(57)【要約】【課題】  一つのアクチュエータを用いて、２軸まわりに被回転体を回動させる装置であって、被回転体の回動制御を高精度に行うことのできる回転駆動装置を提供すること。【解決手段】  球状の面を有する回動部材と、該回動部材を少なくとも２軸まわりに回動可能に支持する回動部材支持手段と、電気エネルギーを供給する交番電力供給手段と、該交番電力供給手段により供給された電気エネルギーを機械エネルギーに変換することにより振動を発生させる振動体３と、該振動体３の外周を挟むことにより、該振動体３と前記回動部材の球状の面とを接触させた状態で該振動体３を振動可能に支持する少なくとも２つの挟持部材７，１１と、前記振動体３を挟持した状態で前記挟持部材７，１１同士を機械的に固定する固定手段１１ｄ，２０と、を備えることを特徴とする。【選択図】        図１
2005184923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状の面を有する回動部材と、
該回動部材を少なくとも２軸まわりに回動可能に支持する回動部材支持手段と、
電気エネルギーを供給する交番電力供給手段と、
該交番電力供給手段により供給された電気エネルギーを機械エネルギーに変換することにより振動を発生させる振動体と、
該振動体の外周を挟むことにより、該振動体と前記回動部材の球状の面とを接触させた状態で該振動体を振動可能に支持する少なくとも２つの挟持部材と、
前記振動体を挟持した状態で前記挟持部材同士を機械的に固定する固定手段と、
を備えることを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
前記振動体は、断面多角形の柱状体であって、その外周のそれぞれの角部に溝が形成されており、
前記挟持部材は、半環状の部材であって、前記振動体周りにおいてこれら両挟持部材の端面同士が合わされることにより環状に設けられ、
これら挟持部材が前記溝に係合されていることを特徴とする請求項１に記載の回転駆動装置。
【請求項３】
前記両挟持部材の端面同士がネジ止めされていることを特徴とする請求項２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】
前記振動体は、前記挟持部材により、所定の押圧力が加えられた状態で支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の回転駆動装置。
【請求項５】
前記振動体は、前記挟持部材により、略点状に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の回転駆動装置。
【請求項６】
前記挟持部材と前記振動体との共振周波数が異なることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の回転駆動装置。
【請求項７】
前記挟持部材および前記振動体のいずれか一方が、他方よりも軟度の高い部材により構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被回転体を２軸まわりに回動させる回転駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ある物体を回動させるための装置として、種々のアクチュエータが使用されている。そしてこれら装置については、一つのアクチュエータでは通常１軸まわりにしか物体を回動させることができず、その物体を２軸まわりに回動させるためには、最低２個のアクチュエータが必要であった。そのため、２軸まわりに回動させる場合、装置全体を小型化したり、コストを低減したりするには限界があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、一つのアクチュエータだけで２軸まわりに物体を回動させる以下の装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この装置は、２軸まわりに回動可能に支持された回動部材と、柱状に形成され、その長さ方向の端面が固定された振動体とを備え、前記振動体の反対側の端面を球状部材に接触させた状態で、この振動体の振動を制御することにより、回動部材を任意の方向に回動させるものである。したがって、振動体の固定方法によって、その振動特性が変化し、回動部材の運動は大きく影響を受けることになる。
この回転駆動装置によれば、一つのアクチュエータによる簡単な構成で被駆動体をダイレクトに２軸まわりに回動させることができる。
【特許文献１】特開平０５−２０３７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、振動体の端面を固定する際、固定するための接着剤にムラが生じたり、長年の使用によって固定面に亀裂、傷等が生じるおそれがある。ムラや亀裂、傷等があると、これらによって振動体の振動が影響を受けてしまい、個々の装置ごとに振動体の振動特性が異なってしまう。そのため、操作者が指示する角度と実際の角度とに差異が生じてしまい、被回転体の回転を高精度に制御できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、一つのアクチュエータを用いて、２軸まわりに被回転体を回動させる装置であって、被回転体の回動制御を高精度に行うことのできる回転駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、球状の面を有する回動部材と、該回動部材を少なくとも２軸まわりに回動可能に支持する回動部材支持手段と、電気エネルギーを供給する交番電力供給手段と、該交番電力供給手段により供給された電気エネルギーを機械エネルギーに変換することにより振動を発生させる振動体と、該振動体の外周を挟むことにより、該振動体と前記回動部材の球状の面とを接触させた状態で該振動体を振動可能に支持する少なくとも２つの挟持部材と、前記振動体を挟持した状態で前記挟持部材同士を機械的に固定する固定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明に係る回転駆動装置によれば、振動体が挟持部材によって外周を挟まれ、この状態で両挟持部材同士が固定手段により機械的に固定される。このとき、振動体は、挟持部材によって、該振動体と回動部材の球状の面とが接触させられた状態で振動可能に支持される。そこで、交番電力供給手段を駆動して、振動体に電気エネルギーを供給すると、振動体が振動を発生させ、この振動に応じて、回動部材が回動させられる。このとき、前記振動体は機械的に固定された挟持部材によって、外周を挟まれて支持されていることから、振動に伴うガタの発生が抑制される。
これにより、振動体の振動を高精度に制御することが可能となる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転駆動装置において、前記振動体は、断面多角形の柱状体であって、その外周のそれぞれの角部に溝が形成されており、前記挟持部材は、半環状の部材であって、前記振動体周りにおいてこれら両挟持部材の端面同士が合わされることにより環状に設けられ、これら挟持部材が前記溝に係合されていることを特徴とする。
この発明に係る回転駆動装置によれば、振動体周りにおいて、半環状の挟持部材の端面同士を合わせることにより、挟持部材が環状に配され、これら挟持部材が、振動体に形成された溝に係合される。
これにより、ガタの発生を抑えつつ、振動体を確実に支持することが可能となる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の回転駆動装置において、前記両挟持部材の端面同士がネジ止めされていることを特徴とする。
この発明に係る回転駆動装置によれば、振動体を挟持した状態で、挟持部材の端面同士がネジ止めされる。
これにより、振動体のサイズ、形状に合わせて、ネジの締め具合を調整することができ、それらサイズ、形状を問わず、振動体を確実に支持することが可能となる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の回転駆動装置において、前記振動体は、前記挟持部材により、所定の押圧力が加えられた状態で支持されていることを特徴とする。
この発明に係る回転駆動装置によれば、前記振動体が、機械的に固定された挟持部材によって、所定の押圧力が加えられた状態で外周を挟まれて支持される。
これにより、振動に伴うガタの発生を効果的に抑えることが可能となる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の回転駆動装置において、前記振動体は、前記挟持部材により、略点状に支持されていることを特徴とする。
この発明に係る回転駆動装置によれば、前記振動体が、前記挟持部材により、略点状に支持される。
ここで、振動体を支持するための接触面積は小さければ小さいほど、振動の規制が少なくなり、精度よくその振動を制御することができるようになる。
本発明においては、前記振動体が、略点状に支持されていることから、より高精度に振動の制御が可能となる。ここで、点状とは、極小の一点のみを言うものではなく、接触面積の広狭の幅を許容するものであり、またその接触部分の形も真円だけでなく、楕円、長円等の幅を許容するものとする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の回転駆動装置において、前記挟持部材と前記振動体との共振周波数が異なることを特徴とする。
この発明に係る回転駆動装置によれば、振動体の発生させるエネルギーが系全体の共振に費やされるのを抑制することができ、高精度にかつ効率よく振動体の駆動力を伝達することが可能となる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の回転駆動装置において、前記挟持部材および前記振動体のいずれか一方が、他方よりも軟度の高い部材により構成されていることを特徴とする。
この発明に係る回転駆動装置によれば、所定の圧力を加えながら挟持部材により振動体を挟んでいくと、前記挟持部材および前記振動体のいずれか一方が、同他方よりも軟度の高い部材により構成されていることから、軟らかい方の部材が、硬い方の部材に押圧されやがて変形させられる。すなわち、硬い部材が軟らかい部材にくい込むことになる。
これにより、振動体の固定が強化され、さらにガタの発生を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、振動体の振動に伴うガタの発生を抑制することができるため、操作者の指示通りの振動を発生させることにより、被回転体の回動制御を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施例１）
以下、本発明の第１実施例における回転駆動装置について、図面を参照して説明する。
図６において、符号１は本発明の第１実施例における回転駆動装置を示したものである。
回転駆動装置１は、上下にコの字状に延びる本体部２と、本体部２に取り付けられた略角柱状の振動体３と、真球状の回動部材４とを備えている。本体部２は、棒状のアーム部２ａと、アーム部２ａの両端からそれぞれアーム部２ａと交差する方向に延ばされ、互いに対向する位置に配される基台２ｂおよび略半環状の回動支持アーム２ｃとを備えている。
【００１６】
振動体３は、図５に示すように、その長さ方向に延びる４辺の中央、つまり角部３ｃの中央に、それぞれ溝３ａが形成されている。また、振動体３は、図６に示す交番電力供給装置（交番電力供給手段）５に接続されており、図５に示すｘｙｚ軸方向に沿って振動させることにより、駆動力を発生させるようになっている。また、振動体３は、その構成物質や形状から算出される、または複雑な構成や形状のときはシュミレーションによって導出される共振周波数、すなわち縦振動と呼ぶｚ軸方向に沿った振動の共振周波数と、屈曲振動と呼ぶｘまたはｙ軸方向に沿った振動の共振周波数とがほぼ一致するようなサイズに形成されている。また屈曲振動については、ここでは２次の振動となるように共振周波数が設定されている。
【００１７】
この振動体３が、その長さ方向に延びる軸線Ｌとアーム部２ａとが平行になるように基台２ｂと回動支持アーム２ｃとの間に配され、振動体フレーム６を介して、アーム部２ａに取り付けられている。
振動体フレーム６は、振動体３とは共振周波数の異なる材質からなり、図１から図４に示すように、本体としてのフレーム本体（挟持部材）７と、半環状に形成された係合部材（挟持部材）１１とを備えている。フレーム本体７は、図２に示すように、略半円筒状に形成された上半部８と、略円筒状に形成された下半部１０とが、係合部材１１を載せるためのステージ９を介して一体的に形成されてなるものである。上半部８の内壁には、円筒中央に向けて突出する本体爪部８ａが半周にわたって形成されている。
【００１８】
さらに、半環状に形成されたステージ９の内壁と上半部８の内壁とを一体とすることにより両内壁部が円環状に形成され、そしてその内部が空洞となることにより上半部８と下半部１０とが連通した状態になっている。これにより、図４に示すように、上半部８と下半部１０とにわたって振動体３を通すことができるようになっている。また、ステージ９のステージ面９ｃは、本体爪部８ａよりも若干低い位置にくるように形成されている。
【００１９】
また、図２に示すように、上半部８の長さ方向に沿って延びる両縁部８ｂには、半径方向外方に向けられた係合用壁部８ｃが前記両縁部８ｂの上下にわたって一体的に形成されており、この係合用壁部８ｃの長さ方向の一端は、ステージ９の基端部９ａと終端部９ｂとにそれぞれ接合されている。さらに、両係合用壁部８ｃには、その上端に、基端部９ａまたは終端部９ｂ側に向けられた切欠８ｄがそれぞれ形成され、切欠８ｄと両端部９ａ，９ｂとの間には、本体爪部８ａと略同等の高さに位置する本体ネジ孔（固定手段）８ｅがそれぞれ形成されている。
下半部１０には、その下端の開放部に円板状のスプリング受板１２が取り付けられており、その開放部を塞いだ状態になっている。これにより、スプリング受板１２は、下半部１０と一体となってその下端面を形成している。また、下半部１０の周壁部には開口部１０ａが形成されており、振動体３に接続された各種ケーブルを通すことができるようになっている。
【００２０】
また、係合部材１１の内壁には、図３に示すように、円筒中央に向けて突出する爪部１１ｃが半周にわたって形成されている。また、係合部材１１の基端面１１ａおよび終端面１１ｂには、それら面１１ａ，１１ｂと交差する方向に延び、外周面１１ｅから開口するネジ孔（固定手段）１１ｄが形成されており、図１に示すネジ（固定手段）２０が挿入されるようになっている。
【００２１】
このような構成のもと、ステージ面９ｃ上に、その形状に合わせて両半円同士が重なるように係合部材１１を載せると、係合部材１１の内壁と上半部８の内壁とが一体となることにより両内壁部が円環状になるとともに、本体爪部８ａと爪部１１ｃとが一体となり、両内壁の全周にわたって延びる爪が形成される。また、本体ネジ孔８ｅとネジ孔１１ｄとが一致した位置に配され、これらネジ孔８ｅ，１１ｄとにわたって、ネジ２０が挿入されるようになっている。そのため、フレーム本体７の所定の位置に振動体３を通し、ステージ面９ｃ上に係合部材１１を載せたのち、係合部材１１をネジ２０によって機械的に固定すると、振動体３の溝３ａと本体爪部８ａおよび爪部１１ｃとが係合し、ネジ２０の締め具合を調整することにより、適度の押圧力を持って、振動体３が支持されるようになっている。そして、このように支持された状態において、振動体３と振動体フレーム６との共振周波数が異なるように構成されるようになっている。
【００２２】
このようなフレーム本体７は、図６に示すように、アーム部２ａに設けられたリニアステージ２１およびステージガイド２２に取り付けられることにより、軸線Ｌ方向に沿って移動可能に支持されており、フレーム本体７を軸線Ｌ方向に沿って移動させると、その移動に応じて、上記のように支持された振動体３も移動させられるようになっている。
また、基台２ｂに設けられた軸線Ｌ方向の不図示のネジ穴に組みつけられたボルト２３の天面２３ａと、スプリング受板１２との間には、スプリング２４が設けられている。このスプリング２４の付勢力により、振動体３は、フレーム本体７を介して、常に軸線Ｌ方向上方、すなわち回動支持アーム２ｃに向けて付勢された状態になっている。このボルト２３は、軸線Ｌを中心として回動させることにより、スプリング受板１２と天面２３ａとの間の距離が変更できるようになっており、これにより、スプリング２４の弾性力を変化させ、振動体フレーム６を介して振動体３の軸線Ｌ方向の付勢力を調整することができるようになっている。
【００２３】
また、振動体３の上端面３ｂは回動部材４の外周面である球面部４ａに当接されており、回動部材４は、ジルコニア等の硬質材料により形成され、環状部材２５を介して、ジンバル機構により回動支持アーム２ｃに取り付けられている。すなわち、図７に示すように、回動部材４の周面にその球中心Ｏに向けて互いに対向するように形成されたそれぞれの凹部４ｂに、ｘ軸取り付けピン（回動部材支持手段）２６の一端が挿入、固着され、ｘ軸取り付けピン２６の他端が、ｘ軸方向に向けて環状部材２５にそれぞれ形成されたｘ軸受穴２５ａに挿入されることにより、回動部材４はｘ軸線を中心として回動可能に支持されている。
【００２４】
さらに、ｙ軸方向に沿って環状部材２５にそれぞれ形成されたｙ軸受穴２５ｂに、ｙ軸取り付けピン（回動部材支持手段）２７の一端が挿入、固着され、ｙ軸取り付けピン２７の他端が、ｙ軸方向に沿って回動支持アーム２ｃにそれぞれ形成された凹部２８に挿入されることにより、環状部材２５は、球中心Ｏを通りｙ軸方向に沿った軸を中心として回動可能に支持され、この環状部材２５を同ｙ軸方向に沿った軸線を中心として回動させることにより、その回動に合わせて、回動部材４も同ｙ軸方向に沿った軸線を中心として回動させられるようになっている。
【００２５】
また、ｘ軸受穴２５ａおよびｙ軸受穴２５ｂには、それぞれｘ軸取り付けピン２６、ｙ軸取り付けピン２７を挟み込むようにして、両ピン２６，２７の周面に当接されたボール状のベアリング３０が設けられている。そして回動部材４を回動させると、ｘ軸取り付けピン２６およびｙ軸取り付けピン２７が、それぞれｘ軸受穴２５ａおよびｙ軸受穴２５ｂ内において各ピン軸を中心として回動させられ、これら両ピン２６，２７の回動によってベアリング３０も回動させられるようになっている。
【００２６】
このような構成のもと、振動体フレーム６に振動体３を上記のように支持させた状態において、振動体３は、スプリング２４の付勢力により、振動体フレーム６を介して所定の押圧力をもって回動部材４を押圧しており、交番電力供給装置５により所定の交番電力が供給されると、振動体３は、ｘ、ｙ、ｚ軸方向に変位し、その変位に応じて、回動部材４がｘ軸およびｙ軸を中心として回動させられるようになっている。
【００２７】
ここで、振動体３および交番電力供給装置５の構成例について説明する。
振動体３は、図８に示すように、角柱状に形成される圧電素子積層型のものであり、ｘ軸方向に屈曲するｘ方向屈曲部４３と、ｙ軸方向に屈曲するｙ方向屈曲部４４とが、溝３ａを４辺に有する中間部４５を介して接続されて構成されている。ｘ方向屈曲部４３は、中間部４５の上面に、まず矩形の全面電極４６が配され、その上面に同じく矩形の圧電素子４７が配され、その上面にｘ方向に２分割されてなる分割電極４８，４９が、さらにその上面に圧電素子４７が配され、これら４層を一組として、複数組が積層された状態になっている。
また、ｙ方向屈曲部４４も、ｘ方向に分割された分割電極４８，４９に代えて、ｙ方向に２分割されてなる分割電極５０，５１が配され、その分割電極５０，５１の分割方向以外は前記と同様の４層を一組として、複数組が積層された状態になっている。
【００２８】
それぞれの分割電極４８，４９，５０，５１および全面電極４６には、外部電極が接続されており、交番電力供給装置５から、各分割電極４８，４９，５０，５１と、その下の全面電極４６との間に電気信号が印加されるようになっている。以下、分割電極４８と全面電極４６との間に印加される電気信号をＶｘ１とし、分割電極４９と全面電極４６との間に印加される電気信号をＶｘ２とする。さらに、分割電極５０、分割電極５１と全面電極４６間に印加される電気信号をそれぞれＶｙ１、Ｖｙ２とする。
このような構成のもと、上述のように、係合部材１１をネジ止めすることにより、振動体３が振動体フレーム６に固定され、この状態でＶｘ１、Ｖｘ２、Ｖｙ１、Ｖｙ２の電気信号を印加すると、各電気信号に応じて圧電素子４７がｘｙｚ方向に変形し、これら印加する電気信号を制御することにより、振動体３を、中間部４５を節としてｘｙｚ方向に振動させるようになっている。
【００２９】
次いで、交番電力供給装置５は、図９に示すように、振動体３の共振周波数に等しい周波数の基本信号を生成する基本交番信号発生部６０と、基本交番信号発生部６０により生成された基本信号に基づいて９０度位相の遅れた遅延信号を生成する９０度位相遅延部６１と、９０度位相遅延部６１により生成された遅延信号が入力され、その位相を反転させた反転信号を生成する位相反転部６２とを備えている。さらに、交番電力供給装置５は、Ｖｘ１、Ｖｘ２、Ｖｙ１、Ｖｙ２の電気信号をそれぞれ出力するゲイン調整部６５，６６，６７，６８と、９０度位相遅延部６１により生成された遅延信号か、位相反転部６２により生成された反転信号かのどちらか一方を選択してゲイン調整部６６，６８に向けてそれぞれ出力する信号選択器６３，６４と、回動部材４を駆動させたい所望の方向に応じて、ゲイン調整部６５，６６，６７，６８および信号選択器６３，６４に適切な制御指令を与える駆動方向制御部６９とを備えている。
【００３０】
ゲイン調整部６５，６６，６７，６８から出力される電気信号は、駆動方向制御部６９からの制御指令にしたがって制御され、その振幅はＶｘ１とＶｘ２同士およびＶｙ１とＶｙ２同士でそれぞれ等しくされるとともに、その位相についてはそれぞれのゲイン調整部６５，６６，６７，６８に入力される信号に依存するようになっている。なお、交番電力供給装置５の構成は、以下の条件を満たしていれば適宜変更可能である。すなわち、Ｖｘ１とＶｘ２、Ｖｙ１とＶｙ２の信号振幅がそれぞれ等しく可変であるとともに、Ｖｘ１およびＶｙ１が、常に同位相であって且つ振動体３の共振周波数に等しい周波数の基本信号であり、さらにＶｘ２、Ｖｙ２が、基本信号に対して９０度の位相遅れまたは進みをそれぞれ個別に切り換えられる信号であれば、図９に示す構成の限りではない。
【００３１】
このような構成のもと、基本交番信号発生部６０により生成された基本信号の一部はゲイン調整部６５，６７に向けて出力され、残りは９０度位相遅延部６１に入力された後、その入力された信号の一部が９０度位相の遅れた遅延信号として信号選択器６３，６４に向けて出力され、さらにその残りは位相反転部６２より生成された反転信号として信号選択器６３，６４に向けて出力されるようになっている。そして、駆動方向制御部６９により、振動体３を振動させる所望の方向に応じて、信号選択器６３，６４およびゲイン調整部６５，６６，６７，６８が制御され、所定のＶｘ１、Ｖｘ２、Ｖｙ１、Ｖｙ２が振動体３に印加されるようになっている。
【００３２】
次に、このように構成された本実施例に係る回転駆動装置１の作用について説明する。
回転駆動装置１は、例えばカメラ等の雲台に適用され、後述するように、振動体３を所定の方向に振動させることにより、回動部材４を回動させ、この回動部材４の回動により、回動部材４に直接または間接的に繋がれた不図示のカメラ用基台の設置角度が変化する。これにより、カメラ用基台に固定されたカメラが、所望の方向、角度になるように調整され、撮影がなされる。
【００３３】
ここでは、まず、回動部材４を回動させるための振動体３の振動動作について説明する。
図１０において、上段は振動体３の振動の振る舞いを示したものであり、下段は振動体３に印加される電気信号の位相を示したものである。
図１０では、簡略化のためにｘ軸方向の振動を生じさせるＶｘ１、Ｖｘ２のみに通電した場合を考える。図１０中、振動体３はｙ軸方向からの視点となり、符号７０は図８に示す分割電極４８が配置されたＶｘ１側積層部を、符号７１は分割電極４９が配置されたＶｘ２側積層部を示している。上述の交番電力供給装置５によって、Ｖｘ１およびＶｘ２が制御され、振動体３に印加されると、以下のように振動体３が振動する。すなわち、時間軸に従って説明すると、最初のｔ１では、Ｖｘ１＞Ｖｘ２となっており、両者の差が最大となる。したがって、Ｖｘ１側積層部７０側が長く、Ｖｘ２側積層部７１側が短くなり、全体としてｔ１の上段に示すように＋ｘ軸方向の振れが最大となる。
【００３４】
次のｔ２では、Ｖｘ１＝Ｖｘ２となり、Ｖｘ１側積層部７０とＶｘ２側積層部７１とが等長となるが、その絶対値は低いため、振動体３の全長は他の状態と比べて短くなる。さらにｔ３ではＶｘ１＜Ｖｘ２となり、ｔ１時の左右反転の形状、すなわち−ｘ軸方向の振れが最大となる。また、ｔ４ではＶｘ１＝Ｖｘ２となり、ｔ２時と同様、Ｖｘ１側積層部７０とＶｘ２側積層部７１とが等長となるが、その絶対値が高いため、振動体３の全長は長くなる。以下、これら一連の動作を繰り返すことにより、振動体３が振動することになる。なお、本図は電気信号の供給開始から充分時間が経過しており、振動体３が過度状態でなく共振状態にあるときを表わしている。
このような振動体３に印加する電気信号を制御することにより、振動体３の振動が制御され、回動部材４を所望の角度に回動させることができる。
【００３５】
ここで、このように振舞う振動体３について、その固定箇所に接触ムラや亀裂、傷等があると、これら振動に影響を与え、個々の振動体３の振動特性が変化してしまうが、本実施例における回転駆動装置１によれば、以下のようにして振動体３を支持することにより、その振動に与える影響が抑制される。
【００３６】
すなわち、図１に示すように、フレーム本体７に振動体３を通し、溝３ａと本体爪部８ａとが係合する所定の位置に、振動体３を配する。この状態で、係合部材１１をステージ面９ｃ上に載せ、ネジ孔１１ｄおよび本体ネジ孔８ｅにわたってネジ２０を挿入することにより、係合部材１１を機械的に固定する。このとき、振動体３の溝３ａと本体爪部８ａとが係合するだけでなく、爪部１１ｃと溝３ａとが係合した状態にもなり、振動体３は、本体爪部８ａと爪部１１ｃとによって、４点において点状に支持される。また、ネジ２０の締め付けを強くすることにより、振動体３が適当な押圧力を持って挟持される。さらに、このように支持された状態において、振動体３と振動体フレーム６との共振周波数が異なるように構成される。
【００３７】
以上より、本実施例における回転駆動装置１によれば、フレーム本体７に係合部材１１がネジ２０により機械的に固定されることにより、振動体３が確実に支持されるため、振動に伴うガタの発生が抑制される。そのため、振動体３の振動を精度よく制御することができ、その結果、回動部材４の回動制御を高精度に行うことができる。
また、振動体３は、係合部材１１のネジ２０の締め付け具合を調整することにより、サイズ、形状を問わずに、かつ適当な押圧力を持って支持されるため、振動に伴うガタの発生を効果的に抑えることができる。
【００３８】
さらに、振動体３は、振動体フレーム６内において、４点の溝３ａにより点状に支持されていることから、振動における抵抗、規制が少なくなり、より精度の高い制御が可能となる。
また、振動体３と振動体フレーム６との共振周波数が異なるように構成されているため、振動体３の発生させるエネルギーが系全体の共振に費やされるのを抑制することができ、エネルギーの伝達効率を向上させることができる。
【００３９】
（実施例２）
次に、本発明の第２実施例について説明する。
図１１は、第２の実施例の要部を示す上面図である。
図１１において、図１から図４に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において異なるものとなっている。すなわち、フレーム本体７の上半部８と係合部材１１とが、横断面Ｖ字状に形成され、Ｖ字の頂点が互いに反対側に向けられて配置されている。
このような構成のもと、係合部材１１をネジ２０により機械的に固定することにより、振動体３が適度な押圧力を持って支持される。
これにより、上記第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００４０】
（実施例３）
次に、本発明の第３実施例について説明する。
図１２は、第３の実施例の要部を示す上面図である。
この実施例と上記第１実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において異なるものとなっている。すなわち、上半部８および係合部材１１の内壁に、円筒中央に向けて突出する突起部７２が均等間隔にそれぞれ２つづつ設けられている。そして、振動体３の溝３ａが、振動体３の長さ方向に延びる側面４面の中央部にそれぞれ形成されている。
このような構成のもと、係合部材１１をネジ２０により機械的に固定すると、溝３ａに突起部７２がそれぞれ嵌合され、振動体３が支持される。
これにより、上記第１の実施例と同様の効果が得られるとともに、振動体３が、その長さ方向に延びる軸線を中心として、回動するのを抑えることができ、さらに、高精度に振動を制御することができる。
【００４１】
（実施例４）
次に、本発明の第４実施例について説明する。
図１３および図１４は、第４の実施例の要部を示す説明図である。
この実施例と上記第１実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において異なるものとなっている。すなわち、係合部材１１は、振動体３よりも軟度の高い物質により形成され、ネジ２０を締め付けることにより振動体３に対する押圧力を強くしていくと、係合部材１１の内壁のうち、振動体３の角と接触する部分が、反作用によって、振動体３の角により押圧される。このとき、係合部材１１は振動体３よりも軟らかい物質により形成されているため、所定の押圧力を超えると、図１４に示すように、係合部材１１の内壁は、振動体３の角に合わせて変形させられる。つまり、振動体３の角が係合部材１１にくい込んだ状態となる。
これにより、上記第１の実施例と同様の効果が得られるとともに、振動体３が、その長さ方向に延びる軸線を中心として、回動するのを抑えることができ、さらに、高精度に振動を制御することができる。
【００４２】
なお、上記の実施例においては、ネジ２０により機械的に固定するとしたが、これに限らず、他の機械的固定であってもよい。
また、フレーム本体７と係合部材１１の形状は、適宜変更してもよい。
さらに、上記実施例では、本回転駆動装置１をカメラの雲台に適用するとしたが、これに限らず、さまざまな装置に適用できるのは言うまでもない。
また、本発明の技術範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る回転駆動装置の第１実施例の要部を示す斜視図である。
【図２】同実施例における回転駆動装置のフレーム本体を示す斜視図である。
【図３】同実施例における回転駆動装置の係合部材を示す斜視図である。
【図４】同実施例におけるフレーム本体に振動体を通した状態を示す説明図である。
【図５】同実施例における回転駆動装置の振動体を示す斜視図である。
【図６】同実施例における回転駆動装置を示す側面図である。
【図７】同実施例における回転駆動装置の上面図である。
【図８】同実施例における振動体の構成を示す説明図である。
【図９】同実施例における回転駆動装置の交番電力供給装置の原理を示すブロック図である。
【図１０】同実施例における回転駆動装置の振動体の振動の様子と、交番電力供給装置からの電気信号との関係を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る回転駆動装置の第２実施例の要部を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る回転駆動装置の第３実施例の要部を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る回転駆動装置の第４実施例の要部を示す図であって、係合部材を取り付ける前の状態を示す説明図である。
【図１４】本発明に係る回転駆動装置の第４実施例の要部を示す図であって、係合部材を取り付け、その内壁が変形した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    回転駆動装置
３    振動体
３ａ  溝
３ｂ  角部
４    回動部材
５    交番電力供給装置（交番電力供給手段）
７    フレーム本体（挟持部材）
８ｅ  本体ネジ孔（固定手段）
１１  係合部材（挟持部材）
１１ｄ  ネジ孔（固定手段）
２０  ネジ（固定手段）
２６  ｘ軸取り付けピン（回動部材支持手段）
２７  ｙ軸取り付けピン（回動部材支持手段）
【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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