(57)【要約】  弾性体と、弾性体を振れ回り振動させる電気機械変換部と、振れ回り振動の腹において弾性体に接触して駆動力を受けて回転する回転体とを備え、回転体は、回転の回転軸の延在方向の一定の位置で弾性体に接触する。上記振動アクチュエータにおいて、弾性体は、弾性体において振れ回り振動の腹を含む領域に配される弾性体接触部を有し、回転体は、回転体において弾性体接触部に接触して駆動力を受ける回転体接触部を有し、弾性体接触部および回転体接触部の一方は、回転軸に対して傾斜しつつ弾性体接触部および回転体接触部の他方に接触する接触面を含んでもよい。
2009034885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体と、
前記弾性体を振れ回り振動させる電気機械変換部と、
前記振れ回り振動の腹において前記弾性体に接触して駆動力を受けて回転する回転体と
を備え、
前記回転体は、前記回転の回転軸の延在方向の一定の位置で前記弾性体に接触する振動アクチュエータ。
【請求項２】
前記弾性体は、前記弾性体において前記振れ回り振動の腹を含む領域に配される弾性体接触部を有し、
前記回転体は、前記回転体において前記弾性体接触部に接触して駆動力を受ける回転体接触部を有し、
前記弾性体接触部および前記回転体接触部の一方は、前記回転軸に対して傾斜しつつ前記弾性体接触部および前記回転体接触部の他方に接触する接触面を含む請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記弾性体は、筒型をなし、
前記回転体接触部は、前記弾性体の内面に接触する
請求項２に記載の振動アクチュエータ。
【請求項４】
前記電気機械変換部は、
前記弾性体の外面における、前記弾性体の周方向の異なる位置に配置された３以上の電気機械変換素子を有する請求項３に記載の振動アクチュエータ。
【請求項５】
前記回転体は、前記回転体接触部の回転を前記弾性体の外部に伝達する回転伝達軸を備え、
前記回転伝達軸は、前記回転軸に沿った方向の各位置において、前記弾性体の内径に対して、当該位置における前記振れ回り振動の振幅より大きい差をなす外径を有する請求項４に記載の振動アクチュエータ。
【請求項６】
前記回転体接触部は、前記回転軸に沿った方向の各部において、前記回転伝達軸の外径よりも大きい外径を有する請求項５に記載の振動アクチュエータ。
【請求項７】
前記弾性体接触部は、前記弾性体の端部以外に配される請求項２に記載の振動アクチュエータ。
【請求項８】
前記弾性体接触部および前記回転体接触部は、前記弾性体の長手方向における中央付近に配される請求項７に記載の振動アクチュエータ。
【請求項９】
前記弾性体は、前記振れ回り振動の腹を生じる部分において、当該部分以外の部分における曲げ剛性より小さい曲げ剛性を有する請求項８に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記弾性体は、前記振れ回り振動の腹を生じる部分において、当該部分以外の部分における肉厚より薄い肉厚を有する請求項９に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１１】
前記弾性体は、前記振れ回り振動の腹を生じる部分に切り欠き部を有する請求項９に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１２】
前記回転体接触部を前記弾性体接触部に向かって付勢する付勢部を更に備える請求項９に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１３】
前記回転体接触部は、円柱形または円錐台形の形状を有し、
前記弾性体接触部は、前記回転体接触部を前記回転軸に沿った方向について係止する肩部を含み、
前記回転軸に沿った方向について、前記回転体接触部を前記肩部に向かって付勢する付勢部を更に備える請求項９に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１４】
前記回転体接触部は、前記弾性体に生じた前記振れ回り振動の腹の複数の位置で、前記弾性体接触部に接触し、
前記弾性体接触部に向かって前記回転体接触部を付勢する付勢部を更に備える請求項２に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１５】
前記弾性体接触部は、
前記弾性体の一端に向けられた第１弾性体接触部と、
前記弾性体の他端に向けられた第２弾性体接触部と
を有し、
前記回転体接触部は、
前記第１弾性体接触部に接触する第１回転体接触部と、
前記第２弾性体接触部に接触する第２回転体接触部と
を有し、
前記第１弾性体接触部、前記第２弾性体接触部、前記第１回転体接触部および第２回転体接触部のいずれかは、前記接触面を含む請求項１４に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１６】
前記付勢部は、
前記第１回転体接触部を前記第１弾性体接触部に向かって付勢し、
前記第２回転体接触部を前記第２弾性体接触部に向かって付勢する
請求項１５に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１７】
前記弾性体接触部は、前記振れ回り振動に生じた一の腹の異なる位置に設けられた前記第１弾性体接触部および前記第２弾性体接触部を含む請求項１５に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１８】
前記弾性体は、前記弾性体の前記一の腹が生じる位置において内面に突出する突起部を有し、
前記突起部は、
前記弾性体の一端に向けられた第１面を含む前記第１弾性体接触部と、
前記弾性体の他端に向けられた第２面を含む前記第２弾性体接触部と
を有し、
前記回転体接触部は、
前記第１面に接触する第１回転体接触部と、
前記第２面に接触する第２回転体接触部と
を有し、
前記第１面、前記第２面、前記第１回転体接触部および第２回転体接触部のいずれかは、前記接触面を含む請求項１７に記載の振動アクチュエータ。
【請求項１９】
前記回転体は、前記回転体接触部の回転を前記弾性体の外部に伝達する回転伝達軸を有し、
前記第１回転体接触部は、前記駆動力を前記回転伝達軸に伝達しつつ、前記回転伝達軸に対して軸方向に沿って摺動可能に設けられる請求項１８に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２０】
前記弾性体接触部は、前記振れ回り振動の異なる腹に設けられた前記第１弾性体接触部および前記第２弾性体接触部を含む請求項１５に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２１】
前記第１弾性体接触部および前記第２弾性体接触部は、前記弾性体の両端において外側に広がって開口したすり鉢型であり、
前記第１回転体接触部の外径は、前記第１弾性体接触部の最大内径より小さく、且つ、最小内径より大きく、
前記第２回転体接触部の外径は、前記第２弾性体接触部の最大内径より小さく、且つ、最小内径より大きい
請求項２０に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２２】
前記第１回転体接触部および前記第２回転体接触部は、円錐台型であり、
前記第１弾性体接触部および前記第２弾性体接触部のそれぞれの内径は、前記第１回転体接触部および前記第２回転体接触部のそれぞれの最大外径より小さく、最小外径より大きく、
前記付勢部は、前記第１回転体接触部を前記第１弾性体接触部に向かって、前記第２回転体接触部を前記第２弾性体接触部に向かって、それぞれ付勢し、前記第１回転体接触部および前記第２回転体接触部の間に前記弾性体を挟む請求項２１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２３】
前記回転体接触部および前記弾性体接触部の一方は、当該回転体接触部および当該弾性体接触部を含む前記回転体をまたは前記弾性体よりも高い耐摩耗性を有する請求項２に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２４】
前記回転体接触部は、前記回転体の他の部分よりも高い耐摩耗性を有し、
前記弾性体接触部は、前記弾性体の他の部分よりも高い耐摩耗性を有する
請求項２３に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２５】
前記回転体接触部および前記弾性体接触部の一方は、前記回転体接触部を含む前記回転体または前記弾性体接触部を含む前記弾性体の他の部分のビッカース硬さよりも高いビッカース硬さを有する請求項２４に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２６】
前記回転体接触部および前記弾性体接触部の一方は他方に接触する接触面を有し、
前記回転体接触部および前記弾性体接触部の前記他方は前記一方に接触する接触角部を有し、
前記接触面のビッカース硬さは、前記接触角部のビッカース硬さよりも高い請求項２５に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２７】
前記回転体接触部は、前記回転体と別体で形成されて、前記回転体に対する回転を規制された状態で前記回転体に取り付けられている請求項２６に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２８】
前記弾性体接触部は、前記弾性体と別体で形成されて、前記弾性体に対する回転を規制された状態で前記弾性体に取り付けられている請求項２７に記載の振動アクチュエータ。
【請求項２９】
請求項１から請求項２８までのいずれかに記載の振動アクチュエータと、
前記振動アクチュエータにより駆動される光学部品とを有するレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒により結合された画像を記録する撮像部と
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動アクチュエータおよび撮像装置に関する。なお、本出願は、下記の日本出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
特願２００７−２３５９９９号    出願日  ２００７年０９月１１日
特願２００７−２６２７２３号    出願日  ２００７年１０月０５日
特願２００７−３０９４７５号    出願日  ２００７年１１月２９日
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、送りネジ型超音波モータの構造が記載されている。この超音波モータは、振動体の振動によりネジ棒を軸方向に進退させる。また、特許文献２には、チューブ型超音波モータが記載されている。この超音波モータは、セラミクスにより形成された弾性体を備え、耐磨耗性に優れる。
【特許文献１】米国特許第６９４０２０９号明細書
【特許文献２】特開２００７−０４９８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１および特許文献２に記載された超音波モータは、振動体とネジ棒または回転子との間に適切なクリアランスが設けられている。しかしながら、クリアランスの設定は専ら部材の寸法精度に頼っている。このため、振動体およびネジ棒の間に塵芥等が挟まった場合、振動体の振動が円滑に伝播されなくなる。また、製造公差、環境条件、負荷等の相違により動作効率が変化する。更に、セラミクス等の耐磨耗性の高い材料は、材料自体が高価な上に加工性が低い。このため、振動アクチュエータは高価になりがちで、利用範囲が制限されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明の第１の形態として、弾性体と、弾性体を振れ回り振動させる電気機械変換部と、振れ回り振動の腹において弾性体に接触して駆動力を受けて回転する回転体とを備え、回転体は、回転の回転軸の延在方向の一定の位置で弾性体に接触する振動アクチュエータが提供される。【０００５】
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い。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態に係る振動アクチュエータ１００の分解斜視図である。
【図２】振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図３】振動アクチュエータ１００の動作を説明する概念図である。
【図４】作用部２００の他の構造を示す部分断面図である。
【図５】作用部２００の更に他の構造を示す部分断面図である。
【図６】他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図７】浮動型回転体接触部１８０の構造を示す水平断面図である。
【図８】作用部２００の他構造を示す部分断面図である。
【図９】作用部２００の更に他の構造を示す部分断面図である。
【図１０】一実施形態に係る振動アクチュエータ１００の分解斜視図である。
【図１１】振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図１２】振動アクチュエータ１００の動作を説明する概念図である。
【図１３】作用部２００の他の構造を示す部分断面図である。
【図１４】他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図１５】また他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図１６】更に他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図１７】更に他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図１８】振動アクチュエータ１００の動作を説明する概念図である。
【図１９】作用部２００の他の構造を示す部分断面図である。
【図２０】作用部２００の更に他の構造を示す部分断面図である。
【図２１】一実施形態に係る振動アクチュエータ１００の分解斜視図である。
【図２２】振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図２３】振動アクチュエータ１００の動作を説明する概念図である。
【図２４】他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図２５】また他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。
【図２６】撮像装置４００の構造を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０００７】
１００  振動アクチュエータ、１１０、１６０  位置決め部材、１１１、１６１  フランジ部、１１２、１６２  ネジ山部、１１３、１６３  円板部、１１４、１６４  軸受け部、１１６、１６６、２２１  円筒部、１１８、１６８、１８２  挿通穴、１１９  薄化部、１２０  弾性体、１２１、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９  駆動面、１２２、２２２、２３４、２３８  ネジ溝部、１２４  小径部、１３０、２３０  電気機械変換部、１３１、２３１  電極、１３３  圧電材料板、１３２、１３４、１３６、１３８  電気機械変換素子、１４０  回転体、１４１、１８１  被駆動部、１４２  一体型回転体接触部、１４３、１４５、１８３、１８５  被駆動面、１４４  回転伝達軸、１４６  回転伝達リブ、１４７  上側回転伝達軸、１４８  下側回転伝達軸、１５０  付勢部、１５２、１５４  付勢部材、１６５  ワッシャ、１７０  出力ギア、１７２  軸穴、１７４、１８４  切欠き部、１７６  歯部、１８０  浮動型回転体接触部、２００  作用部、２１３  弾性体接触部、２１５  第１弾性体接触部、２１７  第２弾性体接触部、２２６、２３６、２４６  フランジ部、２２３、２３３、２４３  回り止め部、２３２  圧電材料管、２３９  共通電極、３００  振動体、３１０、３２０  接触部材、３１１  被駆動部、３１２、３２２  貫通穴、３１３  被駆動面、３１４、３２４  切欠き部、３２１  駆動面、３２３  駆動部、４００  撮像装置、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  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  撮像素子、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
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。しかしながら、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。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。
【実施例１】
【０００９】
図１は、一実施形態に係る振動アクチュエータ１００の分解斜視図である。なお、以下の記載においては、図面の表示に従って、各要素の軸方向の一端を上端、他端を下端と記載する。しかしながら、このような記載は、振動アクチュエータ１００の使用を、図示の方向に限定するものではない。【００１０】
振動アクチュエータ１００は、弾性体１２０と、弾性体１２０を振れ回り振動させる電気機械変換部１３０と、弾性体１２０の端部以外の振れ回り振動における腹で弾性体１２０に接触して振れ回り振動による駆動力を受けて回転する回転体１４０とを備える。また、この振動アクチュエータ１００は、回転体１４０を回転自在に支持する位置決め部材１１０、１６０と、回転体１４０を付勢する付勢部材１５２と、回転体１４０の回転を外部に伝達する出力ギア１７０とを備える。【００１１】
回転体１４０は、円柱状の回転伝達軸１４４と、回転伝達軸１４４の軸方向の中程に形成された、やはり円柱状の一体型回転体接触部１４２とを一体的に有する。一体型回転体接触部１４２の外径は、回転伝達軸１４４の外径よりも大きい。【００１２】
弾性体１２０は、回転体１４０よりも短い筒型をなして、長手方向に貫通する貫通穴を有する。貫通穴は、円形の断面形状を有して、上端において一体型回転体接触部１４２の外径よりも大きな内径を有する。また、貫通穴の端部近傍には、ネジ溝部１２２、２２２（不図示）を有する。【００１３】
一方、弾性体１２０の外周面には、長手方向の中程に、弾性体１２０の外径を減じる薄化部１１９が形成されている。薄化部１１９が形成された部分においては、弾性体１２０の肉厚が薄くなっている。なお、弾性体１２０は、種々の金属、プラスチックまたはセラミックスにより形成し得る。【００１４】
電気機械変換部１３０は、３以上、好ましくは４以上の領域に個別に配置できる寸法を有する電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を含む。互いに略同じ寸法を有する電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８の各々は、弾性体１２０の長手方向に長い矩形で、弾性体１２０の外周面に倣った曲面をなす。【００１５】
電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８は、駆動電圧を印加された場合に伸張する圧電材料を含む。具体的には、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む。【００１６】
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、弾性体１２０自体を担体にして、弾性体１２０の表面に圧電材料層を形成して、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を形成してもよい。圧電材料に駆動電圧を印加する場合に用いる電極は、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してもよい。【００１７】
位置決め部材１１０は、フランジ部１１１およびネジ山部１１２を有する。位置決め部材１６０も、フランジ部１６１およびネジ山部１６２を有する。位置決め部材１１０、１６０のそれぞれにおいて、フランジ部１１１、１６１は、弾性体１２０の貫通穴の内径よりも大きな外径を有する。また、フランジ部１１１、１６１は、弾性体１２０の貫通穴の内径よりも大きな外径を有する。【００１８】
更に、フランジ部１１１、１６１の中央には、回転伝達軸１４４の外径と略同じ内径を有する軸受け部１１４、１６４が形成される。ネジ山部１１２、１６２は、弾性体１２０のネジ溝部１２２、２２２に螺合する寸法を有する。【００１９】
付勢部材１５２は、一体型回転体接触部１４２の外径よりも小さな外径と、回転伝達軸１４４の外径よりも大きな内径とを有する。図中では回転体１４０に挿入されたコイルばねとして描かれているが、この構造に限られるものではない。【００２０】
出力ギア１７０は、中心に軸穴１７２を有する。軸穴１７２は、回転体１４０の回転伝達軸１４４に嵌着する内径を有する。軸穴１７２に回転伝達軸１４４を嵌着させた場合に、出力ギア１７０は回転体１４０の回転と一体的に回転する。【００２１】
図２は、振動アクチュエータ１００の縦断面図である。なお、図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。【００２２】
電気機械変換素子１３２、１３４（不図示）、１３６、１３８（不図示）を含む電気機械変換部１３０は、弾性体１２０の周面上に接着されて、振動体３００を形成する。これにより、駆動電圧が印加されて電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８のいずれかが伸張した場合に、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８が接着された部分において弾性体１２０も共に伸張する。【００２３】
一方、弾性体１２０の貫通穴は、図中の上側において大きく、下側においては小さな内径を有する。また、貫通穴の中程に、異なる内径の内面を結合する傾斜した駆動面１２１をなす弾性体接触部２１３を有する。傾斜した駆動面１２１は、弾性体１２０の内周面に沿ってすり鉢状の環状面をなす。【００２４】
位置決め部材１１０、１６０のそれぞれは、ネジ溝部１２２、２２２に対してネジ山部１１２、１６２を螺着させることにより、弾性体１２０の長手方向両端に装着される。装着された位置決め部材１１０、１６０は、各々のフランジ部１１１、１６１が弾性体１２０の端面に当接することにより弾性体１２０の両端に停まる。【００２５】
なお、本実施形態では、位置決め部材１１０のネジ山部１１２を弾性体１２０のネジ溝部１２２に、位置決め部材１６０のネジ山部１６２を弾性体１２０のネジ溝部２２２にそれぞれ螺合させることにより位置決め部材１１０、１６０が固定される。しかしながら、位置決め部材１１０、１６０は、接着、嵌め合い等の他の方法により弾性体１２０に固定されてもよい。【００２６】
回転体１４０は、弾性体１２０の貫通穴に挿通される。ここで、回転伝達軸１４４の下端および上端は位置決め部材１１０、１６０の軸受け部１１４、１６４を通じて外部まで延在する。回転伝達軸１４４は、上端側においてより長く延在して、先端部に出力ギア１７０が装着される。【００２７】
なお、図示の例では回転体１４０の一端に出力ギア１７０を装着した。しかしながら、回転伝達軸１４４を下方にも延長して、回転体１４０の両端に出力ギア１７０を装着することもできる。【００２８】
回転伝達軸１４４は、位置決め部材１１０、１６０の軸受け部１１４、１６４により、回転自在に位置決めされる。軸受け部１１４、１６４は、転がり軸受け、滑り軸受け等であってもよい。軸受け部１１４、１６４および回転伝達軸１４４の間の間隙は十分に小さいので、弾性体１２０の内部まで塵芥が侵入することが防止される。【００２９】
一方、一体型回転体接触部１４２は、弾性体１２０の内面の駆動面１２１に当接する。換言すれば、弾性体１２０の貫通穴は、駆動面１２１よりも上側においては、一体型回転体接触部１４２の外径よりも大きな内径を有する。また、駆動面１２１よりも下側においては、一体型回転体接触部１４２の外径よりも小さな内径を有する。これにより、一体型回転体接触部１４２外周の下側角部が、被駆動部１４１として駆動面１２１に当接する。【００３０】
付勢部材１５２は、回転伝達軸１４４を挿通させることにより弾性体１２０の内部に配置される。ここで、付勢部材１５２の上端は位置決め部材１６０の下面に、付勢部材１５２の下端は一体型回転体接触部１４２の上面に、それぞれ当接する。【００３１】
更に、付勢部材１５２は、位置決め部材１６０および一体型回転体接触部１４２の間で圧縮された状態で装着される。従って、付勢部材１５２は、一体型回転体接触部１４２を下方に付勢する。【００３２】
付勢された一体型回転体接触部１４２は、弾性体１２０の弾性体接触部２１３が形成する駆動面１２１に係止される。これにより、一体型回転体接触部１４２の被駆動部１４１が、弾性体１２０の駆動面１２１に押し付けられる。このような構造により、後述する振動体３００の振れ回り振動が回転体１４０を回転駆動させる作用部２００が形成される。【００３３】
なお、一体型回転体接触部１４２は回転体１４０の一部として回転する。このため、付勢部材１５２両端の少なくとも一方は、当接する部材に対して摺動する。この摺動部における摩擦を低減するこれにより、振動アクチュエータ１００の動損を低減し得る。具体的には、摺動部に潤滑材を塗布または貼付してもよい。【００３４】
図３は、振動アクチュエータ１００が動作する場合の振動体３００の振る舞いを説明する概念図である。なお、この実施形態においては、振動体３００は、両端において外部から支持されているものとするが、他の部位において支持されてもよい。【００３５】
図３（ａ）に示す振動体３００において、電気機械変換素子１３２、１３４（不図示）、１３６、１３８（不図示）は、駆動電圧が印加された場合に、弾性体１２０の長手方向に伸張する。電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８のいずれかが伸張した場合、当該電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８が接着された箇所において弾性体１２０も伸張するので、弾性体１２０は屈曲する。【００３６】
更に、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８の各々に対して、弾性体１２０の周方向に沿って順次駆動電圧が印加されると、弾性体１２０の屈曲の向きが順次変化する。そこで、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８に対して、順次π／２遅れた位相の交流電界を印加すると、紙面に直交する円を描く振れ回り振動が振動体３００に生じる。【００３７】
一方、振動体３００は両端において外部から支持されている。従って、振れ回り振動を生じた振動体３００は、長手方向中央付近に、紙面に直交する円を描く腹Ｙを形成する。これらの現象により、図３（ｂ）に示すように、振動体３００全体に、上下端を節Ｘ、Ｚとして、中央付近を腹Ｙとする振れ回り振動が生じる。【００３８】
また、振れ回り振動により生じる振動体３００の水平方向の変位は、長手方向について略中央においてもっとも大きい。そこで、振動体３００に生じた振れ回り振動の腹Ｙにおいて一体型回転体接触部１４２を接触させることにより、一体型回転体接触部１４２を周方向に効率よく回転させることができる。【００３９】
即ち、一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２により下方に付勢されている。従って、被駆動部１４１は、駆動面１２１に押し付けられる。弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２１の水平な変位は、傾斜した被駆動部１４１を介して一体型回転体接触部１４２に作用する。被駆動部１４１に水平方向の変位が作用した場合、一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。【００４０】
一体型回転体接触部１４２が軸方向に変位すると、被駆動部１４１および駆動面１２１の間に間隙が生じる。更に、振れ回り振動においては、駆動面１２１の変位の方向が回転するので、被駆動部１４１および駆動面１２１の間に一体型回転体接触部１４２を回転させる摩擦が生じる。この摩擦により駆動されて生じた一体型回転体接触部１４２の回転は、回転伝達軸１４４および出力ギア１７０を介して外部に伝えられる。【００４１】
なお、振動体３００において、弾性体１２０は薄化部１１９により軸方向の中程で曲げ剛性が低下されている。曲げ剛性が低い箇所は、振れ回り振動の腹Ｙが生じやすい。このように、振動体３００の長手方向に曲げ剛性の分布を形成することにより、作用部２００に振れ回り振動の腹Ｙが生じる位置を意図した箇所に確実に生じさせることができる。曲げ剛性の分布は、弾性体１２０および電気機械変換部１３０を含む振動体３００の形状を、予めあるいは後加工により薄肉化することにより形成できる。【００４２】
また、電気機械変換部１３０に印加される駆動電圧の周波数は、振動体３００の固有振動数に応じた共振周波数を含むことが好ましい。これにより、振動体３００は、投入された駆動電力に対して効率よく振れ回り振動を生じて、それを継続できる。更に、振動体３００は、複数の腹および節を生じるような他の振動モードで振れ回り振動することもできる。【００４３】
また更に、等間隔に配置された４枚の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を含む電気機械変換部１３０を例示したが、電気機械変換部１３０の構造はこれに限定されない。振動体３００は、弾性体１２０の周方向に配置された３以上の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を含む電気機械変換部１３０によっても振れ回り振動を発生し得る。【００４４】
また更に、作用部２００において、被駆動部１４１および駆動面１２１は、相互に当接および離間を繰り返す。従って、被駆動部１４１および駆動面１２１の少なくとも表面は、セラミックス等の耐磨耗性の高い材料により形成され得る。これにより、振動アクチュエータ１００の寿命が延長される。【００４５】
図４は、振動アクチュエータ１００における、作用部２００の他の構造を示す部分断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図１に示した振動アクチュエータ１００と同じであり、重複する説明は省く。【００４６】
この作用部２００において、一体型回転体接触部１４２は、傾斜した被駆動面１４３を下面縁部に有する。傾斜した被駆動面１４３は、一体型回転体接触部１４２の周面に沿って、円錐台型の環状面をなす。また、弾性体１２０の貫通穴は、内径が大きい部分と小さい部分との境界に、回転体１４０の軸と直交する水平な駆動面１２３をなす弾性体接触部２１３を有する。【００４７】
一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２により下方に付勢されている。従って、被駆動面１４３は、駆動面１２３の内側端部に押し付けられる。弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２３の水平な変位は、傾斜した被駆動面１４３を介して一体型回転体接触部１４２に作用する。【００４８】
被駆動面１４３に水平方向の変位が作用した場合、一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。従って、駆動面１２３および被駆動面１４３は、周上の一部の接触箇所において接触する。更に、当該接触箇所は、振れ回り振動に応じて一体型回転体接触部１４２の周方向に周回して回転体１４０を回転させる。【００４９】
図５は、振動アクチュエータ１００における、作用部２００の更に他の構造を示す部分断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図１に示した振動アクチュエータ１００と同じであり、重複する説明は省く。【００５０】
この作用部２００においても、一体型回転体接触部１４２は、傾斜した被駆動面１４３を下面縁部に有する。傾斜した被駆動面１４３は、一体型回転体接触部１４２の周面に沿って、円錐台型の環状面をなす。一方、弾性体１２０の貫通穴は、図２に示した作用部２００と同様に、傾斜した駆動面１２１を有する。【００５１】
一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２により下方に付勢されている。従って、被駆動面１４３は、駆動面１２１に押し付けられる。弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２１の水平な変位は、傾斜した被駆動面１４３を介して一体型回転体接触部１４２に作用する。【００５２】
被駆動面１４３に水平方向の変位が作用した場合、一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。従って、駆動面１２１および被駆動面１４３は、周上の特定接触箇所において接触する。更に、当該接触箇所は、振れ回り振動に応じて一体型回転体接触部１４２の周方向に周回して回転体１４０を回転させる。【００５３】
この作用部２００においては、駆動面１２１および被駆動面１４３は相互に面で当接する。従って、振動アクチュエータ１００の稼働に伴う駆動面１２１または被駆動面１４３の磨耗が少なく、長期間にわたって安定に動作する。【００５４】
図６は、他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。この振動アクチュエータ１００も、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図１に示した振動アクチュエータ１００と同じなので、共通する構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。【００５５】
弾性体１２０の貫通穴は、両端において同じ内径を有する一方、内径が小さい小径部１２４を、長手方向の中程に有する。小径部１２４は、貫通穴の内面が内側に突起する。小径部１２４は、弾性体１２０の上端に面した駆動面１２５を形成する第１弾性体接触部２１５と、弾性体１２０の下端に面した駆動面１２６を形成する第２弾性体接触部２１７とを含む。【００５６】
一方、回転体１４０は、第１回転体接触部として駆動面１２６に下方から当接する円筒形の一体型回転体接触部１４２と、一体型回転体接触部１４２の上面から位置決め部材１６０よりも上方まで延在する回転伝達軸１４４と、弾性体１２０の内部において回転伝達軸１４４周面の上部に形成された回転伝達リブ１４６とを有する。【００５７】
更に、回転体１４０は、第２回転体接触部として、駆動面１２６に上方から当接する円筒形の浮動型回転体接触部１８０を有する。浮動型回転体接触部１８０は、回転伝達軸１４４を挿通されて、回転伝達軸１４４の軸方向に変位自在に摺動する。【００５８】
なお、この回転体１４０は、一体型回転体接触部１４２を下端としている。このため、下側の位置決め部材１１０は、回転体１４０を支持していない。しかしながら、説明の便宜上、ここでは位置決め部材１１０と記載する。【００５９】
更に、この振動アクチュエータ１００は、位置決め部材１６０および浮動型回転体接触部１８０の間に配置された付勢部材１５２に加えて、位置決め部材１１０および一体型回転体接触部１４２の間に配置された付勢部材１５４を備える。付勢部材１５２、１５２の各々は、圧縮された状態で装着されている。【００６０】
従って、付勢部材１５２は、浮動型回転体接触部１８０を押し下げる。これにより、浮動型回転体接触部１８０の下面縁部の被駆動部１８１は駆動面１２５に対して押し付けられる。また、付勢部材１５４は、一体型回転体接触部１４２を押し上げる。これにより、一体型回転体接触部１４２の上面縁部の被駆動部１４１は、駆動面１２６に対して押し付けられる。【００６１】
なお、上記の形態では、圧縮された付勢部材１５２、１５４が伸張する力により、一体型一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を付勢する。しかしながら、付勢部１５０の構造はこれに限定されない。例えば、延伸された状態で一体型一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を結合する付勢部材１５２が、一体型一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を相互に引き付けて付勢してもよい。【００６２】
図７は、図６に示した振動アクチュエータ１００において、浮動型回転体接触部１８０から回転伝達軸１４４に回転を伝達する構造を示す水平断面図である。回転伝達軸１４４は、周面から径方向に突出して、軸方向に延在する一対の回転伝達リブ１４６を有する。これに対して、浮動型回転体接触部１８０の内側には、回転伝達リブ１４６と相補的な形状と配置を有する切欠き部１８４を有する。【００６３】
回転伝達軸１４４の回転伝達リブ１４６は、浮動型回転体接触部１８０の切欠き部１８４に挿通される。これにより、軸方向について、浮動型回転体接触部１８０は回転伝達軸１４４に対して摺動自在となる。一方、回転伝達軸１４４の回転方向については、切欠き部１８４および回転伝達リブ１４６が当接することにより、浮動型回転体接触部１８０の回転が回転伝達軸１４４に伝達される。【００６４】
上記のような構造を有する振動アクチュエータ１００において、電気機械変換素子１３２、１３４（不図示）、１３６、１３８（不図示）に駆動電圧が印加されて振動体３００が振れ回り振動を生じた場合、駆動面１２５、１２６は水平に変位する。変位した駆動面１２５に押された浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。更に、振れ回り振動に従って、駆動面１２５が被駆動部１８１を押す箇所は、浮動型回転体接触部１８０の周囲に沿って移動する。これにより、浮動型回転体接触部１８０が回転駆動される。【００６５】
同様に、振動体３００が振れ回り振動を生じた場合、変位した駆動面１２６に押された一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５４の付勢に逆らって軸方向に変位する。更に、振れ回り振動に従って、駆動面１２６が被駆動部１４１を押す箇所は、一体型回転体接触部１４２の周囲に沿って移動する。これにより、一体型回転体接触部１４２が回転駆動される。回転体１４０における回転伝達軸１４４は、振れ回り振動により回転駆動された浮動型回転体接触部１８０および一体型回転体接触部１４２の回転を併せて伝達する。【００６６】
図８は、振動アクチュエータ１００における、作用部２００の他の構造を示す部分断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図６に示した振動アクチュエータ１００と同じであり、重複する説明は省く。【００６７】
この作用部２００において、一体型回転体接触部１４２は、上面縁部に、傾斜した被駆動面１４３を有する。また、浮動型回転体接触部１８０は、下面縁部に、傾斜した被駆動面１８３を有する。被駆動面１４３、１８３は、一体型回転体接触部１４２または浮動型回転体接触部１８０の周面に沿って、円錐台型の環状面をなす。【００６８】
一方、弾性体１２０の小径部１２４は、下面に水平な駆動面１２９を形成する第２弾性体接触部２１７と、上面に水平な駆動面１２８を形成する第１弾性体接触部２１５とを有する。駆動面１２９、１２８は、それぞれ、弾性体１２０の内面に沿って環状をなす。【００６９】
一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２により上方に付勢される。これにより、被駆動面１４３は、駆動面１２９の内側の縁部に押し付けられる。従って、弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２９の水平な変位は、傾斜した被駆動面１４３を介して一体型回転体接触部１４２に作用する。【００７０】
同様に、浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５４により下方に付勢される。これにより、被駆動面１８３は、駆動面１２８の内側縁部に押し付けられる。従って、弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２８の水平な変位は、傾斜した被駆動面１８３を介して浮動型回転体接触部１８０に作用する。【００７１】
被駆動面１４３、１８３に水平方向の変位が作用した場合、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５２、１５４の付勢に逆らって軸方向に変位する。従って、駆動面１２９、１２８および被駆動面１４３、１８３は、周上の一部の接触箇所において接触する。更に、当該接触箇所は、弾性体１２０の振れ回り振動に応じて一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０の周方向に周回して回転体１４０を回転させる。【００７２】
図９は、振動アクチュエータ１００における、作用部２００の更に他の構造を示す部分断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図６に示した振動アクチュエータ１００と同じであり、重複する説明は省く。【００７３】
この作用部２００において、一体型回転体接触部１４２は、上面に水平な被駆動面１４５を有する。また、浮動型回転体接触部１８０は、下面に水平な被駆動面１８５を有する。一方、弾性体１２０の小径部１２４は、下面に水平な駆動面１２９を形成する第２弾性体接触部２１７と、上面に水平な駆動面１２８を形成する第１弾性体接触部２１５とを有する。【００７４】
一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２により上方に付勢される。これにより、被駆動面１４５は、駆動面１２９に押し付けられる。また、浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５４により下方に付勢される。これにより、被駆動面１８５は、駆動面１２８に押し付けられる。【００７５】
駆動面１２９、１２８および被駆動面１４５、１８５は、相互に面同士で当接する。この状態で弾性体１２０に振れ回り振動が生じた場合に、駆動面１２９、１２８は、被駆動面１４５、１８５上で円を描くように運動して、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を回転させる。【００７６】
このような作用部２００の構造は、傾斜面がないので設計および製造が容易になる。また、作用部２００においては、被駆動面１４５、１８５が駆動面１２９、１２８に対して面で当接するので、振動アクチュエータ１００の稼働に伴う磨耗が少なく、長期間にわたって安定に動作する。【００７７】
上記した一連の振動アクチュエータ１００において、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０の軸方向各部の半径は、回転伝達軸１４４の半径よりも大きい。これにより、一体型回転体接触部１４２が弾性体１２０に接触する部分から回転体１４０の回転軸までの間隔は、回転伝達軸１４４の半径よりも大きくなるので、振動アクチュエータ１００が大きな回転トルクを発生する。従って、例えば、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。ただし、振動アクチュエータ１００の用途がこれらに限られないことはいうまでもない。
【実施例２】
【００７８】
図１０は、一実施形態に係る振動アクチュエータ１００の分解斜視図である。なお、以下の記載においては、説明の便宜の為に、図面に表示されている上側の端部を上端、下側の端部を下端と記載する。しかしながら、このような記載は、振動アクチュエータ１００が図示された方向に限って使用されることを意味するものではない。【００７９】
振動アクチュエータ１００は、弾性体１２０と、弾性体１２０を振れ回り振動させる電気機械変換部１３０と、複数の位置で弾性体１２０に接触して回転駆動される回転体１４０と、弾性体１２０に向かって回転体１４０を付勢する付勢部材１５２、１５４を含む付勢部１５０とを備える。また、振動アクチュエータ１００は、付勢部材１５２、１５４の端部を位置決めする位置決め部材１６０、１１０と、回転体１４０の一部をなす浮動型回転体接触部１８０と、回転体１４０の回転を外部に伝達する出力ギア１７０とを更に備える。【００８０】
回転体１４０は、一体的に形成された、円柱状の回転伝達軸１４４、回転伝達軸１４４の軸方向について下端寄りに形成されたやはり円柱状の一体型回転体接触部１４２、および、回転伝達軸１４４の軸方向について上寄りに形成された回転伝達リブ１４６を含む。【００８１】
一体型回転体接触部１４２の外径は、回転伝達軸１４４の外径よりも大きく、第１回転体接触部および第２回転体接触部のいずれか一方をなす。回転伝達リブ１４６は、回転伝達軸１４４の周面から径方向に突出すると共に、回転伝達軸１４４の上端まで延在する。【００８２】
浮動型回転体接触部１８０は、一体型回転体接触部１４２と同じく回転伝達軸１４４よりも大きな外径を有して、第１回転体接触部および第２回転体接触部の他方をなす。浮動型回転体接触部１８０も円柱状で、回転伝達軸１４４が挿通される挿通穴１８２と、回転伝達リブ１４６が挿通される切欠き部１８４とを有する。【００８３】
弾性体１２０は、回転伝達軸１４４の全長よりも短く、筒型をなして長手方向に貫通する貫通穴を有する。貫通穴は、円形の断面形状を有して、上端において浮動型回転体接触部１８０の外径よりも大きな内径を有する。また、弾性体１２０は、上端部の外周面にネジ溝部２２２を、下端部の外周面にネジ溝部１２２をそれぞれ有する。弾性体１２０は、種々の金属、プラスチックまたはセラミックスにより形成され得る。【００８４】
電気機械変換部１３０は、弾性体１２０の外周面において、３以上、好ましくは４以上の領域に個別に配置できる寸法を有する電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を含む。互いに略同じ寸法を有する電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８の各々は、弾性体１２０の長手方向に長い矩形で、弾性体１２０の外周面に倣った曲面をなす。【００８５】
電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８は、駆動電圧を印加された場合に伸張する圧電材料を含む。具体的には、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む。【００８６】
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、弾性体１２０自体を担体にして、弾性体１２０の表面に圧電材料層を形成して、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を形成してもよい。圧電材料に駆動電圧を印加する場合に用いる電極は、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してもよい。【００８７】
上側の付勢部材１５２は、回転伝達リブ１４６を含む回転伝達軸１４４の外径よりも大きな内径と、浮動型回転体接触部１８０の外径よりも小さな外径とを有する。一方、下側の付勢部材１５４は、回転伝達軸１４４の外径よりも大きな内径と、一体型回転体接触部１４２の外径よりも小さな外径とを有する。本実施形態では、付勢部材１５２、１５４がコイルばねにより形成されたが、他の種類のバネを用いることができる。【００８８】
弾性体１２０の下方に描かれた位置決め部材１１０は、短い円筒状の円筒部１１６と、円筒部１１６の下端を封止する円板部１１３とを有する。円筒部１１６は、内側にネジ山部１１２を有する。円板部１１３は、中央に挿通穴１１８を有する。挿通穴１１８の内径は、回転伝達軸１４４の外径よりも大きい。【００８９】
弾性体１２０の上方に描かれた位置決め部材１６０も、短い円筒状の円筒部１６６と、円筒部１６６の上端を封止する円板部１６３とを有する。円板部１６３は、中央に挿通穴１６８を有する。挿通穴１６８の内径は、回転伝達リブ１４６を含む回転伝達軸１４４全体の外径よりも大きい。【００９０】
出力ギア１７０は、中心に軸穴１７２を有する。軸穴１７２の一部からは、切欠き部１７４が径方向に延在する。軸穴１７２は、回転伝達軸１４４に嵌着する内径を有する。切欠き部１７４は、回転伝達リブ１４６に対して相補的な形状を有する。【００９１】
再び図７を参照すると、浮動型回転体接触部１８０の挿通穴１８２に回転伝達軸１４４が挿通された場合、回転伝達リブ１４６は、切欠き部１８４に挿通される。これにより、浮動型回転体接触部１８０は、軸方向について、回転伝達軸１４４に対して摺動自在となる。【００９２】
一方、回転伝達軸１４４の回転方向については切欠き部１８４および回転伝達リブ１４６が当接するので、浮動型回転体接触部１８０の回転が回転伝達軸１４４に伝達される。なお、図１０に示す形態では、回転伝達リブ１４６が回転伝達軸１４４の軸端まで延在して、出力ギア１７０の切欠き部１７４も回転伝達リブ１４６に嵌合して回転を伝達される。ただし、出力ギア１７０は回転伝達軸１４４に対して嵌着され、軸方向に変位しない。【００９３】
図１１は、振動アクチュエータ１００の縦断面図である。図１０と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。【００９４】
電気機械変換素子１３２、１３４（不図示）、１３６、１３８（不図示）を含む電気機械変換部１３０は、弾性体１２０の周面上に接着されて、振動体３００を形成する。これにより、駆動電圧が印加されて電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８のいずれかが伸張した場合、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８が接着された部分において弾性体１２０も共に伸張する。【００９５】
弾性体１２０は、両端において内径が大きい大径部分と、中程において内径が小さい小径部分とを含む貫通穴を有する。貫通穴の下端側の大径部分および小径部分の境界には、弾性体１２０の下端に向かって傾斜した駆動面１２１をなす第１弾性体接触部２１５が形成される。また、弾性体１２０の上端側の大径部分および小径部分の境界には、弾性体１２０の上端に向かって傾斜した駆動面１２３をなす第２弾性体接触部２１７が形成される。駆動面１２１、１２３は、貫通穴の内周に沿って連続して、すり鉢状の環状面を形成する。【００９６】
弾性体１２０における大径部分の内径は、浮動型回転体接触部１８０または一体型回転体接触部１４２の外径よりも大きい。一方、小径部分の内径は、浮動型回転体接触部１８０または一体型回転体接触部１４２の外径よりも小さい。これにより、弾性体１２０の内部において、浮動型回転体接触部１８０および一体型回転体接触部１４２は、駆動面１２１、１２３に係止される。【００９７】
位置決め部材１６０、１１０のそれぞれは、ネジ山部１６２、１１２をネジ溝部２２２、１２２に螺合させることにより、弾性体１２０の端部に固定される。装着された位置決め部材１６０、１１０において、円板部１６３、１１３の内面縁部は、弾性体１２０の端面に当接して位置決め部材１６０、１１０自体を位置決めする。また、円板部１６３、１１３の内側縁部は、貫通穴の内側に向かって突出する。なお、位置決め部材１６０、１１０の固定は、接着、嵌め合い等の他の方法によっても差し支えない。【００９８】
回転伝達軸１４４は、弾性体１２０の貫通穴に挿通され、更に、挿通穴１６８、１１８を貫通して位置決め部材１６０、１１０の外側まで延在する。また、回転伝達軸１４４は、上端側においてより長く延在して、先端部で出力ギア１７０を支持する。なお、回転伝達軸１４４は、下方に延長して下端部で出力ギア１７０を支持することも、上下両端で出力ギア１７０を支持することもできる。【００９９】
一体型回転体接触部１４２は、弾性体１２０の貫通穴に下側から挿通された回転伝達軸１４４に従って、貫通穴内に収容される。また、浮動型回転体接触部１８０には、貫通穴に収容されて、回転伝達軸１４４および回転伝達リブ１４６が挿通されている。一体型回転体接触部１４２、回転伝達軸１４４、回転伝達リブ１４６、および、浮動型回転体接触部１８０は回転体１４０を形成して、弾性体１２０に対して一体的に回転する。【０１００】
付勢部材１５２は、回転伝達軸１４４の上端側を挿通させた状態で、上端を位置決め部材１６０の円板部１６３に、下端を浮動型回転体接触部１８０の上面に、それぞれ当接させる。また、付勢部材１５２は、浮動型回転体接触部１８０および位置決め部材１６０の間で圧縮される。これにより、付勢部材１５２は、浮動型回転体接触部１８０を下方に付勢する。【０１０１】
付勢部材１５４は、回転伝達軸１４４の下端側を挿通させた状態で、下端を位置決め部材１１０の円板部１１３に、上端を一体型回転体接触部１４２の下面に、それぞれ当接させる。また、付勢部材１５４は、一体型回転体接触部１４２および円板部１１３の間で圧縮される。これにより、付勢部材１５４は、一体型回転体接触部１４２を上方に付勢する。このように、付勢部材１５２、１５４により、付勢部１５０が形成される。【０１０２】
付勢された一体型回転体接触部１４２は、上面縁部の被駆動部１４１を駆動面１２１に当接させることにより係止される。また、付勢された浮動型回転体接触部１８０は、下面縁部の被駆動部１８１を駆動面１２３に当接させることにより係止される。これら、駆動面１２１、１２３および被駆動部１４１、１８１は、後述する振動体３００の振れ回り振動が回転体１４０を回転駆動する作用部２００を形成する。【０１０３】
なお、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０は、回転体１４０の一部として一体的に回転する。このため、付勢部材１５２、１５４の少なくとも一端は、当接する部材に対して摺動する。摺動部における摩擦を低減することにより、振動アクチュエータ１００の動損を低減し得る。具体的には、摺動部に潤滑材を塗布または貼付してもよい。【０１０４】
また、上記の形態では、圧縮された付勢部材１５２、１５４が、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を付勢する。しかしながら、付勢部材１５２の構造はこれに限定されない。例えば、延伸された状態で一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を結合する付勢部材１５２により、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を付勢することもできる。このような引っ張りバネを用いた構造を有する振動アクチュエータ１００では、位置決め部材１１０、１６０が省略される。【０１０５】
図１２は、振動アクチュエータ１００が動作する場合の振動体３００の振る舞いを説明する概念図である。なお、本実施形態においては、振動体３００は、長手方向中央において外部から支持されているものとするが、他の部位において支持されてもよい。【０１０６】
図１２（ａ）に示す振動体３００において、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８（不図示）の各々は、駆動電圧が印加された場合に、弾性体１２０の長手方向に伸張する。従って、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８のいずれかが伸張した場合は、当該電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８が接着された箇所において伸張するので弾性体１２０は屈曲する。【０１０７】
更に、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８の各々に対して、弾性体１２０の周方向に沿って順次駆動電圧が印加されると、弾性体１２０の屈曲の向きが順次変化する。そこで、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８に対して、順次π／２位相が遅れた交流電界を印加すると、振動体３００は、紙面に直交する円を描く振れ回り振動を生じる。【０１０８】
振動体３００は長手方向中央において外部から支持されているので、振れ回り振動を生じた場合は、図１２（ｂ）に示すように、両端において紙面に直交する円を描く腹Ｘ、Ｚを形成する。そこで、振れ回り振動の腹Ｘ、Ｚにおいて、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を振動体３００に接触させることにより、回転体１４０を効率よく回転させることができる。【０１０９】
即ち、振動体３００の下端側において、一体型回転体接触部１４２の被駆動部１４１は、付勢部材１５４により付勢されて、駆動面１２１に押し付けられる。一方、駆動面１２１は、振動体３００の振れ回り振動により水平に変位する。傾斜した駆動面１２１が水平に変位すると、被駆動部１４１を介して押された一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５４の付勢に逆らって軸方向に変位する。これにより、駆動面１２１および被駆動部１４１の間に間隙が生じる。【０１１０】
振れ回り振動においては、駆動面１２１の変位の方向が、回転体１４０の周方向に順次回転する。従って、上記のような間隙が形成される位置も周方向に移動する。これにより、被駆動部１４１および駆動面１２１の間に一体型回転体接触部１４２を回転させる摩擦が生じる。摩擦により駆動されて生じた一体型回転体接触部１４２の回転は、回転伝達軸１４４および出力ギア１７０を介して外部に伝えられる。【０１１１】
同様に、振動体３００の上端側においても、被駆動部１８１は、付勢部材１５２により付勢されて、駆動面１２３に押し付けられる。駆動面１２３は、振動体３００の振れ回り振動により水平に変位する。傾斜した駆動面１２３が変位すると、被駆動部１８１を介して押された浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。【０１１２】
これにより、駆動面１２３および被駆動部１８１の間に間隙が生じる。以下、一体型回転体接触部１４２の場合と同様に、浮動型回転体接触部１８０も摩擦駆動されて回転を生じる。浮動型回転体接触部１８０の回転は、一体型回転体接触部１４２の回転と同方向なので、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０は協働して回転体１４０を効率よく回転させる。【０１１３】
振動アクチュエータ１００において、駆動面１２１、１２３および被駆動部１４１、１８１の接触状態は、付勢部材１５４、１５２の付勢により維持される。従って、温度変化等により部材の寸法が変化した場合においても、駆動面１２１、１２３および被駆動部１４１、１８１の接触状態は影響を受けない。また、付勢部材１５４、１５２の付勢方向と、振動アクチュエータ１００にかかる負荷とは互いに方向が異なるので、振動アクチュエータ１００の負荷が変化した場合も、駆動面１２１、１２３および被駆動部１４１、１８１の接触状態が影響は受けない。【０１１４】
なお、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を除く回転体１４０の軸方向の各位置において、弾性体１２０の内面と回転体１４０の表面との間隔は、当該位置における振動体３００の振れ回り振動の振幅よりも大きい。これにより、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０以外の部材が振動体３００に接触して、不整に駆動されることが防止される。【０１１５】
また、電気機械変換部１３０に印加される駆動電圧の周波数は、振動体３００の固有振動数に応じた共振周波数を含むことが好ましい。これにより、振動体３００は、投入された駆動電力に対して効率よく振れ回り振動を生じて、それを継続できる。【０１１６】
更に、等間隔に配置された４枚の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を含む電気機械変換部１３０を例示したが、電気機械変換部１３０の構造はこれに限定されない。振動体３００は、弾性体１２０の周方向に配置された３以上の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を含む電気機械変換部１３０によっても振れ回り振動を発生し得る。【０１１７】
また更に、作用部２００において、被駆動部１４１、１８１および駆動面１２１、１２３は、相互に当接および離間を繰り返す。従って、被駆動部１４１、１８１および駆動面１２１、１２３の少なくとも表面は、セラミックス等のように耐磨耗性が高い材料で形成され得る。これにより、振動アクチュエータ１００の寿命が延長される。【０１１８】
図１３は、他の構造を有する作用部２００を含む振動アクチュエータ１００の断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図１１に示した振動アクチュエータ１００と同じなので、重複する説明は省く。【０１１９】
振動アクチュエータ１００の下端側の作用部２００では、一体型回転体接触部１４２が、傾斜した被駆動面１４３を上面縁部に有する。被駆動面１４３は、一体型回転体接触部１４２の周面に沿って円錐台型の環状面をなす。一方、弾性体１２０の貫通穴の下端側の大径部分および小径部分の境界には、弾性体１２０の下端に向かう水平な駆動面１２５をなす第１弾性体接触部２１５が形成される。【０１２０】
同様に、弾性体１２０の上端側の作用部２００においては、浮動型回転体接触部１８０は、傾斜した被駆動面１８３を下面縁部に有する。傾斜した被駆動面１８３は、浮動型回転体接触部１８０の周面に沿って、逆円錐台型の環状面をなす。また、弾性体１２０の貫通穴の上端側の大径部分および小径部分の境界には、弾性体１２０の上端に向かう水平な駆動面１２９をなす第２弾性体接触部２１７が形成される。【０１２１】
一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５４により上方に付勢されている。従って、被駆動面１４３は、駆動面１２５の内側端部に押し付けられる。弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２５の水平な変位は、傾斜した被駆動面１４３を介して一体型回転体接触部１４２に作用する。【０１２２】
駆動面１２５の水平な変位が被駆動面１４３に作用した場合、一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。これにより、駆動面１２５および被駆動面１４３の間に間隙が生じる。更に、間隙が生じる位置は、振動体３００の振れ回り振動に応じて一体型回転体接触部１４２の周方向に周回する。【０１２３】
同様に、浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５２により下方に付勢されている。従って、被駆動面１８３は、駆動面１２９の内側端部に押し付けられる。弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２９の水平な変位は、傾斜した被駆動面１８３を介して浮動型回転体接触部１８０に作用する。【０１２４】
駆動面１２９の水平な変位が被駆動面１８３に作用した場合、浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。これにより、駆動面１２５および被駆動面１８３の間に間隙が生じる。更に、間隙が生じる位置は、振動体３００の振れ回り振動に応じて浮動型回転体接触部１８０の周方向に周回する。【０１２５】
こうして、図１１に示した振動アクチュエータ１００と同様に、回転体１４０は、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０の２箇所において回転駆動される。回転体１４０に生じた回転は、出力ギア１７０を介して外部に伝達される。【０１２６】
図１４は、振動アクチュエータ１００の変形例を示す断面図である。なお、他の実施形態と共通な構成要素には同じ参照番号を付す。また、以下に説明する部分以外の構造および作用は、他の図に示した振動アクチュエータ１００と同じ構造送りおよび作用を有するので、重複する説明は省く。【０１２７】
振動アクチュエータ１００も、電気機械変換素子１３２、１３４（不図示）、１３６、１３８（不図示）を含む振動体３００と、回転伝達軸１４４、一体型回転体接触部１４２、回転伝達リブ１４６および浮動型回転体接触部１８０を含む回転体１４０とを備える。【０１２８】
振動体３００において、弾性体１２０は、貫通穴の両端に傾斜した駆動面１２１、１２３をなす第１弾性体接触部２１５および第２弾性体接触部２１７を有する。傾斜した駆動面１２１、１２３は、貫通穴の内面に沿って周方向に連続して、弾性体１２０の端部で最も広いすり鉢型の環状面をなす。一方、駆動面１２１、１２３以外の部分では、貫通穴の内径は一定になる。【０１２９】
回転体１４０は、弾性体１２０の内部を長手方向に貫通する貫通穴に挿通された回転伝達軸１４４を備える。回転伝達軸１４４は、周面から径方向に突出して下端まで延在する回転伝達リブ１４６を下部に備える。【０１３０】
また、回転体１４０は、回転伝達軸１４４の上端に、円筒状の一体型回転体接触部１４２を有する。一体型回転体接触部１４２の外径は、貫通穴の定常的な内径よりも大きく、駆動面１２１の最も拡がった部分の内径よりも小さい。従って、一体型回転体接触部１４２の下面縁部の被駆動部１４１が、駆動面１２１に当接する。【０１３１】
更に、回転体１４０は、回転伝達軸１４４の下端に装着された、円筒状の浮動型回転体接触部１８０を備える。浮動型回転体接触部１８０の外径は、貫通穴の定常的な内径よりも大きく、駆動面１２３の最も拡がった部分の内径よりも小さい。従って、浮動型回転体接触部１８０の被駆動部１８１が、駆動面１２３に当接する。【０１３２】
また、浮動型回転体接触部１８０は、回転伝達軸１４４に沿って軸方向に摺動自在に装着される。ただし、回転伝達リブ１４６と嵌合する切欠き部１８４を備え、回転伝達軸１４４と一体的に回転する。また、浮動型回転体接触部１８０の上面縁部は、被駆動部１８１として、駆動面１２３に当接する。【０１３３】
更に、回転体１４０は、回転伝達軸１４４の最下端に、円板状の位置決め部材１１０を備える。位置決め部材１１０は、浮動型回転体接触部１８０と略同じ外径を有して、回転伝達軸１４４に対して少なくとも軸方向に固定される。また、位置決め部材１１０は、陥没して形成された円板部１１３を上面に有して、付勢部材１５２の下端を位置決めする。これにより、付勢部材１５２は、浮動型回転体接触部１８０および位置決め部材１１０の間で圧縮されている。【０１３４】
これにより、被駆動部１８１が駆動面１２３に対して押し付けられて係止される。また、付勢部材１５２の付勢は、回転伝達軸１４４の上端に形成された一体型回転体接触部１４２にも及ぶ。これにより、被駆動部１４１が、駆動面１２１に押し付けられて係止される。このように、付勢部材１５２、位置決め部材１１０が協働して、付勢部１５０を形成する。【０１３５】
振動体３００が振れ回り振動を生じて駆動面１２１、１２３が水平に変位した場合、駆動面１２１、１２３の変位が被駆動部１４１、１８１に作用する。これにより、被駆動部１４１、１８１は、付勢部材１５２の付勢に逆らってそれぞれ軸方向に変位するので、駆動面１２１、１２３および被駆動部１４１、１８１の間に間隙が生じる。更に、間隙が生じる位置は、振動体３００の振れ回り振動に応じて浮動型回転体接触部１８０の周方向に周回する。【０１３６】
こうして、他の振動アクチュエータ１００と同様に、回転体１４０は、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０の２箇所において回転駆動される。回転体１４０に生じた回転は、出力ギア１７０を介して外部に伝達される。【０１３７】
振動アクチュエータ１００は、単一の付勢部材１５２を一対の作用部２００において利用するという独特の構造を有するので、部品点数を削減できる。また、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０が同じ力で付勢されるので、弾性体１２０の両端で発生する駆動力が自律的に均衡する。更に、付勢部材１５２の両端が回転体１４０と共に回転するので、摺動が生じることがなく、動損が小さい。【０１３８】
図１５は、振動アクチュエータ１００における、作用部２００の他の構造を示す部分断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図１４に示した振動アクチュエータ１００と同じであり、重複する説明は省く。【０１３９】
作用部２００において、一体型回転体接触部１４２は、下面に傾斜した被駆動面１４３を有する。また、浮動型回転体接触部１８０も、傾斜した被駆動面１８３を上面に有する。被駆動面１４３、１８３は、一体型回転体接触部１４２または浮動型回転体接触部１８０の周面に沿って円錐台型の環状面をなす。【０１４０】
一方、弾性体１２０は、一定の内径を有する貫通穴を有する。このため、弾性体１２０の両端に第１弾性体接触部２１５および第２弾性体接触部２１７が形成される。ここで、被駆動面１４３、１８３の最も大径の部分は、弾性体１２０の貫通穴の内径よりも大きい。また、被駆動面１４３、１８３の最も小径の部分は、弾性体１２０の貫通穴の内径よりも小さい。【０１４１】
振動アクチュエータ１００においては、駆動面１２１、１２３と被駆動面１４３、１８３は相互に面で接触して駆動される。従って、振動アクチュエータ１００の稼働に伴う駆動面１２１、１２３と被駆動面１４３、１８３の磨耗が少なく、長期間にわたって安定に動作する。【０１４２】
なお、図１４、図１５および図１６に示した実施形態では、一体型回転体接触部１４２と同じ、回転伝達軸１４４の上端において出力ギア１７０を支持した。しかしながら、回転伝達軸１４４の下端、即ち、位置決め部材１１０と同じ側において出力ギア１７０を支持することもできる。更に、出力ギア１７０が、位置決め部材１１０を兼ねて付勢部材１５２の下端を位置決めしてもよい。【０１４３】
また、図１４、図１５および図１６に示した実施形態では、浮動型回転体接触部１８０および位置決め部材１１０の間で圧縮された付勢部材１５２が伸張する力により、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を両方付勢する。しかしながら、付勢部材１５２の構造はこれに限定されるものではない。【０１４４】
例えば、延伸された状態で一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を結合する付勢部材１５２により、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を付勢させることもできる。このような構造においては、回転伝達軸１４４の下端に装着されていた位置決め部材１１０が省略される。【０１４５】
図１７は、他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の縦断面図である。振動アクチュエータ１００も、以下に説明する部分以外の構造および作用は、他の図に示した振動アクチュエータ１００と同じなので、共通する構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。【０１４６】
弾性体１２０の貫通穴は、両端において同じ内径を有する。また、弾性体１２０は、貫通穴の中程に、小さな内径を有して貫通穴の内面に突出する小径部１２４を有する。小径部１２４の両端には、弾性体１２０の下端に向かって傾斜した駆動面１２１をなす第１弾性体接触部２１５と、弾性体１２０の上端に向かって傾斜した駆動面１２３をなす第２弾性体接触部２１７とが形成される。【０１４７】
また、弾性体１２０は、下端に螺着された位置決め部材１１０、および、上端に螺着された位置決め部材１６０を備える。位置決め部材１１０、１６０は、弾性体１２０の内側に形成されたネジ溝部１２２、２２２に対してネジ山部１１２、１６２を螺着させることにより、弾性体１２０の長手方向両端に装着される。装着された位置決め部材１１０、１６０は、各々の円板部１１３、１６３を弾性体１２０の端面に当接させて弾性体１２０の両端に停まる。【０１４８】
上側の位置決め部材１１０は、回転伝達軸１４４の外径と略同じ内径をする挿通穴１６８を含み、回転伝達軸１４４を回転自在に支持する軸受けを兼ねる。これに対して、下側の位置決め部材１１０は、挿通穴１１８を有していない。回転体１４０は一体型回転体接触部１４２を下端としているので、下側の位置決め部材１１０は、回転体１４０を支持していない。【０１４９】
回転体１４０は、一体的に形成された、円筒形の一体型回転体接触部１４２、回転伝達軸１４４、および回転伝達リブ１４６を含む。回転伝達軸１４４は、一体型回転体接触部１４２の上面から位置決め部材１６０よりも上方まで延在する。回転伝達リブ１４６は、回転伝達軸１４４の周面から径方向に突出して軸方向に延在する。一体型回転体接触部１４２は第１回転体接触部をなす。【０１５０】
また、回転体１４０は、円筒形の浮動型回転体接触部１８０を含む。浮動型回転体接触部１８０は、回転伝達軸１４４および回転伝達リブ１４６を挿通されて、回転伝達軸１４４の軸方向に摺動する。また、浮動型回転体接触部１８０は、下面縁部の被駆動部１８１において、駆動面１２３に上方から当接する。これにより、浮動型回転体接触部１８０は第２回転体接触部をなす。こうして、駆動面１２１、１２３および被駆動部１４１、１８１は、後述する振動体３００の振れ回り振動が回転体１４０を回転駆動する作用部２００を形成する。【０１５１】
更に、振動アクチュエータ１００は、位置決め部材１６０および浮動型回転体接触部１８０の間に配置された付勢部材１５２と、位置決め部材１１０および一体型回転体接触部１４２の間に配置された付勢部材１５４とを備える。付勢部材１５２、１５４の各々は、圧縮された状態で装着されて、付勢部１５０を形成する。【０１５２】
従って、付勢部材１５２は、浮動型回転体接触部１８０を押し下げる。これにより、浮動型回転体接触部１８０の下面縁部において、被駆動部１８１は駆動面１２３に押し付けられる。また、付勢部材１５４は、一体型回転体接触部１４２を押し上げる。これにより、一体型回転体接触部１４２の上面縁部において、被駆動部１４１は、駆動面１２１に押し付けられる。【０１５３】
図１８は、図１７に示した振動アクチュエータ１００が動作する場合の振動体３００の振る舞いを説明する概念図である。なお、本実施形態においては、振動体３００が両端において外部から支持されているものとするが、他の部位において支持されてもよい。【０１５４】
図１８（ａ）に示す振動体３００において、駆動電圧が印加された場合に電気機械変換素子１３２、１３４（不図示）、１３６、１３８（不図示）が伸張して、弾性体１２０も長手方向に伸張することは、図１２に示した振動体３００と等しい。また、電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８の各々に対して、弾性体１２０の周方向に沿って順次駆動電圧が印加された場合に、弾性体１２０の屈曲の向きが順次変化して、振動体３００が振れ回り振動を生じる点も等しい。【０１５５】
また、振れ回り振動により生じる振動体３００の水平方向の変位は、長手方向について略中央においてもっとも大きい。そこで、振動体３００に生じた振れ回り振動の腹Ｑの直近において一体型回転体接触部１４２を接触させることにより、一体型回転体接触部１４２を周方向に効率よく回転させることができる。【０１５６】
即ち、一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５４により上方に付勢されている。従って、被駆動部１４１は、駆動面１２１に押し付けられる。傾斜した駆動面１２１における弾性体１２０の水平な変位は、被駆動部１４１を介して一体型回転体接触部１４２に作用する。被駆動部１４１に水平方向の変位が作用した場合、一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５４の付勢に逆らって軸方向に変位する。【０１５７】
一体型回転体接触部１４２が軸方向に変位すると、被駆動部１４１および駆動面１２１の間に間隙が生じる。更に、振れ回り振動においては、駆動面１２１の変位の方向が回転するので、被駆動部１４１および駆動面１２１の間に一体型回転体接触部１４２を回転させる摩擦が生じる。【０１５８】
また、浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５２により下方に付勢されている。従って、被駆動部１８１は、駆動面１２３に押し付けられる。弾性体１２０による傾斜した駆動面１２３の水平な変位は、被駆動部１８１を介して浮動型回転体接触部１８０に作用する。被駆動部１８１に水平方向の変位が作用した場合、一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５４の付勢に逆らって軸方向に変位する。【０１５９】
浮動型回転体接触部１８０が軸方向に変位すると、被駆動部１８１および駆動面１２３の間に間隙が生じる。浮動型回転体接触部１８０の回転方向は、一体型回転体接触部１４２の回転と同方向なので、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０は協働して回転体１４０を効率よく回転させる。回転体１４０の回転は、回転伝達軸１４４および出力ギア１７０を介して外部に伝えられる。【０１６０】
なお、電気機械変換部１３０に印加される駆動電圧の周波数は、振動体３００の固有振動数に応じた共振周波数を含むことが好ましい。これにより、振動体３００は、投入された駆動電力に対して効率よく振れ回り振動を生じて、それを継続できる。更に、振動体３００は、複数の腹および節を生じるような他の振動モードで振れ回り振動することもできる。【０１６１】
また、等間隔に配置された４枚の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を含む電気機械変換部１３０を例示したが、電気機械変換部１３０の構造はこれに限定されない。振動体３００は、弾性体１２０の周方向に配置された３以上の電気機械変換素子１３２、１３４、１３６、１３８を含む電気機械変換部１３０によっても振れ回り振動を発生し得る。【０１６２】
更に、動作する振動アクチュエータ１００において、被駆動部１４１、１８１および駆動面１２１、１２３は、相互に当接および離間を繰り返す。従って、被駆動部１４１、１８１および駆動面１２１、１２３の少なくとも表面は、セラミックス等の耐磨耗性の高い材料により形成され得る。これにより、振動アクチュエータ１００の寿命が延長される。【０１６３】
図１９は、振動アクチュエータ１００における、作用部２００の他の構造を示す部分断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図１７に示した振動アクチュエータ１００と同じであり、重複する説明は省く。【０１６４】
作用部２００において、一体型回転体接触部１４２は、上面縁部に、傾斜した被駆動面１４３を有する。また、浮動型回転体接触部１８０は、下面縁部に、傾斜した被駆動面１８３を有する。被駆動面１４３、１８３は、一体型回転体接触部１４２または浮動型回転体接触部１８０の周面に沿って、円錐台型の環状面をなす。【０１６５】
一方、弾性体１２０の小径部１２４は、下面に水平な駆動面１２５を形成する第１弾性体接触部２１５と、上面に水平な駆動面１２９を形成する第２弾性体接触部２１７とを含む。駆動面１２５、１２７の各々は、弾性体１２０の内面に沿って環状をなす。【０１６６】
一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５４により上方に付勢される。これにより、被駆動面１４３は、駆動面１２５の内側の縁部に押し付けられる。従って、弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２５の水平な変位は、傾斜した被駆動面１４３を介して一体型回転体接触部１４２に作用する。【０１６７】
同様に、浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５２により下方に付勢される。これにより、被駆動面１８３は、駆動面１２９の内側の縁部に押し付けられる。従って、弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面１２９の水平な変位は、傾斜した被駆動面１８３を介して浮動型回転体接触部１８０に作用する。【０１６８】
被駆動面１４３、１８３に水平方向の変位が作用した場合、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５４、１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。これにより、駆動面１２５、１２７および被駆動面１４３、１８３の間に間隙が生じる。更に、当該間隙が生じる位置は、振れ回り振動による駆動面１２５、１２７の運動に従って、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０の周方向に周回する。こうして、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０に作用する摩擦が生じ、回転体１４０が回転駆動される。【０１６９】
図２０は、振動アクチュエータ１００における、作用部２００の更に他の構造を示す部分断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図１７に示した振動アクチュエータ１００と同じであり、重複する説明は省く。【０１７０】
作用部２００において、一体型回転体接触部１４２は、上面に水平な被駆動面１４５を有する。また、浮動型回転体接触部１８０は、下面に水平な被駆動面１８５を有する。一方、弾性体１２０の小径部１２４は、下面に水平な駆動面１２５を形成する第１弾性体接触部２１５と、上面に水平な駆動面１２９を形成する第２弾性体接触部２１７とを含む。【０１７１】
一体型回転体接触部１４２は、付勢部材１５２により上方に付勢される。これにより、被駆動面１４５は、駆動面１２５に押し付けられる。また、浮動型回転体接触部１８０は、付勢部材１５４により下方に付勢される。これにより、被駆動面１８５は、駆動面１２９に押し付けられる。【０１７２】
駆動面１２５、１２７および被駆動面１４５、１８５は、相互に面同士で当接する。弾性体１２０に振れ回り振動が生じた場合、駆動面１２５、１２７は、被駆動面１４５、１８５上で円を描くように運動して、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０を回転させる。【０１７３】
作用部２００の構造は、傾斜面がないので設計および製造が容易になる。また、作用部２００においては、被駆動面１４５、１８５が駆動面１２５、１２７に対して面で当接するので、振動アクチュエータ１００の稼働に伴う磨耗が少なく、長期間にわたって安定に動作する。【０１７４】
上記した一連の振動アクチュエータ１００において、一体型回転体接触部１４２および浮動型回転体接触部１８０の軸方向各部の外径は、回転伝達軸１４４の外径よりも大きい。これにより、一体型回転体接触部１４２が弾性体１２０に接触する部分から回転体１４０の回転軸までの間隔は、回転伝達軸１４４の半径よりも大きくなるので、振動アクチュエータ１００は大きな回転トルクを発生する。【０１７５】
上記の一連の振動アクチュエータ１００は、高い応答速度、高い駆動トルクを有すると共に、動作音が小さいという産業上有利な特徴を有する。また、エネルギー効率が高く、部品点数が少ないので小型化にも適している。従って、例えば、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。ただし、振動アクチュエータ１００の用途がこれらに限られないことはいうまでもない。
【実施例３】
【０１７６】
図２１は、一実施形態に係る振動アクチュエータ１００の分解斜視図である。なお、以下の記載においては、図面の表示に従って、各要素の軸方向の一端を上端、他端を下端と記載する。しかしながら、このような記載は、説明の便宜を目的とするものであり、振動アクチュエータ１００の使用を図示の方向に限定するものではない。【０１７７】
振動アクチュエータ１００は、ロータとなる回転体１４０と、弾性を有し振れ回り運動することにより回転体１４０を回転させるステータとなる弾性体１２０と、弾性体１２０を駆動して振れ回り運動させる駆動部となる電気機械変換部１３０とを備える。更に、振動アクチュエータ１００は、回転体１４０に装着するワッシャ１６５、付勢部材１５２および接触部材３１０と、弾性体１２０に装着する位置決め部材１６０および位置決め部材１１０と、弾性体１２０の内部に収容する接触部材３２０と、回転体１４０の上端近傍に装着する出力ギア１７０とを備える。【０１７８】
位置決め部材１１０は、円筒部１１６の下端を塞ぐ円板部１１３と、円板部１１３の中央に形成された軸受け部１１４と、円筒部１１６の内面に形成されたネジ山部１１２とを有する。位置決め部材１６０は、円筒部１６６の上端を塞ぐ円板部１６３と、円板部１６３の中央に形成された軸受け部１６４とを有する。また、この図では見えない円筒部１６６の内面に、ネジ山部１６２を有する。【０１７９】
弾性体１２０は、弾性を有する円筒部２２１を含む。また、弾性体１２０は、円筒部２２１の外周面の上端近傍および下端近傍にネジ溝部１２２を有する。ネジ溝部１２２は、ネジ山部１６２、１１２に螺合する内径とピッチとを有する。【０１８０】
電気機械変換部１３０は、４枚の圧電材料板１３３と、圧電材料板１３３の各々の表面に略全面にわたって形成された電極１３１とを含む。圧電材料板１３３の各々は、円筒部２２１の外周面に倣った曲面をなして、円弧状の水平断面形状を有する。また、圧電材料板１３３を円筒部２２１の外周面に貼り付けた場合にネジ溝部１２２が露出するように、圧電材料板１３３の軸方向の長さは円筒部２２１よりも短い。【０１８１】
更に、圧電材料板１３３は、円筒部２２１を周方向に等分して、互いに離隔して配置される。また、上記実施形態では、圧電材料板１３３は、円筒部２２１の側周面を４等分して４枚配置される。ただし、圧電材料板１３３の数が４枚に限られることはなく、３枚以上あればよい。【０１８２】
圧電材料板１３３は、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焼結体または成形体として製造できる。また、電極１３１は、銀、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、圧電材料板１３３の表面に直接に形成できる。更に、圧電材料板１３３と電極１３１とは電気的に導通しなくてもよいので、電極材料の板材を貼り付けてもよい。【０１８３】
回転体１４０は、軸方向に中程に形成された円板状のフランジ部２４６と、フランジ部２４６から上方に延在する上側回転伝達軸１４７と、フランジ部２４６から下方に延在する下側回転伝達軸１４８とを含む。フランジ部２４６の外径は、弾性体１２０の円筒部２２１の内径よりも小さく、上側回転伝達軸１４７および下側回転伝達軸１４８の外径よりも大きい。【０１８４】
ワッシャ１６５は、上側回転伝達軸１４７の外径よりも大きく、フランジ部２４６の外径よりも小さな内径を有する。一方、付勢部材１５２は、フランジ部２４６の外径よりも小さな外径と、上側回転伝達軸１４７の外径よりも大きな内径とを有する。【０１８５】
ワッシャ１６５および付勢部材１５２は、上側回転伝達軸１４７を順次挿通される。なお、付勢部材１５２は、図中ではコイルばねとして描かれているが、この構造のバネ材に限られるわけではない。【０１８６】
出力ギア１７０は、外周面に歯部１７６を、中心に軸穴１７２を、それぞれ有する。軸穴１７２は、上側回転伝達軸１４７に嵌着する内径を有する。軸穴１７２に上側回転伝達軸１４７を嵌着させた場合、出力ギア１７０は回転体１４０と一体的に回転する。【０１８７】
接触部材３１０は、軸方向に貫通した貫通穴３１２を有する円筒状の形状を有する。貫通穴３１２は、下側回転伝達軸１４８の外径に略等しい内径を有し、下側回転伝達軸１４８を挿通できる。また、接触部材３１０は、貫通穴３１２の上端縁部に、複数の切欠き部３１４を有する。【０１８８】
接触部材３２０も、軸方向に貫通した貫通穴３２２を有する。ただし、貫通穴３２２の内径は、下側回転伝達軸１４８の外径よりも大きな内径を有する。これにより、貫通穴３２２に挿通された下側回転伝達軸１４８の回転を妨げない。【０１８９】
また、接触部材３２０は、内側に向かって徐々に降下するすり鉢状の駆動面３２１を上面に有する。更に、接触部材３２０は、外周面の下端縁部に複数の切欠き部３２４を有する。駆動面３２１は、弾性体１２０の内面に沿って環状に形成される。駆動面３２１の内径は、回転体１４０のフランジ部２４６の外径よりも小さい。【０１９０】
図２２は、振動アクチュエータ１００の構造を示す縦断面図である。図２１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明は省く。【０１９１】
弾性体１２０は、長手方向に貫通する貫通穴を有する円筒をなす。また、弾性体１２０は、長手方向の中程に、内側に向かって突出したフランジ部２２６を有し、更に、フランジ部２３６の上面に突出して、接触部材３２０の切欠き部３２４に対して相補的な形状を有する回り止め部２２３を有する。【０１９２】
弾性体１２０の外周面には、電気機械変換部１３０が装着される。電気機械変換部１３０は、圧電材料板１３３が弾性体１２０の外周面に密着するように、例えば接着される。従って、圧電材料板１３３が変形した場合は、弾性体１２０も共に変形する。【０１９３】
弾性体１２０のネジ溝部１２２には、位置決め部材１６０、１１０が装着される。なお、本実施形態では、ネジ山部１６２、１１２をネジ溝部１２２に螺着させることにより位置決め部材１６０および位置決め部材１１０が装着されるが、接着、嵌め合い等の他の構造により固定されてもよい。【０１９４】
弾性体１２０の内部には、回転体１４０、ワッシャ１６５および付勢部材１５２が収容される。回転体１４０は、下側回転伝達軸１４８の下端を、位置決め部材１１０の軸受け部１１４から下方外部に僅か突出させる。また、回転体１４０は、上側回転伝達軸１４７の上端を、位置決め部材１６０の軸受け部１６４から上方外部に大きく突出させる。【０１９５】
これにより、上側回転伝達軸１４７および下側回転伝達軸１４８は、位置決め部材１６０および位置決め部材１１０から回転自在に支持される。軸受け部１６４、１１４は、転がり軸受け、滑り軸受け等を備えてもよい。【０１９６】
出力ギア１７０は、上側回転伝達軸１４７の上端を軸穴１７２に挿通されて嵌着される。これにより、回転体１４０は出力ギア１７０と共に回転する。なお、図示の例では上側回転伝達軸１４７に出力ギア１７０を装着した。しかしながら、下側回転伝達軸１４８を下方に延長して、出力ギア１７０を装着することもできる。更に、上側回転伝達軸１４７および下側回転伝達軸１４８の両方に出力ギア１７０を装着してもよい。【０１９７】
付勢部材１５２は、上端を位置決め部材１６０の円板部１６３に対して直接に、下端を回転体１４０のフランジ部２４６にワッシャ１６５を介して、それぞれ当接させて、軸方向に圧縮された状態で装着される。これにより、回転体１４０は、フランジ部２４６を介して下方に向かって付勢される。【０１９８】
なお、ワッシャ１６５は、付勢部材１５２およびフランジ部２４６の間の滑り摩擦を緩和する。ワッシャ１６５に換えて、あるいは、ワッシャ１６５に加えて、付勢部材１５２およびフランジ部２４６の間に潤滑材を塗布または貼付してもよい。【０１９９】
接触部材３１０は、下側回転伝達軸１４８を挿通された上で、フランジ部２４６の下面に当接した状態で装着される。このとき、切欠き部３１４は、回り止め部２４３と嵌合するので、接触部材３１０は、回転体１４０に対する回転が規制された状態で取り付けられている。【０２００】
一方、接触部材３２０は、弾性体１２０のフランジ部２２６により下方から支持される。このとき、切欠き部３２４および回り止め部２３３が相互に嵌合するので、接触部材３２０は、弾性体１２０に対する回転が規制された状態で取り付けられている。【０２０１】
回転体１４０のフランジ部２４６は、付勢部材１５２により下方に向かって付勢されているので、接触部材３１０の下端縁部の被駆動部３１１は、接触部材３２０の傾斜した駆動面３２１に向かって押し付けられる。これにより、駆動面３２１に生じた変位は、被駆動部３１１に効率よく伝達される。【０２０２】
ここで、接触部材３１０、３２０は、回転体１４０または弾性体１２０よりも耐摩耗性が高い材料で形成される。これにより、駆動面３２１および被駆動部３１１の実効的な磨耗を抑制して、振動アクチュエータ１００の寿命を長くすることができる。耐摩耗性が高い材料としては、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素等のセラミクスの他、タングステンカーバイド、炭窒化チタン等の超硬合金を例示できる。また、高速度鋼等により形成された母材の表面を窒化チタン等の薄膜で被覆したものを用いることもできる。更に、ポリエーテル・エーテルケトン等のエンジニアリングプラスチックも使用できる。【０２０３】
また、駆動面３２１に対して線状の被駆動部３１１で接触する接触部材３１０の耐磨耗性は、接触部材３２０の耐磨耗性よりも低いことが望ましい。これにより、多少の磨耗が生じても駆動面３２１の平坦性が保たれ、被駆動部３１１が駆動面３２１にくい込むことが防止されるので、振動アクチュエータ１００の実効的な寿命を長くすることができる。より具体的には、例えば、接触部材３１０、３２０の被駆動部３１１表面または駆動面３２１表面におけるビッカース硬さは、接触部材３１０、３２０が装着された回転体１４０または弾性体１２０のビッカース硬さよりも高い。【０２０４】
なお、上記実施形態では、耐磨耗性の高い接触部材３１０、３２０を、弾性体１２０および回転体１４０の双方に装着した。しかしながら、上記のように弾性体１２０側および回転体１４０側の耐磨耗性に相違をもたせる場合は、一方の接触部材３１０、３２０を省略して、弾性体１２０または回転体１４０を一体成形としてもよい。【０２０５】
図２３は、振動アクチュエータ１００の動作を説明する概念図である。なお、本実施形態においては、弾性体１２０は、位置決め部材１６０および位置決め部材１１０を介して、長手方向の両端近傍で外部から支持されているものとするが、他の部位において支持されてもよい。また、弾性体１２０は金属製であり、例えば接地電位である基準電位に保たれているものとする。【０２０６】
図２３（ａ）に示す弾性体１２０および電気機械変換部１３０を含む振動の系において、電気機械変換部１３０のいずれかの電極１３１に駆動電圧が印加された場合、当該電極１３１が装着された圧電材料板１３３は長手方向に伸張する。圧電材料板１３３は弾性体１２０の円筒部２２１に接着されて一体化しているので、当該圧電材料板１３３が貼り付けられた領域において、円筒部２２１も一体的に伸張する。これにより、弾性体１２０は、当該圧電材料板１３３が貼り付けられた領域を外側にして屈曲変形を生じる。【０２０７】
更に、弾性体１２０の周方向に配列された複数の電極１３１に、順次π／２遅れた位相を有する交流電圧を印加すると、弾性体１２０の屈曲の向きが順次変化する。一方、弾性体１２０は、両端において外部から支持されている。これにより、図２３（ｂ）に示すように、弾性体１２０全体に、上下端の近傍に位置する節Ｘ、Ｚと、長手方向の中央付近に位置する腹Ｙとを形成する振れ回り振動が生じる。接触部材３２０は、弾性体１２０の内側に嵌まって固定されているので、弾性体１２０の振れ回り振動に従って、長手方向に対して直交する面の上で円形の軌跡を描いて運動する。【０２０８】
接触部材３１０は、接触部材３２０に押し付けられている。従って、被駆動部３１１は、駆動面３２１に押し付けられる。弾性体１２０の振れ回り振動による駆動面３２１の水平な変位は、傾斜した駆動面３２１を介して被駆動部３１１に作用する。被駆動部３１１に水平方向の変位が作用した場合、接触部材３１０は付勢部材１５２の付勢に逆らって軸方向に変位する。【０２０９】
接触部材３１０が軸方向に変位すると、被駆動部３１１および駆動面３２１の間に間隙あるいは接触圧が低い領域が生じる。更に、振れ回り振動においては、駆動面３２１の変位の方向が回転するので、被駆動部３１１および駆動面３２１の間に接触部材３１０を回転させる摩擦が生じる。この摩擦により駆動されて生じた接触部材３１０の回転は、切欠き部３１４および回り止め部２４３の係合により、フランジ部２４６を介して上側回転伝達軸１４７および出力ギア１７０に伝えられる。【０２１０】
なお、振れ回り振動により生じる弾性体１２０の水平方向の変位は、長手方向について略中央において最も大きい。接触部材３１０の被駆動部３１１は、接触部材３２０に生じた振れ回り振動の腹Ｙの付近において駆動面３２１に当接するので、弾性体１２０の振動は回転体１４０に効率よく伝達される。【０２１１】
また、電気機械変換部１３０に印加される駆動電圧の周波数は、電気機械変換部１３０および弾性体１２０を含む振動の系の固有振動数に応じた共振周波数を含むことが好ましい。これにより、弾性体１２０は、投入された駆動電力に対して効率よく振れ回り振動を生じてそれを継続できる。また、弾性体１２０に、複数の腹および節を生じる他の振動モードで振れ回り振動させることもできる。【０２１２】
図２４は、他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の構造を示す断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００と同じなので、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。【０２１３】
振動アクチュエータ１００は、圧電材料管２３２、電極２３１および共通電極２３９を含む電気機械変換部２３０を備える。圧電材料管２３２は、回転体１４０の外径よりも大きな内径を有する円筒をなす。また、圧電材料管２３２は、外周面の上端近傍および下端近傍に、ネジ溝部２３４、２３８を有する。ネジ溝部２３４、２３８は、位置決め部材１６０および位置決め部材１１０のネジ山部１６２、１１２に螺合する内径とピッチとを有する。【０２１４】
更に、圧電材料管２３２は、長手方向の中程に、内側に向かって突出したフランジ部２３６を有して、フランジ部２３６の上面に突出した回り止め部２３３を有する。回り止め部２３３は、接触部材３２０の切欠き部３２４と相補的な形状を有する。圧電材料管２３２に挿入された接触部材３２０は、フランジ部２３６により下方から支持される一方、接触部材３１０を介して付勢部材１５２により押し下げられる。このとき、切欠き部３２４および回り止め部２３３が相互に嵌合するので、接触部材３２０は、圧電材料管２３２の内部で回転することなく固定される。【０２１５】
電極２３１は、圧電材料管２３２の外周面を周方向に等分して４枚装着される。電極２３１は、電気的に相互に分離しており、個別に電圧を印加することができる。一方、共通電極２３９は、フランジ部２３６を除いて、圧電材料管２３２の内面全体に連続して形成される。共通電極２３９は、例えば接地電位である基準電位に維持される。【０２１６】
なお、上記実施形態では、電気機械変換部２３０は４枚の電極２３１を有する。しかしながら、電極２３１の数は４に限られることはなく、３枚以上あればよい。【０２１７】
以上のような構造を有する振動アクチュエータ１００において、いずれかの電極１３１と共通電極２３９との間に電圧が印加された場合、当該電極１３１に対応した領域において圧電材料板１３３は長手方向に伸張する。これにより、当該領域の圧電材料管２３２は長手方向に伸張して屈曲する。【０２１８】
共通電極２３９を接地電位に保ちつつ、電極１３１に順次電圧を印加した場合、弾性体１２０は屈曲方向を周方向に変える振れ回り振動を生じる。以下、既に説明した通り、圧電材料管２３２により支持された接触部材３２０の駆動面３２１の変位が、被駆動部３１１の回転運動に変換されて伝達される。【０２１９】
図２５は、また他の実施形態に係る振動アクチュエータ１００の構造を示す断面図である。なお、以下に説明する部分以外の構造および作用は、図２４に示した実施形態に係る振動アクチュエータ１００と同じなので、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。【０２２０】
振動アクチュエータ１００は、接触部材３１０、３２０の形状に固有の特徴がある。即ち、回転体１４０に装着された接触部材３１０は、径方向について下側回転伝達軸１４８に接近するほど厚くなり、テーパ状の被駆動面３１３を有する。これに対して、弾性体１２０に装着された接触部材３２０は、水平な上端面を有して、貫通穴３２２の内面上縁を駆動部３２３とする。これにより、弾性体１２０の振れ回り振動により接触部材３２０に生じた変位の水平成分が、被駆動面３１３を介して回転体１４０に伝達される。【０２２１】
ここで、被駆動面３１３に対して線状の駆動部３２３で接触する接触部材３２０の耐磨耗性は、接触部材３１０の耐磨耗性よりも低いことが望ましい。これにより、多少の磨耗が生じても被駆動面３１３の平坦性が保たれ、駆動部３２３が被駆動面３１３にくい込むことが防止されるので、振動アクチュエータ１００の実効的な寿命を長くすることができる。【０２２２】
なお、上記実施形態でも、耐磨耗性の高い接触部材３１０、３２０を、弾性体１２０および回転体１４０の双方に装着した。しかしながら、上記のように弾性体１２０側および回転体１４０側の耐磨耗性に相違をもたせる場合は、一方の接触部材３１０、３２０を省略して、弾性体１２０または回転体１４０を一体成形としてもよい。【０２２３】
図２６は、撮像装置４００の構造を模式的に示す縦断面図である。撮像装置４００は、レンズユニット４１０およびボディ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。レンズユニット４１０は、光学部材４２０、光学部材４２０を収容する鏡筒４３０、および、鏡筒４３０の内部に設けられて光学部材４２０を駆動する振動アクチュエータ１００を備える。【０２２４】
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。【０２２５】
振動アクチュエータ１００は、光軸方向について鏡筒４３０の中程にあって相対的に小径な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、鏡筒４３０の径を拡大することなく、振動アクチュエータ１００は鏡筒４３０内に収容される。振動アクチュエータ１００は、例えば輪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。【０２２６】
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。【０２２７】
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（不図示）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。【０２２８】
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。【０２２９】
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。【０２３０】
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および撮像素子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素子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。【０２３１】
撮像装置４００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対応し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。【０２３２】
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。これらの動作は、ボディ４６０の底部に収容された制御装置５５０の制御の下に実行される。【０２３３】
また、振動アクチュエータ１００は、レンズユニット４１０の光軸に長手方向が平行になるように実装される。換言すれば、振動アクチュエータ１００は、回転体１４０が水平になるように実装される。【０２３４】
従って、例えば、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。ただし、振動アクチュエータ１００の用途がこれらに限られないことはいうまでもない。【０２３５】
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得ることは当業者に明らかである。また、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、請求の範囲の記載から明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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