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壓電致動器以及透鏡鏡筒的製作方法

2023-11-10 03:13:37

壓電致動器以及透鏡鏡筒的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種壓電致動器以及透鏡鏡筒,該壓電致動器具備:第一部件,配置於多個第一壓電元件之間,由上述多個第一壓電元件向與配置上述多個第一壓電元件的方向交叉的第一方向驅動;第二壓電元件,設置於上述第一部件;第二部件,與上述第二壓電元件接觸設置,由上述第二壓電元件向與上述第一方向交叉的第二方向驅動;以及第三部件,通過上述第二部件而移動。
【專利說明】壓電致動器以及透鏡鏡筒
[0001]本申請是國際申請日為2010年3月31日、國際申請號為PCT/JP2010/002376、國家申請號為201080015449.5、發明名稱為「壓電致動器以及透鏡鏡筒」的發明專利申請的分
案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及壓電致動器以及透鏡鏡筒。
[0003]本申請基於2009 年3月31日在日本申請的特願2009-084113號以及特願2009-084114號主張優先權,在此援引其內容。
【背景技術】
[0004]以往,使用了壓電元件壓電致動器(驅動裝置)已廣為人知。作為這種壓電致動器,例如,下面的專利文獻I公開了通過驅動多個壓電元件來使與被驅動體接觸的晶片部件進行橢圓運動,由此驅動被驅動體的壓電致動器。下面專利文獻I中記載的壓電致動器在設定了 XYZ直角坐標系的情況下,通過與晶片部件的XZ平面平行的橢圓運動來向X軸方向驅動被驅動體。
[0005]【現有技術文獻】
[0006]【專利文獻】
[0007]專利文獻1:日本特開2007-236138號公報
【發明內容】

[0008]發明要解決的問題
[0009]但是,在上述以往的壓電致動器中存在無法將不同的兩個方向的振動作為各自獨立的振動來取出的問題。在上述專利文獻I中,由於無法將晶片部件的X軸方向和Z軸方向的振動作為各自獨立的振動來取出,因此存在多個壓電元件妨礙相互運動的可能性。如果被驅動成多個壓電元件妨礙相互的運動,則驅動被驅動體的壓電致動器的輸出下降。
[0010]本發明的方式的目的在於提供能夠將不同的兩個方向的振動作為各自獨立的振動來取出的壓電致動器以及使用該壓電致動器的透鏡鏡筒。
[0011]用於解決問題的手段
[0012]本發明的一種方式涉及的壓電致動器具備:多個第一壓電元件;第一部件,被上述多個第一壓電元件的相互相向的面夾住,由上述多個第一壓電元件向第一方向驅動;第二壓電元件,設置於上述第一部件;第二部件,與上述第二壓電元件接觸設置,由上述第二壓電元件向與上述第一方向交叉的第二方向驅動;以及第三部件,與上述第二部件抵接,通過上述第二部件被驅動,而相對於上述第一部件相對移動。
[0013]本發明的其他方式涉及的透鏡鏡筒具備上述壓電致動器。
[0014]發明效果
[0015]根據本發明的方式涉及的壓電致動器,能夠將不同的兩個方向的振動作為各自獨立的振動來取出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的一實施方式涉及的壓電致動器的主視圖。
[0017]圖2是上述壓電致動器的截面圖。
[0018]圖3是圖1所示的壓電致動器的支撐驅動部的立體圖。
[0019]圖4是上述支撐驅動部的俯視圖。
[0020]圖5A是上述壓電致動器的保持部以及驅動擋塊的組裝主視圖。
[0021]圖5B是上述保持部以及上述驅動擋塊的主視圖。
[0022]圖6A是上述壓電致動器的電路圖。
[0023]圖6B是上述壓電致動器的電路圖。
[0024]圖7是上述壓電致動器的電源部供給電壓的時序圖。
[0025]圖8是表示上述壓電致動器的驅動擋塊的動作的主視圖。
[0026]圖9是表示上述驅動擋塊的動作的主視圖。
[0027]圖10是表示上述驅動擋塊的動作的主視圖。
[0028]圖11是表示圖1所示的壓電致動器的驅動擋塊的前端部的位移的時間變化的圖表。
[0029]圖12是具備上述壓電致動器的透鏡鏡筒的分解立體圖。
[0030]圖13A是表示上述壓電致動器的變形例的保持部以及驅動擋塊的主視圖。
[0031]圖13B是表示上述壓電致動器的其他變形例的保持部以及驅動擋塊的主視圖。
[0032]圖14是表示上述壓電致動器的驅動擋塊的前端部的位移的時間變化的圖表。
[0033]圖15是表示上述驅動擋塊的前端部的位移的時間變化的圖表。
[0034]圖16是表示上述壓電致動器的驅動擋塊的前端部、支撐部以及壓電元件的位移的時間變化的圖表。
[0035]圖17A是表示上述壓電致動器的驅動擋塊以及底部的凸部的動作的主視圖。
[0036]圖17B是表示上述壓電致動器的驅動擋塊以及底部的凸部的動作的主視圖。
[0037]圖17C是表示上述壓電致動器的驅動擋塊以及底部的凸部的動作的主視圖。
[0038]圖17D是表示上述壓電致動器以及驅動擋塊以及底部的凸部的動作的主視圖。
[0039]附圖標記說明
[0040]1:壓電致動器;
[0041]Ia:支撐驅動部(構造體);
[0042]2:底部(第四部件);
[0043]3:驅動擋塊;
[0044]3a:前端部(第二部件);
[0045]3b:基部(第一部件);
[0046]4:轉動體(第三部件);
[0047]5:支撐軸(旋轉軸);
[0048]6:第一壓電兀件;
[0049]7:第二壓電元件;[0050]10:電源部;
[0051]31:驅動擋塊(第一組);
[0052]31a:前端部(第一組);
[0053]31b:基部(第一組);
[0054]32:驅動擋塊(第二組);
[0055]32a:前端部(第二組);
[0056]32b:基部(第二組);
[0057]61:第一壓電元件(第一組);
[0058]62:第一壓電元件(第二組);
[0059]71:第二壓電元件(第一組);
[0060]72:第二壓電元件(第二組);
[0061]100:可換透鏡(透鏡鏡筒);
[0062]R:旋轉方向。
【具體實施方式】
[0063]下面,參照【專利附圖】

【附圖說明】本發明的一實施方式涉及的壓電致動器。本實施方式的壓電致動器(驅動裝置)I用於例如通過進行使轉動體等第一部分和驅動擋塊等第二部分相對位移的相對驅動來驅動相機的透鏡鏡筒等光學設備、電子設備。
[0064]圖1是本實施方式的壓電致動器I的主視圖,圖2是其截面圖。
[0065]如圖1以及圖2所示,壓電致動器I具備:設置有多個保持部2a的底部(第四部件)2、被保持部2a保持的驅動擋塊3、與驅動擋塊3相鄰配置的轉動體(第三部件)4、和插通於底部2的支撐軸5。
[0066]底部2例如由不鏽鋼等金屬材料形成為中空圓筒狀,並通過插通支撐軸5而設置成圍繞支撐軸5。
[0067]轉動體4經由軸承5a被支撐軸5所支撐(軸支撐),並以支撐軸5為旋轉軸而自由旋轉地設置。在轉動體4的外周面例如形成有用於驅動相機的透鏡鏡筒等的齒輪4a。轉動體4的底部2側的面被多個驅動擋塊3所支撐。
[0068]底部2的一端部例如通過未圖示的螺栓等固定在安裝部IOla上。在底部2的與安裝部IOla相向的面的中央部形成有凹部2b。在凹部2b插入(嵌入)有在支撐軸5的基端所形成的擴徑部5a。通過在該狀態下將底部2固定到安裝部101a,支撐軸5被固定到底部2以及安裝部101a。
[0069]在底部2的另一端部、在底部2的圓周方向即轉動體4的旋轉方向R上設置有多個凹狀的保持部2a。保持部2a從垂直於支撐軸5且沿著轉動體4的旋轉方向R的方向(第二方向)的兩側支撐驅動擋塊3,並且將驅動擋塊3保持成可在與支撐軸5平行的方向(第一方向)上述驅動。
[0070]如圖2所示,底部2的側面2c與支撐軸5大致平行地設置。在側面2c的保持部2a和安裝部IOla側的端部之間形成有作為抑制從安裝部IOla到保持部2a的振動傳遞的振動抑制部的、槽部2d。S卩,槽部2d設置在與大致垂直於支撐軸5且沿轉動體4的旋轉方向R的方向(第二方向)交叉的底部2的側面2c上。槽部2d連續設置於底部2的軸方向,並設置在與保持部2a和安裝部IOla側的端部的中間相比靠近安裝部IOla側的端部的位置。
[0071]槽部2d的深度dl例如為底部2的半徑rl的40%以上且80%以下的範圍。上述數值只不過是一例,不限定於此。槽部2d的深度例如可以為底部2的半徑rI的10 %、20 %、30%、40%、50%、60%、70%、80%、或者90%。另外,與支撐軸5平行方向(第一方向)的槽部2d的寬度wl形成為大於底部2的振動振幅、且大於由後述的第一壓電元件6、第二壓電元件7、驅動擋塊3以及底部2構成的支撐驅動部(構造部)Ia的共振振動振幅。在一例中,槽部2d的寬度wl可以小於底部2的半徑。
[0072]如圖2所示,在底部2和支撐軸5之間設置有用於抑制從安裝部IOla到保持部2a的振動的間隙(振動抑制部)2e。間隙2e設置在與支撐軸5平行方向上、從底部2的保持部2a側的端部到與槽部2d的安裝部IOla側的邊緣相同的位置。另外,間隙2e的寬度w2與槽部2d的寬度Wl相同地形成為大於底部2的振動振幅、且大於後述的支撐驅動部Ia的共振振動振幅。
[0073]圖3是圖1所示的壓電致動器I的支撐驅動部Ia的立體圖,圖4是其俯視圖。
[0074]如圖3以及圖4所示,驅動擋塊3具有:截面具有山形的六角柱形狀的前端部(第二部件)3a、和具有大致長方體形狀的基部(第一部件)3b。前端部3a例如由不鏽鋼等形成。基部3b例如由輕金屬合金等形成。基部3b通過保持部2a支撐為可在與支撐軸5平行的方向上驅動。前端部3a支撐從支撐部2a突出的轉動體4。
[0075]前端部3a設置有相對於接觸面SI傾斜的傾斜面S2、S3。傾斜面S2、S3沿著與轉動體4被旋轉驅動的方向交叉的方向設置。傾斜面S2、S3與前端部3a的接觸面SI連續地被設置,以便前端部3a的平行於與轉動體4接觸的接觸面SI的截面積成為越接近轉動體4越小的前端狹窄狀的形狀。即,前端部3a成為與轉動體4接觸的接觸面SI的面積小於基部3b側的底面的面積的、前端狹窄狀的形狀。傾斜面S2、S3也可以為凹狀或凸狀的曲面。
[0076]如圖4所示,在驅動擋塊3的寬度w3方向(第二方向)設置有兩對從寬度w3方向的兩側夾住驅動擋塊3的基部3b的一對第一壓電元件6、6。驅動擋塊3的寬度方向w3是垂直於支撐軸5且沿著轉動體4的旋轉方向R的方向,並且在底部2的俯視中為與中心線CL大致垂直的方向。第一壓電元件6形成為沿著保持部2a的深度d2方向延伸的細長的長方形的形狀,夾持於基部3b和保持部2a之間。由此,第一壓電元件6配置在設置於底部2的槽部2d (參照圖1以及圖2)和轉動體4之間。
[0077]第一壓電元件6例如通過導電型的粘接劑粘接在驅動擋塊3的基部3b和保持部2a上。另外,配置在與通過底部2的中心的中心線CL大致平行的驅動擋塊3的進深pi方向上的兩個第一壓電元件6、6相互大致平行。各第一壓電元件6的形狀以及尺寸均大致相同。
[0078]如圖3所示,在驅動擋塊3的基部3b和前端部3a之間相互大致平行地設置有一對第二壓電元件7、7。第二壓電元件7形成為與驅動擋塊3的寬度《3方向大致平行地延伸的細長的長方形狀。第二壓電元件7夾持於前端部3a的底面和基部3b的上表面之間,例如通過導電性粘接劑與前端部3a的底面和基部3b的上表面粘接。各第二壓電元件7的形狀以及尺寸均大致相同。
[0079]第一壓電元件6以及第二壓電元件7例如由鋯鈦酸鉛(PZT)形成,其振動模式為厚度切變振動(thickness-shear vibration)。S卩,第一壓電元件6將驅動擋塊3向與支撐軸5大致平行的保持部2a的深度d2方向對於底部2相對驅動。第二壓電元件7將驅動擋塊3的前端部3a向驅動擋塊3的寬度《3方向(第三方向)對於基部3b以及底部2相對驅動。即,在本實施方式中,第一壓電元件6夾住驅動擋塊3的方向(第二方向)和第二壓電元件7驅動驅動擋塊3的前端部3a的方向(第三方向)大致相同。
[0080]通過這些多個第一壓電元件6、第二壓電元件7、驅動擋塊3以及底部2構成支撐驅動部la,該支撐驅動部Ia支撐轉動體4且與驅動擋塊3以及底部2相對地驅動轉動體4。
[0081]如圖3所示,保持部2a設置在底部2的端部。在底部2形成有王冠狀的凹凸。如圖4所示,保持部2a大致每隔60°均等地形成在底部2的圓周方向上。保持部2a具備在俯視中與通過底部2的中心的中心線CL大致平行地設置的一對支撐面2f、2f。支撐面2f以從與底部2的中心線CL大致垂直的保持部2a的寬度w4方向(第二方向)的兩側經由一對第一壓電元件6、6夾住驅動擋塊3的基部3b的方式保持驅動擋塊3的基部3b。換言之,底部2具有設置在軸方向的一端側的圓周壁。圓周壁具有在圓周方向上隔開間隔而配置的多個槽(保持部2a)、和分別配置在相鄰的槽之間的多個凸起(凸部2h、21、第四部件)。在本實施方式中,圓周壁具有實質上等間隔(約60°間距)配置的六個槽(保持部2a)、和實質上等間隔(約60°間距)配置的六個凸起(凸部2h、2i)。各槽(保持部2a)包括沿著放射方向的中心線CL、和實質上平行於中心線CL的兩個支撐面(凸起2h、2i的圓周方向的壁面2f)。凸起的內側面窄於外側面。在本實施方式中,凸起具有寬度沿著徑方向內側逐漸變窄的橫截面。在各槽(保持部2a)中配置有驅動擋塊3。驅動擋塊3經由第一壓電元件6夾持於相鄰的凸起(凸部2h、2i)之間並被支撐。在其他實施方式中,圓周壁可以具有以約60°以外的間距配置的多個槽,另外,可以具有以約60°以外的間距配置的多個凸起。
[0082]圖5A是放大了保持部2a以及驅動擋塊3的組裝主視圖,圖5B是放大了保持部2a以及驅動擋塊3的主視圖。
[0083]如圖5A以及圖5B所示,設置於底部2的凹狀的保持部2a的支撐面2f設置成相對於與圖2所示支撐軸5大致平行的保持部2a的深度d2方向(第一方向)傾斜。
[0084]支撐面2f傾斜成自被圖1所示的驅動擋塊3的前端部3a所支撐的轉動體4的距離越遠,相向的支撐面2f、2f彼此的間隔逐漸變窄。換言之,保持部2a越靠近底面2g,寬度w4越窄。根據各部件的尺寸、公差等的關係,支撐面2f相對於保持部2a的深度d2方向的傾斜角α優選為2°以上6°以下。在本實施方式中,支撐面的傾斜角α為4°。
[0085]另外,如圖5Α以及圖5Β所示,與支撐面2f相向的驅動擋塊3的基部3b的側面與支撐面2f相同地設置成相對於與支撐軸5大致平行的驅動擋塊3的高度hi方向(第一方向)傾斜。由此,驅動擋塊3的基部3b的側面設置成大致平行於支撐面2f。在此,基部3b的保持部2a的底面2g側的端部中的基部3b以及一對第一壓電元件6、6的寬度《5,小於保持部2a的開口部的寬度w4、且大於保持部2a的深度d2方向途中的寬度w4』。
[0086]因此,如果將驅動擋塊3的基部3b以及一對第一壓電兀件6、6保持於保持部2a,則如圖5B所示,在驅動擋塊3的底面3d和保持部2a的底面2g相分離的狀態下,基部3b從保持部2a的寬度w4方向的兩側經由一對第一壓電元件6、6被支撐面2f所支撐。S卩,支撐面2f設置成從保持部2a的寬度《4方向(第二方向)的兩側支撐驅動擋塊3,並且相對於深度d2方向傾斜,以便能夠在與支撐軸5大致平行的保持部2a的深度d2方向(第一方向)上進行定位。
[0087]如圖3以及圖4所示,本實施方式的驅動擋塊3在前端部3a和基部3b之間具備一對第二壓電元件7、7,在基部3b的側面具備兩對成對的第一壓電元件6、6。壓電致動器I具備第一組以及第二組這兩組驅動擋塊3的組,該驅動擋塊3的組中驅動擋塊3以及兩對第一壓電元件6、6分別具備三份。第一組驅動擋塊31和第二組驅動擋塊32配置在相同的圓周上。另外,各組驅動擋塊31、32各自均等地配置在轉動體4的旋轉方向R上。不同組的驅動擋塊31、32交替(依次)地配置在旋轉方向R上。
[0088]另外,為了使各組的驅動擋塊31、32在初始狀態下所有的接觸面Sll、S12與轉動體4接觸,而設置成從底部2到接觸面Sll、S12的高度均等。
[0089]在以下的說明中,在不區分不同組的驅動擋塊31、32的情況下,將這些的附圖標記記為驅動擋塊3,合併兩者而進行說明。對於前端部31a、32a、基部31b、32b、接觸面S11、S12等也相同,說明為前端部3a、基部3b、接觸面SI等。
[0090]圖6A是第一壓電元件6的示意性的配線圖,圖6B是第二壓電元件7的示意性的配線圖。
[0091]如圖6A以及圖6B所示,本實施方式的壓電致動器I具備向第一壓電元件6以及第二壓電元件7的各自供給電壓的電源部10。電源部10向第一壓電元件6以及第二壓電元件7供給電壓,使得圖3以及圖4所示的第一組以及第二組各自的驅動擋塊31、32的前端部31a、32a依次重複與圖1以及圖2所示的轉動體4的接觸、向轉動體4的旋轉方向R的進給、從轉動體4的分離、與轉動體4的旋轉方向R相反方向的返回。
[0092]如圖6A所示,第一組的驅動擋塊31的各個所具備的第一壓電元件61經由第一配線11與電源部10的第一端子Tl連接。第二組的驅動擋塊32的各個所具備的第一壓電元件62經由第二配線12與電源部10的第二端子T2連接。
[0093]如圖6B所示,第一組的驅動擋塊31的各個所具備的第二壓電元件71經由第三配線13與電源部10的第三端子T3連接。第二組的驅動擋塊32的各個所具備的第二壓電元件72經由第四配線14與電源部10的第四端子T4連接。
[0094]另外,雖然在圖6A以及圖6B中省略圖示,但驅動擋塊31、32的基部31b、32b被接地。
[0095]圖7是電源部10在各端子T1、T2、T3、T4產生的電壓的時序圖的一例。
[0096]如圖7所示,電源部10對第一端子Tl,在第一相位至第二相位之間產生-1.0V的電壓,在第三相位至第七相位的五個相位中產生1.0V的電壓,在第八相位至第十相位的三個相位中產生-1.0V的電壓。在以後的相位中重複:在五個相位期間產生1.0V的電壓,且在三個相位期間產生-1.0V的電壓。S卩,電源部10對第一端子產生八個相位為一個周期的電壓。
[0097]電源部10對第二端子Τ2產生與對第一端子Tl產生的電壓具有180°的相位差且與產生於第一端子Tl的電壓相同的以八個相位為一個周期的電壓。即,產生於第一端子的電壓和產生於第二端子的電壓具有半個周期量的四個相位的相位差。
[0098]電源部10對第三端子Τ3,在第一相位中產生的電壓維持在0V,在第二相位中產生-3.0V的電壓,在第三相位至第八相位中的各相位中將電壓各增加1.0V。在以後的相位中,重複該第一相位至第八相位的電壓產生圖案。即,電源部10對第三端子T3產生以八個相位為一個周期的電壓。
[0099]電源部10對第四端子T4產生與對第三端子T3產生的電壓具有180°的相位差且與產生於第三端子T3的電壓相同的以八個相位為一個周期的電壓。即,產生於第三端子的電壓和產生於第四端子的電壓具有半個周期量的四個相位的相位差。
[0100]在本實施方式中,電源部10向第一壓電元件6以及第二壓電元件7供給的電壓頻率與由第一壓電元件6、第二壓電元件7、驅動擋塊3以及底部2構成的支撐驅動部(構造部)Ia的共振振動的振動頻率大致相同。
[0101]接著,下面使用圖8至圖11說明本實施方式的壓電致動器I的作用。
[0102]圖8至圖10是表示第一組和第二組的驅動擋塊31、32的動作、和轉動體4的動作的放大主視圖。
[0103]圖11是表示第一組以及第二組的驅動擋塊32的前端部32a的各軸方向的位移、和時間t的關係的圖表。在圖11的(a)以及圖11的(b)中,用虛線表示在Y軸方向上的與轉動體4的接觸位置yl。
[0104]圖8的(a)至圖10的(a)中,使用將沿著轉動體4的旋轉方向R的第一組驅動擋塊3的寬度w31方向(第二方向)作為Xl方向、且將平行於支撐軸5的方向(第一方向)作為Y方向直角坐標系進行說明。在圖8的(b)至圖10的(b)中,使用將沿著轉動體4的旋轉方向R的第二組驅動擋塊32的寬度w32方向(第二方向)作為X2方向、且將平行於支撐軸5的方向(第一方向)作為Y方向的直角坐標系進行說明。
[0105](第零相位)
[0106]如圖7所示,電源部10在第零相位中對各端子T1、T2、T3、T4不產生電壓(OV),為對圖6Α以及圖6Β所示的第一壓電元件6以及第二壓電元件供給OV的電壓(即,不供給電壓)的狀態。
[0107]如圖8的(a)以及圖8的(b)所示,在第零相位中,第一組的驅動擋塊31和第二組的驅動擋塊32分別以其前端部31a、32a的上表面與轉動體4接觸的狀態靜止。轉動體4以被驅動擋塊31、32的前端部31a、32b所支撐的狀態靜止。
[0108](第一相位)
[0109]如圖7所示,在第一相位中,電源部10對第一端子Tl產生-1.0V的電壓,並經由第一配線向圖6A所示的第一組驅動擋塊31的第一壓電元件61供給電壓。另外,如圖7所示,電源部10在第一相位中,將第三端子T3的電壓維持於0V,並經由第二配線12向圖6B所示的第一組驅動擋塊31的第二壓電元件71供給OV的電壓。
[0110]如果這樣,則如圖8的(a)所示,在第一相位中,驅動第一組驅動擋塊31的第一壓電元件61厚度切變變形,而使驅動擋塊31的基部31b相對於保持部2a的支撐面2f向Y方向的底部2側(Y軸負方向側)移動(參照圖11的(a)、第一相位)。另外,如圖8的(a)所示,在第一相位中第二壓電元件71不變形。因此,前端部31a不向Xl方向移動(參照圖11的(c)、第一相位)。由此,驅動擋塊31的前端部31a向Y軸負方向側移動而從轉動體4分離。
[0111]如圖7所示,在第一相位中,電源部10對第二端子T2產生1.0V的電壓,並經由第二配線對圖6A所示的第二組驅動擋塊32的第一壓電元件62供給電壓。另外,如圖7所示,在第一相位中,電源部10將第四端子T4的電壓維持在0V,並經由第四配線對圖6B所示的第二組驅動擋塊32的第二壓電元件72供給OV的電壓。
[0112]如果這樣,則如圖8的(b)所示,在第一相位中,驅動第二組驅動擋塊32的第一壓電元件62厚度切變變形,從而使驅動擋塊32的基部32b相對於保持部2a的支撐面2f向Y方向的轉動體4側(Y軸正方向側)移動(參照圖11的(b)、第一相位)。另外,如圖8的(b)所示,在第一相位中,第二壓電元件72不變形。因此,前端部32a不向X2方向移動(參照圖11的(d)、第一相位)。由此,通過驅動擋塊32向Y軸正方向側移動,前端部32a將轉動體4向Y軸正方向側頂起。
[0113]即,在第一相位中,如圖8的(a)所示,第一組驅動擋塊31的前端部31a向Y軸負方向側移動而從轉動體4分離。與此同時,如圖8的(b)所示,第二組驅動擋塊32的前端部32a與轉動體4抵接而支撐轉動體4,並且將轉動體4向Y軸正方向側頂起。
[0114](第二相位)
[0115]如圖7所示,在第二相位中,電源部10將第一端子Tl的電壓維持在-1.0V,並且維持經由第一配線11對圖6A所示的第一組驅動擋塊31的第一壓電元件61供給的電壓。另外,如圖7所示,在第二相位中,電源部10對第三端子T3產生-3.0V的電壓,並經由第三配線13對圖6B所示的第一組驅動擋塊31的第二壓電元件71供給電壓。
[0116]如果這樣,則如圖8的(a)所示,在第二相位中,維持將第一組的驅動擋塊31向Y方向驅動的第一壓電元件61的變形而維持前端部31a從轉動體4分離的狀態(參照圖11的仏)、第二相位)。在此狀態下,如圖8的(a)所示,在第二相位中,第二壓電元件71厚度切變變形。因此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸負方向側移動(參照圖11的(C))。此時的前端部31a的移動量與供給到第二壓電元件71的電壓的絕對值成比例。
[0117]如圖7所示,在第二相位中,電源部10將第二端子T2的電壓維持在1.0V,並維持經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給的電壓。另外,如圖7所示,在第二相位中,第二電源部10對第四端子T4產生1.0V的電壓,並經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給電壓。
[0118]如果這樣,則如 圖8的(b)所示,在第二相位中,維持將第二組的驅動擋塊32向Y方向驅動的第一壓電元件62的變形,從而維持前端部3a與轉動體4接觸的狀態(參照圖11的化),第二相位)。在此狀態下,如圖8的(b)所示,在第二相位中,第二壓電元件72厚度切變變形。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸正方向側移動(參照圖11的(d)、第二相位)。此時的前端部32a的移動量與電壓的絕對值成比例,因此小於第一組的前端部31a的向X軸負方向側的移動量。
[0119]即,在第二相位中,如圖8的(b)所示,通過第二組的驅動擋塊32的前端部32a向X2軸正方向側移動,摩擦力作用於前端部32a的上表面和轉動體4的下表面之間。在此,如圖3以及圖4所示,第二組的驅動擋塊32沿著轉動體4的旋轉方向R配置在底部2的圓周方向上。另外,前端部32a向沿著轉動體4的旋轉方向R的、驅動擋塊32的寬度w32方向(X2方向)位移。因此,轉動體4由驅動擋塊32的前端部32a向旋轉方向R驅動而開始以圖1以及圖2所示的支撐軸5為中心的旋轉。
[0120](第三相位)
[0121]如圖7所示,在第三相位中,電源部10對第一端子Tl產生正負翻轉的1.0V的電壓,並經由第一配線11對圖6A所示的第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61供給電壓。另外,如圖7所示,在第三相位中,電源部10對第三端子T3產生-2.0V的電壓,並經由第三配線13對圖6B所示的第一組的驅動擋塊31的第二壓電元件71供給電壓。
[0122]如果這樣,則如圖8的(a)所示,在第三相位中,驅動第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61向反方向厚度切變變形,從而使驅動擋塊31的基部31b向Y軸正方向側移動(參照圖11 (a)、第三相位)。與此同時,如圖8的(a)所示,在第三相位中,第二壓電元件71的向Xl軸負方向側的變形量減少。因此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸正方向側移動(參照圖11的(c)、第三相位)。此時的移動量與在第三相位中新供給的-2.0V和在第二相位中供給的-3.0V的電壓差成比例。
[0123]如圖7所示,在第三相位中,電源部10維持第二端子T2的電壓,並維持經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給的電壓。另外,如圖7所示,在第三相位中,電源部10對第四端子T4產生2.0V的電壓,並經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給電壓。
[0124]如果這樣,則如圖8的(b)所示,在第三相位中,維持驅動第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62的變形而維持前端部32a與轉動體4接觸的狀態(參照圖11的(b)、第三相位)。在此狀態下,如圖8的(b)所示,在第三相位中,第二壓電元件72厚度切變變形。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸正方向側移動(參照圖11的(d)、第三相位)。此時的移動量與在第三相位中新供給的2.0V和在第二相位中供給的1.0V的電壓差的絕對值成比例。
[0125]S卩,在第三相位中,如圖8的(a)所示,第一組的驅動擋塊31的前端部31a向沿著轉動體4的旋轉方向R的Xl軸正方向側移動的同時,向Y軸正方向側移動而靠近轉動體4。同時,如圖8的(b)所示,第二組的驅動擋塊32的前端部32a與轉動體4抵接而支撐轉動體4的同時,與第一組的驅動擋塊31相同地向旋轉方向R驅動轉動體4。
[0126](第四相位)
[0127]如圖7所示,在第四相位中,電源部10將第一端子Tl的電壓維持在1.0V,並維持經由第一配線11對圖6A所示的第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61供給的電壓。另夕卜,如圖7所示,在第四相位中,電源部10對第三端子T3產生-1.0V的電壓,並經由第三配線13對圖6B所示的第一組的驅動擋塊31的第二壓電元件71供給電壓。
[0128]如圖這樣,則如圖9的(a)所示,在第四相位中,將第一組的驅動擋塊31向Y軸正方向側驅動的第一壓電元件61的變形繼續,而前端部31a與轉動體4抵接(參照圖11 (a)、第四相位)。與此同時,如圖9的(a)所示,在第四相位中,第二壓電元件71的向X軸負方向側的變形量減少。因此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸正方向側移動(參照圖11的(C)、第四相位)。此時的移動量與在第四相位中新供給的-1.0V和在第三相位中供給的-2.0V的電壓差的絕對值成比例。
[0129]如圖7所示,在第四相位中,電源部10對第二端子T2產生正負翻轉的-1.0V的電壓,經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給電源。另夕卜,如圖7所示,在第四相位中,電源部10對第四端子T4產生3.0V的電壓,並經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給電壓。
[0130]如果這樣,則如圖9的(b)所示,在第四相位中,驅動第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62向反方向厚度切變變形,而使驅動擋塊32的基部32b向Y軸負方向側移動(參照圖11的03),第四相位)。與此同時,如圖9的(b)所示,在第四相位中,第二壓電元件72的向X2軸正方向側的變形量增加。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸正方向側移動(參照圖11的((1)、第四相位)。此時的移動量與在第四相位中新供給的3.0V和第二相位中供給的2.0V的電壓差的絕對值成比例。
[0131]即,在第四相位中,如圖9的(a)所示,第一組的驅動擋塊31的前端部31a向沿著轉動體4的旋轉方向R的Xl軸正方向側移動的同時與轉動體4抵接,從而支撐轉動體4而使其向旋轉方向R驅動。與此同時,如圖9的(b)所示,第二組的驅動擋塊32的前端部32a向沿著轉動體4的旋轉方向R的X2軸正方向側移動的同時,向Y軸負方向側移動而從轉動體4分離。由此,轉動體4由第一組以及第二組的驅動擋塊31、32的前端部31a、32a向旋轉方向R驅動。與此同時,轉動體4從第二組的驅動擋塊32的前端部32a傳遞至第一組的驅動擋塊31的前端部31a。
[0132]此時,如圖11的(a)以及圖11的(b)所示,在第四相位中存在雙方的驅動擋塊31、32從轉動體4分離極短的時間的情況。即使在這種情況下,轉動體4也由於其慣性而幾乎不向Y軸方向位移而停留在被第二組的驅動擋塊32的前端部32a所支撐的位置。因此,轉動體4維持Y方向的大致一定的位置,在向旋轉方向R被驅動的狀態下,由第一組的驅動擋塊31的前端部31a在Y方向上支撐,並向旋轉方向R驅動。由此,轉動體4在Y方向的大致一定的位置以支撐軸5為中心繼續旋轉。
[0133](第五相位)
[0134]如圖7所示,在第五相位中,電源部10將第一端子Tl的電壓維持在1.0V,並且維持經由第一配線11對圖6A所示的第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61供給的電壓。另外,如圖7所示,在第五相位中,電源部10將產生於第三端子T3的電壓設為0V,並將經由第三配線13對圖6B所示的第一組的驅動擋塊31的第二壓電元件71供給的電壓設為0V。
[0135]如果這樣,則如圖9的(a)所示,在第五相位中,維持將第一組的驅動擋塊31向Y方向驅動的第一壓電元件61的變形而維持前端部31a與轉動體4接觸的狀態(參照圖11的仏)、第五相位)。在此狀態下,如圖9的(a)所示,在第五相位中,第二壓電元件71恢復到原來的形狀。因此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸正方向側移動(參照圖11的(c)、第五相位)。此時的前端部31a的移動量與在第四相位中供給至第二壓電元件71的電壓的絕對值成比例。
[0136]如圖7所示,在第五相位中,電源部10將第二端子T2的電壓維持在-1.0V,並且維持經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給的電壓。另外,如圖7所示,在第五相位中,電源部10將產生於第四端子T4的電壓設為0V,並將經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給的電壓設為0V。
[0137]如果這樣,則如圖9的(b)所示,在第五相位中,將第二組的驅動擋塊32向Y方向驅動的第一壓電元件62的變形繼續,而前端部32a進一步從轉動體4分離(參照圖11 (b)、第五相位)。與此同時,如圖9的(b)所示,在第五相位中第二壓電元件72恢復到原來形狀。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸負方向側移動(參照圖11(d)、第五相位)。此時的前端部32a的移動量與在第四相位中供給至第二壓電元件72的電壓的絕對值成比例。[0138]即,在第五相位中,如圖9的9(a)所示,第一組的驅動擋塊31的前端部31維持與轉動體4抵接的狀態,支撐轉動體4的同時向Xl軸正方向側移動,向旋轉方向R驅動轉動體4。與此同時,如圖9的(b)所示,第二組的驅動擋塊32的前端部32a向Y軸負方向側移動,維持從轉動體4分離的狀態的同時,相對於基部32b以及底部2向與轉動體4的旋轉方向R相反的X2軸負方向側移動。
[0139](第六相位)
[0140]如圖7所示,在第六相位中,電源部10將第一端子Tl的電壓維持在1.0V,並維持經由第一配線11對圖6A所示的第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61供給的電壓。另外,如圖7所示,在第六相位中,電源部10對第三端子T3產生1.0V的電壓,經由第三配線13對圖6B所示的第一組的驅動擋塊31的第二壓電元件71供給電壓。
[0141]如果這樣,則如圖9的(a)所示,在第六相位中,維持將第一組的驅動擋塊31向Y方向驅動的第一壓電元件61的變形,並且維持前端部31a與轉動體4接觸的狀態(參照圖11的仏)、第六相位)。在此狀態下,如圖9的(a)所示,在第六相位中,第二壓電元件71厚度切變變形。因此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸正方向側移動(參照圖11的(c)、第六相位) 。此時的移動量與在第六相位中新供給的電壓的絕對值成比例。
[0142]如圖7所示,在第六相位中,電源部10將第二端子T2的電壓維持在-1.0V,維持經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給的電壓。另外,如圖7所示,在第六相位中,電源部10對第四端子T4產生-3.0V的電壓,經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給電壓。
[0143]如果這樣,則如圖9的(b)所示,在第六相位中,維持將第二組的驅動擋塊32向Y方向驅動的第一壓電元件62的變形,從而維持前端部32a從轉動體4分離的狀態(參照圖11的化)、第六相位)。在此狀態下,如圖9的(b)所示,在第六相位中,第二壓電元件72厚度切變變形。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸負方向側移動(參照圖11的(d)、第六相位)。此時的前端部32a的移動量與供給至第二壓電元件72的電壓的絕對值成比例。
[0144]即,如圖9的(a)所示,在第六相位中,第一組的驅動擋塊31的前端部31a維持與轉動體4抵接的狀態,支撐轉動體4的同時向Xl軸正方向側移動,而向旋轉方向R驅動轉動體4。與此同時,如圖9的(b)所示,第二組的驅動擋塊32的前端部32a維持從轉動體4分離的狀態的同時,相對於基部32b以及底部2進一步向與轉動體4的旋轉方向R相反的X2軸負方向側移動。
[0145](第七相位)
[0146]如圖7所示,在第七相位中,電源部10將第一端子Tl的電壓維持在1.0V,維持經由第一配線11對圖6A所示的第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61供給的電壓。另外,如圖7所示,在第七相位中,電源部10對第三端子T3產生2.0V的電壓,經由第三配線13對圖6B所示的第一組的驅動擋塊31的第二壓電元件71供給電壓。
[0147]如果這樣,則如圖9的(a)所示,在第七相位中,維持驅動第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61的變形而維持前端部31a與轉動體4接觸的狀態(參照圖11 (a)、第七相位)。在此狀態下,如圖9的(a)所示,在第七相位中,第二壓電元件71厚度切變變形。因此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸正方向側移動(參照圖11的(c)、第七相位)。此時的移動量與在第七相位中新供給的2.0V和在第六相位中供給的1.0V的電壓差的絕對值成比例。
[0148]如圖7所示,在第七相位中,電源部10對第二端子T2產生正負翻轉的1.0V的電壓,經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給電壓。另夕卜,如圖7所示,在第七相位中,電源部10對第四端子T4產生-2.0V的電壓,經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給電壓。
[0149]如果這樣,則如圖9的(b)所示,在第七相位中,驅動第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62向反方向厚度切變變形而向Y軸正方向側移動驅動擋塊32的基部32b (參照圖11的化)、第七相位)。與此同時,如圖9的(b)所示,在第七相位中,第二壓電元件72的向X2軸負方向側的變形量減少。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸正方向側移動(參照圖11的((1)、第七相位)。此時的移動量與在第七相位中新供給的-2.0V和在第六相位中供給的-3.0V的電壓差的絕對值成比例。
[0150]S卩,在第七相位中,如圖9的(a)所示,第一組的驅動擋塊31的前端部31a維持與轉動體4抵接的狀態,支撐轉動體4的同時向旋轉方向R驅動轉動體4。與此同時,如圖9的(b)所示,第二組的驅動擋塊32的前端部32a向沿著轉動體4的旋轉方向R的X2軸正方向側移動的同時,向Y軸正方向側移動而靠近轉動體4。
[0151](第八相位)
[0152]如圖7所示,在第八相位中,電源部10對第一端子Tl產生正負翻轉的-1.0V的電壓,並經由第一配線11對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給電壓。另外,如圖7所示,在第八相位中,電源部10對第三端子T3產生3.0V的電壓,經由第三配線13對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給電壓。
[0153]如果這樣,則如圖10的(a)所示,在第八相位中,驅動第一組驅動擋塊31的第一壓電元件61向反方向厚度切變變形,向Y軸負方向側移動驅動部3的基部3b (參照圖11的(&)、第八相位)。與此同時,如圖10的(a)所示,在第八相位中,第二壓電元件71的向Xl軸正方向側的變形量增加。因此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸正方向側移動(參照圖11的(c)、第八相位)。此時的移動量與在第八相位中新供給的3.0V和在第七相位中供給的2.0V的電壓差的絕對值成比例。
[0154]如圖7所示,在第八相位中,電源部10將第二端子T2的電壓維持在1.0V,並維持經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給的電壓。另夕卜,如圖7所示,在第八相位中,電源部10對第四端子T4產生-1.0V的電壓,經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給電壓。
[0155]如果這樣,則如圖10的(b)所示,在第八相位中,將第二組的驅動擋塊32向Y方向驅動的第一壓電元件62的變形繼續,而前端部32a與轉動體4抵接(參照圖11的(b)、第八相位)。與此同時,如圖10的(b)所示,在第八相位中,第二壓電元件72的向X2軸負方向側的變形量減少。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸正方向側移動(參照圖11的(d)、第八相位)。此時的移動量與在第八相位中新供給的-1.0V和在第七相位中供給的-2.0V的電壓差的絕對值成比例。
[0156]S卩,在第八相位中,如圖10的(a)所示,第一組的驅動擋塊31的前端部31a向沿著轉動體4的旋轉方向R的Xl軸正方向側移動的同時,向Y軸負方向側移動而從轉動體4分離。與此同時,如圖10的(b)所示,第二組的驅動擋塊32的前端部32a向沿著轉動體4的旋轉方向R的X2軸正方向側移動的同時,與轉動體4抵接,支撐轉動體4而向旋轉方向R驅動。由此,轉動體4由第一組以及第二組的驅動擋塊31、32的前端部31a、32a向旋轉方向R驅動。與此同時,轉動體4從第一組的驅動擋塊31的前端部31a傳遞至第二組的驅動擋塊32的前端部32a。
[0157]此時,如圖11的(a)以及圖11的(b)所示,在第八相位中,存在雙方的驅動擋塊31、32從轉動體4分離極短的時間的情況。即使在這種情況下,轉動體4也由於其慣性而幾乎不向Y軸方向位移,而停留在被第一組的驅動擋塊31的前端部31a所支撐的位置。因此,轉動體4維持Y方向的大致一定的位置,在向旋轉方向R被驅動的狀態下,由第二組的驅動擋塊32的前端部32a在Y方向上支撐,並向旋轉方向R驅動。由此,轉動體4在Y方向的大致一定的位置以支撐軸5為中心繼續旋轉。
[0158](第九相位)
[0159]如圖7所示,在第九相位中,電源部10將第一端子Tl的電壓維持在-1.0V,維持經由第一配線11對圖6A所示的第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61供給的電壓。另夕卜,如圖7所示,在第九相位中,電源部10將產生於第三端子T3的電壓設為0V,並將經由第三配線13對圖6B所示的第一組的驅動擋塊31的第二壓電元件71供給的電壓設為0V。
[0160]如果這樣,則如圖10的(a)所示,在第九相位中,將第一組的驅動擋塊31向Y方向驅動的第一壓電元件61的變形繼續,而前端部31a從轉動體4進一步分離(參照圖11的(&)、第九相位)。與此同時,如圖10的(a)所示,在第九相位中,第二壓電元件71恢復到原來形狀。因此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸負方向側移動(參照圖11的(c)、第九相位)。此時的前端部31a的移動量與在第八相位中供給至第二壓電元件7的電壓的絕對值成比例。
[0161]如圖7所示,在第九相位中,電源部10將第二端子T2的電壓維持在1.0V,並維持經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給的電壓。另夕卜,如圖7所示,在第九相位中,電源部10將產生於第四端子T4的電壓設為0V,並將經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給的電壓設為0V。
[0162]如果這樣,則如圖10的(b)所示,在第九相位中,維持將第二組的驅動擋塊32向Y方向驅動的第一壓電元件62的變形而維持前端部32a與轉動體4接觸的狀態(參照圖11的化)、第九相位)。在此狀態下,如圖10的(b)所示,在第九相位中,第二壓電元件72恢復到原來的形狀。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸正方向側移動(參照圖11的(d)、第九相位)。此時的前端部32a的移動量與在第八相位中供給至第二壓電元件72的電壓的絕對值成比例。
[0163]即,在第九相位中,如圖10的(a)所示,第一組的驅動擋塊31的前端部31a向Y軸負方向側移動而維持從轉動體4分離的狀態的同時,向與轉動體4的旋轉方向R相反的Xl軸負方向側移動。與此同時,如圖10的(b)所示,第二組的驅動擋塊32的前端部32a維持與轉動體4抵接的狀態而支撐轉動體4的同時,向沿著轉動體4的旋轉方向R的Xl軸正方向側移動而將轉動體4向旋轉方向R驅動。
[0164](第十相位)
[0165]如圖7所示,在第十相位中,電源部10將第一端子Tl的電壓維持在-1.0V,並維持經由第一配線11對圖6A所示的第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61供給的電壓。另夕卜,如圖7所示,在第十相位中,電源部對第三端子T3產生-3.0V的電壓,經由配線13對圖6B所示的第一組的驅動擋塊31的第二壓電元件71供給電壓。
[0166]如果這樣,則如圖10的(a)所示,在第十相位中,維持將第一組的驅動擋塊31向Y方向驅動的第一壓電元件61的變形,維持前端部31a從轉動體4分離的狀態(參照圖11的(&)、第十相位)。在此狀態下,如圖10的(a)所示,在第十相位中,第二壓電元件71厚度切變變形。由此,前端部31a相對於基部31b以及底部2向Xl軸負方向側移動(參照圖11的(c)、第十相位)。此時的前端部31a的移動量與供給至第二壓電元件71的電壓的絕對值成比例。
[0167]如圖7所示,在第十相位中,電源部10將第二端子T2的電壓維持在1.0V,並維持經由第二配線12對圖6A所示的第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62供給的電壓。另夕卜,如圖7所示,在第十相位中,電源部10對第四端子T4產生1.0V的電壓,並經由第四配線14對圖6B所示的第二組的驅動擋塊32的第二壓電元件72供給電壓。
[0168]如果這樣,則如圖10的(b)所示,在第十相位中,維持將第二組的驅動擋塊32向Y方向驅動的第一壓電元件62的變形而維持前端部32a與轉動體4接觸的狀態(參照圖11的化)、第十相位)。在此狀態下,如圖10的(b)所示,在第十相位中,第二壓電元件72厚度切變變形。因此,前端部32a相對於基部32b以及底部2向X2軸正方向側移動(參照圖11的((1)、第十相位)。此時的移動量與在第十相位中新供給的電壓的絕對值成比例。
[0169]即,在第十相位中,如圖10的(a)所示,第一組的驅動擋塊31的前端部31a維持從轉動體4分離的狀態的同時,相對於基部31b以及底部2向Xl軸負方向側進一步移動。與此同時,如圖10的(b)所示,第二組的驅動擋塊32的前端部32a維持與轉動體4抵接的狀態而支撐轉動體4的同時,向沿著轉動體4的旋轉方向的X2軸正方向側移動而將轉動體4向旋轉方向驅動。
[0170]第十一相位以後,重複進行與從上述的第三相位至第十相位為止的動作相同的動作,從而轉動體4繼續旋轉。由此,通過第一組驅動擋塊31的前端部31a和前端部3a和第二組的驅動擋塊32的前端部32a,交替(依次)進行轉動體4的Y軸方向的支撐以及旋轉防線R的驅動,轉動體4繼續圍繞支撐軸5旋轉。
[0171]本實施方式的壓電致動器I分別獨立地設置有:將各驅動擋塊3向與支撐軸5平行的方向(第一方向)驅動的第一壓電體6、和將驅動擋塊3的前端部3a向沿著轉動體4的旋轉方向R的驅動擋塊3的寬度w3方向(第二方向)驅動的第二壓電元件7。因此,能夠將各個方向的振動作為獨立的振動來取出。
[0172]因此,通過驅動擋塊3旋轉轉動體4而相對驅動轉動體4和驅動擋塊3時,與現有技術相比能夠穩定地旋轉轉動體4。另外,與夾住基部3b的第一壓電元件6向相互不同的方向驅動基部3b的情況相比,不容易產生損失,能夠提高能量效率,從而能夠加大壓電致動器I的輸出。
[0173]另外,第一壓電兀件6從寬度w3方向夾住驅動擋塊3的基部3b,第一壓電兀件6向與寬度w3方向不同的與支撐軸5平行的方向驅動驅動擋塊3。另外,夾住基部3b的一對第一壓電元件6、6的尺寸以及形狀大致相等。由此,能夠使驅動擋塊3的寬度《3方向的剛性變得均等。因此,能夠抑制驅動擋塊3的基部3b的寬度《3方向振動。另外,通過將所有的第一壓電元件6以及第二壓電元件7設為相同的形狀以及尺寸,使製造變得容易,從而能
夠提高生產率。
[0174]此外,在底部2設置有以能夠向與支撐軸5平行的方向驅動的方式保持驅動擋塊3的保持部2a。在保持部2a設置有從驅動擋塊3的寬度w3方向支撐驅動擋塊3的基部3b的支撐面2f。因此,可通過支撐面2f支撐第一壓電元件6,並經由第一壓電元件6從寬度w3方向支撐驅動擋塊3的基部3b。由此,能夠進一步提高驅動擋塊3的寬度《3方向的剛性,能夠抑制驅動擋塊3的基部3b的寬度《3方向的振動。
[0175]在此,第一壓電元件6的厚度方向的彈性模量(縱彈性模量)大於變形方向的彈性模量(橫彈性模量)。另外,第二壓電元件7的厚度方向的彈性模量(縱彈性模量)也大於變形方向的彈性模量(橫彈性模量)。因此,能夠提高驅動擋塊3的寬度w3方向的剛性,並降低基部3b的驅動方向的剛性。由此,能夠防止基部3b的寬度w3方向的移動而抑制振動。另外,能夠使基部3b的驅動方向的位移變得容易。
[0176]在此,本實施方式的驅動擋塊3在各前端部3a設置有傾斜面S2、S3,並設置成與前端部3a的接觸面SI平行的截面積越靠近轉動體4就越小的前端狹窄狀。因此,即使在研磨接觸面SI的情況下、接觸面SI經時間而被磨損的情況下,與未設置傾斜面S2、S3的情況相比,也能夠抑制驅動擋塊3的體積的減少。因此,能夠使驅動擋塊3的質量減少變得最小,能夠將支撐驅動部Ia的固有振動頻率的變動降低到能夠忽視的程度。由此,能夠將支撐驅動部Ia繼續在共振狀態下驅動,從而能夠長時間維持壓電致動器I的高輸出。
[0177]另外,如圖5A以及圖5B所示,保持部2a的支撐面2f相對於與驅動軸3的支撐軸5平行的方向傾斜設置,從轉動體4分離而越靠近保持部2a的底面2g,支撐面2f、2f彼此的寬度w4越窄。另外,支撐面2f、2f彼此的寬度《4』與底面2g相比在轉動體4側窄於驅動擋塊3的基部3b和一對第一壓電兀件6的寬度w5。
[0178]因此,如果將驅動擋塊3的基部3b和夾住其的第一壓電元件6、6從轉動體4側沿著與支撐軸5平行的方向插入到保持部2a的底面2g側,則在支撐面2f的途中,基部3b和第一壓電元件6從寬度w4方向被支撐面2f夾住並支撐。由此,能夠將驅動擋塊3定位到與支撐軸5平行的方向。另外,支撐面2f不限制驅動擋塊3的向轉動體4側的驅動,因此能夠保持成可將驅動擋塊3向轉動體4側驅動。
[0179]另外,與支撐面2f相向的驅動擋塊3的基部3b的側面3c與支撐面2f相同地傾斜而與支撐面2f大致平行地設置。因此,在將驅動擋塊3的基部3b和夾住該基部3b的第一壓電元件6、6從轉動體4側沿著與支撐軸5平行的方向插入到保持部2a的底面2g側時,使第一壓電元件6和保持部2a的支撐面2f無間隙地接觸,而能夠將第一壓電元件6壓接到支撐面2f。由此,能夠抑制驅動擋塊3的基部3b的寬度《3方向的振動。
[0180]另外,支撐面2f相對於與支撐軸5平行的方向的傾斜角α為2。以上6°以下,因此能夠將與驅動擋塊3的支撐軸5平行的方向上的定位誤差納入到容許誤差的範圍。在此,如果傾斜角α小於2°,則不僅定位精度下降而且製作困難。另外,如果傾斜角α大於6°,則對與驅動擋塊3的支撐軸5平行的方向上的驅動產生壞影響。在本實施方式中,通過將傾斜角α設為4°,能夠使定位精度、製作性以及驅動性變得良好。
[0181]另外,在驅動擋塊3被保持部2a的支撐面2f定位的中立位置上,驅動擋塊3的基部3b的底面3d和保持部2a的底面2g在驅動擋塊3的基部3b的驅動方向即與支撐軸5平行的方向上分離。因此,能夠將驅動擋塊3從中立位置向底部2側驅動。再有,在本實施方式中,在將驅動擋塊3從中立位置向底部2側驅動時,基部3b的底面3d和保持部2a的底面2g分離。因此,防止在將驅動擋塊3向底部2側驅動時基部3b的底面3d和保持部2a的底面2g碰撞,能夠防止在驅動擋塊3的驅動中因碰撞產生壞影響。
[0182]另外,驅動擋塊3具備支撐轉動體4而使其向旋轉方向R驅動的前端部3a、和以被一對第一壓電元件6所夾住的狀態被底部2的保持部2a所保持的基部3b。再有,驅動擋塊3在前端部3a和基部3b之間具備第二壓電元件7,其將前端部3a向沿著轉動體4的旋轉方向R的保持部2a以及驅動擋塊3的寬度w3方向驅動。
[0183]因此,通過將驅動擋塊3向寬度w3方向驅動,旋轉方向R的切線方向的摩擦力作用於轉動體4的下面和驅動擋塊3的前端部3a之間,從而能夠將轉動體4向旋轉方向R驅動。另外,能夠將第一壓電元件6以及第二壓電元件7分別獨立地控制。由此,能夠獨立地控制驅動擋塊3的前端部3a的沿著支撐軸5的方向的驅動、和沿著轉動體4的旋轉方向R的方向的驅動。
[0184]另外,使第一壓電元件6以及第二壓電元件7同時動作,從而能夠同時進行驅動擋塊3的前端部3a的沿著支撐軸5的方向的驅動、和沿著轉動體4的旋轉方向R的方向的驅動。
[0185]因此,如圖8至圖10所示,轉動體4和前端部3a接觸時以及分離時,使驅動擋塊3的前端部3a沿著轉動體4的旋轉方向R移動,從而不妨礙轉動體4的旋轉而能夠進行轉動體4的從第一組的驅動擋塊31向第二組的驅動擋塊32的傳遞。
[0186]另外,構成了第一組和第二組的兩組驅動擋塊3的組,該驅動擋塊3的組中驅動擋塊3以及夾住其基部3b的兩對的第一壓電元件6、6各具備三個。因此,能夠以不同的時序驅動各組。另外,能夠通過各組的驅動擋塊31、32的前端部31a、32a三點支撐轉動體4。因此,與兩點支撐、四點以上的支撐的情況相比能夠穩定地進行轉動體4的支撐。
[0187]另外,各組的驅動擋塊31、32均等地配置在轉動體4的旋轉方向R,第一組和第二組的驅動擋塊31、32交替地依次配置在旋轉方向R。因此,通過各組的驅動擋塊31、32高平衡地支撐轉動體4,能夠高效地向旋轉方向R驅動。
[0188]另外,驅動擋塊3的前端部3a驅動的方向為與驅動擋塊3的基部3b被第一壓電元件6以及保持部2a的支撐面2f夾住的方向相同的方向。因此,驅動擋塊3的前端部3a進行進給驅動以及返回驅動的情況下,能夠從驅動方向的前後支撐驅動擋塊3的基部3b。因此,能夠抑制驅動擋塊3從與支撐軸5平行的方向偏離,防止對轉動體4的驅動產生壞影響。
[0189]另外,電源部10通過對第一組以及第二組的驅動擋塊31、32供給具有相位差的電壓,能夠由各組的驅動擋塊分別驅動轉動體4。
[0190]另外,通過將電源部10供給至各組的第一壓電元件6以及第二壓電元件7的電壓的相位差設為180°,能夠通過第一組的驅動擋塊31以及第二組的驅動擋塊32交替地依次驅動轉動體4。
[0191]另外,通過電源部10對各組的第一壓電元件6以及第二壓電元件7供給電壓,使得驅動擋塊3的前端部3a依次重複與轉動體4的接觸、向驅動擋塊3的寬度w3方向的進給、從轉動體4的分離、驅動擋塊3的寬度《3方向的返回,從而能夠連續進行轉動體4的旋轉驅動。
[0192]另外,如圖7的第三相位、第七相位、第十四相位所示,電源部10使向第一端子Tl供給的電壓和向第二端子T2供給的電壓交疊。由此,能夠連續且流暢地進行轉動體4從第一組的驅動擋塊31到第二組的驅動擋塊32的傳遞。
[0193]另外,如圖7所示,電源部10在使驅動擋塊3的前端部3a進行寬度w3方向的進給驅動時,使供給至第三端子T3以及第四端子T4的電壓的增加率(傾斜度)和進行返回驅動時的電壓的減少率(傾斜度)不同。例如,在第三端子T3中,在進給驅動前端部3a的第二相位至第八相位為止的各相位中將電壓各提高1.0V,在返回驅動前端部3a的第九相位至第十相位為止的各相位中將電壓各減少3.0V。由此,能夠使驅動擋塊3的前端部3a的進給驅動時間長於返回驅動的時間,從而能夠使驅動擋塊3的前端部3a和轉動體4的接觸時間變長。因此,能夠將驅動擋塊3的動力更加高效地傳遞至轉動體4。
[0194]另外,電源部10供給至第一壓電元件6以及第二壓電元件7的電壓的頻率與由第一壓電元件6、第二壓電元件7、驅動擋塊3以及底部2構成的支撐驅動部Ia的共振振動的振動頻率大致相等。因此,能夠進一步加大由驅動擋塊3的前端部3a進行的轉動體4的進給驅動以及返回驅動的振幅。通過適當地選擇底部2、壓電元件、驅動擋塊3的前端部3a以及基部3b的材質,能夠調節支撐驅動部Ia的共振振動的頻率。
[0195]另外,在本實施方式中,如圖7所示,從第一端子Tl以及第二端子T2供給至各組的驅動擋塊31、32的第一壓電元件61、62的電壓的周期,與從第三端子T3以及第四端子T4供給至各組的第二壓電元件71、72的電壓的周期相等。因此,平行於驅動擋塊31、32的支撐軸5的方向的驅動的振動頻率與驅動擋塊31、32的寬度w31、w32方向的前端部3la、32a的驅動的振動頻率相等。由此,能夠將平行於支撐軸5的方向的驅動擋塊31、32的振幅、和驅動擋塊31、32的寬度w31、w32方向的前端部3la、32a的振幅設為最大振幅。
[0196]另外,驅動擋塊3前端部3a設置成沿著轉動體4的旋轉方向R的截面積越靠近轉動體4就越小的前端狹窄狀。因此,與將前端部3a形成為長方體形狀的情況相比,能夠減小前端部3a和轉動體4的接觸面積,能夠使因前端部3a的磨損而產生的前端部3a的體積變化率變小。由此,能夠使因前端部3a的磨損而產生的前端部3a的重量變化變小,能夠使驅動擋塊3的共振頻率的變化變小。另外,通過將前端部3a設為六角柱形狀,與其他形狀相比能夠提聞如端部3a的剛性。
[0197]另外,在與支撐軸5大致平行地設置且與驅動擋塊3的寬度《3方向大致垂直地交叉的底部2的側面2c上形成有槽部2d。S卩,槽部2d設置成相對於經由底部2傳播的與支撐軸5大致平行方向的振動大致垂直地交叉。因此,能夠通過槽部2d吸收振動,減少因底部2產生振動的傳播。
[0198]另外,第一壓電元件6設置在轉動體4和槽部2d之間。因此,能夠減少從底部2的與轉動體4的相反側越過槽部2d而傳播的振動。
[0199]另外,底部2的與保持驅動擋塊3的保持部2a相反側的端部固定在安裝部IOla上,槽部2d設置在與驅動擋塊3相比靠近安裝部IOla的位置。因此,即使在安裝部IOla的振動傳播到底部2的情況下,在離驅動擋塊3比較遠的位置減少振動,能夠防止安裝部IOla的振動對驅動擋塊3的驅動產生壞影響。
[0200]另外,槽部2d的與支撐軸5平行的方向的寬度wl大於底部2的振動的振幅。因此,能夠防止槽部2的兩側的底部2彼此碰撞。
[0201]另外,槽部2d的與支撐軸5平行方向的寬度wl大於由底部2、驅動擋塊3、第一壓電元件6以及第二壓電元件7構成的支撐驅動部Ia的共振振動的振幅。因此,即使支撐驅動部Ia在共振狀態下振動時,也能夠防止槽部2d的兩側的底部2彼此碰撞。
[0202]另外,通過將槽部2d的深度dl設為底部2的半徑的40%以上且80%以下,而在充分確保底部2的強度的同時,能夠獲得充分的抑制振動傳播的效果。
[0203]另外,在底部2和支撐軸5之間形成有間隙2e,因此能夠減少從底部2傳播到支撐軸5的振動。另外,能夠減少從支撐軸5傳播到底部2的振動。因此,能夠防止對驅動擋塊3以及轉動體4的驅動產生壞影響。
[0204]接著,作為具備本實施方式的壓電致動器I的透鏡鏡筒的一例說明可換透鏡。本實施方式的可換透鏡與未圖示的相機主體一起形成相機系統,可裝卸地安裝在相機主體上。可換透鏡可切換為根據公知的AF(自動對焦)控制進行對焦動作的AF模式、和根據來自拍攝者的手動輸入而進行對焦動作的MF(手動對焦)模式。
[0205]圖12是表示本實施方式的可換透鏡100的分解立體圖。
[0206]如圖12所示,可換透鏡100具備固定筒101、外筒102、對焦操作筒103、驅動部
104。雖然在圖12中省略圖示,但在固定筒101的內側設置有透鏡組室以及被保持筒保持的三組構成的透鏡組。各透鏡組配置在光軸方向,由用於變焦動作時的一對透鏡組、和設置在其之間而用於對焦動作的透鏡組構成。
[0207]驅動部104是在AF控制時根據來自未圖示的AF控制部的信號使對焦操作筒103圍繞光軸旋轉的部分。
[0208]驅動部104具備支撐部105、壓電致動器1、對焦操作筒側齒輪103a以及罩體108。
[0209]支撐部105是用於將壓電致動器I支撐到固定筒101的部分。支撐部105具備安裝部IOla以及軸承部101b。
[0210]安裝部IOla支撐壓電致動器I的一端側。安裝部IOla是從固定筒101的外周面的一部分向其外徑側以凸緣狀突出而形成的部分,與固定筒101 —體形成。
[0211]軸承部IOlb與安裝部IOla相同地從固定筒101的外周面的一部分向其外徑側突出而與固定筒101形成為一體,並設置成支撐一端側固定在壓電致動器I的轉動體4上的旋轉軸106的另一端側。
[0212]壓電致動器I的底部2的端部固定在安裝部IOla上。
[0213]在旋轉軸106的一端側設置有輸出側齒輪107,另一端側與轉動體4固定為一體。旋轉軸106獨立地設置在壓電致動器I的與支撐軸5 (參照圖2)相同軸上。輸出側齒輪107與設置在對焦操作筒103的對焦操作筒側的齒輪103a嚙合。
[0214]罩體108用於保護上述的壓電致動器1,通過未圖示的螺絲等固定在固定筒101。
[0215]可換透鏡100經由外筒102裝卸自如地設置在相機主體上。
[0216]可換透鏡100在AF模式下,例如根據來自設置在相機主體上的AF控制部的信號,使壓電致動器I的電源部10動作,而使壓電致動器I的轉動體4旋轉。通過轉動體4的旋轉,旋轉軸106旋轉,通過此旋轉使對焦操作筒103圍繞光軸旋轉。對焦操作筒103通過此旋轉經由未圖示的對焦用凸輪機構,使得用於對焦動作的透鏡組向光軸方向進退動作。如上在可換透鏡100中進行AF動作。[0217]另一方面,在MF模式下,對焦操作筒103通過拍攝者手動地圍繞光軸旋轉操作。對焦操作筒103與AF模式相同地,通過此旋轉使得用於對焦動作的透鏡組向光軸方向進退動作。如上在可換透鏡100中進行MF動作。
[0218]如上所說明,根據本實施方式的可換透鏡100,由於具備能夠將不同的兩個方向振動作為各自獨立的振動取出而能夠增大輸出的壓電致動器1,因此,能夠降低在AF模式下的電消耗量。
[0219]另外,不需要使用中間齒輪、最終齒輪等,能夠將壓電致動器I的動力直接傳遞至對焦操作筒103。因此,能量損失較小,能夠獲得節能的效果。另外,可削減部件個數。
[0220]此外,本實施方式可以進行多種變形。例如,底部只要是設置成圍繞支撐軸,可分割為多個,也可以不完全圍繞支撐軸。例如,也可以偏向圍繞支撐軸的圓周上的一半而配置,也可以以從兩側夾住支撐軸的方式配置。
[0221]另外,在上述的實施方式中,說明了以夾住驅動擋塊的方式設置有一對第一壓電元件的情況,其中,該第一壓電元件將驅動擋塊向與支撐軸平行的方向驅動。替代此方式,第一壓電元件也可以僅設置於驅動擋塊的一個側面上。另外,也可以使用向厚度方向位移的壓電元件作為第一壓電元件,將第一壓電元件配置在底部的保持部的底面和驅動擋塊的基部的底面之間。在此情況下,通過設置在底部的保持部的支撐面不經由壓電元件而從沿著轉動體的旋轉方向的保持部的寬度方向的兩側直接支撐基部。另外,也可以使支撐面起到導向部的作用,其中,該導向部將基部保持成能夠向與支撐軸平行的方向滑動。
[0222]另外,在上述實施方式中,說明了具備兩組、包括第一壓電元件以及第二壓電元件的驅動擋塊的組的情況,但驅動擋塊組也可以為三組以上。另外,驅動擋塊組所具備的驅動擋塊的個數也可以為一個、兩個或四個以上。例如,在上述的實施方式中,也可以將配置在底部的對角上的兩個驅動擋塊作為一組,構成三組的驅動擋塊組。在此情況下,各組的電壓的相位差例如可以為120度。由此,可以始終通過兩組的驅動擋塊支撐、旋轉轉動體。驅動擋塊的各組的電壓相位差可以為將360度除以組數的值(即兩組的情況為180度、三組的情況為120度)。
[0223]另外,在上述實施方式中,說明了第一壓電元件夾住驅動擋塊的基部的方向(第二方向)、和第二壓電元件驅動驅動擋塊的前端部的方向(第三方向)相同的情況,但這些方向也可以不同。例如,通過將第三方向設為與驅動擋塊的寬度w3方向交叉且沿著轉動體的旋轉方向的方向,也可以使轉動體容易旋轉。
[0224]另外,底部的支撐面也可以不與平行於支撐軸的方向(第一方向)傾斜。例如,如圖13A所示,也可以在保持部設置凸起狀的卡止部,其用於卡止第一壓電元件的保持部的底面側的端部。另外,如圖13B所示,也可以通過使第一壓電元件的保持部的底面側的端部突出於基部的底面而使其起到定位部的作用,並通過使定位部碰到保持部的底面來進行定位。
[0225]另外,從確保底部的強度的觀點,也可以將底部和支撐軸之間的間隙形成至槽部的保持部側的邊緣。
[0226]另外,也可以將從電源部的各端子向第一壓電元件以及第二壓電元件供給的電壓設為正弦波、正弦波狀的電壓波形。
[0227]首先,使用圖14以以下情況為例進行說明,即,與上述實施方式相同地,驅動擋塊的組為第一組和第二組的兩組構成,產生於電源部的第一端子和第二端子的正弦波的電壓波形的相位差為180°,產生於第三端子和第四端子的正弦波的電壓波形的相位差為180。的情況。
[0228]與圖11的(a)至圖11的(d)相同地,圖14的(a)表示第一組的驅動擋塊的前端部的Y方向的位移,圖14的(b)表示第二組的驅動擋塊的Y方向的位移。另外。圖14的(c)表示第一組的驅動擋塊的Xl方向的位移,圖14的(d)表示第二組的X2方向的位移(參照圖8至圖10)。
[0229]在產生於電源部的第一端子和第二端子的正弦波的電壓波形的相位差為180°的情況下,如圖14的(a)以及圖14的(b)所示,向Y軸方向驅動的第一組以及第二組的驅動擋塊的前端部描畫具有180°的相位差的正弦波狀的軌跡。此時,如圖14(a)中的粗線所示,如果Y軸方向的位移超過接觸位置yI,則第一組的驅動擋塊的前端部與轉動體接觸(參照圖8至圖10)。另外,如圖14的(b)中的粗線所示,第二組的驅動擋塊的前端部也同樣與轉動體接觸。
[0230]在此,圖14的(a)所示的第一組的驅動擋塊的軌跡與圖14的(b)所示的第二組的驅動擋塊的軌跡具有180°的相位差。因此,第一組的驅動擋塊的前端部和第二組的驅動擋塊的前端部交替地與轉動體接觸而支撐轉動體(參照圖8至圖10)。此時,與上述實施方式相同地,存在雙方的驅動擋塊的前端部從轉動體分離的期間。但是,與上述的實施方式相同地,在此期間,轉動體因其慣性而幾乎不向Y方向位移。
[0231]相同地,在產生於電源部的第二端子和第三端子的正弦波的電壓波形的相位差為180°的情況下,如圖14的(c)以及圖14的(d)所示,向Xl軸方向以及X2軸方向驅動的第一組以及第二組的驅動擋塊的前端部描畫正弦波狀的軌跡(參照圖8至圖10)。
[0232]在此,如圖14的(C)中粗線所示,第一組的驅動擋塊的前端部在與轉動體接觸期間(圖14的(a)所示的粗線部分的期間),向沿著轉動體的旋轉方向的Xl軸正方向移動(參照圖8至圖10)。另外,如在圖14的(d)中用粗線所示,第二組的驅動擋塊的前端部也相同地,在與轉動體接觸期間(圖14的(b)所示的粗線部分的期間),向沿著轉動體的旋轉方向的X2軸正方向移動。
[0233]因此,與上述的實施方式相同地,轉動體通過第一組的驅動擋塊和第二組的驅動擋塊交替地向旋轉方向驅動(參照圖8至圖10)。
[0234]接著,使用圖15說明以下情況,S卩,驅動擋塊組為第一組至第三組的三組構成,在電源部的各端子產生具有120°相位差的正弦波或正弦波狀的電壓波形的情況。在此情況下,作為電源部使用如下結構:除了具備上述第一端子至第四端子之外,還具備對第三組的驅動擋塊的第一壓電元件和第二壓電元件分別供給電壓的第五端子和第六端子。另外,與第一組的驅動擋塊的Xl方向以及第二組的驅動擋塊的X2方向(參照圖8至圖10)相同地,將垂直於支撐軸且沿著轉動體的旋轉方向的第三組驅動擋塊的寬度方向(保持部的寬度方向)設為X3方向。
[0235]圖15的(a)表示第一組至第三組的驅動擋塊的前端部的Y方向的位移,圖15的
(b)表示第一組至第三組的驅動擋塊的前端部的Xl至X3方向的位移。在圖15的(a)以及圖15的(b)中,用實線表示第一組的驅動擋塊的前端部的軌跡,用虛線表示第二組的驅動擋塊的前端部的軌跡,用點劃線表示第三組的驅動擋塊的軌跡。[0236]在電源部供給至各組的第一壓電元件的電壓波形具有120°相位差的情況下,如圖15的(a)所示,向Y軸方向驅動的各組的驅動擋塊的前端部描畫具有120°相位差的正弦波狀的軌跡。此時,如在圖15的(a)中用粗線所示,如果Y軸方向的位移超過接觸位置yl,則各組的驅動擋塊的前端部與轉動體接觸(參照圖8至圖10)。
[0237]在此,如15的(a)所示的各組的驅動擋塊的軌跡具有120°的相位差。因此,各組的驅動擋塊的前端部依次與轉動體接觸而支撐轉動體(參照圖8至圖10)。此時,與上述的實施方式相同地,存在各組的驅動擋塊的前端部從轉動體分離的期間。但是,與上述的實施方式相同地,在此期間,轉動體因其慣性而幾乎不向Y方向位移。
[0238]相同地,在電源部供給至各組的第二壓電元件的電壓波形具有120°的相位差的情況下,如圖14的(b)所示,向Xl?X3軸方向驅動的各組的驅動擋塊的前端部描畫正弦波狀的軌道(參照圖8至圖10)。
[0239]在此,如在圖15的(b)中用粗線所示,各組的驅動擋塊的前端部在與轉動體接觸期間(圖15的(a)所示的粗線部分的期間)向沿著轉動體的旋轉方向的Xl?X3軸正方向移動(參照圖8至圖10)。
[0240]因此,與上述的實施方式相同地,轉動體通過各組的驅動擋塊依次向旋轉方向驅動(參照圖8至圖10)。
[0241]在上述的實施方式中,例如,設為底部2通過不鏽鋼等金屬材料形成為中空圓筒狀。在其他實施方式中,底部2的全部或一部分可以由具有彈性的彈性體形成。S卩,底部2的至少一部分可以具有彈性。在該實施方式中,例如底部2的實質上的全部或至少凸部2h、2i (圖4)可以為彈性體。在此,底部以外的壓電致動器I的構成可以與上述的實施方式相同。
[0242]在該實施方式中,電源部10供給至第一壓電元件6以及第二壓電元件7的電壓的頻率可以與由第一壓電元件6、第二壓電元件7、驅動擋塊3以及底部2構成的支撐驅動部Ia的共振頻率大致相等。另外,從電源部10的各端子向第一壓電元件6以及第二壓電元件7供給的電壓波形可以為正弦波。代替此,如果供給電壓的頻率與支撐驅動部Ia的共振頻率大致相等,則可以為矩形波等其他波形。
[0243]在此,使用圖16以及圖17A至圖17D說明底部2的至少一部分由彈性體形成且供給的電壓的波形為正弦波的情況的作用。
[0244]在圖16以及圖17A至圖17D中,使用將沿著轉動體4的旋轉方向R的方向作為X4方向且將平行於支撐軸5的方向作為Y方向的坐標系。
[0245]在圖16以及圖17A至圖17D中,與上述的實施方式相同地,驅動擋塊的組由第一組的驅動擋塊31以及第二組的驅動擋塊32的兩組構成,產生於電源部10的第一端子和第二端子的正弦波的電壓波形的相位差為180°,產生於第三端子和第四端子的正弦波的電壓波形的相位差為180°。
[0246]此外,如圖4所示,將形成於底部2的六個凸部(凸起)中的、第二組的驅動擋塊32位於其旋轉方向的前進側的三個凸部作為第一凸部2h,將第一組的驅動擋塊31位於其旋轉方向的前進側的三個凸部作為第二凸部2i。第一凸部2h以及第二凸部2i具有彈性。
[0247]在圖16的(a)中,用粗線表示第一組的驅動擋塊31的前端部31a的Y方向的位移,用實線表示夾住第一組的驅動擋塊31的第一壓電元件61的Y方向的厚度切變變形量,用虛線表示支撐第一組的驅動擋塊31的支撐面2f的Y方向的位移。
[0248]在圖16的(b)中,用粗線表示第二組的驅動擋塊32的前端部32a的Y方向的位移,用實線表示夾住第二組的驅動擋塊32的第一壓電元件62的Y方向的厚度切變變形量,用虛線表示支撐第二組的驅動擋塊32的支撐面2f的Y方向的位移。
[0249]在圖16的(C)中,用粗線表示第一組的驅動擋塊31的前端部31a的X4方向的位移,用實線表示設置在第一組的驅動擋塊31上的第二壓電元件71的X4方向的厚度切變變形量,用虛線表示支撐第一組的驅動擋塊31的支撐面2f的X4方向的位移。
[0250]在圖16的(d)中,用粗線表示第二組的驅動擋塊32的前端部32a的X4方向的位移,用實線表示設置在第二組的驅動擋塊32上的第二壓電元件72的X4方向的厚度切變變形量,用虛線表示支撐第二組的驅動擋塊32的支撐面2f的X4方向的位移。
[0251]在產生於電源部10的第一端子和第二端子的正弦波的電壓波形的相位差為180°的情況下,如圖16的(a)以及圖16的(b)所示,向Y軸方向驅動的第一組以及第二組的驅動擋塊3的前端部3a描畫具有180°相位差的正弦波狀的軌跡。另外,在產生於電源部10的第三端子和第四端子的正弦波的電壓波形的相位差為180°的情況下,如圖16的
(c)以及圖16的(d)所示,向X4軸方向驅動的第一組以及第二組的驅動擋塊3的前端部3a描畫具有180°相位差的正弦波狀的軌跡。此時,通過該驅動擋塊3的振動,底部2發生共振,並且底部2的至少一部分彈性變形。在本實施方式中,設置在底部2且支撐驅動擋塊3的支撐部2f位移。
[0252]在圖16的A點上,第一組的驅動擋塊31向Y方向產生正的位移,與此相對地,第二組的驅動擋塊32向Y方向產生負的位移。對第一凸部2h產生剪切力的結果,如圖17A所示,第一凸部2h通過該剪切力向Y方向剪切變形。支撐第一組的驅動擋塊31的支撐部2f向Y方向產生正的位移,支撐第二組的驅動擋塊32的支撐部2f向Y方向產生負的位移。
[0253]在圖16的B點上,第一組的驅動擋塊31向Y方向產生負的位移,與此相對地,第二組的驅動擋塊32向Y方向產生正的位移。對第一凸部2h產生剪切力的結果,如圖17B所示,第一凸部2h通過該剪切力向Y方向剪切變形。支撐第一組的驅動擋塊31的支撐部2f向Y方向產生負的位移,支撐第二組的驅動擋塊32的支撐部2f向Y方向產生正的位移。
[0254]在圖16的C點上,第一組的驅動擋塊31向X4方向產生正的位移,與此相對地,第二組的驅動擋塊32向X4方向產生負的位移。對第一凸部2h產生壓縮力的結果,如圖17C所示,第一凸部2h通過該壓縮力向轉動體的旋轉方向壓縮變形。支撐第一組的驅動擋塊31的支撐部2f向X4方向產生正的位移,支撐第二組的驅動擋塊32的支撐部2f向X4方向產生負的位移。
[0255]在圖16的D點上,第一組的驅動擋塊31向X4方向產生負的位移,與此相對地,第二組的驅動擋塊32向X4方向產生正的位移。對第一凸部2h產生張力的結果,如圖17D所示,第一凸部2h通過該張力向轉動體的旋轉方向拉伸變形。支撐第一組的驅動擋塊31的支撐部2f向X4方向產生負的位移,支撐第二組的驅動擋塊32的支撐部2f向X4方向產生正的位移。
[0256]在此說明了因第一壓電元件6以及第二壓電元件7的驅動而產生的第一凸部2h的彈性變形、和由此產生的支撐部2f的位移,但也可以使第二凸部2i的相位與第一凸部2h的相位相差180°而相同地進行變形。[0257]在本實施方式中,通過第一凸部2h以及第二凸部2i的彈性變形,支撐部2f以與驅動擋塊的位移相同的周期進行位移。驅動擋塊3的前端部3a的位移是因第一壓電元件6以及第二壓電元件7的厚度切變變形而產生的位移和支撐部2f的位移的相加。
[0258]在本實施方式中,除了利用因第一壓電元件6以及第二壓電元件7的厚度切變而產生的位移之外,還利用因底部2的彈性變形而產生的位移,由此使驅動擋塊以更大的振幅驅動。由此,能夠加大壓電致動器的輸出,能夠將驅動所需的電壓進行低電壓化。再有,通過使包括底部2的支撐驅動部Ia共振,利用因設置在底部的凸面的面內的彎曲以及面外的彎曲而產生的振動,能夠最大限度地發揮其效果。
【權利要求】
1.一種壓電致動器,其特徵在於,具備: 第一部件,配置於多個第一壓電元件之間,由上述多個第一壓電元件向與配置上述多個第一壓電元件的方向交叉的第一方向驅動; 第二壓電元件,設置於上述第一部件; 第二部件,與上述第二壓電 元件接觸設置,由上述第二壓電元件向與上述第一方向交叉的第二方向驅動;以及 第三部件,通過上述第二部件而移動。
2.根據權利要求1所述的壓電致動器,其特徵在於, 上述第一方向是與依次配置有上述第一壓電元件、上述第一部件、另一個上述第一壓電元件的方向交叉的方向。
3.根據權利要求2所述的壓電致動器,其特徵在於, 還具備第四部件,該第四部件具有與上述多個第一壓電元件各自的上述相互相向的面的相反側的面抵接的兩個面,經由上述多個第一壓電元件支撐上述第一部件。
4.根據權利要求3所述的壓電致動器,其特徵在於, 上述第四部件具備彈性體。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的壓電致動器,其特徵在於, 具備多組具有上述多個第一壓電元件、上述第二壓電元件、上述第一部件和上述第二部件的組。
6.根據權利要求5所述的壓電致動器,其特徵在於, 還具備對上述第一壓電元件以及上述第二壓電元件供給電壓的電源部, 上述電源部對各個上述組供給具有相位差的上述電壓。
7.根據權利要求6所述的壓電致動器,其特徵在於, 上述電源部供給上述電壓,使得各個上述組的上述第二部件重複與上述第三部件的接觸、上述第二方向的進給、從上述第三部件的分離、上述第二方向的返回。
8.根據權利要求6所述的壓電致動器,其特徵在於, 具備第四部件,該第四部件具有與上述多個第一壓電元件各自的上述相互相向的面的相反側的面抵接的兩個面,經由上述多個第一壓電元件支撐上述第一部件, 上述電壓的頻率與由上述第四部件、上述第一部件、上述第二部件、上述第一壓電元件以及上述第二壓電元件構成的構造體的共振頻率相等。
9.根據權利要求6所述的壓電致動器,其特徵在於, 上述相位差為360° /N,其中,N為上述組的組數。
10.根據權利要求5所述的壓電致動器,其特徵在於, 各個上述組具備三對上述第一壓電元件、三個上述第二壓電元件、三個上述第一部件和三個上述第二部件。
11.根據權利要求1所述的壓電致動器,其特徵在於, 上述第三部件設置成能夠以與上述第一方向平行的旋轉軸為中心旋轉, 上述第二方向為沿著上述第三部件的旋轉方向的方向。
12.根據權利要求11所述的壓電致動器,其特徵在於, 具備多組具有上述多個第一壓電元件、上述第二壓電元件、上述第一部件和上述第二部件的組, 各個上述組的上述第一部件均等地配置在上述旋轉方向上, 不同的上述組的上述第一部件依次配置在上述旋轉方向上。
13.根據權利要求1所述的壓電致動器,其特徵在於,上述第二部件設置成前端狹窄狀以使沿著上述第二方向的截面積越靠近上述第三部件就越小。
14.根據權利要求1所述的壓電致動器,其特徵在於,上述多個第一壓電元件的各自的形狀以及尺寸相同。
15.根據權利要求1所述的壓電致動器,其特徵在於, 上述第一壓電元件的縱彈性模量大於上述第一壓電元件的橫彈性模量, 上述第二壓電元件的縱彈性模量大於上述第二壓電元件的橫彈性模量。
16.一種壓電致動器,其特徵在於, 具備:多個第一壓電元件,設置在底部; 第二壓電元件; 第一部件,配置於多個第一壓電元件之間,被上述第一壓電元件向與配置上述多個第一壓電元件的方向交叉的第一方向驅動; 第二部件,被上述第二壓電元件向與上述第一方向交叉的第二方向驅動;以及 第三部件,通過上述第二部件而移動, 上述第二部件設置有以使平行於與上述第三部件接觸的接觸面的截面積越靠近上述第三部件就越小的方式相對於上述接觸面傾斜的傾斜面。
17.根據權利要求16所述的壓電致動器,其特徵在於, 上述第一方向是與依次配置有上述第一壓電元件、上述第一部件、另一個上述第一壓電元件的方向交叉的方向。
18.根據權利要求17所述的壓電致動器,其特徵在於, 上述第一部件經由上述第一壓電元件支撐於上述底部,上述第二部件經由上述第二壓電元件支撐於上述底部。
19.根據權利要求16所述的壓電致動器,其特徵在於,上述傾斜面沿著與上述第三部件的相對移動方向交叉的方向設置。
20.一種透鏡鏡筒,具備權利要求1至19中任一項所述的壓電致動器。
【文檔編號】H02N2/14GK103973158SQ201410162941
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2010年3月31日 優先權日:2009年3月31日
【發明者】桑野邦宏, 金滿容大 申請人:株式會社尼康

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