JP2004180416A - Vibrator and vibration wave driver - Google Patents

Vibrator and vibration wave driver Download PDF

Info

Publication number
JP2004180416A
JP2004180416A JP2002343306A JP2002343306A JP2004180416A JP 2004180416 A JP2004180416 A JP 2004180416A JP 2002343306 A JP2002343306 A JP 2002343306A JP 2002343306 A JP2002343306 A JP 2002343306A JP 2004180416 A JP2004180416 A JP 2004180416A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit board
electronic circuit
vibration
vibrating body
conversion element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002343306A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Maruyama
裕 丸山
Nobuyuki Kojima
信行 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2002343306A priority Critical patent/JP2004180416A/en
Publication of JP2004180416A publication Critical patent/JP2004180416A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibrator which prevents conductivity failure due to chipping of an electronic circuit board and besides is suitable for downsizing. <P>SOLUTION: In an oscillator which has an elastic body, an electric-mechanic energy converting element, and an electronic circuit board being sandwiched between the elastic body and the electric-mechanic energy converting element and supplies the electric-mechanic energy converting element with power via the electronic circuit board thereby exciting oscillation, the electronic circuit board is characterized by the sandwiched part arranged between the electric-mechanic energy converting element and the elastic body being constituted of a base material part and a wiring pattern made on the base material part and the outside diameter of the base material part being larger roughly all around than the electric-mechanic energy converting element. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的接続手段として電子回路基板を用いた振動体およびこの振動体を用いた振動波モータなどの振動波駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は従来の振動波駆動装置のひとつである棒状振動波モータを構成する振動体40の断面図である。棒状の振動体は、金属製の第1の弾性体42および第2の弾性体43との間に、電気−機械エネルギ変換素子である積層圧電素子45及び電子回路基板46の挟持部46aを図に示すように重ねて配置し、中央部のシャフト44とナット47により両弾性体42、43間を締め付けて固定することで、一体構造としている。
積層圧電素子45は、電気−機械エネルギ変換素子機能を有する圧電セラミックス層(以下、圧電層)と電極層とをそれぞれ複数層交互に重ね合わせて積層化した素子である。
【0003】
図5に電子回路基板46の展開図を示す。46aは積層圧電素子45と第2の弾性体との間に挟持される挟持部である。表面に露出する複数の電極に対して、挟持部46a上に設けられた配線パターン部46eを接触させることにより電気的接続を可能とし、この電子回路基板を介して外部電源から振動体40に電力を供給することができる。
【0004】
電子回路基板46は、挟持部46aから導通部である延出部46bが延び、延出部46bの端部に設けられた接続部46cによって不図示の導通用コネクタとの接続を行っている。電子回路基板46の挟持部46aは、基板のベースである基材部46d上に、導通を図るための配線パターン部46eを設けた構成となっている。電子回路基板46の基材部46dは絶縁性を有し、フレキシブル性もあるポリイミド樹脂からなり、配線パターン部46eは銅箔によって形成されている。図6に示した電子回路基板46では、基材部46dのほぼ全面にわたって銅箔による配線パターン部46eが形成されている。
【0005】
通常、銅箔は露出している表面の酸化を防止するために半田メッキが施されており、電子回路基板46の配線パターン部46eが基材部46dにエポキシ系の接着剤によって接着されたり、あるいは直接的に接合されたりしている。電子回路基板46を介して、積層圧電素子45に駆動用の交流電圧を印加すると、振動体には2方向の曲げ振動が励起される。振動体に2方向の曲げ振動を励起するための積層圧電素子の分極方法や電極パターンは周知であるため、説明は省略する。
【0006】
そして、この2方向の曲げ振動を合成することで振動体の接触面42aに楕円運動を発生させ、この接触面42aに加圧接触する接触体と振動体とが、楕円運動による摩擦力で相対的に移動する。なお、接触面には耐摩耗性を有する摩擦材料がメッキ等により設けられている。
【0007】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、従来の電子回路基板の構成では、振動体の組み立て時に電子回路基板46の狭持部46aと延出部46bとの境界部に負荷がかかってしまい、配線パターン部46eを形成する銅箔、あるいは、銅箔と基材部46dを形成するポリイミド樹脂との両方に切断が生じてしまい導通不良になることがあった。
【0008】
これはとび出した延出部46bが曲がりやすいこと、さらには、組み立ての際に電子回路基板46の延出部46bを他部材に貼り付けるために延出部が引っ張られ、電子回路基板46の狭持部46aと延出部46bとの境界部に積層圧電素子の角部が当たり、電子回路基板46を折曲げるような無理な力が加わり易いためである。
【0009】
そこで、図6に示す特開平11−235058号公報に示すように、電子回路基板46の振動体41との狭持部46aと延出部46bとの境の折り曲げ部に、接着剤のようなもので彎曲状に矯正部材30を設け、電子回路基板46が角によって折り曲げられないようにするものが提案された。
【0010】
しかしながらこの対策では矯正部材30をつけるために手間がかかる。さらに、最近のデジタル機器に搭載する振動波モータにはより小型で高性能なものが要求されており、小型の振動体になればなるほど、この矯正部材30が振動体の振動に影響を与え易く、振動波モータの性能を下げてしまうことが予想された。したがって、電子回路基板の切損による導通不良を防止して信頼性を向上させつつも、より小型化可能な振動体を構成するための改良の余地が残されている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項1に記載の発明は、弾性体と、電気−機械エネルギ変換素子と、前記弾性体と電気−機械エネルギ変換素子との間に挟持される電子回路基板とを有し、前記電子回路基板を介して前記電気−機械エネルギ変換素子に電力を供給することにより振動を励起する振動体において、前記電子回路基板は、前記電気−機械エネルギ変換素子と前記弾性体との間に配置される狭持部が、基材部と該基材部上に形成された配線パターンとから構成されており、前記基材部は少なくとも一部またはほぼ全周が前記電気−機械エネルギ変換素子よりも大きいことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は、本実施形態の棒状の振動波モータの断面図を示したものである。振動体1は金属からなる第1の弾性体2と第2の弾性体3との間に、積層圧電素子5とこれに接触する電子回路基板6とを有しており、シャフト4とナット7により締め付けられて挟持固定されている。
【0013】
振動体1の長さ(シャフト4の長さ)は9.5mmで、弾性体2と3の外径は9mm、積層圧電素子5の外径は6mmである。図3に示す電子回路基板6は従来技術と同様に、基材部6dと配線パターン部6eとから構成されているが、それぞれ挟持部6aの基材部6dの外径は8mm、配線パターン部6eの外径は7mmになっており、基板部6dの外径を配線パターン部6eの外径より大きくしてある。
【0014】
一方、上記の振動体1と同等の性能を有する振動体を図6に示す従来技術と同様の形状とすると、41の長さ(シャフト44の長さ)は27mmであり、振動体41、積層圧電素子45及び電子回路基板46における挟持部46aの基材部46dの外径は全て同じ10mmとなる。このように、本実施形態の振動体1は、同等の性能であれば従来例に比べ半分の長さにまで小型化することができる。
【0015】
図2に示すように、積層圧電素子5は複数の圧電層を有しており、各層の圧電層の片面側にほぼ十字の絶縁部を隔てて4つに分割された電極A,A’,B,B’が、あるいはAG,A’G,BG,B’Gが形成されている。これらの層は交互に配置されており、上下に対向する電極AとAG、A’とA’G、電極BとBG、B’とB’Gの間に交流電圧を印可することによって、振動体1に振動波が励起される。
【0016】
圧電層19−1〜19−nはスルーホール20によって、各層に設けられた電極A,A’,B,B’AG,AG’,BG,B’Gへの導通を行っている。表面にある圧電層19−1に形成された複数のスルーホール20により外部と導通し、各スルーホール20と、これらと対応する配線パターン部を形成した電子回路基板6とを接触させることで導通が行われる。
【0017】
圧電層19−3は、電極A,A’,B,B’が形成されて駆動用に用いられると共に、圧電層19−1,19−2に形成されたスルーホールと圧電層19−3以下の電極とを接続するための配線部としての機能をも併せ持つものである。
圧電層19−4には電極A,A’,B,B’と振動検出用の電極Sとが形成されている。圧電層19−4の電極Sは、この電極Sを挟んで上下に形成された電極AG間に発生する振動に応じて電圧を発生することで、センサ(S相)として機能する。
【0018】
圧電層19−5〜19−(n−1)においても、ほぼ十字の絶縁部を隔てて4つに分割された電極A,A’,B,B’または,AG,AG’,BG,B’Gが形成されている。そしてこれらの層では、同一の圧電層において中心軸に対して対向する電極AとA’、AGとA’G、BとB’、BGとB’Gとは互いに逆方向に分極されている。
【0019】
圧電層19−3以下のこれら4つの電極A,A’,B,B’は、電極A,A’がA相における振動を、電極B,B’がA相に対して位相が90度ずれたB相における振動を励起するためにそれぞれ用いられる。このように積層圧電素子5において、電極が4つの領域に分割されているのは、振動波モータの駆動力を有効に使うためである。
【0020】
これらの圧電層19は積層化によって一体化された後、焼成されて積層圧電素子5が作られる。圧電層19−nは、絶縁層としての役目を有するとともに、本積層圧電素子が焼成一体化されたのちに、圧電層19−1と共に両面ラップ加工される際の加工代の役目も持つ。そして、積層圧電素子5の表面にある圧電層19−1に形成された各スルーホール20と、図3の電子回路基板6の各スルーホール20に対応する配線パターン部6eが接触することで導通が行われる。
【0021】
また、電子回路基板6には、挟持部6aから延びる延出部6bが形成されており、この延出部6bの端部には不図示の導通用コネクタとの接続を行うための接続部6cが形成されている。ここで、電子回路基板6の挟持部6aの基材部6dは、積層圧電素子5の外径より大きくなっており、延出部6bからの引っ張り力を分散させ、積層圧電素子5の角部の曲がりを弱くする効果がある。これにより、導通不良を防ぐことができる。
【0022】
さらに、配線パターン部6eも積層圧電素子5の外径より大きくなっている。図3において積層圧電素子5の外径を破線5’で示す。これは、従来技術の積層圧電素子45に比べて、積層圧電素子5の断面積が36%にまで縮小されたからである。表面の電極に対して積層圧電素子5の小さな面積内では、有効な配線パターン部6eを作ることが難しいため、大きく構成された基材部6dのスペースを有効に使って配線パターン部6eを設けたものである。
【0023】
さらに、この拡大した基材部6d上の配線パターン部6eの上に電気素子31(積層チップコンデンサー)を半田付けにより実装した。これは、基板としてのスペースを有効に活用したものである。この電気素子31を使用することにより、A相のグランド成分がS相の出力に加えられるため、S相の信号のノイズを軽減することができる。
【0024】
振動体1は、積層圧電素子5のA相とB相の2つの相に駆動信号が印加されることにより駆動され、それぞれの駆動相は独立したグランド相を有し、また振動状態を検出可能なセンサ相を備えているため、5つのルートにより外部との電気的な接続が図られる。これらの電気的な接続は、電子回路基板6を介して行われるため、電子回路基板6には5つの配線パターン部6eが形成されている。
【0025】
電子回路基板6に設けられた基材部6dは、この厚さが約25μmで、この材料がポリイミド樹脂である。配線パターン部6eは、この厚さが約35μmで、この材料が銅箔である。銅箔の露出部には、銅箔の酸化を防止するために半田メッキが施されている。また、延出部6bの一部には、絶縁用の厚さ約25μmのポリイミド樹脂がカバーコートされており。配線パターン部6eは、基材部6d上に、厚さ平均15μmのエポキシ系の接着剤にて接着されて形成されている。
【0026】
一方、図1においてアルマイト処理が施されたアルミのロータ8には、鉄系金属製のばねケース9が接着剤等により接合されている。ばねケース9には、ばねをガイドするシリンダ部とその下部にばねを受けるフランジ部とが設けられており、このフランジ部とギア11の下部とで加圧ばね14を挟み込んで圧縮することにより、ロータ8の先端を弾性体2の接触面2aに押し付けている。
【0027】
ギア11は、シャフト4に設けられた位置決め用段部により位置決めされたモータの取り付けに使用されるフランジ12と、このフランジを固定するナット13によりスラスト方向に位置決めされている。ギア11は、フランジ12との接触個所で回転摺動部が形成されて回転自在に支持されている。
【0028】
次に、上記構成の振動波モータが駆動される状態を説明する。不図示の外部電源から位相の異なる2相の交流信号が積層圧電素子5に印可されると、シャフト4の長手方向に対する2方向の曲げ振動が上記弾性体に励振され、この弾性体は曲げ振動を発生する。
【0029】
このとき第1の弾性体2とロータ8との接触部には楕円振動が励起されるため、この楕円振動によりロータ8、ばねケース9及びギア11が一体となって回転する。なお、ばねケース9には半径方向に2本の溝部9aが設けられており、この溝部9aとギア11に設けられた2本の突起11aとの係合作用により、ロータ8の回転力をギア11に伝達できるようにしている。
【0030】
振動波モータは、フランジ12を介して取り付け台16に、ネジ15で締め付けられて機器に組み込まれる。取り付け台16は、電子回路基板6を固定する用途を成す基板支持部16aを併せ持つ。
【0031】
電子回路基板6は、振動体1を実際の機器に組み込むときに、延出部6bで基板支持部16aと粘着性の接着剤により固定される。これが前述したように、固定時の無理な力が導通不良の原因のひとつで、電子回路基板6の延出部6bを引っ張ることとなる。この力を、面積を大きくした基材部6dで分散させることで電子回路基板6の切損による導通不良を防止し、信頼性の高い棒状振動体を実現するようにしている。即ち、折り曲げ部に生じる折り曲げ力を分散させるため確実な効果が得られる。また、基材部6dを支えるために、電子回路基板6に接する第2の弾性体3の外径をほぼ全周にわたって、挟持部6aより大きくしている。
【0032】
上記実施形態では、圧電素子として積層圧電素子5を用いたが、これに限定されるものではなく、1枚の板で構成される圧電素子でも構わない。また、振動体1の形状、振動体1および電子回路基板6の形状寸法は、本実施形態に示す形状寸法に限定されるものではない。
【0033】
上記の電子回路基板6に設けられた基材部6dは、延出部6eを除き、ほぼ全周にわたり円形状で拡大されている。これは基材部を金型で打ち抜いて作っているので単純な丸形状にしたためで、延出部6bの両側やその周囲の一部分のみが拡大したような形状であっても同様な効果を有する。
【0034】
なお、電気部品として積層チップコンデンサーを用いたものを説明したが、コイル、インダクタなどの電気部品であっても実装可能である。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子回路基板の切損による導通不良を防止し、かつ、小型化に適した振動体を提供することができる。これにより、信頼性の高い振動体を容易に、かつ安価に提供することができるようにもなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の電子回路基板を備えた振動波駆動装置を示した図である。
【図2】図1の振動波駆動装置に用いた積層圧電素子の構成を示した図である。
【図3】図1の振動波駆動装置に用いた電子回路基板を示した図である。
【図4】従来の振動波駆動装置に用いる振動体を示した図である。
【図5】従来の振動波駆動装置に用いる電子回路基板を示した図である。
【図6】従来の電子回路基板の導通不良の対策をした振動体を示した図である。
【符号の説明】
1 振動体
2、3 弾性体
5 積層圧電素子
6 電子回路基板
6a 挟持部
6b 延出部
6c 接続部
6d 基材部
6e 配線パターン部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibrating body using an electronic circuit board as an electrical connection means and a vibration wave driving device such as a vibration wave motor using the vibrating body.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a sectional view of a vibrating body 40 constituting a rod-shaped vibration wave motor which is one of the conventional vibration wave driving devices. The rod-shaped vibrator has a laminated piezoelectric element 45 as an electromechanical energy conversion element and a sandwiching portion 46a of an electronic circuit board 46 between a first elastic body 42 and a second elastic body 43 made of metal. As shown in the figure, the two elastic members 42 and 43 are fastened and fixed by a shaft 44 and a nut 47 at a central portion to form an integral structure.
The laminated piezoelectric element 45 is an element in which a plurality of piezoelectric ceramic layers (hereinafter, referred to as piezoelectric layers) having an electromechanical energy conversion element function and an electrode layer are alternately laminated and laminated.
[0003]
FIG. 5 is a development view of the electronic circuit board 46. Reference numeral 46a denotes a holding portion that is held between the laminated piezoelectric element 45 and the second elastic body. The wiring pattern portion 46e provided on the holding portion 46a is brought into contact with the plurality of electrodes exposed on the surface to enable electrical connection, and power is supplied from an external power supply to the vibrating body 40 through the electronic circuit board. Can be supplied.
[0004]
The electronic circuit board 46 has an extending portion 46b as a conducting portion extending from the holding portion 46a, and is connected to a not-shown conducting connector by a connecting portion 46c provided at an end of the extending portion 46b. The holding portion 46a of the electronic circuit board 46 has a configuration in which a wiring pattern portion 46e for achieving electrical continuity is provided on a base material portion 46d which is a base of the board. The base portion 46d of the electronic circuit board 46 is made of an insulating and flexible polyimide resin, and the wiring pattern portion 46e is made of copper foil. In the electronic circuit board 46 shown in FIG. 6, a wiring pattern part 46e made of copper foil is formed over almost the entire surface of the base part 46d.
[0005]
Normally, the copper foil is plated with solder to prevent oxidation of the exposed surface, and the wiring pattern portion 46e of the electronic circuit board 46 is adhered to the base material portion 46d with an epoxy-based adhesive, Or they are directly joined. When an AC voltage for driving is applied to the laminated piezoelectric element 45 through the electronic circuit board 46, bending vibration in two directions is excited in the vibrating body. Since a polarization method and an electrode pattern of the laminated piezoelectric element for exciting a bending vibration in two directions to the vibrator are well known, the description is omitted.
[0006]
Then, by combining the bending vibrations in the two directions, an elliptical motion is generated on the contact surface 42a of the vibrating body. Move. A friction material having wear resistance is provided on the contact surface by plating or the like.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration of the conventional electronic circuit board, a load is applied to the boundary between the holding portion 46a and the extending portion 46b of the electronic circuit board 46 when assembling the vibrating body, and the copper foil forming the wiring pattern portion 46e is formed. Alternatively, both the copper foil and the polyimide resin forming the base portion 46d may be cut, resulting in poor conduction.
[0008]
This is because the protruding extension 46b is easy to bend, and furthermore, the extension is pulled to attach the extension 46b of the electronic circuit board 46 to another member at the time of assembly. This is because the corner of the laminated piezoelectric element hits the boundary between the holding portion 46a and the extending portion 46b, and an excessive force such as bending the electronic circuit board 46 is easily applied.
[0009]
Therefore, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-235058 shown in FIG. 6, an adhesive such as an adhesive It has been proposed to provide a correction member 30 in a curved shape so as to prevent the electronic circuit board 46 from being bent at corners.
[0010]
However, this measure requires time and effort to attach the correction member 30. Further, vibration wave motors mounted on recent digital devices are required to be smaller and have higher performance. The smaller the vibrator, the more easily the correction member 30 affects the vibration of the vibrator. It was expected that the performance of the vibration wave motor would be reduced. Therefore, there is room for improvement for configuring a vibrating body that can be further miniaturized while improving reliability by preventing conduction failure due to breakage of the electronic circuit board.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present application is directed to an elastic circuit, an electro-mechanical energy conversion element, and an electronic circuit board sandwiched between the elastic body and the electro-mechanical energy conversion element. A vibration body that excites vibration by supplying electric power to the electro-mechanical energy conversion element via the electronic circuit board, wherein the electronic circuit board includes the electro-mechanical energy conversion element and the elastic The holding portion disposed between the body and the body, the base portion and a wiring pattern formed on the base portion, is configured, the base portion is at least partially or substantially all around the electrical -It is characterized by being larger than the mechanical energy conversion element.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rod-shaped vibration wave motor according to the present embodiment. The vibrating body 1 has a laminated piezoelectric element 5 and an electronic circuit board 6 in contact with the first elastic body 2 and the second elastic body 3 made of metal. And it is clamped and fixed.
[0013]
The length of the vibrating body 1 (the length of the shaft 4) is 9.5 mm, the outer diameter of the elastic bodies 2 and 3 is 9 mm, and the outer diameter of the laminated piezoelectric element 5 is 6 mm. The electronic circuit board 6 shown in FIG. 3 is composed of a base member 6d and a wiring pattern portion 6e in the same manner as in the prior art, but the outer diameter of the base member 6d of the holding portion 6a is 8 mm and the wiring pattern portion is The outer diameter of 6e is 7 mm, and the outer diameter of the substrate 6d is larger than the outer diameter of the wiring pattern 6e.
[0014]
On the other hand, if the vibrating body having the same performance as the vibrating body 1 has the same shape as that of the prior art shown in FIG. 6, the length 41 (the length of the shaft 44) is 27 mm, and the vibrating body 41 The outer diameters of the base portion 46d of the holding portion 46a in the piezoelectric element 45 and the electronic circuit board 46 are all the same 10 mm. As described above, the vibrating body 1 of the present embodiment can be reduced in size to half the length of the conventional example if the performance is equivalent.
[0015]
As shown in FIG. 2, the laminated piezoelectric element 5 has a plurality of piezoelectric layers, and is divided into four electrodes A, A ′, B, B 'or AG, A'G, BG, B'G are formed. These layers are alternately arranged, and an AC voltage is applied between the electrodes A and AG, A 'and A'G, B and BG, and B' and B'G, which are vertically opposed to each other. An oscillating wave is excited in the body 1.
[0016]
The piezoelectric layers 19-1 to 19-n conduct through the through holes 20 to the electrodes A, A ', B, B'AG, AG', BG, B'G provided in each layer. The plurality of through-holes 20 formed in the piezoelectric layer 19-1 on the surface provide conduction to the outside, and the respective through-holes 20 are brought into contact with the electronic circuit board 6 on which the corresponding wiring pattern portions are formed, thereby providing conduction. Is performed.
[0017]
The piezoelectric layer 19-3 has electrodes A, A ', B, and B' formed thereon and is used for driving. The piezoelectric layer 19-3 has through holes formed in the piezoelectric layers 19-1 and 19-2 and the piezoelectric layer 19-3 and lower. Also has a function as a wiring section for connecting the electrodes.
Electrodes A, A ', B, B' and an electrode S for detecting vibration are formed on the piezoelectric layer 19-4. The electrode S of the piezoelectric layer 19-4 functions as a sensor (S phase) by generating a voltage according to the vibration generated between the electrodes AG formed above and below the electrode S.
[0018]
Also in the piezoelectric layers 19-5 to 19- (n-1), the electrodes A, A ', B, B' or the electrodes AG, AG ', BG, B divided into four parts with a substantially cross-shaped insulating part therebetween. 'G is formed. In these layers, the electrodes A and A ', AG and A'G, B and B', and BG and B'G, which are opposed to the central axis in the same piezoelectric layer, are polarized in directions opposite to each other. .
[0019]
The four electrodes A, A ', B, B' below the piezoelectric layer 19-3 are such that the electrodes A, A 'vibrate in the A phase and the electrodes B, B' deviate from the A phase by 90 degrees. Respectively to excite vibrations in the B phase. The reason why the electrodes are divided into four regions in the laminated piezoelectric element 5 is to effectively use the driving force of the vibration wave motor.
[0020]
After these piezoelectric layers 19 are integrated by lamination, they are fired to form the laminated piezoelectric element 5. The piezoelectric layer 19-n has a role as an insulating layer, and also has a role of a processing allowance when double-sided lapping is performed together with the piezoelectric layer 19-1 after the laminated piezoelectric element is integrated by firing. Then, each through hole 20 formed in the piezoelectric layer 19-1 on the surface of the laminated piezoelectric element 5 and the wiring pattern portion 6e corresponding to each through hole 20 of the electronic circuit board 6 in FIG. Is performed.
[0021]
An extension 6b extending from the holding portion 6a is formed on the electronic circuit board 6, and an end of the extension 6b has a connection portion 6c for connection with a not-shown conduction connector. Is formed. Here, the base portion 6 d of the sandwiching portion 6 a of the electronic circuit board 6 is larger than the outer diameter of the multilayer piezoelectric element 5, dispersing the tensile force from the extending portion 6 b, and This has the effect of weakening the bend. As a result, poor conduction can be prevented.
[0022]
Further, the wiring pattern portion 6e is also larger than the outer diameter of the laminated piezoelectric element 5. In FIG. 3, the outer diameter of the laminated piezoelectric element 5 is indicated by a broken line 5 '. This is because the sectional area of the laminated piezoelectric element 5 is reduced to 36% as compared with the laminated piezoelectric element 45 of the related art. Since it is difficult to form an effective wiring pattern portion 6e within a small area of the laminated piezoelectric element 5 with respect to the electrodes on the surface, the wiring pattern portion 6e is provided by effectively using the space of the base material portion 6d which is large. It is something.
[0023]
Further, an electric element 31 (multilayer chip capacitor) was mounted on the enlarged wiring pattern portion 6e on the base material portion 6d by soldering. This effectively utilizes the space as a substrate. By using the electric element 31, the A-phase ground component is added to the S-phase output, so that noise of the S-phase signal can be reduced.
[0024]
The vibrating body 1 is driven by applying a drive signal to two phases A and B of the laminated piezoelectric element 5, each of which has an independent ground phase and can detect a vibration state. Since there are various sensor phases, electrical connection with the outside is achieved by five routes. Since these electrical connections are made via the electronic circuit board 6, the electronic circuit board 6 is formed with five wiring pattern portions 6e.
[0025]
The base portion 6d provided on the electronic circuit board 6 has a thickness of about 25 μm and is made of a polyimide resin. The wiring pattern portion 6e has a thickness of about 35 μm and is made of a copper foil. The exposed portion of the copper foil is plated with solder to prevent oxidation of the copper foil. A part of the extension 6b is covered with a polyimide resin having a thickness of about 25 μm for insulation. The wiring pattern part 6e is formed on the base part 6d by bonding with an epoxy-based adhesive having an average thickness of 15 μm.
[0026]
On the other hand, in FIG. 1, a spring case 9 made of an iron-based metal is joined to an aluminum rotor 8 that has been subjected to alumite treatment by an adhesive or the like. The spring case 9 is provided with a cylinder portion that guides the spring and a flange portion that receives the spring below the cylinder portion. The compression portion is compressed by sandwiching the pressure spring 14 between the flange portion and the lower portion of the gear 11. The tip of the rotor 8 is pressed against the contact surface 2 a of the elastic body 2.
[0027]
The gear 11 is positioned in the thrust direction by a flange 12 used for mounting a motor positioned by a positioning step provided on the shaft 4 and a nut 13 fixing the flange. The gear 11 is rotatably supported by forming a rotary sliding portion at a contact point with the flange 12.
[0028]
Next, a state in which the vibration wave motor having the above configuration is driven will be described. When two-phase AC signals having different phases are applied to the laminated piezoelectric element 5 from an external power supply (not shown), bending vibrations in two directions with respect to the longitudinal direction of the shaft 4 are excited by the elastic body, and the elastic body is subjected to bending vibration. Occurs.
[0029]
At this time, an elliptical vibration is excited at a contact portion between the first elastic body 2 and the rotor 8, and the elliptical vibration causes the rotor 8, the spring case 9 and the gear 11 to rotate integrally. The spring case 9 is provided with two grooves 9a in the radial direction. The engagement between the grooves 9a and the two projections 11a provided on the gear 11 reduces the rotational force of the rotor 8 by a gear. 11 can be transmitted.
[0030]
The vibration wave motor is fastened to the mounting base 16 via the flange 12 with the screw 15 and incorporated into the device. The mounting base 16 also has a board support 16a for fixing the electronic circuit board 6.
[0031]
The electronic circuit board 6 is fixed to the board support 16a by an adhesive at the extension 6b when the vibrating body 1 is incorporated into an actual device. As described above, this is one of the causes of the conduction failure due to the excessive force at the time of fixing, and pulls the extension 6 b of the electronic circuit board 6. By dispersing this force in the base portion 6d having a large area, conduction failure due to cutout of the electronic circuit board 6 is prevented, and a highly reliable rod-shaped vibrator is realized. That is, since the bending force generated in the bent portion is dispersed, a certain effect can be obtained. Further, in order to support the base portion 6d, the outer diameter of the second elastic body 3 in contact with the electronic circuit board 6 is made larger than the holding portion 6a over substantially the entire circumference.
[0032]
In the above-described embodiment, the laminated piezoelectric element 5 is used as the piezoelectric element. However, the present invention is not limited to this, and a piezoelectric element composed of a single plate may be used. Further, the shape of the vibrating body 1 and the shape and dimensions of the vibrating body 1 and the electronic circuit board 6 are not limited to the shapes and dimensions described in the present embodiment.
[0033]
The base member 6d provided on the electronic circuit board 6 is enlarged in a circular shape over substantially the entire circumference except for the extension 6e. This is because the base portion is made by punching out with a mold, so that it has a simple round shape. The same effect can be obtained even if only both sides of the extension portion 6b and a part of the periphery thereof are enlarged. .
[0034]
In addition, although the thing using the multilayer chip capacitor as the electric component has been described, the electric component such as the coil and the inductor can be mounted.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a vibrating body that prevents conduction failure due to cutout of an electronic circuit board and is suitable for downsizing. As a result, a highly reliable vibrating body can be easily and inexpensively provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a vibration wave driving device including an electronic circuit board according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a laminated piezoelectric element used in the vibration wave driving device of FIG.
FIG. 3 is a view showing an electronic circuit board used in the vibration wave driving device of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a vibrating body used in a conventional vibration wave driving device.
FIG. 5 is a view showing an electronic circuit board used in a conventional vibration wave driving device.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional vibrating body for which a measure against a conduction failure of an electronic circuit board is taken.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration body 2, 3 Elastic body 5 Multilayer piezoelectric element 6 Electronic circuit board 6a Holding part 6b Extension part 6c Connection part 6d Base part 6e Wiring pattern part

Claims (7)

弾性体と、電気−機械エネルギ変換素子と、前記弾性体と前記電気−機械エネルギ変換素子との間に挟持される電子回路基板とを有し、前記電子回路基板を介して前記電気−機械エネルギ変換素子に電力を供給することにより振動を励起する振動体において、
前記電子回路基板は、前記電気−機械エネルギ変換素子と前記弾性体との間に配置される狭持部が、基材部とこの基材部上に形成された配線パターンとから構成されており、前記基材部の外径は、略全周にわたって前記電気−機械エネルギ変換素子よりも大きいことを特徴とする振動体。
An elastic body, an electro-mechanical energy conversion element, and an electronic circuit board sandwiched between the elastic body and the electro-mechanical energy conversion element; In a vibrating body that excites vibration by supplying power to the conversion element,
In the electronic circuit board, a holding portion disposed between the electro-mechanical energy conversion element and the elastic body is configured by a base member and a wiring pattern formed on the base member. A vibrating body, wherein the outer diameter of the base member is larger than the electromechanical energy conversion element over substantially the entire circumference.
前記配線パターン部の外径は、略全周にわたって前記電気−機械エネルギ変換素子よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の振動体。The vibrating body according to claim 1, wherein an outer diameter of the wiring pattern portion is larger than the electromechanical energy conversion element over substantially the entire circumference. 前記弾性体の外径は、略全周にわたって前記基材部よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の振動体。The vibrating body according to claim 1, wherein an outer diameter of the elastic body is larger than the base portion over substantially the entire circumference. 前記基材部がフレキシブル性を有する材料からできていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の振動体。The vibrating body according to claim 1, wherein the base member is made of a flexible material. 前記電子回路基板上に電気部品を実装したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の振動体。The vibrating body according to claim 1, wherein an electric component is mounted on the electronic circuit board. 請求項1から5のいずれかに記載の振動体を有することを特徴とする振動波駆動装置。A vibration wave driving device comprising the vibration body according to claim 1. 前記振動体の駆動面に加圧接触する接触体を有し、前記振動体と前記接触体とを相対的に移動させることを特徴とする請求項6に記載の振動波駆動装置。The vibration wave driving device according to claim 6, further comprising a contact body that presses and contacts a driving surface of the vibration body, and that relatively moves the vibration body and the contact body.
JP2002343306A 2002-11-27 2002-11-27 Vibrator and vibration wave driver Pending JP2004180416A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002343306A JP2004180416A (en) 2002-11-27 2002-11-27 Vibrator and vibration wave driver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002343306A JP2004180416A (en) 2002-11-27 2002-11-27 Vibrator and vibration wave driver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004180416A true JP2004180416A (en) 2004-06-24

Family

ID=32705109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002343306A Pending JP2004180416A (en) 2002-11-27 2002-11-27 Vibrator and vibration wave driver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004180416A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010041533A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-15 コニカミノルタオプト株式会社 Ultrasonic motor and piezoelectric oscillator
WO2016153066A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Vibration actuator having a stable rotational driving performance, and electronic apparatus
WO2024106146A1 (en) * 2022-11-14 2024-05-23 キヤノン株式会社 Vibration wave motor, optical device, and electronic device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010041533A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-15 コニカミノルタオプト株式会社 Ultrasonic motor and piezoelectric oscillator
WO2016153066A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Vibration actuator having a stable rotational driving performance, and electronic apparatus
JP2016182018A (en) * 2015-03-25 2016-10-13 キヤノン株式会社 Vibration type actuator, barrel, and imaging apparatus
WO2024106146A1 (en) * 2022-11-14 2024-05-23 キヤノン株式会社 Vibration wave motor, optical device, and electronic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5265370B2 (en) Electromechanical wave device
JP2004297951A (en) Ultrasonic vibrator and ultrasonic motor
JP2004104984A (en) Ultrasonic linear motor
KR101113804B1 (en) Vibration generator and electronic apparatus
JPH07163162A (en) Ultrasonic oscillator
JP2001352768A (en) Multilayer electromechanical energy conversion element and oscillation wave driver
JP5298999B2 (en) Multilayer piezoelectric element
JP2011061888A (en) Oscillatory actuator
JP6541448B2 (en) Vibration type drive
JP2004180416A (en) Vibrator and vibration wave driver
JP2003009555A (en) Laminated electrical energy-mechanical energy transducer and vibration wave drive device
JPH1146487A (en) Vibration actuator
JP2013182904A (en) Lamination type piezoelectric actuator
JP5031153B2 (en) Laminated electro-mechanical energy conversion element and vibration wave drive device
JP2004289965A (en) Piezoelectric actuator, arrangement equipped therewith, and manufacturing method for piezoelectric actuator
JPH11235058A (en) Vibrator and vibraton wave actuator
JP4658530B2 (en) Ultrasonic vibrator and ultrasonic motor using the same
JP2006320119A (en) Ultrasonic motor
JP4516365B2 (en) Ultrasonic motor
JP2012199570A (en) Manufacturing method of laminated piezoelectric element
JP2671480B2 (en) Ultrasonic motor
JPH07213080A (en) Power feeder, power feeder wiring of stator in ultrasonic motors and its manufacture
JP2005176479A (en) Oscillating body and oscillating wave actuator
JP4721559B2 (en) Ultrasonic motor device
JP5328109B2 (en) Multilayer piezoelectric element and vibration wave drive device