JP5521401B2 - Vibration actuator, lens barrel, camera, and method for manufacturing vibration actuator - Google Patents
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Description
本発明は、振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a vibration actuator, a lens barrel, a camera, and a method for manufacturing the vibration actuator.
従来、振動アクチュエータにおいて、圧電体への電圧供給は、それぞれの圧電体の電極に直接接続されたリード線等を介して行われている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a vibration actuator, voltage supply to a piezoelectric body is performed via a lead wire or the like directly connected to an electrode of each piezoelectric body (see, for example, Patent Document 1).
しかし、近年、振動アクチュエータが小型化している。小型化した振動アクチュエータへ複数のリード線の接続は、スペース的にも困難であり、また、リード線同士の絡み合い等の問題も生じる。 However, in recent years, vibration actuators have become smaller. Connection of a plurality of lead wires to a miniaturized vibration actuator is difficult in terms of space, and problems such as entanglement of the lead wires occur.
本発明の課題は、圧電体の電極に対する改良された電気配線が可能な振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの製造方法を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a vibration actuator, a lens barrel, a camera, and a method for manufacturing the vibration actuator that enable improved electrical wiring to the electrodes of the piezoelectric body.
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。 The present invention solves the above problems by the following means .
請求項1に記載の発明は、複数の圧電体と、前記圧電体に接着された前記複数の圧電体が固定されるベース部と、前記複数の圧電体の振動によって前記ベース部に対して相対移動される相対移動部材と、を備え、前記ベース部における前記圧電体との接触面、及び前記ベース部の外周面における前記接触面以外の部分の少なくとも一部が不導体であって、前記ベース部の接触面と前記圧電体との間が導電性接着剤で接着され、前記ベース部の前記不導体上に、前記複数の圧電体のそれぞれから前記導電性接着剤を介して延びる導通部が、前記ベース部の前記不導体の部分に個別に形成されていること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の振動アクチュエータであって、前記振動アクチュエータは、前記圧電体と前記相対移動部材との間に、前記圧電体によって駆動され、前記相対移動部材と接触して前記相対移動部材を相対移動させる駆動体をさらに備えること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2のいずれか1項に記載の振動アクチュエータであって、前記ベース部は金属であって、絶縁塗装により前記不導体の部分が形成されていること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の振動アクチュエータであって、前記ベース部はセラミックであること、を特徴とする振動アクチュエータである。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の振動アクチュエータを備えるレンズ鏡筒である。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の振動アクチュエータを備えるカメラである。
請求項7に記載の発明は、複数の圧電体と、前記圧電体に接着された前記複数の圧電体が固定されるベース部と、前記複数の圧電体の振動によって前記ベース部に対して相対移動される相対移動部材と、を備え、前記ベース部における前記圧電体との接触面、及び前記ベース部の外周面における前記接触面以外の部分の少なくとも一部を不導体とし、前記ベース部の接触面と前記圧電体との間が導電性接着剤で接着し、前記ベース部の前記不導体上に、前記複数の圧電体のそれぞれから前記導電性接着剤を介して延びる導通部を、前記ベース部の前記不導体の部分に個別に形成することを特徴とする振動アクチュエータの製造方法である。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of piezoelectric bodies, a base section to which the plurality of piezoelectric bodies bonded to the piezoelectric bodies are fixed, and relative to the base section by vibration of the plurality of piezoelectric bodies. A relative movement member to be moved, and at least a part of a contact surface with the piezoelectric body in the base portion and a portion other than the contact surface on the outer peripheral surface of the base portion is a non-conductor, A conductive portion is bonded between the contact surface of the portion and the piezoelectric body with a conductive adhesive, and a conductive portion extending from each of the plurality of piezoelectric bodies via the conductive adhesive is formed on the non-conductor of the base portion. The vibration actuator is individually formed on the non-conductive portion of the base portion.
The invention according to
Invention of Claim 3 is a vibration actuator of any one of
The invention according to
A fifth aspect of the present invention is a lens barrel including the vibration actuator according to any one of the first to fourth aspects.
A sixth aspect of the present invention is a camera including the vibration actuator according to any one of the first to fifth aspects.
According to a seventh aspect of the present invention, a plurality of piezoelectric bodies, a base portion to which the plurality of piezoelectric bodies bonded to the piezoelectric body are fixed, and relative to the base portion by vibration of the plurality of piezoelectric bodies. A relative movement member to be moved, and at least a part of a contact surface of the base portion with the piezoelectric body and a portion of the outer peripheral surface of the base portion other than the contact surface is a non-conductor, Between the contact surface and the piezoelectric body is bonded with a conductive adhesive, a conductive portion extending from each of the plurality of piezoelectric bodies via the conductive adhesive on the non-conductor of the base portion, It is a manufacturing method of the vibration actuator characterized by forming individually in the non-conductor part of a base part .
本発明によれば、圧電体の電極に対する改良された電気配線が可能な振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動アクチュエータの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a vibration actuator, a lens barrel, a camera, and a method for manufacturing the vibration actuator capable of improved electrical wiring with respect to the electrodes of the piezoelectric body.
(第1実施形態)
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、XYZ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸Aを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置(以下、正位置という)において撮影者から見て左側に向かう方向をXプラス方向とする。また、正位置において上側に向かう方向をYプラス方向とする。さらに、正位置において被写体に向かう方向をZプラス方向とする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. Each figure shown below is provided with an XYZ orthogonal coordinate system for ease of explanation and understanding. In this coordinate system, the direction toward the left side as viewed from the photographer at the position of the camera when the photographer shoots a horizontally long image with the optical axis A being horizontal (hereinafter referred to as a normal position) is defined as the X plus direction. Further, the direction toward the upper side in the normal position is defined as the Y plus direction. Further, the direction toward the subject at the normal position is defined as the Z plus direction.
図1は第1実施形態の超音波モータ10を備えるカメラ1の概略図である。
カメラ1は、撮像素子8を有するカメラボディ2と、レンズ7を有するレンズ鏡筒3とを備えている。
レンズ鏡筒3は、カメラボディ2に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒3は、交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒であってもよい。
FIG. 1 is a schematic view of a
The
The lens barrel 3 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the
レンズ鏡筒3は、レンズ7、カム筒6、ギア4,5、超音波モータ10等を備えている。本実施形態では、超音波モータ10は、カメラ1のフォーカス動作時にレンズ7を駆動する駆動源として用いられており、超音波モータ10から得られた駆動力は、ギア4,5を介してカム筒6に伝えられる。レンズ7は、カム筒6に保持されており、超音波モータ10の駆動力により、光軸方向へ移動して、焦点調節を行うフォーカスレンズである。
The lens barrel 3 includes a lens 7, a cam barrel 6,
レンズ鏡筒3内に設けられたレンズ群(レンズ7を含む)によって、撮像素子8の撮像面に被写体像が結像されると、その結像された被写体像が電気信号に変換され、変換された信号をA/D変換することによって、画像データが得られる。
When a subject image is formed on the imaging surface of the
図2は、第1実施形態の超音波モータ10の断面図である。
第1実施形態の超音波モータ10は、振動子11、移動子15、出力軸18、加圧部材19等を備え、振動子11側を固定とし、移動子15を回転駆動する形態となっている。
振動子11は、弾性体12と、弾性体12に接合された圧電体13とを有する略円環形状の部材である。
弾性体12は、本実施形態において樹脂等の不導体で形成された略円環形状の部材である。弾性体12は、櫛歯部12a、ベース部12b、フランジ部12cを有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
The
The
The
櫛歯部12aは、圧電体13が接合される面とは反対側の面に、複数の溝を切って形成され、この櫛歯部12aの先端面は、移動子15に加圧接触され、移動子15を駆動する駆動面となる。
ベース部12bは、弾性体12の周方向に連続した部分であり、ベース部12bの櫛歯部12aとは反対側の面に、圧電体13が接合されている。
フランジ部12cは、弾性体12の内径方向に突出した鍔状の部分であり、ベース部12bの厚さ方向の中央に配置されている。このフランジ部12cにより、振動子11は、固定部材16に固定されている。
The comb-
The
The
圧電体13は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子であり、例えば、圧電体や電歪素子等が用いられる。
図3は、圧電体13のXY平面図であり、図3(a)は圧電体13の弾性体側面13aを示す図であり、図3(b)は、弾性体側面13aと反対側の面(以下、FPC側面という)13cを示す図である。
The
3 is an XY plan view of the
圧電体13は、略円環形状の部材である。圧電体13の弾性体側面13aは、全体が素地部13dとなっている。圧電体13におけるFPC側面13cには、A相、B相の2つの相の電気信号が入力される電極A1〜A4,B1〜B4が形成され、A相とB相との間の1/4波長分間隔が設けられた部分には、グランドGが設けられている。電極A1〜A4,B1〜B4、グランドGは、圧電体13のFPC側面13cの表面に、スクリーン印刷によって銀ペーストを塗布して形成され、圧電体13は、これらを用いて分極処理されている。これらの電極A1〜A4,B1〜B4及びグランドGの間は圧電体13の素地部13dとなっている。
The
図2に戻り、フレキシブルプリント基板14は、その配線が圧電体13のFPC側面13cにおける各相の電極に接続されている。
移動子15は、アルミニウム等の軽金属によって形成され、弾性体12の駆動面に生じる進行波によって回転駆動される部材である。
出力軸18は、略円柱形状の部材である。出力軸18は、一方の端部がゴム部材24を介して移動子15に接しており、移動子15と一体に回転するように設けられている。
Returning to FIG. 2, the flexible printed
The moving
The
加圧部材19は、振動子11と移動子15とを加圧接触させる加圧力を発生する部材であり、ギア4とベアリング受け部材21との間に設けられている。
ギア4は、出力軸18のDカットに嵌まるように挿入され、Eリング等のストッパ22で固定され、回転方向及び軸方向に出力軸18と一体となるように設けられている。ギア4は、出力軸18の回転とともに回転することにより、ギア5(図1参照)に駆動力を伝達する。
The pressurizing member 19 is a member that generates a pressing force that pressurizes the
The
また、ベアリング受け部材21は、ベアリング17の内径側に配置され、ベアリング17は、固定部材16の内径側に配置された構造となっている。
加圧部材19は、振動子11を移動子15側へ、出力軸18の軸方向に加圧しており、この加圧力によって、移動子15は、振動子11の駆動面に加圧接触し、回転駆動される。
Further, the
The pressurizing member 19 pressurizes the
次に、圧電体13と弾性体12との接合について説明する。図4は超音波モータ10における圧電体13と弾性体12とを含む部分の拡大側面図である。
圧電体13の弾性体側面13aは、弾性体12に対して導電性接着剤13bで接合されている。そして、本実施形態において樹脂等の不導体で製造されている弾性体12の表面(外周面)には、導電性接着剤から延びる導通部12fが形成されている。
Next, the joining of the
The elastic
この導通部12fは、以下のようにして形成する。
まず、圧電体13の弾性体側面13aに導電性接着剤13bをディスペンサーにより塗布する。
そして、その弾性体側面13aに弾性体12を載せる。
圧電体13の弾性体側面13aと弾性体12との間の導電性接着剤13bから、導電性接着剤が弾性体12の側面まで延びるように、ディスペンサーによる導電性接着剤の塗布によって導通部12fを形成する。
その後、圧電体13と弾性体12とを加圧した状態で熱を加え、導電性接着剤13bを硬化させる。
なお、導通部12fの製造方法はこれに限らず、弾性体12の表面に印刷してもよく、また、二色成型等により形成してもよい。
導通部12fには、リード線12gが接続され、そのリード線12gは、圧電体13のFPC側面13cに接続されたFPC14とともに、図示しない電源に接続される。
The
First, the
Then, the
The
Thereafter, heat is applied in a state where the
In addition, the manufacturing method of the conduction | electrical_connection
A
このように製造された超音波モータ10は以下のように駆動する。
駆動信号が、FPC14及びリード線12gを介して超音波モータ10の圧電体13に印加されると、圧電体13が励振され、その励振によって、弾性体12には、4次の曲げ振動が発生する。駆動信号は、それぞれ、圧電体13のA相とB相とに印加される。A相から発生する4次曲げ振動とB相から発生する4次曲げ振動とは、位置的な位相が1/4波長ずれるようになっており、また、A相駆動信号とB相駆動信号とは、90°位相がずれているため、2つの曲げ振動は、合成され、4波の進行波となる。進行波の波頭には、楕円運動が生じている。したがって、弾性体12の駆動面に加圧接触された移動子15は、この楕円運動によって摩擦駆動される。
The
When the drive signal is applied to the
本実施形態によると以下の効果を有する。
本実施形態において、弾性体12は不導体であるため、圧電体13の弾性体側面13aに電気配線を接続することが必要である。本実施形態では、圧電体13と弾性体12との間を導電性接着剤13bで接着し、その導電性接着剤13bを弾性体12の表面まで延ばし、導通部12fを形成している。そして、その弾性体12の表面にリード線を接続している。このように、弾性体12が不導体の場合であっても弾性体12に電気配線を行うことが可能となる。
The present embodiment has the following effects.
In this embodiment, since the
なお、本実施形態では、圧電体13の弾性体側面13aを接地側としている。しかし、これに限らず、弾性体側面13aを、本実施形態においてFPC側面13cに形成したような、周方向に沿って2つの相の電気信号が入力される電源供給側としてもよい。この場合、弾性体側面13aに2種以上の電気配線を行うことが必要となる。
In the present embodiment, the elastic
この場合、それぞれの電極部分から延びる導通部を、弾性体12の表面にそれぞれ形成し、同一の電力が供給される導通部は弾性体12の表面上において結合させる。そして、その結合された部分から1本のリード線を延ばすことにより、リード線の本数を少なくすることができる。これにより、配線がシンプルになり、絡まる可能性が低減され、整然とした配線が可能となる。
In this case, conductive portions extending from the respective electrode portions are formed on the surface of the
図5は、第1実施形態に対する比較形態における圧電体113のXY平面図であり、図3に対応している。図5(a)は圧電体113の弾性体側面113aを示す図であり、図5(b)は、弾性体のFPC側面113cを示す図である。
FIG. 5 is an XY plan view of the
比較形態においては、弾性体は導体で、圧電体113と弾性体とは、導電性接着剤ではなく、導電性を有さない接着剤で接続されている。
比較形態においては、図5(a)に示すように、圧電体113における弾性体側面113aにも、スクリーン印刷によって銀ペースト131が塗布されて電極が形成されている。そして、圧電体113の弾性体側面113aに、導電性を有さない接着剤が塗布され、圧電体113と弾性体とが接着される。
このとき、圧電体113の弾性体側面113aは、弾性体に押し付けられることにより、銀ペースト131が塗布されている部分の一部が、弾性体と直接接触し、圧電体113と弾性体112との間の電気接続が確保される。
In the comparative form, the elastic body is a conductor, and the
In the comparative embodiment, as shown in FIG. 5A, the
At this time, the elastic
しかし、この際、圧電体113と弾性体との間の電気接続を確保しつつ、両者間の接着も確実に行う必要がある。このため、圧電体113の外周端と内周端には、素地部132が設けられている。この素地部132は、圧電体13の素地が露出している部分であり、圧電体113と弾性体とを接着材によって接合する場合、接着材がこの素地部132に入り込むことにより投錨効果(アンカー効果)が得られ、接着強度が確保される。
However, at this time, the electrical connection between the
このように素地部132は、接着強度を確保するために必要な部分であるが、銀ペースト131が塗布されていないため、分極することができない。このため、素地部132の面積だけ、駆動信号が印加される面積が減少し、駆動効率が劣ることになる。
Thus, although the
これに対して本実施形態では、導電性接着剤を用いるため、銀ペーストと素地部とを別々に設ける必要がなく、弾性体側面13aの全面積を電極として用いることができ、高い駆動効率を得ることができる。
On the other hand, in this embodiment, since a conductive adhesive is used, it is not necessary to separately provide a silver paste and a base part, and the entire area of the elastic
また、本実施形態では、不導体で製造された弾性体12と圧電体13とを導電性接着剤13bにより接合する際に、同時に弾性体12の表面まで導電性接着剤13bを延ばして導通部12fを形成するので、作業工程が少なくてすむ。また、弾性体12と圧電体13の接合及び導通部12fの形成を同一の導電性接着剤で行うことができるため、安価に製造できる。
Further, in this embodiment, when the
(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態の超音波モータ210の正面図である。
図6に示すように、超音波モータ210は、上面(Z方向下側の面)に複数の保持部202aが設けられた円筒形状のベース部202と、保持部202aに保持された駆動駒203と、駆動駒203の上側で隣接して配置されたロータ204と、ベース部202の内周に挿通された支持軸205と、を備えている。
第2実施形態でベース部202は、導電性部材で製造されているが、表面(少なくとも外周面の一部)に絶縁塗装が施されている。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a front view of the
As shown in FIG. 6, the
In the second embodiment, the
図7は、1つの駆動駒203を保持するベース部202の拡大図である。
本実施形態の超音波モータ201は、各々の駆動駒203を支持軸205と平行な方向へ駆動させる第1圧電体206A,206Bと、駆動駒203の先端部203aをロータ204の回転方向Rに駆動させる第2圧電体207とが別個に独立して設けられている。
FIG. 7 is an enlarged view of the
In the ultrasonic motor 201 of the present embodiment, the first
第1圧電体206A,206Bは、駆動駒203の両側面と、それと対向するベース部202の保持部202aの側面との間にそれぞれ設けられている。そして、駆動駒203と第1圧電体206との間は導電性接着剤206Ab,206Bbにより接合され、第1圧電体206とベース部202との間は、導電性接着剤206Aa,206Baにより接合されている。
The first
そして、第1圧電体206とベース部202との間の導電性接着剤206Aa,206Baから、ベース部202の絶縁塗装膜上に延びるように導通部206cが形成されている。これらの導電性接着剤206Aa,206Baから延びる導通部206cは連続しており、この導通部206cにはリード線212が接続されている。
A
本実施形態の超音波モータ210においては、リード線212を介して図示しない電源より、第1圧電体206A,206Bにおけるベース部202との対向面側に同じ駆動電圧が印加され、第1圧電体206A,206Bの励振により駆動駒203はベース部203に対して図中上下に駆動される。
In the
以上、本実施形態によると、2つの圧電体(第1圧電体206A及び206B)にそれぞれリード線を接続する必要がなく、第1実施形態と同様にリード線の本数を少なくすることができる。これにより、配線がシンプルになり、絡まる可能性が低減され、整然とした配線が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is not necessary to connect lead wires to the two piezoelectric bodies (first
また、本実施形態の超音波モータ210では、図6に示すように複数の駆動駒203が使用される。これらの駆動駒203における、同一の電圧が印加される圧電体から延びる導通部を全て連続させ、1本のリード線により電源と接続することができ、超音波モータを安価に製造することができる。
Further, in the
1:カメラ、3:レンズ鏡筒、10,210:超音波モータ、12:弾性部材、13,206A,206B:圧電体、13b,206Aa,206Ba:導電性接着剤、15:移動子、12f,206c:導通部、202:ベース部、204:ロータ 1: camera, 3: lens barrel, 10, 210: ultrasonic motor, 12: elastic member, 13, 206A, 206B: piezoelectric body, 13b, 206Aa, 206Ba: conductive adhesive, 15: moving element, 12f, 206c: conduction portion, 202: base portion, 204: rotor
Claims (7)
前記圧電体に接着された前記複数の圧電体が固定されるベース部と、
前記複数の圧電体の振動によって前記ベース部に対して相対移動される相対移動部材と、
を備え、
前記ベース部における前記圧電体との接触面、及び前記ベース部の外周面における前記接触面以外の部分の少なくとも一部が不導体であって、
前記ベース部の接触面と前記圧電体との間が導電性接着剤で接着され、
前記ベース部の前記不導体上に、前記複数の圧電体のそれぞれから前記導電性接着剤を介して延びる導通部が、前記ベース部の前記不導体の部分に個別に形成されていること、
を特徴とする振動アクチュエータ。 A plurality of piezoelectric bodies;
A base portion to which the plurality of piezoelectric bodies bonded to the piezoelectric body are fixed ;
A relative movement member that is moved relative to the base portion by vibration of the plurality of piezoelectric bodies;
With
The contact surface between the piezoelectric body in the base portion, and at least part of the portion other than the contact surface of the outer peripheral surface of the base portion is a non-conductor,
The contact surface of the base portion and the piezoelectric body are bonded with a conductive adhesive,
On the nonconductor of the base portion, a conductive portion extending from each of the plurality of piezoelectric bodies via the conductive adhesive is individually formed in the nonconductor portion of the base portion,
Vibration actuator characterized by
前記振動アクチュエータは、前記圧電体と前記相対移動部材との間に、前記圧電体によって駆動され、前記相対移動部材と接触して前記相対移動部材を相対移動させる駆動体をさらに備えること、
を特徴とする振動アクチュエータ。 The vibration actuator according to claim 1 ,
Before Kifu dynamic actuators, between the relative moving member and the piezoelectric member, the driven by piezoelectric, the relative movement member and in contact with the relative movement member further comprising further a driving member for relative movement,
Vibration actuator characterized by
前記ベース部は金属であって、絶縁塗装により前記不導体の部分が形成されていること、
を特徴とする振動アクチュエータ。 The vibration actuator according to any one of claims 1 and 2 ,
The base portion is a metal, and the non-conductive portion is formed by insulating coating;
Vibration actuator characterized by
前記ベース部はセラミックであること、
を特徴とする振動アクチュエータ。 The vibration actuator according to any one of claims 1 to 3 ,
The base is ceramic;
Vibration actuator characterized by
前記圧電体に接着された前記複数の圧電体が固定されるベース部と、
前記複数の圧電体の振動によって前記ベース部に対して相対移動される相対移動部材と、
を備え、
前記ベース部における前記圧電体との接触面、及び前記ベース部の外周面における前記接触面以外の部分の少なくとも一部を不導体とし、
前記ベース部の接触面と前記圧電体との間が導電性接着剤で接着し、
前記ベース部の前記不導体上に、前記複数の圧電体のそれぞれから前記導電性接着剤を介して延びる導通部を、前記ベース部の前記不導体の部分に個別に形成すること、
を特徴とする振動アクチュエータの製造方法。 A plurality of piezoelectric bodies;
A base portion to which the plurality of piezoelectric bodies bonded to the piezoelectric body are fixed;
A relative movement member that is moved relative to the base portion by vibration of the plurality of piezoelectric bodies;
With
The contact surface with the piezoelectric body in the base portion, and at least a part of the outer peripheral surface of the base portion other than the contact surface is a non-conductor,
The contact surface of the base portion and the piezoelectric body are bonded with a conductive adhesive,
On the nonconductor of the base portion, a conductive portion extending from each of the plurality of piezoelectric bodies via the conductive adhesive is individually formed in the nonconductor portion of the base portion,
A manufacturing method of a vibration actuator characterized by the above.
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