JPH06261562A - 振動波アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の振動波アクチュエータ（超音波モー
タ）では、圧電素子と駆動回路とを接続する接続導体と
してフレキシブルプリント基板を用いていたが、フレキ
（以下、フレキと略す）は高価で、且つ破れ易い等の欠
点があった。本発明の目的は、コストが安く、作業性が
よく、耐久性及び信頼性の高い振動波アクチュエータを
提供することである。 【構成】 本発明では、フレキの代りに、絶縁被覆をし
ていない導電性の導体１７ａ〜１７ｄ（薄板状導体）を
用いるとともに、振動体３を固定する基台１９と全体を
包囲するケース２０とを絶縁材で構成した。４はロー
タ、５は防振ゴム、６はバネ、１１はロータ４に固定さ
れた軸、である。 【効果】 圧電素子２と駆動回路とを接続する接続線と
してフレキに代り、金属製の導体を使用しているため、
取付け作業性が改善され、コストの低下と信頼性及び耐
久性が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動数アクチュエータ
（もしくは超音波モータ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８乃至図１１を参照して従来公知の振
動波アクチュエータの構造について説明する。

【０００３】図８及び図９において、１は円盤状もしく
は車輪状の振動体本体であり、該振動体本体１は弾性の
ある金属で構成されており、その外周縁の肉厚部が振動
発生部となっている。２は振動体本体１の環状の肉厚部
（すなわち振動発生部）の下面に接着された環状の圧電
素子であり、該圧電素子２の下面には該素子と不図示の
制御回路（駆動回路）とを電気的に接続するフレキシブ
ルプリント基板１２（以下にはフレキと略記する）が接
着されている。振動体３は該振動体本体１と圧電素子
（振動発生素子）２とで構成されており、該振動体本体
１はそれ自身の中心部においてモータ基台９の中心のボ
ス部９ａ上に固着されている。

【０００４】４は振動体本体１の環状の振動発生部にバ
ネ６によって圧接された移動体（すなわちロータ）であ
り、該移動体４は外周縁部において振動体本体１の振動
発生部に押し付けられている。

【０００５】移動体４の上には防振ゴム５が貼られてお
り、バネ６は該ゴム５を介して移動体４を押している。
該移動体４は円盤状もしくは車輪状であり、その中心の
孔には駆動軸１１が嵌着されており、該軸１１は基台９
に固定された軸受８とモータケース１０に取付けられた
軸受７とに回転可能に支持されている。

【０００６】フレキ１２は図８及び図１０に示すような
平面形状を有しており、配線となる導電パターン１３及
び該導電パターン上の電極１４及び１５を有している。
図９に示された１６は電極１４の位置の基板を強化する
補強板である。

【０００７】図１１にフレキ１２の拡大断面図を示す。
図１１において、１２ａはベースフィルム、１２ｂはカ
バーフィルム、であり、それぞれ一般的には２５μｍ厚
さのポリイミドフィルムでできている。１３はプリント
配線（すなわち導電パターン）であり、通常は３５μｍ
厚さの銅箔でできている。１２ｃは接着剤層であり、導
電パターン１３は接着剤層１２ｃによりベースフィルム
１２ａとカバーフィルム１２ｂとに挟み込まれている。
電極１４及び１５の位置ではカバーフィルム１２ａと接
着剤層１２ｃには開口が形成され、該開口内に露出した
導電パターン１３上に電極が形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の振動波
アクチュエータには次のような欠点があった。

【０００９】フレキは機械的強度が極めて低く、従っ
て取扱いには細心の注意が必要であるが、そのような注
意をしても組立て作業中に破いたり傷付けたりする危険
性が高い。

【００１０】フレキは価格が非常に高いので、振動波
アクチュエータのコストを高くする一因になっている。

【００１１】フレキの電極１４はハンダ付けにより外
部回路に接続されるが、ハンダ付けの熱により接着剤層
１２ｃが溶けて導電パターン１３やカバーフィルム１２
ｂが剥れてしまうことがあった。

【００１２】該振動波アクチュエータを搭載している
光学機器を高温環境や高湿環境で使用することが重なる
と接着剤層１２ｃが剥離したり、接着強度が低下した
り、あるいは、接着剤層の吸湿により隣り合う導電パタ
ーン間の絶縁抵抗の低下を招き、その結果、配線間で短
絡を生じてモータが損傷されたりする恐れがあった。

【００１３】一般的にフレキのメーカー側保証耐熱温
度は２６０℃で１０秒以下であり、従って、ハンダごて
の温度管理とハンダ付け作業には制約があり、作業性が
悪かった。

【００１４】本発明の目的は前記欠点を持たない、改良
された振動波アクチュエータを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前述の欠点を有しない振
動波アクチュエータを実現するために、本発明では次の
ような基本方針に基ずいてモータ構造を設計することに
した。

【００１６】すなわち、圧電素子と外部回路との電気的
接続にフレキを使用することを廃し、その代りに燐青銅
やステンレス等の金属薄板等の導電体を使用することに
した。また、モータの基台やケースの構成素材として樹
脂等の絶縁材を使用して配線側の絶縁被覆を不用にして
構造を簡単化した。

【００１７】

【実施例】以下に図１乃至図７を参照して本発明の実施
例について説明する。なお、以下に示す実施例におい
て、従来技術の構成要素と同じものは同じ符号で表し、
且つ、同じ構成要素については必要がないかぎり説明を
省略する。

【００１８】図１乃至図４は本発明の第一の実施例の振
動波アクチュエータの構造を示したものである。本実施
例のアクチュエータでは、基台１９とケース２０が樹脂
等の絶縁材料で構成されており、従来のアクチュエータ
で使用されていたフレキの代りに燐青銅製の薄板電極板
導体１７ａ〜１７ｄが使用されている。導体１７ａは圧
電素子２のＡ相電極に接続するように基台１９の面に固
定されており、導体１７ｂは圧電素子のＢ相電極に接続
するように配置されており、圧電素子２の振動検出のた
めのセンサー相の領域にはセンサー用の導体１７ｃが配
置されている。また、図１に示すように、導体１７ａ〜
１７ｃの外部接続用端子部の配置位置に対して１８０度
隔たった位置には基準電位用の導体１７ｄが配置され、
該導体１７ｄの先端の円環状部分は基台１９の円筒形の
ボス部（振動体支持部）１９ａの上に配置されて振動体
本体１と基台１９のボス部１９ａとの間に挟持されるよ
うになっている。該導体１７ｄは振動体本体１の電位を
駆動回路の基準電位に落とすための導体であり、該導体
１７ｄの外部接続端子は該駆動回路の基準電位部に接続
される。

【００１９】基台１９の外周縁部に配置された前記各導
体１７ａ〜１７ｄの外部接続用端子部には、図３に示す
ように孔１７ｅが貫設されている。該孔に対応する位置
の基台１９上に突設されたピン状突起１９ｂが該孔１７
ｅに挿通された後に該突起１９ｂの先端を加熱して押し
潰すことにより該導体１７ａ〜１７ｄが基台１９に固定
されている。そして、このようにして基台１９に固定さ
れた各導体の端部に不図示のリード線をハンダ付けして
該リード線を介して各導体１７ａ〜１７ｄを不図示の駆
動回路に接続する。

【００２０】以上に説明した本実施例の振動波アクチュ
エータでは、フレキの代りに燐青銅製の帯状導体を全く
絶縁被覆せずに使用し、基台１９とケース２０を樹脂等
の絶縁材で構成しているので、導体１７ａ〜１７ｄの
取付けに際して該導体に切断や損傷が生じる恐れがな
く、しかも取付けに際して接着剤を使用する必要がない
ので作業性がよく、その結果、製造能率及び製造コスト
を向上させることができ、しかも該アクチュエータの信
頼性及び耐久性も向上する。

【００２１】図５は各導体１７ａ〜１７ｄと基台１９及
び振動体３との接続部分における変形実施例を示したも
のであり、基台１９における導体固定部と振動体３の導
体固定部との間で該導体１７ａ〜１７ｄに基台１９のく
ぼみ方向に曲がる湾曲部１７ｆを形成し、該湾曲部１７
ｆで振動体３による振動を吸収し、振動体３の振動特性
に影響を与えないようにした。

【００２２】図６は本発明の第二の実施例を示したもの
である。本実施例では、基台１９及びケース２０が絶縁
材製であることは前記実施例と同じであるが、基台１９
における前記導体１７ａ〜１７ｄの固定部と、基台１９
における外部接続構造が前記実施例と異なっている。す
なわち、本実施例では、図６（ｂ）に示すように、基台
１９の外周縁部には予めＬ字形のピン１８が該基台１９
に埋め込み成形されており、基台１９の端面には該ピン
１８の一方の端部１８ａが突出し、基台１９の外周面に
は該ピン１８の他方の端部１８ｂが突出している。

【００２３】導体１７ａ〜１７ｄを取付ける場合には、
各導体の外部端子部の孔１７ｅをピン１８の突出部１８
ａに嵌装し、該ピンの突出部１８ａ上にハンダ２１を肉
盛りして該ピン１８と各導体１７ａ〜１７ｄとを電気的
に接続する。そして、基台１９の外周面に突出したピン
突出部１８ｂには不図示のリード線等をハンダ付けする
ことにより圧電素子２を駆動回路に接続する。

【００２４】図７は前述の薄板導体の代りに細線導体２
２を使用する場合を示したものであり、該導体２２ａ〜
２２ｄと圧電素子２との相対位置のみを示す。２２ａは
圧電素子２のＡ相に接続される導体、２２ｂは圧電素子
２のＢ相に接続される導体、２２ｃは圧電素子２のセン
サー相に接続される導体、２２ｄは基台１９の電位を駆
動回路の基準電位に落とすための導体、であり、前述の
導体１７ａ〜１７ｄに対応している。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の振動波
アクチュエータでは、圧電素子と駆動回路との電気的接
続を行なうための接続導体として、従来のフレキの代り
に金属製の（導電性の）導体を絶縁被覆をせずに使用す
るように構成したので次のような効果を得ることができ
る。

【００２６】（１）金属等から成る導体はフレキにくら
べて非常に安価であるとともに切断や損傷の恐れがない
ため、作業性がよいため振動波アクチュエータの製造能
率が向上し、製造コストを大幅に低減できる。

【００２７】（２）機械的強度の高い導体を使用し、ハ
ンダで固定するため、高温環境や高湿環境における使用
が重なっても導体の損傷が生じる恐れがなく、従って、
該アクチュエータの電気的故障を生じる恐れがなく、ま
た、該アクチュエータを搭載している機器の信頼性及び
耐久性を向上することができる。

【００２８】（３）導体に対して温度の制約が殆どない
のでハンダ付け作業の効率化が図れ、該アクチュエータ
の組立て作業の能率が向上する。

【００２９】（４）導体の取付けに接着剤を使用しない
ので、接着剤の垂れ落ちにる作業環境の汚染がなく、従
って、品質管理精度が向上し、該アクチュエータの信頼
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の振動波アクチュエータの
分解斜視図。

【図２】図１の該アクチュエータにおける圧電素子２に
対する導体の配置を示した平面図。

【図３】図２における一部の拡大縦断面図。

【図４】図１に示した振動波アクチュエータの組立て状
態の半部縦断面図。

【図５】該アクチュエータにおける導体の形状に関する
変形実施例を示した図。

【図６】（ａ）は本発明の第二実施例の振動波アクチュ
エータの半部縦断面図。（ｂ）は図（ａ）の一部の拡大
図。

【図７】導体として細線を用いる場合を示した変形実施
例を示す図。

【図８】従来の振動波アクチュエータの一例を示す分解
斜視図。

【図９】図８の振動波アクチュエータの半部縦断面図。

【図１０】図８のアクチュエータに使用されているフレ
キシブルプリント基板の平面図。

【図１１】該フレキシブルプリント基板の拡大断面図。

【符号の説明】

１；振動体本体 ２；圧電素子 ３；振動体 ４；移動体 ５；防振ゴム ６；バネ ７，８；軸受 ９，１９；基台 １０，２０；ケース １１；軸 １２；フレキシブルプリント基板 １４，１５；電
極 １６；補強板 １７ａ〜１７
ｄ；薄板導体 １７ｅ；孔 １８；ピン ２１：ハンダ ２２ａ〜２２
ｄ；細線導体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子等の振動発生素子が固着されて
   いる振動体と、該振動体の振動面に圧接されて該振動体
   の振動により移動する移動体と、該振動発生素子と制御
   回路とを接続する電気的接続部材と、を有して成る振動
   波アクチュエータにおいて、 該電気的接続部材が導電性薄板で構成され、電気的に絶
   縁されたケースの中に該振動体及び該移動体が収容され
   ていることを特徴とする振動波アクチュエータ。
2. 【請求項２】 該電気的接続部材が導電性細線であるこ
   とを特徴とする請求項１の振動波アクチュエータ。
3. 【請求項３】 該ケースが導体製であり、該ケースの内
   面に絶縁コーティングが施されていることを特徴とする
   請求項１の振動波アクチュエータ。
4. 【請求項４】 該ケースが導体製であり、該ケースの内
   面に絶縁被覆が施されていることを特徴とする請求項１
   の振動波アクチュエータ。