JPS62196089A - 振動波モ−タ - 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〕 本発明は振動体上に発生させる進行性振動波により移動
体を駆動する振動波モータ、特にその振動体の回転止め
に圓する。

〔従来技術〕

振動波モータは、電歪素子に周波電圧を印加したときに
生ずる振動運動を回転運動又は−次元運動に変換するも
ので、従来の電磁モータに比べて巻線を必要としないた
め、構造が簡単で小型になシ、低速回転時にも高トルク
が得られるという利点があり、近年注目されている。

第１図、第２図は従来の振動波モータの駆動原理を示す
もので、第１図は上記モータの振動波の発生状態を示し
ている。振動体１５（通常は金Ｊ＠）Ｋ接着された電歪
素子１４ａ、Ｗｂけ、振動体１５の片側、適度Ｋｉｔ％
ｔｔ’を念所に１空間的にλ／４　の位相ずれを満足す
るように配置されている。

振動体１５を電歪素子１４ａ、１４ｂの一方の電極とし
、電歪素子１４ａＶＣは、交流電源３ａからＶ　＝　Ｖ
ｏｓｉｎ　ｃｔ＋ｔ　、電歪素子１４１＋［Ｆｉ９０”
移相器５ｂを通してλ／４位相のずれ九Ｖ＝Ｖ□５ｉｎ
（ωｔ±π／２）の交流電圧を印加する前記式中の（＋
）（−）　　が移動体１７を動か丁方向によって移相器
３ｂで切換えられる。今、（−）側に切換えてあり、電
歪素子１４ｂにＦｉＶ　＝　Ｖｏ　ｓｉｎ　（ωｔ−π
／２）の電圧が印加されているとする。電歪素子１４ａ
だけが単独で電圧Ｖ　＝　Ｖｏ　８ｉｎωｔによシ振動
した場合は、同図（ａ）に示すような定在波による振動
が起り、電歪素子ｊ４ｂだけが単独で電圧Ｖ　＝　Ｖｏ
ｓｉｎ（ωｔ　−ｘ／２　）　Ｋよシ振動した場合は、
同図（ｂ）に示すような定在波による振動が起る。

上記位相のずれた２つの交流電圧を同時に各々の電歪素
子１４ａ　、　１４ｂに印加すると振動数は進行性にな
る。（イ）は時間ｔ＝２ｎπ／ω、（ロ）はｔ＝π／２
ω＋２ｎπ／ω、（ハ）はｔ＝π／ω＋２ｎπ／ω、　
（ニ）はｔ＝Ｓπ／２ω＋２ｎπ／ωの時のもので、振
動波の波面はＸ方向に進行する。

このような進行性の振動波ｔｒｉ縦波と横波を伴なって
おシ、第２図に示すように振動体１５の質点Ａについて
着目すると、縦振幅Ｕと横振幅Ｗで反時計方向の回転楕
円運動をしている。振動体１０表面には移動体１７が加
圧接触しており振動面の頂点にだけ接触することＫなる
から（実際には、ある幅をもって面接触している）、頂
点における質点Ａ、Ａ、・・・・・・・の楕円運動の縦
振＠Ｕの成分に駆動され、移動体１７は矢印Ｎ方向に移
動する。９０″移相器によシ＋９０°位相をずらせば振
動波は−Ｘ方向に進行し、移動体１７ＦｉＮ方向と逆向
きに移動する。

上記のよりに振動波モータは振動体の振動により移動体
を摩擦駆動する為、通常大きな振動を振動体に発生する
よう振動体を所望の振動モードで共振させて用いるが、
その場合の振動体の支持方法は、フェルト等の吸振材に
加圧接触させただけである為、ロータが高負荷である場
合、振動体がその反力で回転してしまうという欠点が６
つ几。例えば−眼レフカメラ等のレンズ鏡胴等の精密機
器に組み込んだ際にけ振動体が基準位置よりずれ、振動
波モータにより制御される焦点調節等の正確な制御が行
なわれないといつ九問題があった。更にその対策として
回転止めを振動体に取り付けた場合振動体の共振状Ｗ１
４に悪影響を与える欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記欠点を除去し、振動波モータの振動
体の回転止めを確実くしかも振動体の撮動に悪影響を与
えないようにぜんとするもので、本発明の特徴とする処
は、位相的に配置又は分極された電気−機械エネルギー
変換素子に周波電圧を印加し、波長λの進行性振動波を
発生する摂動体と前記進行性振動波によ〕摩擦駆動され
る移動体とを有する撮動波モータに於て、前記振動波の
複数の回転止め部材を該複数の回転止め部材の間隔が３
Ａｎλ（ｎは整数）以外の箇所に配置し九点に存する。

〔実施例〕

本発明の実施例として具体的に振動波モータを組込んだ
一眼レフカメラ用交換レンズに適用した例について説明
する。

第３図は振動波モータを一眼レフカメラ用交換レンズ（
適用した際の、レンズの構造を示すものであり、同図に
於いて１は不図示のカメラ本体のレンズ取付部に取り付
けられるマウントを示し、２は回転ネジ、Ｓは前記マウ
ント１と固定ネジ２で一体的に結合される固定筒を示す
。

４は裏蓋で前記マウント１とは弾性部４ａＶｃよシ弾性
的に固定鏡筒６側に結合させる。″１九５は不図示のカ
メラ本体との信号授受をおこなう複数の接点部を示す。

６は後述する振動波モータで回転される回転へりコイド
ネジを有する回転筒で７は前記回転ヘリコイドネジと螺
合する直進筒を示す。

回転筒６が後述する振動波モータで回転されると、直進
筒７内Ｉ／ｃある８で示すレンズ部が直進しピント調節
が行なわれる。また、直進？ｌＴ７は絞〕ユニット９を
有しておシ絞シュニット９４レンズ部８と一体的に直進
する。なお１０は絞ルユニット９の絞シ羽根を駆動する
モータのコイルを示しているが、本発明とは直接関係が
ないので、その詳細は省略する。

１１は皿バネで構成され、固定筒３内に挿入される。皿
バネ１１は１２で示す座金、１３で示すフェルト等の材
質から成る振動吸収体を重ね該振動吸収体１５側には、
複数の電歪素子１４を位相差的に配列するか、または複
数に位相差的に分極処理された電歪素子１４を断面形状
が台形型の環状の振動体１５に接合し、前記電歪素子１
４に不図示の電源よ）電圧を印加し、前記振動体＋５に
進行性振動波を発生式せる。

鍔部１７ａを有する移動体１７は前記回転筒６とは１８
で示すゴム環を介して１９で示すピンで一体的に結合さ
せ、振動体１５に発生する進行性振動波で移動体１７と
一体的に回転筒６を回転させる。前記回転筒６にはＶ溝
６ａを設け、２０で示す複数個のボールを前記固定筒３
！ＩＣ嵌合されたポール受け２１と前記固定筒３と螺合
したボール押え２２で保持し回転筒６の摩擦抵抗を減ら
し回転の円滑化をはかつている。

前記皿バネ１１によって光軸方向に付勢されることによ
って、前記振動体１５と前記鍔部１７ａｔ有する移動体
１７とは加圧接触し、前記振動体１５によって発生され
た進行性振動波によシ前記移動体１７ｉ；ｊ摩擦駆＃さ
れる。５０は振動体の回転止め部材である。

次に電歪素子１４を分極処理して用いる場合の例につい
て第４図を参照して説明する。電歪素子１４ａ＃″ｉ第
５図（ａ）　Ｋ示すように二つの分極処理部１４ａ・１
４ｂ′を持ち、その各々の分極処理は複数にされている
。この分極処理部１４ａと１４ｂは物理的（波長λ／４
ずれている。同図で（＋）・（−）の表示は互いに分極
処理の方向が異なることを示し電圧を印加し念とき（＋
）は伸び（−）　ｉｆ縮むように変移することを示して
いる。（＋）部ト（−）部の和によって定まる長さは入
力する周波数によって定まる一波長λ分の長さに相当す
る。電歪素子１４０円周は（＋）部と（−）部の和によ
って定まる長さの自然数倍で、同図では６倍分の円周を
持っている。第４図（ｂ）は電歪素子１４の上面（振動
体側）の電極１４Ｃで振動体側に接地し同図ＣＱ）は電
歪素子１４の下面（振動力吸収体側）の電極パター：／
　１４４．Ｍｅ、１１ｆ。

１４ｇを示し、１４（Ｌは分極処理部１４ａに１４ｅは
分極処理部１４ｂ［対応する位置に設けられ、１４ｆは
共振周波数を検知するセンサー用電極部でｊ４ｇはＮＣ
と同電位で接地され前記電歪素子の下面側で不図示のリ
ード線に接続され、各々対応する分極処理部＋４ａ、＋
４ｂに電圧が印加される。

次に第５図は電歪素子１４の構成及び振動上−ドを示す
平面図で扇状の部分が（＋）（−）の記号で示す厚み方
向く分極処理されている。１４ａで示されて人相の電歪
素子群に交流電圧Ｖ　＝　Ｖ。

ｓｉｎωｔ　を印加すると１００ａで示される人相のλ 揚動モードの定在波が発生し、また−位相のすれた位置
にある１４１）で示されるＢ相の電歪素子群に交流電圧
Ｖ＝±Ｖ□Ｃｏ８ωｔ　を印加すると１００ｋ＞で示さ
れるＢ相の振動モードの定在波が発生する。これら２つ
の振動モードを合成すると電歪素子１４に接合される振
動体１５に進行性振動波が発生ずる。但し、前記Ｖ＝±
ｖｏｃｏｅωｔの符号中、−を切り換えることにより進
行方向が切換わる。

ｇ６図は振動体１５に回転止め用部材５ｏを取りつけた
時の平面図であり振動体１５１Ｃ発生する進行波の波長
をλとすると、２つの回転止め用部材５０の間隔が２−
λの位置に配置されている場合である。ｌ０１ａｌｄあ
る時刻での進行波で、＋ｏ＋ｂは所定時間経過した時の
進行波である。今進行波が１０１ａの場合回転止め用部
材５０ａは進行波の節の位置であるが回転止め用部材ｓ
ｏｂは進行波の腹の位置である。次に所定時間経過する
と進行波は１０１ｂとなるがその時は逆に回転止め用部
材５０ａは進行波の腹、回転止め用部材ｓｏｂは進行波
１０１ｂの節の位置となる。

一般に進行波の抵抗と考えられる回転止め部材５ＯＦｉ
進行波を反射したり振動の節になり易く、特に回転止め
尾部材５００間隔が％ｎ（ｎｉ；ｌ整数）の長さの場合
進行波の抵抗が著しく進行波が効率よく伝播されなくな
る。これに対して、λ 本願発明は回転止め用部材５０ａ　、　ｓｏｂの間隔か
−以外の箇所に配置したので複数の回転止め用部材が同
時に進行波の節位置（来ることはなく進行波をそれ程阻
止せずに伝播させることが可能である。

λ また特に回転止め用部材を−（２ｎ＋１　）（但しｎは
整数）の間隔で配置し念場合が最も有効となる。

またこの実施例では振動体１５に回転止め用部材を設け
たが振動体ではなく電歪素子に接合あるいは穴や溝を設
けて設置されれば良い。換言すれば、振動体の移動を阻
止する位置であればどこでも良い。さらに、本実施例で
は回転止め部材を２箇所に配置したが、その数に特定す
るものではないことはもちろんでるる。

〔発明の効果〕

以上説明したように振動体の複数の回転止めλ 部材の間隔を＝ｎ（但しｎ＃ｉ整数）以外の箇所に設け
たことより、進行波を阻止することなく進行波に悪影響
を与えず振動波モータの効率が向上する効果がある。さ
らには振動体を確素に固定することによ〕特に精密な精
度を要求されるカメラ等に振動波モータを組み込んだ際
には多大な効果を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は振動波モータ作動説明図、第３図は撮
動波モータを組み込んだ一眼レフレックスカメラレンズ
の断面図、 第４図（ａｔ、（１）ｌ、（ｃｌは電歪素子の分極状態
、表面裏面を表わす図、 第５図は、第４図に示される電歪素子に発生する定在波
モードを示す図、 第６図は振動体く発生する進行波モードを示す図である
。 １４・・・電歪素子 １３・・・振動吸収体 １５・・・振動体 ５０・・・回転止め部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 位相的に配置又は分極された電気−機械エネルギー変換
   素子に周波電圧を印加し、波長λの進行性振動波を発生
   する振動体と前記進行性振動波により摩擦駆動される移
   動体とを有する振動波モータに於て、前記振動体の複数
   の回転止め部材を、該複数の回転止め部材の間隔が（１
   ／２）ｎλ（ｎは整数）以外の箇所に配置したことを特
   徴とする振動波モータ。