力電圧Ａ，Ｂが印加される。
【００２６】隣接する２つの圧電素子１２ａ及び１３
ａ，１２ｂ及び１３ｂ，１２ｃ及び１３ｃ，１２ｄ及び
１３ｄ、互いに極性が同一方向になるように分極され、
高周波電圧Ａ，Ｂは、π／２の時間的位相差を有してい
る。なお、２つの圧電素子１２ａ及び１３ａ，１２ｂ及
び１３ｂ，１２ｃ及び１３ｃ，１２ｄ及び１３ｄの分極
は互いに逆方向であってもよい。
【００２７】駆動力取出部材１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及
び１４ｄは、弾性体１１の縦振動及び屈曲振動の合成振
動により発生する楕円運動を取り出す部分であり、これ
らの駆動力取出部材１１ａ〜１１ｄが加圧接触する固定
部材（相対運動部材）と接触しながら相対運動する。駆
動力取出部材１４ａないし１４ｄは、弾性体１１の下面
であって正４角形の頂点近傍に設置する。この頂点近傍
の位置は、駆動力を効率的に取り出すために弾性体１１
に生じる縦振動の節となる位置を避けた位置であり、本
実施例では、屈曲振動モードにより生ずる、移動平面に
対して略垂直方向の上下振動の腹となる位置とした。
【００２８】本実施例では、駆動力取出部材１４ａない
し１４ｄは、耐摩耗性を向上させるために窒化硅素製と
するとともに、楕円運動をできるだけ阻害しないために
接触部である先端を曲面体としている。
【００２９】図３（Ａ）は、この超音波アクチュエータ
１０に入力される２相の高周波電圧Ａ，Ｂの時間的変化
をｔ1 〜ｔ9 で示す。図３（Ａ）の横軸は、高周波電圧
Ａ，Ｂの実効値を示している。図３（Ｂ）は、超音波ア
クチュエータ１０の断面の変形の様子を示し、超音波ア
クチュエータ１０に発生する屈曲振動の時間的変化（ｔ
1 〜ｔ9 ）を示している。図３（Ｃ）は、超音波アクチ
ュエータ１０の断面の変形の様子を示し、超音波アクチ
ュエータ１０に発生する伸縮振動の時間的変化（ｔ1 〜
ｔ9 ）を示している。図３（Ｄ）は、超音波アクチュエ
ータの駆動力取出部材１４ｂ，１４ｃに発生する楕円運
動の時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）を示している。
【００３０】次に、本実施例の超音波アクチュエータ１
０の動作を、時間的変化（ｔ1 〜ｔ9 ）毎に説明する。
なお、各枠辺部１１ａ〜１１ｄに配置された圧電素子１
２ａ及び１３ａ，１２ｂ及び１３ｂ，１２ｃ及び１３
ｃ，１２ｄ及び１３ｄに独立して駆動電圧を印加した場
合、各枠辺部１１ａ〜１１ｄは全く同様に変形するた
め、図３による説明では、枠辺部１１ｃを例にとって行
う。
【００３１】時間ｔ1 において、図３（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Ｂは同一の正の電圧を発生する。図３（Ｂ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消
し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図３
（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮振動
は伸張する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で
示されるように、節Ｘを中心にして最大の伸長を示す。
その結果、図３（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合
され、質点Ｙ１とＹ２との運動の合成が質点Ｙの運動と
なり、また、質点Ｚ１とＺ２との運動の合成が質点Ｚの
運動となる。
【００３２】時間ｔ2 において、図３（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ａは正の電圧
を発生する。図３（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａに
よる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１が負方向に振幅し、質
点Ｚ１が正方向に振幅する。また、図３（Ｃ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａによる伸縮振動が発生し、質点Ｙ２
と質点Ｚ２とが時間ｔ1 のときよりも縮む。その結果、
図３（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、質点
ＹとＺとが時間ｔ1 のときよりも左回りに移動する。
【００３３】時間ｔ3 において、図３（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図３（Ｂ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａ及びＢによる屈曲運動が合成されて
増幅され、質点Ｙ１が時間ｔ2 のときよりも負方向に増
幅され、最大の負の振幅値を示す。質点Ｚ１が時間ｔ2
のときよりも正方向に増幅され、最大の正の振幅値を示
す。また、図３（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ及び
Ｂによる伸縮振動が互いに打ち消しあい、質点Ｙ２とＺ
２とが元の位置に戻る。その結果、図３（Ｄ）に示すよ
うに、上記両振動が複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ2
のときよりも左回りに移動する。
【００３４】時間ｔ4 において、図３（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ａは零となり、高周波電圧Ｂは負の電圧
を発生する。図３（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ｂに
よる屈曲運動が発生し、質点Ｙ１は時間ｔ3 のときより
も振幅が低下し、質点Ｚ１時間ｔ3 のときよりも振幅が
低下する。また、図３（Ｃ）に示すように、高周波電圧
Ｂによる伸縮振動が発生し、質点Ｙ２とＺ２が収縮す
る。その結果、図３（Ｄ）に示すように、上記両振動が
複合され、質点ＹとＺとが時間ｔ3 のときよりも左回り
に移動する。
【００３５】時間ｔ5 において、図３（Ａ）に示すよう
に、高周波電圧Ａは負の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図３（Ｂ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消
し合い、質点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図３
（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる伸縮振動
は収縮する方向に発生する。質点Ｙ２とＺ２とは矢印で
示されるように、節Ｘを中心にして最大の収縮を示す。
その結果、図３（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合
され、質点ＹとＺとが時間ｔ4 のときよりも左回りに移
動する。
【００３６】時間ｔ6 〜ｔ9 に変化するにしたがって、
上述の原理と同様に屈曲振動及び伸縮振動が発生し、そ
の結果、図３（Ｄ）に示すように、質点Ｙ及び質点Ｚが
左回りに移動し、楕円運動をする。
【００３７】以上の原理により、この超音波アクチュエ
ータは、駆動力取出部材１４ｂ及び１４ｃとの先端に楕
円運動を発生させ、駆動力を発生させる。したがって、
駆動力取出部材１４ｂ及び１４ｃの先端を固定部に加圧
すると、弾性体１１は、固定部に対して自走する。
【００３８】本実施例の超音波アクチュエータ１０は、
圧電素子１２ａ及び１３ａと，圧電素子１３ｃ及び１
２ｃとにそれぞれ位相がπ／２異なる高周波電圧Ａ，Ｂ
を印加することにより、枠辺部１１ａ及び１１ｃそれぞ
れに屈曲振動と伸縮振動との複合振動を起こし、これに
より駆動力取出部材１４ａ及び１４ｄの先端，及び駆動
力取出部材１４ｂ及び１４ｃの先端にＸ方向へ向けての
楕円運動を発生させ、一方、圧電素子１２ｂ及び１３
ｂと，圧電素子１３ｄ及び１２ｄとにそれぞれ位相がπ
／２異なる高周波電圧Ａ，Ｂを印加することにより、枠
辺部１１ｂ及び１１ｄそれぞれに縦振動と屈曲振動との
複合振動を起こし、これにより駆動力取出部材１４ａな
いし１４ｄの先端，及び駆動力取出部材１４ｂ及び１４
ｃの先端にＹ方向へ向けての楕円運動を発生させる。
【００３９】これらとは、互いに独立して行うが、
同時には行ってもよい。独立して行えばＸ方向，Ｙ方向
へ独立して移動するが、同時に行うことによりＸ方向及
びＹ方向の合成方向に移動する。
【００４０】図４は、隣接する２つの圧電素子１２ａ及
び１３ａへの駆動電圧の印加を示すブロック図である。
【００４１】図４において、発振器２０は、各圧電素子
１２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄに高周波電圧Ａ，Ｂを
印加するためのものであり、その出力は分岐して、一方
は、Ｘ方向用移相器２１Ｘ，Ｙ方向用移相器２１Ｙによ
って時間的にπ／２だけ移相された後に、Ｘ方向用の増
幅器２２Ｘ，Ｙ方向用の増幅器２２Ｙに接続され、他方
は、Ｘ方向用の増幅器２３Ｘ，Ｙ方向用の増幅器２３Ｙ
に直接接続される。
【００４２】各増幅器２２Ｘ，２２Ｙ，２３Ｘ，２３Ｙ
は、切換スイッチ２４，２５と，切換スイッチ２６ａ，
２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを介して、各圧電素子１２ａ〜
１２ｄ，１３ａ〜１３ｄに接続される。なお、通常の場
合、切換スイッチ２６ａ〜２６ｄは全てＯＮの状態であ
る。
【００４３】スイッチ２４が図４に示すように上にあ
る場合、圧電素子１２ａ及び１３ｃと，圧電素子１３ａ
及び１２ｃに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音
波アクチュエータ１０は±ｘ方向に並進する。
【００４４】スイッチ２４が下にある場合、圧電素子
１３ａ及び１３ｃと，圧電素子１２ａ及び１２ｃに高周
波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ
１０は弾性体１１の中心部を回転中心にして回転する。
【００４５】スイッチ２５が図４に示すように上にあ
る場合、圧電素子１３ｂ及び１２ｄと，圧電素子１２ｂ
及び１３ｄに高周波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音
波アクチュエータ１０は±ｙ方向に並進する。
【００４６】スイッチ２５が下にある場合、圧電素子
１３ｂ及び１３ｄと，圧電素子１２ｂ及び１２ｄに高周
波電圧Ａ，Ｂが印加されるため、超音波アクチュエータ
１０は弾性体１１の中心部を回転中心にして回転する。
【００４７】なお、切換スイッチ２６ａ〜２６ｄをＯＦ
Ｆすることにより、対向する枠辺部１１ａ及び１１ｃ，
１１ｂ及び１１ｄのいずれか一方だけに駆動電圧を印加
することも可能であり、この場合、前述の又はの場
合にも弾性体１１には回転力が作用する。
【００４８】このように、本実施例では、対向する圧電
素子が同方向へ移動するように駆動電圧を印加して、Ｘ
方向及びＹ方向の一方ないしは両方への並進を行うこと
を基本とするが、対向する圧電素子が互いに逆方向へ移
動するように駆動電圧を印加することにより、並進では
なく、回転させることも可能となる。
【００４９】（第２実施例）図５は、本発明にかかる超
音波アクチュエータの第２実施例を示す斜視図である。
【００５０】本実施例の超音波アクチュエータ１０−１
は、正６角形により外径が構成された枠板状を呈する弾
性体１１−１と，この弾性体１１−１の６つの枠辺部１
１−１ａ，１１−１ｂ，１１−１ｃ，１１−１ｄ，１１
−１ｅ及び１１−１ｆに接合される電気機械変換素子で
ある圧電素子１２−１ａ及び１３−１ａ，１２−１ｂ及
び１３−１ｂ，１２−１ｃ及び１３−１ｃ，１２−１ｄ
及び１３−１ｄ，１２−１ｅ及び１３−１ｅ，１２−１
ｆ及び１３−１ｆと、弾性体１１−１の６つの頂点近傍
に配置された駆動力取出部材１４−１ａ，１４−１ｂ，
１４−１ｃ，１４−１ｄ，１４−１ｅ及び１４−１ｆに
より構成される。
【００５１】このように、弾性体の外形を多角化させる
ことにより、この弾性体の枠辺部に設けられた圧電素子
の設置方向が増加し、超音波アクチュエータの移動方向
を増加させることが可能となる。なお、これ以外の構成
は、前述の第１実施例と全く同様であるため、これ以上
の説明は省略する。
【００５２】（変形例）本発明にかかる超音波アクチュ
エータは、以上詳細に説明した第１実施例及び第２実施
例に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能
であり、それらも本発明に含まれる。
【００５３】例えば、枠板状の弾性体の外形は、第１実
施例の正４角形，第２実施例の正６角形に限定されるも
のではなく、少なくとも一対の対向する平行又は略平行
な辺を有する多角形であればよい。例えば、台形，長方
形，正８角形等であってもよい。
【００５４】また、本実施例では電気機械変換素子とし
て、圧電素子を用いたが、電歪素子や磁歪素子等を用い
ることも可能である。
【００５５】さらに、本発明の超音波アクチュエータ
は、振れ補正装置の駆動源以外に、顕微鏡用ＸＹステー
ジの駆動装置やプロッタ用紙の送り装置の駆動装置等に
用いることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１又
は請求項２の発明によれば、超音波アクチュエータは、
少なくとも一対の対向する平行又は略平行な辺を有する
多角形により外形が構成され、枠板状を呈する弾性体
と，前記弾性体のうちの前記平行な辺を含む枠辺部に接
合される電気機械変換素子とを有するため、駆動信号に
より前記電気機械変換素子を励振して前記弾性体の枠辺
部に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、その縮
退により、前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生する
ため、前記弾性体と平行な平面内において、前記超音波
アクチュエータは１次元又は２次元に移動できる。
【００５７】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２の発明において、前記枠辺部の前記所定位置に駆
動力取出部材が備えられるため、効率的に駆動力を取り
出すことができる。
【００５８】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
において、前記駆動力取出部材は、相対運動部材との接
触部が曲面体であるため、相対運動部材との接触による
駆動力の低下ができるだけ抑制され、効率的に駆動力を
取り出すことができる。
【００５９】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
請求項４のいずれかの発明において、前記多角形は正４
角形であるとともに、前記所定位置は正４角形の頂点の
近傍であるため、例えばレンズ鏡筒に組み込み易く、か
つレンズ鏡筒に組み込んで光軸に垂直な面の１方向又は
２方向に駆動する場合に、装置を小型化できる。
【００６０】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
請求項４のいずれかの発明において、前記多角形は正６
角形であるとともに、前記所定位置は正６角形の頂点の
近傍であるため、例えばレンズ鏡筒に組み込み易く、か
つレンズ鏡筒に組み込んで光軸に垂直な面の１方向又は
２方向に駆動する場合に、装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の超音波アクチュエータ全体の構成
を示す斜視図である。
【図２】図１の超音波アクチュエータの三面図である。
【図３】第１実施例の超音波アクチュエータの動作を説
明する線図である。
【図４】各電気機械変換素子への制御を示すブロック図
である。
【図５】第２実施例の超音波アクチュエータ全体の構成
を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，１０−１ 超音波アクチュエータ １１，１１−１ 弾性体 １１ａ〜１１ｄ，１１−１ａ〜１１−１ｆ 枠辺部 １２ａ〜１２ｄ，１３ａ〜１３ｄ １２−１ａ〜１２−
１ｆ，１３−１ａ〜１３−１ｆ 圧電素子 １４ａ〜１４ｄ，１４−１ａ〜１４−１ｆ 駆動力取出
部材 ２０ 発振器 ２１Ｘ Ｘ方向用移相器 ２１Ｙ Ｙ方向用移相器 ２２Ｘ，２３Ｘ，２２Ｙ，２３Ｙ 増幅器 ２４，２５ 切換スイッチ ２６ａ〜２６ｄ 切換スイッチ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一対の対向する平行又は略平
    行な辺を有する多角形により外形が構成され、枠板状を
    呈する弾性体と，前記弾性体のうちの前記平行な辺を含
    む枠辺部に接合されており、駆動信号によりこの枠辺部
    に縦振動モードと屈曲振動モードとを発生し、それらの
    合成運動により前記枠辺部の所定位置に楕円運動を発生
    する電気機械変換素子とを含むことを特徴とする超音波
    アクチュエータ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された超音波アクチュエ
    ータにおいて、 前記枠辺部に接合される前記電気機械変換素子は互いに
    独立して制御されることを特徴とする超音波アクチュエ
    ータ。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載された超
    音波アクチュエータにおいて、 前記枠辺部の前記所定位置に駆動力取出部材を備えるこ
    とを特徴とする超音波アクチュエータ。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載された超音波アクチュエ
    ータにおいて、 前記駆動力取出部材は、相対運動部材との接触部が曲面
    体であることを特徴とする超音波アクチュエータ。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
    に記載された超音波アクチュエータにおいて、 前記多角形は正４角形であるとともに、前記所定位置は
    正４角形の頂点の近傍であることを特徴とする超音波ア
    クチュエータ。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
    に記載された超音波アクチュエータにおいて、 前記多角形は正６角形であるとともに、前記所定位置は
    正６角形の頂点の近傍であることを特徴とする超音波ア
    クチュエータ。
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